1 «Атомдық физика». Сабақтың мақсаты: 1.Құрамына протон, нейтрон және электрон кіретін атомның қарапайым моделін білу. Оқыту мақсаттарына сәйкес сабақтың. - презентация

1 1 «Атомдық физика»

2 Сабақтың мақсаты: 1.Құрамына протон, нейтрон және электрон кіретін атомның қарапайым моделін білу. Оқыту мақсаттарына сәйкес сабақтың мазмұнын түсіну; 2.Тақырыптың құрылымын терең меңгеру әрекетін дамыту, ішінен ең құндысын бөліп алу әрекетін ұйымдастыру. Таным объектілерін салыстыра білуін, қорытындылар жасай білу машығын жетілдіруіне жағдай жасау. 3.Қарым- қатынас мәдениетін және азаматтық сананы қалыптастыру. Отансүйгіштікке, адамгершілікке тәрбиелеу. 2

3 3 Күтілетін нәтиже Оқушылар сабақ соңында мұғалімнің көмегінсіз: Ядроның протонды–нейтронды моделін, ядроның құрылысы мен қасиеттерін сипаттай біледі; Химиялық элементтердің түрлі нейтрондар саны бар изотоптарының бар болатындығын біледі; α, β және γ – сәулеленудің табиғаты мен қасиеттерін түсіндіреді;

4 4 Күтілетін нәтижеге сәйкес оқыту мақсаттары Оқу тарауыОқыту мақсаттары Дағдылар Ядролық физика α-бөлшектердің таралу экспериментінің нәтижелері бойынша ядроның бар болуын және оның кішкене көлемін түсіндіру. Білу және түсіну Химиялық элементте түрлі нейтрондар саны бар изотоптардың бар болатындығын білу Білу және түсіну α, β және γ – сәулеленудің табиғаты мен қасиеттерін білу және түсіндіру Білу және түсіну Коммуникация

5 Логикалық схема құрастырыңыз: Молекула өріс Электрон Атом Ядро зат Материя

6 Дұрыс жауабы: Молекула өріс Электрон Атом Ядро зат Материя

7

8 Томсон моделі 1898 жылы ағылшын ғалымы Дж. Томсон электрон

9 9 Жаңа тақырып Атомның ядролық моделі Атом құрылысы туралы ілім заттың қасиеттері туралы мәліметтердің жиналуына қарай дамыды жылы алғаш рет В. Вебер айтқан «Электрондар атом құрамына кіреді» деген атомның электронды құрылымы туралы пікірін Х. Лоренц дамыта отырып электронды теорияны жасады. Осы теорияға сүйене отырып Дж. Томсон 1898 ж. радиусы м болатын оң зарядталған шар тәрізді, ал оң зарядты бейтараптайтын электрондар оның ішінде жүзіп жүреді деген атом моделін ұсынды. (1 сурет) Оң зарядталған атом электрондар

10 10 Резерфорд тәжірибесі 1911ж ағылшын физигі Э. Резерфорд α-бөлшектерді жұқа алтын қабатынан өткізу арқылы бөлшектердің біраз бөлігі алғашқы бағытынан біршама бұрышқа ауытқитынын, енді біраз бөлігі алтын фольгадан шағылатынын байқады. (2-сурет)

11 11 Видео «Резерфорд тәжірибесі»

12 Резерфорд тәжірибесі 12 Бірақ Томсонның атом моделі бойынша бөлшектер тек 2 0 ғана ауытқи алады. (3- сурет) Резерфорд тәжірибесі Томсон моделінің қарама қайшылықтарын көрсетті. Осы тәжірибесі негізінде Резерфорд атом құрылысының ядролық (планетарлық) моделін ұсынды (4 - сурет) 1)Атом көлемінің басым бөлігі «бос кеңістік» және өлшемі атом радиусынан анағұрлым аз ядродан тұрады (5 - сурет) 2)Атомның барлық дерлік массасы ядрода жинақталған. 3)Электрондардың теріс заряды атомның барлық көлеміне таралған. 3-сурет 4-сурет 5-суре т

13 тест

14 Атом ядросы 14

15 Резерфорд Томсон

16 Резерфордтың планетарлық моделі м м электрон ядро + орбита

17 17 Видео «атом құрамы, ядро заряды»

