Саба?ты? т?рі: жа?а білімді ?алыптастыру, жалпылау
Саба? ?дісі: баяндау, с?ра?-жауап
Саба? к?рнекілігі: суреттер, плакаттар.
Саба? барысы:
І. ?йымдастыру кезе?і. С?лемдесу; О?ушыларды т?гендеу. О?ушыларды? назарын саба??а аудару.
ІІ. ?ткен та?ырыптар бойынша с?ра?тар:
1. Ядролы? реакция дегеніміз не?
2. Жасанды радиоактивтік ?алай алынады?
3. Таби?и радиоактивтік ыдырау мен ядролы? реакцияларды? айырмашылы?тары бар ма?
ІІІ.Жа?а саба?.
Ядролы? реакцияларды? ішінде ауыр ядроларды?, ?сіресе уран ядроларыны? сырт?ы ?оздыр?ышты? ?серінен б?лінуіні? ?сері зор. ?йткені атом ядросында ?аламат энергия ?оры жина?тал?ан. Ядроны? ішкі энергиясын екі жолмен, я?ни же?іл ядроларды синтездеу реакцияларын ж?зеге асыру ар?ылы б?ліп алу?а болады.
Б?гінгі негізгі ма?сатымыз о?улы? бойынша ауыр ядроларды? б?лінуімен танысамыз. Ядролы? реакция дегеніміз не? Реакция кезінде ?андай са?талу за?дары орындалады? Таби?и радиактивті ыдырау менядролы? реакцияларды? айырмашылы?тары бар ма? Жасанды радиоактивтік ?алай алынады? Не себепті химиялы? реакция?а ?ара?анда ядролы? реакция кезінде орасан зор энергия б?лінеді?
Ядроны? б?ліну механизмі а,?,б,в 2-сурет Атом ядросыны? б?ліну процесін ядроны? тамшы моделіні? негізінде т?сіндіруге болады. Б?л модельге с?йкес нуклондарды? жиынты?ы зарядтал?ан с?йы?ты? тамшысына ??сауы ?ажет (2, а-сурет). Нуклондарды? арасында?ы к?штер, с?йы? молекулаларыны? арасында?ы к?штер сия?ты, ?ыс?а ?сер етуші болып табылады. Ядроны б?лшектерге ажыратып жіберуге тырысатын протондарды? арасында?ы к?п электростатикалы? тебілу к?шімен ?атар, одан да арты? ядролы? тартылыс к?ші ?сер етеді. Осы к?штер ядроны ыдыраудан са?тайды. Уран-235-ті? ядросы шар т?різді. Арты? нейтронды ж?тып, ядро ?озады да, деформациялана бастайды, сопа?тау т?рге келеді (2, ?-сурет). Созылы??ы ядро ?штарыны? арасында?ы тебілу к?ші бойынша да ?сер ететін ілінісу к?шінен арты? бол?анша, ядро созыла береді (2,в-сурет). Содан со? ядро екі б?лікке б?лініп, ?зіледі (2, б-сурет). Кулонды? тебілу к?штеріні? ?серінен б?л б?лшектер немесе жары?ша?тар жары? жылдамды?ыны? 1/30 б?лігіндей жылдамды?пен жан-жа??а ?шады.
УРАН ЯДРОЛАРЫНЫ? Б?ЛІНУІ Кейбір ауыр элементтерді? ядролары ?ана б?ліктерге б?ліне алады. Ядролар б?лінгенде екі-?ш нейтрон мен g-c?улелер шы?ады. Сонымен бірге к?п энергия б?лінеді. Уранны? б?лінетіндігіні? ашылуы. Уран ядроларыны? б?лінетіндігін 1938 жылы неміс ?алымдары О. Ган мен Ф.Штрассман аш?ан. Олар уранды нейтрондармен ат?ыл?анда, периодты? ж?йені? орта б?лігінде барий, криптон ж?не та?ы бас?а элементтерді? пайда болатынын тапты. Біра? б?л фактіні нейтронды ?армап ал?ан уран ядросыны? б?лінуі деп, 1939 жылды? басында, а?ылшын физигі О.Фриш пен Австрия физигі Л. Мейтнер бірлесіп д?рыс т?сіндірген еді. Ядроны? б?лінуі ауыр ядроны? тынышты? массасы б?лінуден пайда болатын жары?ша?тарды? тынышты? массаларыны? ?осындысынан к?п болуы н?тижесінде іске асады. Д?л осы себептен б?ліну реакциясымен ?оса ?абаттаса, тынышты? массасыны? кемуіне эквивалентті энергия б?лініп шы?ады. Б?л жа?дайда толы? масса са?талады, себебі жо?ар?ы жылдамды?пен ?оз?алатын жары?ша?тарды? массасы оларды? тынышты?та?ы массасынан арты?. 1-сурет Ауыр ядроларды? б?ліну м?мкіндігін меншікті байланыс энергиясы мен массалы? сан А арасында?ы т?уелділікті к?рсететін ?исы? сызы?ты? ж?рдемімен т?сіндіруге болады. Периодты? ж?йеде со??ы орындарды () алатын атомдар ядроларыны? меншікті байланыс энергиясы периодты? элементтер () ядроларыны? меншікті байланыс энергиясынан шамамен 1 МэВ-?а кем. Сонды?тан ауыр ядроларды? периодты? ж?йені? орта шеніндегі элементтер ядроларына б?