«Электр заряды» ұғымын енгізу «атом құрылыс» тақырыбын меңгерумен басталады. Электр заряды әрқашан қандай да бір денемен (бөлшекпен) байланысты және өздігінен өмір сүре алмайды, өйткені ол бөлшектердің (немесе денелердің) белгілі бір қасиеттерінсипаттайды, атап айтқанда, бір-бірімен электр өрістері арқылы белгілі бір түрде өзара әсерлесу қасиетін сипаттайды. Барлық денелер электрленеді, электрленбейтін дене болмайды, электрленген денелер басқа барлық денелерге қатысты өздерінің қасиеттерін білдіреді. Алайда электр заряды ұғымы сонымен қалыптасып біткен деп ұйғару дұрыс болмас еді. Бұл – күрделі ұғым. Электр заряды дискретті, яғни шексіздікке дейін бөлінбейді; минималды элементар электр заряды бар. Теріс электр зарядын тасушы элементар бөлшек – электрон болып табылады (және, мысалы, теріс мю-мезон), элементар оң заряд - протон (оң мю-мезон, позитрон). Электрон жайында ұғым Электрон жөнінде түсінік енгізу үшін электр зарядының бөлінгіштігі мен дискреттілігін көрсету қажет. Электр зарядының бөлінгіштігі зарядтардың бір бөлігінің зарядталған бір денеден екінші зарядталмаған денеге ауысуын көрсететін қарапайым тәжірибелерден анық. Электр зарядының дискреттілігі Иоффе мен Милликеннің едәуір күрделі тәжірибелерімен дәлелденген болатын. Мұнда бұл тәжірибелерді толық түсіндіріп жатпай, олардың мәнісін ғана қарастырамыз. Электр өрісінде конденсатордың зарядталған пластиналарының арсындағы өлшемдері шағын қандай да бір денеге түсіреді: Милликен тәжірибесінде – бір тамшы май, ал Иоффе тәжірибесінде металл тозаңы. Тамшыны немесе тозаңды микроскоппен бақылайды. Конденсатор астарларының арасындағы кеңістікті ультракүлгін немесе рентген сәулелерімен жарықтандырып, тозаңның немесе тамшының зарядын алмастыра аламыз. Электр зарядтарының дискреттелігін дәлелдеу жөніндегі мәселе, яғни Иоффе мен Милликен тәжірибелері жөніндегі мәселе, 8-класс оқушыларына баяндау үшін күрделі. Шыныда да, оқушылар рентген және ультракүлгін сәулелер жөнінде білмейді, оларға конденсатор жөнінде ұғым берілген жоқ, есептеулер олардың шама-шарқына лайық емес. Сондықтан бұл мәселені 8-класс оқушыларына тек сипаттау түрінде ғна берген жөн. Ток күші, кернеу, кедергі Тақырыптың оқу материалы қарапайым электр тізбектерін меңгеруге, оқушыларға электродинамикалық негізгі ұғымдар мен шамаларды: «ток күші», «кернеу», «кедергі» қалыптастыруға, сондай-ақ осы үш шаманың арасындағы функционалдық тәуелділікті, яғни тізбек бөлігіне арналғн Ом заңын тағайындауға арналған. Электр тогы 8-класта электр тогының анықтамасын электр зарядтарының тәртіптелген қозғалысы деп анықтау керек. Алайда тұрақты токты оқып үйрену барысында барлық негізгі ұғымдарды негізінен металдардағы электр тогы мысалымен енізген жөн. Бұл жағдайда электр тогы - еркін электрондардың электр өрісінің әсерінен тәртіптелген қозғалысы деп анықталады. Бұл ұғымды бірқатар тәжірибелер мен аналогиялар негізінде қалыптастырылады. Бұл үшін ең алдымен зарядталған электроскоптан зарядталмаған электроскопқа электр зарядтарының өткізгіш бойымен ағып өтуіне арналған тәжірибе жасалады. Іс жүзінде ток көздері деп аталатын ерекше құрылғының көмегімен өткізгіш ішінде электр өрісі қоздырылып және электр тогының ұзақ уақыт болуы қамтамасыз етіледі. Ток көздері Ток көздерінде энергияның қандай да болмасын бір түрі (механикалық, ішкі) электр энергиясына айналатыны түсіндіріледі. Демонстрацияланған тәжірибеде механикалық энергия электр энергиясына айналады. Кейінрек ролі туралы мәселеге электр тізбегін қарастыруға байланысты қайта оралу қажет болады. Әрі қарай токтың бағыты туралы мәселені түсіндірген жөн. Металл өткізгіштерде электрондар токтың қабылданған бағытына қарама-қарсы бағытта қозғалатынын оқушыларға ерекше ескерту керек. Алайда токтың бағыты туралы оқып үйренуді электр тогының әсерлерін қарастырғаннан кейін де жүргізуге болады. Мұның орынды болу себебі токтың бірқатар әсерлері (химиялық, магниттік) оның бағытына байланысты болғандықтан. Мұнан кейін химиялық ток көздерін: гальвани элементтері мен аккумляторларды оқып үйренуге көшеді. 8-класта химиялық ток көздерінде болатын процестерге түсінік берілмейді. Ток көздері құрылысының сипаттамасымен, жұмыс істеуін көрсетумен, оларды қолданудың кейбір ережелерін хабарлаумен және олардың ішінедегі энергия айналуының сипаты туралы жалпы мағұлымат берумен шектелген жеткілікті. Гальвани элементтерінің ішінен алғашқы ток көздері болып табылатындарын көрсетейік: Вольта элементі; демонстрациялық қондырғы Е.Н.Горячкиннің электролизге арналған жинағынан құрастырылады; Лекланшенің құрғақ элементі; элементтің жұмыс істеуі көрсетіледі және сонымен бірге барлық құрамды бөліктері көрінетін элемент қимасы беріледі. Қалта фонары батарейкасының жеке бөліктерін таратып берілетін материал ретінде қолданған пайдалы. Гальвани элементтерінде электродтар мен электролиттер шығындалып, мұнда химиялық энергия электр энергиясына айналатынын оқушыларға түсіндіру қажет. Лекланше элементінде цинк шығындалатыны айқын көрінеді. Ескі элементтің (қалта фонары батарейкасының қорабын) цинк электродының мүсәтірмен өзара әсерлесуінің нәтижесінде жартылай шығындалғанын (бұзылғанын) оқушыларға көрсеткен жөн; Аккумляторлар – екінші кезектегі ток көздері – қышқылды және сілтілі болады. Қышқылды аккумлятордың жұмыс істеу принципі алғашында Е.Н.Горячкиннің электролизге арналған приборымен көрсетіледі. Артынан қышқылды аккумлятордың, мысалы, автомобильдің, жұмыс істеуі, сонан соң оның қимасы және жеке бөліктері демонстарцияланады. Сілтілі аккумлятордың қызметін жұмыс істеп тұрғанда көрсетеді. Оның құрылысын мүмкіндігінше жарып көрсетілген аккумлятор қалбыры тілігінің көмегімен түсіндіру керек. 8-класта бағдарлама бойынша басқа ток көздері (фотоэлементтер, термоэлементтер) оқылмауы керек. Алайда сабақтарда олардың қызметін демонстарциялап көрсетсе пайдалы болар еді. Бұл ток кздерінің қазір практикада қолданылып жүргенін, ал келешекте жаңа ток көздері мұнан да кеңірек қолданылатынын мұғалім әңгімелеп беруі керек.
Достарыңызбен бөлісу: |