18 Атом ядросы 18 1 – иондық көз; 2, 4 - саңылаулы диафрагмалар; 3 - біртекті және тұрақты электр өрісі мен магнит өрісінің ауданы; 5 - біртекті және тұрақты магнит өрісінің ауданы; 6 - ион траекториясы ; 7-детектор 6-сурет

19 19 Атом ядросының массасы

20 Ядролық физикадағы өлшем бірліктер

21 21 Атом ядросының пішіні мен өлшемі Эксперименттік зерттеулерге сүйене отырып атом ядросының пішінін сфера тәрізді деп қарастыруға болады. Осыдан атом ядросының радиусын жуықтап мына формуламен алуға болады: Мұндағы, А - массалық сан

22 Атом ядросының құрамы 22 A - нуклондар саны, яғни протондар мен нейтрондардың қосындысы (немесе массалық сан) Z - протондар саны (электрондар санына тең) N - нейтрондар саны 9-сурет

23 23 Изотоптар Химиялық қасиеттері бірдей, физикалық қасиеттері әр түрлі немесе ядролық зарядтары бірдей, массалық сандары әртүрлі элементтердің атомдарын изотоптар деп атаймыз. (грек тілінде «isos» - бірдей, «topos» – орын) (10 сурет) Мысалы, Табиғаттағы химиялық элементтер шамамен – 100 болса, онда изотоптар артық. 10-сурет

24 24 Анимация «ядролық күш»

25 25 Ядролық күш Ядродағы нуклондарды ыдырап кетуден сақтап, берік байланысты қамтамасыз ететін күштер ядролық күштер деп аталады Ядролық күштің ерекшеліктері: 1.Ядролық күштер электростатикалық күштерден шамамен 35 есе, ал гравитациялық күштерден есе артық болатын тек тартылыс күші болып табылады. 2.Сонымен қатар ядролық күштер қысқа әрекет күштер (10 –14 –10 –15 м). 3.Ядролық күштер бөлшекте зарядтың болуына тәуелді емес. 4.Ядролық күштер қаныққыш күштер, демек тек өзіне жақын көршілерімен ғана әрекеттеседі. 5.Ядролық күштер Жердегі барлық заттардың ядроларының тұрақтылығын қамтамасыз ететін күшті әрекеттесу деп аталатын іргелі өзара әрекеттесу күштері.

26 26 Табиғи радиоактивтілік Өздігінен сәуле шығаратын химиялық элементті радиоактивті деп, ал осы сәуле шығару құбылысын радиоактивтілік деп атайды (латынша radio – сәуле шығару, activus - әрекетті). Табиғи радиоактивтіліктің ашылу тарихы француз ғалымы А. Беккерельдің 1886 ж уран атомының сыртқы әсерсіз өтімділігі жоғары белгісіз сәулелерді шығаратынын анықтағанымен байланысты. Белгісіз сәулелер: 1. фотопластинаға химиялық әсері бар; 2. газдарды иондайды; 3. кейбір қатты денелер мен сұйықтардың люменсценциясын туғызады ж М. Склодовская-Кюри мен П. Кюри уран кенін зерттеу барысында жаңа элементтер торий, полоний сол сияқты ең күшті радиоактивті элемент радийді ашты. Жалпы реттік нөмірі 83 басталатын химиялық элементтердің барлығы дерлік радиоактивті болып табылады.

27 27 Радиоактивті сәулелену түрлері Э. Резерфорд пен П. Кюри зерттеулері кезінде радиоактивті сәуленің құрамының күрделі екенін анықтаған. Қалың қорғасын қабатты ыдыстың ішінде орналасқан радиоактивті радийден шыққан сәулелерге перпендикуляр бағытта күшті магнит өрісі әсер етеді. Ыдыстың ішінен арна арқылы шығатын сәулелерге қарсы фотопластина орнатылған. Қондырғы вакуумде. Магнит өрісінен өткен сәулелер үш шоққа бөлінеді. Сәйкесінше альфа (α) – сәуле; бета (β) – сәуле; гамма (γ) - сәуле. (11 сурет)

28 28 альфа (α) – ыдырау Өздігінен ыдырау процесінде α-бөлшектер ядродан ұшып шықса, альфа (α) – ыдырау деп атайды. Ыдырау кезінде атом ядросы Z зарядтық саны екіге және А массалық саны төртке кем туынды ядроға түрленеді. Атомдық нөмірі Z 82 ауыр ядроларда альфа - ыдырау байқалады. α-бөлшектің өтімділік қабілеті төмен, ауадағы еркін жүру жолы 3-7 см. Қалың қағаз қабатында жұтылады. Иондаушы қабілеті жоғары, осыған байланысты энергиясын тез жоғалтады.