ліну процесі "энергетикалы? тиімді" болады. Ж?йе б?лінуден кейін минимал ішкі энергиясы бар к?йге ауысады. Не??рлым ядроны? байланыс энергиясы к?п болса, ядро т?зілгенде со??рлым к?п энергия б?лініп шы?уы керек, демек, жа?адан пайда бол?ан ж?йені? ішкі энергиясы со??рлым аз болады. Ядро б?лінгенде ?рбір нуклон?а келетін байланыс энергиясы 1 МэВ-?а артады да, жалпы б?лінетін энергия орасан к?п, 200 МэВ-?а жуы? шама?а жетуге тиіс. Бас?а ешбір ядролы? реакция (б?лінумен байланысты емес) м?ншалы? к?п энергия б?ліп шы?армайды. Уран ядросы б?лінгендегі б?лініп шы?атын энергияны тікелей ?лшеу ар?ылы келтірілген пікірлерді? д?рысты?ы д?лелденген, оны? шамасы 200 МэВ бол?ан. Сонымен бірге, б?л энергияны? к?бі (168 МэВ) жары?ша?тарды? кинетикалы? энергиясы болып келеді. 1-суреттен сіздер Вильсон камерасында?ы б?лініп жат?ан уран жары?ша?тарыны? тректерін к?ресіздер. Ядро б?лінгендегі энергияны? тегі ядролы? емес, электростатикалы? болады. Жары?ша?тарда аса к?п кинетикалы? энергиясы кулонды? тебілу салдарынан пайда болады.
ІV. Пысы?тау.
1. Ядролы? реакция дегеніміз не?
2. Жасанды радиоактивтік ?алай алынады?
3. Таби?и радиоактивтік ыдырау мен ядролы? реакцияларды? айырмашылы?тары бар ма?
Сабақ тақырыбы: §8.9 Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті ядролық реакция. Кризистік масса.
Сабақтың мақсаты:
Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Ауыр ядролардың бөлінуімен таныстырып солар туралы түсінік қалыптастыру.
Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау
Сабақ әдісі: баяндау, сұрақ-жауап
Сабақ көрнекілігі: суреттер, плакаттар.
Сабақ барысы:
І. Ұйымдастыру кезеңі. Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.
ІІ. Өткен тақырыптар бойынша сұрақтар:
1. Ядролық реакция дегеніміз не?
2. Жасанды радиоактивтік қалай алынады?
3. Табиғи радиоактивтік ыдырау мен ядролық реакциялардың айырмашылықтары бар ма?
ІІІ.Жаңа сабақ.
Ядролық реакциялардың ішінде ауыр ядролардың, әсіресе уран ядроларының сыртқы қоздырғыштың әсерінен бөлінуінің әсері зор. Өйткені атом ядросында ғаламат энергия қоры жинақталған. Ядроның ішкі энергиясын екі жолмен, яғни жеңіл ядроларды синтездеу реакцияларын жүзеге асыру арқылы бөліп алуға болады.
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша ауыр ядролардың бөлінуімен танысамыз. Ядролық реакция дегеніміз не? Реакция кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Табиғи радиактивті ыдырау менядролық реакциялардың айырмашылықтары бар ма? Жасанды радиоактивтік қалай алынады? Не себепті химиялық реакцияға қарағанда ядролық реакция кезінде орасан зор энергия бөлінеді?
Ядроның бөліну механизмі а,ә,б,в 2-сурет Атом ядросының бөліну процесін ядроның тамшы моделінің негізінде түсіндіруге болады. Бұл модельге сәйкес нуклондардың жиынтығы зарядталған сұйықтың тамшысына ұқсауы қажет (2, а-сурет). Нуклондардың арасындағы күштер, сұйық молекулаларының арасындағы күштер сияқты, қысқа әсер етуші болып табылады. Ядроны бөлшектерге ажыратып жіберуге тырысатын протондардың арасындағы көп электростатикалық тебілу күшімен қатар, одан да артық ядролық тартылыс күші әсер етеді. Осы күштер ядроны ыдыраудан сақтайды. Уран-235-тің ядросы шар тәрізді. Артық нейтронды жұтып, ядро қозады да, деформациялана бастайды, сопақтау түрге келеді (2, ә-сурет). Созылыңқы ядро ұштарының арасындағы тебілу күші бойынша да әсер ететін ілінісу күшінен артық болғанша, ядро созыла береді (2,в-сурет). Содан соң ядро екі бөлікке бөлініп, үзіледі (2, б-сурет). Кулондық тебілу күштерінің әсерінен бұл бөлшектер немесе жарықшақтар жарық жылдамдығының 1/30 бөлігіндей жылдамдықпен жан-жаққа ұшады.
