Қазақша рефераттар

Ядроның байланыс энергиясы

Сабақ туралы қысқаша мәлімет

Тақырып

Атом ядросының байланыс энергиясы

Сабақтың түрі

Аралас сабақ

Көрнекіліктер

  • Электрондық оқулық
  • Сызбалар
  • Деңгейлік тапсырмалар
  • Сөзжұмбақ
  • Қосымша материалдар

Сабақтың мақсаттары

Білімділік

Атом ядросының байланыс энергиясы туралы нақты түсінік қалыптастыру.

Тәрбиелік

Оқушыларды ізденімпаздыққа, қызығушылыққа ұмтылуға баулу, адамгершілік құндылықтарды дамыту.

Дамытушылық

Байланыс энергиясын түсіндіру арқылы логикалық ойлау мен талдау дағдыларын жетілдіру.

Сабақтың құрылымы

  1. 1 Ұйымдастыру
  2. 2 Үй тапсырмасын сұрау
  3. 3 Жаңа сабақ
  4. 4 Жаңа сабақты бекіту
  5. 5 Сергіту сәті
  6. 6 Үй тапсырмасын беру
  7. 7 Бағалау

Үй тапсырмасын тексеруге арналған сұрақтар

  • Изотоп дегеніміз не?
  • Нейтронды кім ашты? Д. Чедвик пен ерлі-зайыпты Жолио–Кюрилер жүргізген тәжірибелердің айырмашылығы қандай?
  • Атом ядросының құрылысы қандай?
  • Ядролық күштердің басты ерекшеліктері қандай?

Жаңа тақырып: атом ядросының байланыс энергиясы

1) Байланыс энергиясы ұғымы

Ядролық физикадағы ең маңызды ұғымдардың бірі — ядроның байланыс энергиясы. Ол ядроның орнықтылығын түсіндіруге және бағалауға мүмкіндік береді.

Ядроны құрайтын бөлшектер — протондар мен нейтрондар — көбіне нуклондар деп аталады. Нуклондар ядро ішінде ядролық күштер арқылы өте берік байланысқан. Сондықтан нуклондарды ядродан толық ажырату үшін едәуір жұмыс атқарылып, көп энергия қажет.

Анықтама: байланыс энергиясы — ядроны түгелдей жеке нуклондарға ыдырату үшін қажет энергия.

Энергияның сақталу заңына сәйкес, жеке бөлшектерден ядро түзілгенде бөлініп шығатын энергия мөлшері байланыс энергиясына тең. Байланыс энергиясын ядро массасын дәл өлшеу арқылы анықтауға болады. Есептеуде Эйнштейннің E = mc² қатынасы қолданылады.

2) Ядроның тыныштық массасы және массалар ақауы

Ядроның тыныштық массасы Mя оны құрайтын протондар мен нейтрондардың тыныштық массаларының қосындысынан кем болады. Бұл құбылыс ядроның толық энергиясы нуклондардың жеке-жеке энергияларының қосындысынан аз екенімен түсіндіріледі.

Белгілеулер

  • Z — протон саны
  • N — нейтрон саны
  • mp — протон массасы
  • mn — нейтрон массасы

Негізгі формула

ΔM = Z·mp + N·mn − Mя

Мұндағы ΔM — массалар ақауы (масса дефектісі). Ол арқылы байланыс энергиясы табылады:

Eбайл = ΔM · c²

мұндағы c — жарық жылдамдығы (3×10⁸ м/с).

Салыстыру мысалы

Байланыс энергиясының өте үлкен екенін келесі мысал көрсетеді: массасы 4 г гелий ядросы түзілгенде бөлінетін энергия шамамен 1,5–2 т тас көмір жанғанда бөлінетін энергиямен шамалас.

3) Меншікті байланыс энергиясы

Ядролардың бөлінуі және синтезі сияқты процестерді түсіну үшін меншікті байланыс энергиясы ұғымы маңызды. Бұл — бір нуклонға сәйкес келетін байланыс энергиясы.

Маңызды тәуелділік: меншікті байланыс энергиясы массалық санға A тәуелді график арқылы талданады. Графиктен көптеген элементтер үшін бұл шаманың бір-біріне жуық екені байқалады.

Мұның себебі — ядролық күштерге қанығу қасиетінің тән болуы: әрбір нуклон негізінен тек ең жақын «көршілерімен» ғана әсерлеседі, сондықтан нуклондарды көбейту ядролық тартылысты шексіз арттырмайды.

Бекітуге арналған сұрақтар

  • Ядроның байланыс энергиясы дегеніміз не?
  • Ядроның тыныштық массасы неліктен нуклондар массаларының қосындысынан кіші болады?
  • Меншікті байланыс энергиясы дегеніміз не? Ол қандай шамаларға тәуелді графикпен сипатталады?
  • Массалар ақауының формуласын жазыңыз.
  • Байланыс энергиясының формуласын құрастырыңыз: Eбайл = ΔM · c².