29 29 бета (β) – ыдырау Ядро электр зарядын бір заряд бірлігіне өзгерту арқылы, протонның нейтронға немесе нейтронның протонға айналуы кезінде ядродан электрон (немесе позитрон) ұшып шығуымен өтетін процесс бета (β) – ыдырау деп аталады. Ыдырау 1913 ж ағылшын ғалымы Ф. Содди тұжырымдаған ығысу ережесіне бағынады. Бета – ыдырау кезінде атом ядросының зарядтық саны Z бір заряд бірлігіне артады, массалық саны өзгермейді. Ядрода электронның пайда болуы осы нейтронның ыдырауы нәтижесінде.

30 30 бета (β) – ыдырау Бета – ыдырау кезінде туынды ядро мен электрон жүйесінің энергиясы ыдырауға дейінгі аналық ядро жүйесінің энергиясынан кем болатыны анықталған ж В. Паули β-ыдырау кезінде электроннан басқа тағы бір бөлшек (А=0, Z=0) бөлінеді деп болжаған. β-ыдырауда жетіспей тұрған энергия осы бейтарап бөлшектікі болу керек. Э.Фермидің ұсынысы бойынша бұл бөлшекті нейтрино (итальянша neitrino - кішкентай нейтрон) деп атаған. Нейтриноны тек 1956 ж ғана тіркеу мүмкін болған. Антинейтрино осы бөлшектің антибөлшегі. Электрондық ыдыраудан басқа позитрондық ыдырау да өтуі мүмкін. Позитрондық радиоактивтік кезінде ядродағы протонның біреуі нейтронға айналып, позитрон мен электрондық нейтрино ν бөлініп шығады α-бөлшекке қарағанда, β-бөлшектің өтімділігі жоғары, ауада еркін жүру жолы 1м, бірақ қалыңдығы 1мм металл қабатынан өтпей қалады.

31 31 гамма γ-сәуле шығару γ –сәулесінің толқын ұзындығы өте қысқа Сондықтан γ –сәулесінің өтімділігі ең жоғары, қалыңдығы 10 см болатын қорғасын қабатынан өте алады, ауадағы еркін жүру жолы 120 м ж П. Виллард ядролық сәуле шығарудың құрамындағы үшінші құраушыны тапқан және оны гамма γ-сәуле шығару деп атады. γ-сәуле шығару магнит өрісінде ауытқымайды, демек заряды жоқ. Бұл радиоактивтік ыдыраудың жеке түрі емес, тек α – және β- ыдыраулармен қабаттаса жүретін процесс. γ-ыдыраудың формуласы: қозған аналық ядро Х - оның қалыпты күйдегі нуклиді

32 32 Сабақты бекіту тапсырмалары Топтық жұмыс 1.Келесі элементтердегі нуклондар, протондар, нейтондар санын анықтаңдар: 11 Na Na 21 4 B 9 3 Li 7 6 C 12 7 N 14 9 F Al U Pb Келесі элементтердің айырмашылықтары неде? 8 О 17 және 8 О U 235 және 92 U 239