УРАН ЯДРОЛАРЫНЫҢ БӨЛІНУІ Кейбір ауыр элементтердің ядролары ғана бөліктерге бөліне алады. Ядролар бөлінгенде екі-үш нейтрон мен g-cәулелер шығады. Сонымен бірге көп энергия бөлінеді. Уранның бөлінетіндігінің ашылуы. Уран ядроларының бөлінетіндігін 1938 жылы неміс ғалымдары О. Ган мен Ф.Штрассман ашқан. Олар уранды нейтрондармен атқылғанда, периодтық жүйенің орта бөлігінде барий, криптон және тағы басқа элементтердің пайда болатынын тапты. Бірақ бұл фактіні нейтронды қармап алған уран ядросының бөлінуі деп, 1939 жылдың басында, ағылшын физигі О.Фриш пен Австрия физигі Л. Мейтнер бірлесіп дұрыс түсіндірген еді. Ядроның бөлінуі ауыр ядроның тыныштық массасы бөлінуден пайда болатын жарықшақтардың тыныштық массаларының қосындысынан көп болуы нәтижесінде іске асады. Дәл осы себептен бөліну реакциясымен қоса қабаттаса, тыныштық массасының кемуіне эквивалентті энергия бөлініп шығады. Бұл жағдайда толық масса сақталады, себебі жоғарғы жылдамдықпен қозғалатын жарықшақтардың массасы олардың тыныштықтағы массасынан артық. 1-сурет Ауыр ядролардың бөліну мүмкіндігін меншікті байланыс энергиясы мен массалық сан А арасындағы тәуелділікті көрсететін қисық сызықтың жәрдемімен түсіндіруге болады. Периодтық жүйеде соңғы орындарды () алатын атомдар ядроларының меншікті байланыс энергиясы периодтық элементтер () ядроларының меншікті байланыс энергиясынан шамамен 1 МэВ-қа кем. Сондықтан ауыр ядролардың периодтық жүйенің орта шеніндегі элементтер ядроларына бөліну процесі "энергетикалық тиімді" болады. Жүйе бөлінуден кейін минимал ішкі энергиясы бар күйге ауысады. Неғұрлым ядроның байланыс энергиясы көп болса, ядро түзілгенде соғұрлым көп энергия бөлініп шығуы керек, демек, жаңадан пайда болған жүйенің ішкі энергиясы соғұрлым аз болады. Ядро бөлінгенде әрбір нуклонға келетін байланыс энергиясы 1 МэВ-қа артады да, жалпы бөлінетін энергия орасан көп, 200 МэВ-қа жуық шамаға жетуге тиіс. Басқа ешбір ядролық реакция (бөлінумен байланысты емес) мұншалық көп энергия бөліп шығармайды. Уран ядросы бөлінгендегі бөлініп шығатын энергияны тікелей өлшеу арқылы келтірілген пікірлердің дұрыстығы дәлелденген, оның шамасы 200 МэВ болған. Сонымен бірге, бұл энергияның көбі (168 МэВ) жарықшақтардың кинетикалық энергиясы болып келеді. 1-суреттен сіздер Вильсон камерасындағы бөлініп жатқан уран жарықшақтарының тректерін көресіздер. Ядро бөлінгендегі энергияның тегі ядролық емес, электростатикалық болады. Жарықшақтарда аса көп кинетикалық энергиясы кулондық тебілу салдарынан пайда болады.
ІV. Пысықтау.
1. Ядролық реакция дегеніміз не?
2. Жасанды радиоактивтік қалай алынады?
3. Табиғи радиоактивтік ыдырау мен ядролық реакциялардың айырмашылықтары бар ма?
Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру. §8.8 дайындық сұрақтарын талдау. Ядроның бөлінуі деп қандай реакцияны айтады? Уран ядросының бөлінуін «ядроның тамшы моделіне» сүйеніп қалай түсіндіруге болады? Неліктен ядро бөлінгенде бірнеше нейтрондар ұшып шығады? Неліктен жарықшақтар бетта ыдырауға ұшырайды?
