Тізбекті ядролық реакциялар.

Сабақтың тақырыбы: Тізбекті ядролық реакциялар.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Тізбекті ядролық реакциялармен таныстырып солар туралы түсінік қалыптастыру.
Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау

Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,

Сабақтың барысы:

І.ДКҰйымдастыру кезеңі:

Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А)теориялық білімдерін тексеру. Ә)практикалық тапсырмаларын тексеру. Б)есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.

Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша тізбекті ядролық реакциялармен танысамыз.

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?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

Тізбекті ядролық реакциялар

Уран ядросы бөлінгенде екі-үш нейтрон босап шығады. Бұл уранның бөлінуінің тізбекті реакциясын жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Бөліну процесінде ядродан ұшып шығатын нейтрондардың кез келгені көрші ядроны бөлуі мүмкін, ол да бөліну туғыза алатын нейтрондар шығарады. Мұның нәтижесінде бөлінетін ядролар саны тез артады. Тізбекті реакция пайда болады. Тізбекті ядролық реакция деп оны туындататын бөлшектер (нейтрондар) осы реакцияның өнімі ретінде пайда болатын реакцияны атайды.

Тізбекті реакция орасан көп мөлшердегі энергияны бөлумен қарбалас жүреді. Әрбір ядро бөлінгенде 200 МэВ-қа жуық энергия бөлініп шығады. 1 г уранда бар ядролар толық бөлінгенде, 2,3•104 кВт-сағ энергия бөлінеді. Бұл 3 т көмір немесе 2,5 т мұнай жанғанда алынатын энергиямен бара-бар.

Бірақ тізбекті реакцияны жүзеге асыру үшін нейтрондардың әсерімен ыдырайтын кез келген ядроларды пайдалануға болмайды. Әртүрлі себептерден табиғатта кездесетін ядролардың ішінде тек уран ядросының массалық саны 235, яғни изотопы ғана жарамды.

Уранның изотоптары. Табиғи уран негізінде екі изотоптан тұрады: және. изотопы көбірек тараған. изотопының 1/140 бөлігін құрайды.

ядролары шапшаң және баяу нейтрондардың әсерінен бөлінеді. ядролары

болса, тек энергиясы 1 МэВ-тан артық шапшаң нейтрондар әсерінен бөліне алады. Бөліну кезінде пайда болатын нейтрондардың 60%-ке жуығының энергиясы осындай. Бірақ шамамен бес нейтронның біреуі ғана бөлінуін туғызады. Басқа нейтрондарды бұл изотоп бөліну туғызбай-ақ жұтады. Нәтижеде таза изотопты пайдалану арқылы болатын тізбекті реакция мүмкін емес.

Нейтрондардың көбею коэффициенті

Тізбекті реакция жүру үшін әрбір нейтронның ядроны бөлуі шарт емес. Тек уранның берілген массасынан босанып шығатын нейтрондардың орташа саны уақыттың өтуіне байланысты азаймаса болғаны.

Егер нейтрондардың көбею коэффициенті k бірден артық не оған тең болса, онда ол шарт орындалады. Нейтрондардың көбею коэффициенті деп кез келген "буындағы" нейтрондар санының алдыңғы "буындағы" нейтрондар санына қатынасын айтады. Буындардың алмасуы деп, ескі "буындардың" нейтрондары жұтылып, ал жаңа нейтрондар туатын ядролардың бөлінуін айтады.

Егер болса, онда уақыт өткен сайын нейтрондардың саны артады немесе тұрақты болып қалады да, тізбекті реакция жүреді. k<1 болғанда нейтрондардың саны уақытқа байланысты азаяды да, тізбекті реакцияның өтуіне мүмкіндік болмайды.

Көбею коэффициентінің шамасы мынадай фактормен анықталады:

ü ядролардың баяу нейтрондарды қармап алып, соңынан бөлінуі және

бен ядролардың шапшаң нейтрондарды қармап алып, соңынан бөлінуі;

ü бөлінбестен нейтронды қармап алуы;
ü бөліну өнімдерінің, баяулатқыштың (ол жөнінде төменде айтылады) және

қондырғының конструкциялық түрліше элементтерінің нейтрондарды қармап алуы;

ü бөлінген заттардан нейтрондардың сыртқа ұшып шығуы.

Тек бірінші процесс қана нейтрондар санының толықтырьш отыруымен қарбалас (негізінен бөліну есебінен). Басқаларының бәрі олардың кемуіне әкеліп соғады. Таза изотопта тізбекті реакция жүру мүмкін емес, себебі бұл жағдайда k<1 (бөліну болмаған ядроның жұтқан нейтрондарының саны, бөліну болған ядролардың есебінен пайда болатын, нейтрондардың санынан артық).

