Қазақша рефераттар

Резерфорд тәжірибесі

Сабақтың мақсаты

Білімділік

  • Радиоактивтік құбылыс пен радиоактивтік сәулелер туралы білімді бекіту, ғылыми дүниетанымды қалыптастыру.
  • Атом туралы түсінікті қалыптастыруда химиядан алған білімді синтездеу.
  • Резерфорд тәжірибесін (қондырғысы, барысы, нәтижесі) және атомның планетарлық моделін түсіндіру; тәжірибені өздігінше баяндауға үйрету.

Дамытушылық

Ойлау мәдениетін дамыту: құбылыстар мен заңдылықтарды талдау, салыстыру, логикалық қорытынды жасау дағдыларын жетілдіру.

Тәрбиелік

Тәжірибені түсіндіру және тапсырма орындау барысында шапшаңдыққа, жинақылыққа тәрбиелеу; пәнге қызығушылықты арттыру.

Сабақ барысы

I. Ұйымдастыру кезеңі

  • Оқушылармен амандасу, түгелдеу.
  • Сабаққа дайындығын қадағалау, назарын сабаққа аудару.

II. Білімдерін жан-жақты тексеру

Жылулық сәулелену
Абсолют қара дене
Стефан–Больцман заңы
Планк гипотезасы
Фотоэффект
Рентген сәулелері
Рентген сәулелерінің медицинада қолданылуы
Фотон: массасы және тыныштықтағы массасы

III. Жаңа материалға дайындық

Бізді қоршаған ортада сан алуан табиғи заттар мен денелер бар; сонымен қатар адам жасаған бұйымдар да көп. Жер бетіндегі, мұхиттар мен теңіздердегі өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің өзі қаншалықты алуан түрлі! Осындай тірі және өлі табиғаттағы заттар мен денелер неден тұрады деген сұрақ туындайды.

Ғылыми зерттеулер бұл сұраққа нақты жауап берді: ертедегі грек ғалымдары барлық заттар бөлінбейтін өте ұсақ бөлшектерден тұрады деп жорамалдады. Демокрит мұндай бөлшектерді атом деп атады (грекше “атом” — бөлінбейді деген мағына береді).

Атомдық теория XVIII ғасырда қарқынды дами бастады. М. В. Ломоносов, А. Лавуазье, Д. Дальтон және басқа ғалымдардың еңбектерінде атомдардың бар екені дәлелденді. Ол кезеңде де атом әрі қарай бөлінбейді деп есептелді.

Алайда XIX ғасырдың соңына қарай физиканың дамуына байланысты атомның бөлінбейтін қарапайым бөлшек емес, құрылысы күрделі жүйе болуы мүмкін деген ой қалыптасты. Мұнда 1869 жылы Д. И. Менделеевтің химиялық элементтердің қасиеттері периодты түрде қайталанатынын ашуы және периодтық кестені құрастыруы үлкен рөл атқарды: атомдық масса артқан сайын қасиеттердің периодты қайталануы атом құрылысының ішкі заңдылықтары бар екенін меңзеді.

Қайталау сұрақтары (радиоактивтілік)

  • 1896 жылы А. Беккерель қандай құбылысты байқады?
  • Кейбір элемент атомдарының өздігінен сәуле шығаруы қалай аталады?
  • Радиоактивті сәулеленудің құрамындағы бөлшектер қалай аталады?
  • Бұл бөлшектер қандай “ағын” болып табылады?

IV. Жаңа материалды меңгерту: атомның моделі

Алғашында атомдық теорияны жақтаушылар атомды ең ұсақ бөлшек, ол бөлінбейді деп қарастырды. Бірақ тәжірибелік деректер атом құрылысының күрделі екенін дәлелдеді: атомнан да кіші бөлшектер бар екені анықталды.

Атомнан кіші қандай бөлшектерді білесіңдер? Электрон, протон, нейтрон.

Атомның күрделі жүйе екені анықталған соң, ғалымдар оның әртүрлі теориялық моделдерін ұсынды. Алғашқы үлгілердің бірі — 1903 жылы Дж. Томсон ұсынған модель.

Томсон моделі (қысқаша)

  • Атом радиусы шамамен 10-10 м болатын оң зарядталған шар ретінде қарастырылды.
  • Шардың ішінде электрондар тепе-теңдік маңында тербеледі.
  • Теріс зарядтардың қосындысы біркелкі таралған оң зарядты теңестіріп, атом тұтасымен бейтарап болады.

