Слайд 2
Сабақтың мақсаты:
Білімділік: атомның құрылысы, атом ядросы, ядролық әнергия
тарау бойынша қайталау, теориялық және практикалық білімін пысықтау;
Тәрбиелік: алған
білімдерін жүйелеп отыруға тәрбиелеу, өзара жолдастық көмек көрсете білуге және жауапкершілікті сезіне білуге тәрбиелеу;
Дамытушылық: зейіні мен зердесін дамыту, белсенділіктері мен қабілеттіліктерін арттыру;
Слайд 3
Сабақтың барысы:
Ұйымдастыру кезеңі;
Жаңа сабақты түсіндіру;
Есептер шығару;
Қорытындылау;
Тестік тапсырмалар;
Слайд 4
. Атомның тарихы 19 ғ-дың соңында ашылған электрон
мен радиоактивтіліктің қасиеттерін анықтаудан басталады.
Атом
туралы ұғым ертедегі гректерден бастау алды. Бірақ ол материяның бөлінбейтін тұтас бөлшегі деген теріс ұғым болып қалыптасты.
Атом құрылысының күрделі екендігі Дж. Томсон ашқан электронның қасиеттерінен байқала бастады.
Слайд 5
ТОМСОН Джозеф Джон
18.12 1856 ж. – 30.08. 1940
ж.
1906 ж-Нобель сыйлығы.
Слайд 7
Классикалық физика негіздеріне сүйеніп атомның құрылысы
мен негізгі қасиеттерін теориялық тұрғыдан түсіндіруге тырысқан. Эрнест Резерфорд
атом құрылысының моделін ұсынды.
Слайд 8
Эрнест
Резерфорд
(1871–1937)
Слайд 9
Атомның ішінде электр зарядтарының орналасу тәртібін анықтау үшін
1911 жылы Резерфорд өзінің шекірттері Г. Гейгер және Э.Марсденмен
бірге альфа -бөлшектер шоғын өте жұқа алтын фольгадан өткізіп, бірнеше тәжірибелер жасады. Осы тәжірибелерді зерделеу нәтижесінде атомның ядролық, басқаша айтсақ, планетарлық моделі өмірге келді.
Слайд 11
Атомның планетарлық моделі
Ядро
Электрондық қабықша
Электрондар
Слайд 12
Прибордың ішінде фольга болмағанда дөңгелек пайда болады
Слайд 13
Прибордың ішіне фольганы орналастырғанда ауытқулар пайда болады
Слайд 16
qя = + Z • e
Атом ядросының заряды
Ядроның
өлшемі, заряды
Ядроның диаметрі 10-12 - 10-13 см,
атомның диаметрі
10-8 см
qэ = - Z • e
qя -Атом ядросының заряды
Z - элементтің Менделеев кестесіндегі реттік нөмірі
- әрбір электронның немесе протонның заряды бір элементар зарядқа (е =1,6 • 10 -19Кл) тең;
- кез келген элемент атомының ядросындағы протондар элементтің Менделеев кестесіндегі реттік нөміріне тең.
Уран ядросының 92U238 заряды (qЯ= +92 · е)
заряд саны Z=92
Слайд 18
Протон
Нейтрон
Нуклид
1932 жылы Резерфордтың шәкірті ағылшын
ғалымы Джеймс Чедвик ядроның құрамына кіретін жаңа бөлшек –
нейтронды ашты.
Нуклон
Слайд 20
Нақты бір элементтің ядроларындағы протондар саны (Z) өзгермейді,
нейтрондар саны әртүрлі болып кездеседі. Осыған сәйкес химиялық элементтің
ядролардағы нуклондар саны (А) өзгеріп отырады.
Химиялық элемент zХА
A = N + Z
Массалық сан
Заряд саны
Нейтрон саны
Z - рет саны, протон саны
А - нуклон саны
Слайд 21
Бір–бірінен тек ядросындағы нейтрондар санына қарай
ажыратылатын элемент түрлерін изотоптар деп атайды.