Тізбекті реакцияның стационар жүруі үшін нейтрондардың көбею коэффициенті 1-ге тең болу керек. Бұл теңдікті жоғары дәлдікпен ұстап тұру қажет. k = 1,01 болған кезде дерлік қопарылыс пайда болады.

VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.

§8.9 дайындық сұрақтарын талдау.

Тізбекті бөліну реакциясы қалай жүзеге асады?
Энергияларындағы айрмашылықтарына қарап нейтрондарды қандай топқа бөледі?
Неге табиғи уранда тізбекті реакция жүзеге аспайды?
Нейтрондардың көбею коэффициенті дегеніміз не?
Қандай массаны сындық масса дейміз?
Атомдық бомбаның адамзатқа қаупі қандай?

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

Есептер шығару.

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §8.9

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«Тізбекті ядролық реакциялар.»

10^а сынып № 63 сабақ ____________________

Сабақтың тақырыбы: Өткізгіштерді тізбектей және параллель қосу. Толық тізбек үшін Ом заңы.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік мақсаты: Электр тізбегін зерттеуді және есептеуде білім-білік дағдысын қалыптастыру.
Дамытушылық мақсаты: Практикада өткізгіштерді өзара жалғауды үйрену және электр аспаптардың көрсетуін анықтай білу.
Тәрбиелік мақсаты: Электр тізбегін жалғауда оқушылардың жеке жұмыс жасауын және қауіпсіздік ережесін сақтауды талап ету.

Сабақтың түрі: консультация

Сабақтың әдіс-тәсілдері: сұрақ-жауап, баяндау, тірек конспектісін құрып, есеп шығару

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, электронды оқулық, электр тізбегі, вольметр, амперметр, резистор.

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.

1. Электр тогы деп нені айтады?

2. Ток күші деп қандай физикалық шаманы айтады?

3. Ток тығыздығы деп қандай физикалық шаманы айтады?

4. Ток көзі деп нені айтады?

5. Электр кедергісі деп нені түсінесіңдер?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

¤ткізгіштерді тізбектей қосу

Практикада қолданылатын электр тізбектерінің қ±рамында бірнеше электр энергиясын т±тынушы элементтер болуы м‰мкін. Б±л элементтер бір-бірімен єрқалай қосылады, мысалы тізбектей немесе параллель. Элементтерді тізбектей қосқанда, олар тібекке бірінен кейін бірі, тармақталмай қосылады. 41-суреттегі резисторлар осылай қосылған. Жалғаушы сымдарды кµрсететін сызықтардың формасы єр т‰рлі болуы м‰мкін, себебі тізбекті жалғаудың бір т‰ріне бірнеше кескін сєйкес келуі м‰мкін.

Тізбектің бірінші бµлігіне сєйкес келетін ток к‰шін — І₁, кернеуді — U₁ жєне кедергіні — R₁ деп (41, а-суреттегі бірінші резистор), ал І₂, U₂, R₂ — деп тізбектің екінші бµлігіндегі ток к‰шін, кернеуді, кедергіні белгілейік (41, а-суреттегі екінші резистор). Осы екі бµліктің толық кедергісін R, кернеуін U, ал ток кµзінің ток к‰шіне сєйкес келетін толық ток к‰шін І деп белгілейік. Сонда толық ток к‰шінің, кернеудің жєне кедергінің тізбектің єр бµлігіндегі мєндерімен байланысы мынадай қатынастар т‰рінде µрнектеледі: I = I₁ = I₂, U = U ₁ + U ₂, R = R ₁ + R ₂.

сы қатынастардың растығына кµз жеткізу ‰шін сєйкес тізбек қ±рап, амперметр мен вольтметрдің кµмегімен µлшеулер ж‰ргізу керек.

Сонымен, µткізгіштерді тізбектей қосқанда ток к‰ші барлық жерде бірдей, тізбек кернеуі єр бµліктегі кернеулер қосындысына тең, ал толық кедергі жеке кедергілердің қосындысына тең болады. қатынастарымен берілген заңдылықтар тізбектей қосылған µткізгіштердің кез-келген саны ‰шін орынды. теңдіктен тізбектей қосылған µткізгіштердің толық кедергісі жеке µткізгіштердің кедергісіне артық болатынын кµруге болады. Б±л т‰сінікті де, себебі µткізгіштерді тізбектей қосып, біз олардың жалпы ±зындығын арттырамыз, ал ±зындық кµбейген сайын кедергі де артады.