33 33 Пән: физикаСынып : 10 Ядролық физика Тақырып: Атомның ядролық моделі. Атом ядросы. Изотоптар Оқыту мақсаттары: α-бөлшектердің таралу экспериментінің нәтижелері бойынша ядроның бар болуын және оның кішкене көлемін түсіндіру; Химиялық элементте түрлі нейтрондар саны бар изотоптардың бар болатындығын білу α, β және γ – сәулеленудің табиғаты мен қасиеттерін білу және түсіндіру Дағдылар Жетістік критерийлері ЖеттіТалпынадыМұғалім ескетуі Егер төмендегі жетістік критерийлерін орындаса, оқушы оқу мақсатына жетеді Білу және түсінупротондарды, нейтрондарды және орбитальды электрондарды (бөлшектердің зарядтарын) қоса алғанда атомдық ядроны үлгілеу үшін белгіленген диаграмманы пайдаланады Тақырып бойынша негізгі терминдерді білу изотоп терминіне анықтама береді Коммуникация және рефлексия Топ ережесін орындайды, өз ойын еркін жеткізеді

34 34 Қалыптастырушы бағалау жұмысты Тест тапсырмалары

35 35 Қалыптастырушы бағалау жұмысты 5. Нейтронды ашқан ғалым А) Дж. Чедвик В) М. Планк С) А. Эйнштейн Д) Беккерель С) Кюри 6. Ядроның тұрақтылығын немен түсіндіруге болады? А) Электрлік күштермен В) Ядролық күштермен С) Гравитациялық Д) Беккерель С) Кюри

36 36 Қалыптастырушы бағалау жұмысты

37 10. α,β,γ – cәуле шығару түрлерінің қайсысының өтімділік қасиеті ең жоғары? А) α-бөлшектер В) β-бөлшектер С) γ -бөлшектер Д) үшеуінде бірдей С) β- мен γ -бөлшектер 11. β-сәуле шығару дегеніміз не? А) электрондар ағыны В) протондар ағыны С) гелий атомы ядроларының ағыны Д) нейтрондар ағыны С) нейтринолар ағыны 12. α -сәуле шығару дегеніміз не? А) электрондар ағыны В) протондар ағыны С) гелий атомы ядроларының ағыны Д) нейтрондар ағыны С) нейтринолар ағыны

38 38 Тест жауаптары 1.Д 2.А 3.А 4.А 5.А 6.В 7.А 8.В 9.Е 10.С 11.А 12.С

39 Пән: физикаСынып : 12 Ядролық физика Тақырып: Атомның ядролық моделі. Атом ядросы. Изотоптар Оқыту мақсаттары: α-бөлшектердің таралу экспериментінің нәтижелері бойынша ядроның бар болуын және оның кішкене көлемін түсіндіру; Химиялық элементте түрлі нейтрондар саны бар изотоптардың бар болатындығын білу α, β және γ – сәулеленудің табиғаты мен қасиеттерін білу және түсіндіру ДағдыларЖетістік критерийлеріЖеттіТалпынады Мұғалім ескетуі Оқушы оқу мақсатына жетеді, егер он екі сұрақтың онын дұрыс орындайды Білу және түсіну Ядроның протонды–нейтронды моделін, ядроның құрылысы мен қасиеттерін сипатын біледі Химиялық элементтердің түрлі нейтрондар саны бар изотоптарының бар болатындығын біледі Тақырып бойынша негізгі терминдерді білу α, β және γ – сәулеленудің табиғаты мен қасиеттерін түсінеді

40 40 Кері байланыс Мен не білдім? Мен үшін бұл жаңалық болды Бұл туралы көбірек білгім келеді

41 41 Үйге тапсырма 8 тарау. Атом ядросының физикасы § 8.1, 8.2, 8.4 (С.Тұяқбаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт «Физика» 11 сынып. Алматы Мектеп баспасы 2011ж ) Өз бетінше шығаруға арналған есептер: (255-бет), (259-бет)

42 42 Пайдаланылған әдебиеттер 1. Н.И.Гольдфарб «Задачник 10-11» Москва «Дрофа» И.М.Гельфгат «1001 задача по физике» Москва «Илекса» Douglas C. Giancoli General Physics V II New Jersey 4. В.А.Волков «В помощь школьному учителю» Москва «Вако» С.Тұяқбаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт «Физика» 11 сынып. Алматы Мектеп баспасы 2011ж 6. «Назарбаев Зияткерлік мектептері» ДББҰ оқушылардың білімдерінің күтілетін нәтижесін критериалдық бағалауды өткізудің Ережелері 7. Критериалды бағалаудың кіріктірілген моделі «Назарбаев Зияткерлік мектептері» дербес білім беру ұйымы 8.

43 43