Сутегінің үш түрлі изотоптары
1Н1, 1Н2, 1Н3
Слайд 23
Бордың бірінші постулаты
Атомдар, тек стационарлық күйлер деп аталатын
қандай да бiр күйлерде ғана бола алады. Бұл күйдегi
электрондар ядроны айнала үдей қозғалғанымен өзiнен сәуле шығармайды. Бірінші қағида немесе орнықты күйлер қағидасы: атомдағы электрондар кез келген энергиясы бар орбиталармен емес, тек белгілі бір энергиясы бар орбиталар бойымен қозғалады. Оларды орнықты орбиталар деп атайды. Орнықты орбиталардың энергиясы тек белгілі бір дискретті (үзікті) мәндерді ғана иеленеді. Электрондар мұндай орнықты орбита бойымен қозғалып жүргенде сәуле шығармайды.
Слайд 24
Бордың екінші постулаты
Сәуле шығару немесе жұту тек бiр
стационарлық күйден екiншi стационарлық күйге өткен кезде ғана болады.
Ал шығарылған немесе жұтылған сәуленiң жиiлiгi мына шарттан анықталады:
һν = En – Em
Мұндағы En және Em осы стационар күйлердiң энергиясы, ал h– Планк тұрақтысы. Екінші қағида немесе сәуле шығарудың жиіліктік шарты: атом бір орнықты күйден екінші бір сондай күйге ауысқанда ғана жарықтың бір фотонын жұтады не шығарады. Шығарылған не жұтылған фотонның энергиясы (һν) екі орнықты күй энергияларының (Enжәне Em) айырымына тең.
Атомдардың энергетикалық күйлерiн энергия деңгейлерi арқылы белгiлеп, сәуле шығару және жұту үрдiстерiн көрнектi түрде көрсету ыңғайлы.
Слайд 25
1890 ж. И.Ридберг Бальмер сериясындағы спектр сызықтарының
жиілігін
анықтаудың формуласын ұсынды
Слайд 27
Ядролық күштер
Ядрода нуклондарды берік байланыста ұстап тұратын күшті
ядролық күш деп атайды. Бұл күш кулондық күштен 100
есе, ал гравитациялық күштен 10 38 есе үлкен болады.
Ядролық күштердің қасиеттері:
- қысқа әрекетті
- зарядтарға тәуелсіз
- қаныққыш
Слайд 28
Кез келген химиялық элементтің тыныштықтағы атомы ядросының массасы
оны құрайтын дербес протондар мен нейтрондар массаларының қосындысынан кіші болады.
Атом ядросынан бір нуклонды бөліп
алу үшін, оны ұстап тұрған ядролық күшке қарсы жұмыс атқарылуы, яғни ядроға белгілі мөлшерде энергия берілуі қажет. Атом ядросын түгелімен жеке нуклондарға ыдырату үшін қажетті минимал энергияны ядроның байланыс энергиясы деп атайды.
Энергияның сақталу заңы бойынша дәл осындай энергия дербес протондар мен нейтрондар ядроға біріккенде бөлініп шығады. Ядролық тарту күшінің жұмысы есебінен нуклондардан атом ядросы түзілгенде пайда болатын массалар айырымын массалар ақауы деп атайды.
Слайд 30
Массалар ақауын есептеу формуласы
Ядроның байланыс энергиясының формуласы
Ядролық физикада
массаның атомдық бірлігі (1 м.а.б.), ал энергия үшін мегаэлектронвольт
(МэВ) қолданылатынын ескеріп, формуланы осылайша жазуға болады:
Слайд 32
Ядролық реакцияларда ядролық түрленумен қабаттаса оның ішкі энергиясы,
яғни байланыс энергиясы өзгереді.
Бөлшектермен ядролардың реакцияға түскенге дейінгі және
реакциядан кейінгі тыныштық энергияларының айырымын ядролық реакцияның энергетикалық шығуы деп атайды.