Бірдей n элементті (резисторлар, шамдар жєне т.б.) тізбектей қосқанда, олардың толық кедергісі R єрбір R₁ кедергіден п есе ‰лкен болады: R = nR₁.

Б±л кезде толық кернеу U бірдей n-ге бµлінеді, демек тізбектің єрбір элементіне толық кернеуден n есе кіші U₁ — кернеу тура келеді. Мысалы кернеуі U ═ 220 В ток кµзіне бірдей он шамды тізбектей қоссақ, онда оның єрқайсысында U₁═ U/10 ═ 22 В кернеу болады.

¤ткізгіштерді тізбектей қосудың ерекшеліктерінің бірі болып, олардың бірі істен шықса, онда олардың бєрінде ток болмайды. Мысалы, 42-суретте кµрсетілген тізбектегі бір шамды б±рап шығарсақ, онда осы сєтте екінші шам да сµніп қалады. Егер жаңа жылдық шыршаны тізбектей жалғанған шамдардан т±ратын жарқырауықпен (гирлянда) безендірсеңіздер олардың біреуі к‰йсе, онда бєрі бірдей сµніп қалады. Сондықтан к‰йген шамды анықтау ‰шін барлық шамдарды тексеру керек.

¤ткізгіштерді параллель қосу

¤ткізгіштерді параллель қосу ‰шін (резисторлар, шамдар жєне т.б.) олардың бєрін А жєне В н‰ктелер ж±бына жалғау керек (43-сурет). Ток к‰шінің, кернеудің жєне кедергінің толық мєндерінің тізбек бµліктеріндегі мєндерімен байланысы тізбектей қосу кезіндегіден басқаша болады. Енді сєйкес формулалар мына т‰рде болады: I = I₁ + I₂, U = U ₁ = U ₂,

Осы қатынастардың растығын тексеру ‰шін, амперметр мен вольтметр қосылған тізбек жинап, µлшеулер ж‰ргізу керек.

¤ткізгіштерді параллель қосқанда тізбектің бµліктерінде кернеу бірдей болады, толық ток к‰ші єр µткізгіштен µтетін ток к‰штерінің қосындысына , ал екі µткізгіштің толық кедергісі олардың кµбейтіндісінің әрбір өткізгіш кедергілерінің қосындысына қатынасына тең болады.

Осы заңдылықтардың алғашқы екеуі параллель қосылған µткізгіштердің кез-келген саны ‰шін д±рыс болса, соңғысы тек қана екі µткізгіш ‰шін д±рыс. Егер R₁ = R₂ болса, онда

Біз параллель қосылған бірдей екі µткізгіштің толық кедергісі бір µткізгіштің кедергісінен 2 есе аз болатынын кµреміз. Б±л заңдылықтан параллель қосылған бірдей п элементтің (резисторлар, шамдар жєне т.б.) толық кедергісі єр кедергіден n есе аз болатыны белгілі. Демек, параллель қосылған µткізгіштердің саны артқан сайын толық кедергісі азая береді. Б±л қызық кµрінуі м‰мкін. Шын мєнінде таң қаларлық ештеңе жоқ, себебі µткізгіштерді параллель қосқанда олардың кµлденең қималарының аудандары қосылып артады, ал µткізгіштің қимасының ауданы кµбейген сайын, оның кедергісі кеми береді. Параллель қосылған бірнеше элементтің бірі істен шықса қалғаны ж±мыс істей беретіндігі осылай қосудың ерекшелігі болып табылады. Мысалы, 44-суретте кµрсетілген тізбектегі шамдардың бірін ажыратқанда, екіншісі жанып т±ра береді. Электр энергиясын т±тынушы элементтер — электрлік қыздырғыш қ±ралдар, тоңазытқыштар, тігін машиналары, магнитофон, теледидар жєне т.б. желінің 220 В кернеуіне есептелген. Сондықтан олар желіге параллель қосылуы тиіс, тек қана осы жағдайда олардағы кернеу бірдей (220 В) болып, олардың бірін µшіргенде қалғаны ж±мыс істей береді. 45-суретте пєтер электр желісінің қарапайым кескіні кµрсетілген. Арасындағы кернеу 220 В болатын желі сымдары Ф жєне О єріптерімен белгіленген. Біріншісі – фазалық, екіншісі – нµлдік сым деп аталады. Нµлдік сым барлық қ±ралдармен тікелей қосылады, ал фазалық сым қосқыштар арқылы жалғанады. Қ±ралдар мен қосқыштарды осылай қосу адам қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.