Кейінгі тәжірибелер Томсон моделінің атомдағы зарядтардың орналасуын дәл сипаттамайтынын көрсетті. Сондықтан ол бүгінгі күні негізінен тарихи модель ретінде қарастырылады.

Резерфорд тәжірибесі (1911): тәжірибе қондырғысы және барысы

Қондырғы

Қорғасын контейнер ішінде α-бөлшектер шығаратын радиоактивті радий орналасады. Саңылау арқылы шыққан α-бөлшектер жұқа фольгаға бағытталады.

Бақылау

Фольгадан өткен бөлшектерді экран тіркеп отырады: бөлшектердің көпшілігі фольгадан ауытқымай өтеді.

Таңқаларлық нәтиже

Бөлшектердің өте аз бөлігі 90°-тан үлкен бұрышқа ауытқып, тіпті кері ұшады. Шамамен әр 8000 бөлшектің біреуі ғана қатты шашырайды.

Түсіндірме: ядроның ашылуы

Резерфорд α-бөлшектердің күшті ауытқуын олардың жолында оң зарядталған өте шағын аймақпен кездесуімен түсіндірді. Бұл — атомның ядросы. Ядро оң зарядталған, оның радиусы шамамен 10-15 м, ал атом массасының негізгі бөлігі дәл осы ядроға шоғырланған.

Планетарлық модель

Ядроны әртүрлі орбиталар бойымен теріс зарядталған электрондар айнала қозғалады. Ең сыртқы электрон орбитасының радиусы атом радиусына жуық. Күн жүйесіне ұқсастығына байланысты бұл модель атомның планетарлық моделі деп аталды.

Модельдің маңызды қорытындысы: атом көлемінің басым бөлігі бос кеңістік, ал ядро радиусы атом радиусынан шамамен 100 000 есе кіші.

α-бөлшектер электрондармен кездескенде, әдетте, бағытын айтарлықтай өзгертпей өтеді; ал ядроға жақын өткенде күшті тебілу әсерінен 135°–150° шамасында үлкен бұрыштарға шашырауы мүмкін. Мұндай жағдайлар сирек кездеседі.

Ядро заряды және нуклондар

Заряд саны

Ядро заряды qя = +Z·e, мұндағы Z — элементтің реттік нөмірі.

Қалыпты күйде атом бейтарап болғандықтан, электрондар саны Z-ке тең.

Құрамы

Ядро құрамындағы оң зарядты бөлшектер — протондар, бейтарап бөлшектер — нейтрондар.

Протондар саны Менделеев кестесіндегі элементтің реттік нөміріне тең.

Протондар мен нейтрондардың жалпы саны A әрпімен белгіленеді және массалық сан деп аталады: A = Z + N. Осыдан нейтрондар саны: N = A − Z.

Бір элементтің ядросында нейтрон саны ғана әртүрлі болып келетін түрлері изотоптар деп аталады.

Көзге елестету

Егер атомның көлемін футбол алаңындай етіп үлкейтсек, ядро сол алаңда түсіп қалған шие дәніндей ғана болып көрінер еді.

V. Жаңа материалды бекіту

Жедел сұрақтар

  1. Атомның планетарлық моделін кім ұсынды? (Резерфорд)
  2. Зат неден тұрады? (молекула, атом, протон, нейтрон, электрон)
  3. Атом дегеніміз не? (заттың химиялық қасиеттерін сақтайтын ең кіші бөлшек ретінде қарастырылады)
  4. Атомның жалпы заряды қандай? (бейтарап)
  5. Ядроны құрайтын бөлшектер туралы не білесің? (протон — оң, нейтрон — бейтарап)
  6. Заттың агрегаттық күйлерінің ерекшеліктерін ата.
  7. Өмірден мысалдар келтір.

Менделеев кестесімен жұмыс

  1. Сутегі, гелий, литий, бериллий атомдарының құрылысын сипатта.
  2. Күміс және Менделевий ядроларының құрамы қандай?
  3. He, Li, Be атомдарында қанша электрон бар?
  4. 42X, 19779X, 5626X ядролары қандай элементтікі екенін анықта.
  5. 11p, 42He, 0-1e, 21H белгілеулерінде қандай бөлшектер мен ядролар көрсетілген?

VI. Бағалау

Оқушылардың жауаптары, тәжірибені түсіндіруі және тапсырмаларды орындау нәтижелері бойынша бағаланады.

VII. Үй тапсырмасы

Э. Резерфордтың өмірі мен ғылыми еңбектері туралы реферат дайындау.