Слайд 33
Атом ядросы өзара әсерлер кезінде бір-біріне айналады. Бұл
айналуларға қатысқан бөлшектердің кинетикалық энергиясының артуы немесе кемуімен қабаттаса
жүреді. Атом ядроларының элементар бөлшектерімен немесе бір-бірімен өзара әсерлесуі кезінде болатын өзгерістер ядролық реакциялар деп аталады.
Слайд 35
Алғашқы ядролық реакцияны Резерфорд жасады
Слайд 37
Уран ядросының бөлінуін 1938жылы неміс ғалымдары О. Ган
мен Ф. Штрассман ашты.
1939 жылдың басында ағылшын ғалымы
О. Фриш австралиялық ғалым Л. Мейтнер нейтронды қармап алған уран ядросының екі жарықшаққа бөлінгендігін анықтады.
Уран ядросының бөлінуі ядроның тыныштық массасы бөлінуі кезінде пайда болатын жарықшақтардың тыныштық массаларының қосындысынан артық болғандықтан ғана жүзеге асады.
Тыныштық массасының кемуіне балама энергия бөлініп шығады.
Толық масса сақталады,өйткені үлкен жылдамдықпен қозғалатын жарықшақтардың массасы олардың тыныштық массаларынан артық болады.
Слайд 39
Тізбекті ядролық реакция деп оны туындатын бөлшектер (нейтрондар)
осы реакцияның өнім ретінде пайда болатын реакцияны айтады.
Тізбекті ядролық
реакциялар
Слайд 41
Термоядролық реакциялар
- бұл жеңiл атом ядроларының арасындағы (
және одан жоғары 108) температуралар жанында өте биiк ағатын
ядролық реакциялар. Толық иондалған плазманың күйiнде бұл затта болады. Биiк температуралардың қажеттiлiгi термоядролық реакциядағы ядролардың араласып кетуi үшiн олар өте аз қашықтықтарға жақындау және ядролық күштердiң әсерiнiң саласына үйту үшiн керек ұғындырылады. Бұл жақындауға аттас оқтаулы ядро жұмыс iстейтiн кулонның тебiсу күштерiн кедергi келтiредi. Олар жеңу, ядро керемет үлкен кинетикалық энергиямен ие болуы керек болу үшiн. Жылытуға араластыруға жұмсаған жiгердi термоядролық реакцияның ағуынан кейiн реакция ағу барысында сараман энергиямен орны толтырылады.
Слайд 42
Нейтрондардың көбею коэффиценті [k] –нейтрондардың кез келген бір
«буынындағы» санының алдыңғы «буынындағы» санына қатынасын айтады.
Тізбекті бөліну
реакцияның k- коэффициенті үлкен немесе бірге тең болуы қажет.
Слайд 43
Егер
k ≥ 1, онда тізбекті реакция жүреді;
k
1, нейтрондар саны уақытқа байланысты азаяды да,тізбекті реакция тоқтап
қалады;
k = 1 – онда нейтрондар саны уақыт өтуімен өзгермей,тізбекті реакция тұрақты;
k = 1,01 – жарылыс;
Слайд 47
9. Бетке перпендикуляр түскен толқын ұзындығы 4,9*10-7 м
жарық оған 5*10-6 Па қысым түсіреді. Осы беттің аудан
бірлігіне секунд сайын қанша фотон түседі? Жарықтың осы беттен шағылу коэффиценті 0,25.
10. Радиоактивті препараттар шығаратын альфа бөлшектер неге ауыр элементтерде ядролық реакция жүргізе алмайды ?
11. Сутегі атомындағы электронды толқын ұзындығы 4,86 *10-7 м фотон атомымен сәулелендіргенде электрон атомы қаншаға өзгереді?
12. Сутегі атомында электронның 3-і орбитадан бірінші орбитаға ауысқандағы фотонның энергиясын анықтаңдар.
![Нейтрондардың көбею коэффиценті [k] –нейтрондардың кез келген бір «буынындағы» санының алдыңғы «буынындағы»](/img/tmb/6/507887/bc1cd70f8bbda23a812a3b88660eb020-720x.jpg "Атом және ядролық физика")
