Ратиактивтік. Резерфорд тәжірибесі. Атомның планетарлық моделі. Атом ядросының құрамы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ашық сабақ

 

 

Тақырыбы: «Радиактивті ыдырау заңы. Ауыр ядролардың бөлінуі. Ядролық реакция.»

 

 

 

 

                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сабақ жоспары

Пән: Физика

Сыныбы: 9^ә

Мұғалімнің аты-жөні: Батырбекова Л.М

Сабақтың өтілу уақыты: 8⁰⁰-8⁴⁵

Сабақтың тақырыбы: Ратиактивтік. Резерфорд тәжірибесі. Атомның планетарлық моделі. Атом ядросының құрамы.

Сабақтың білімділік мақсаты: оқушыларға атом құрылысы туралы, радиактивті элементтер туралы, соған байланысты Резерфордтың тәжірибесі мен планетарлық моделі туралы түсіндіру.

Сабақтың тәрбиелік мақсаты: Оқушылардың зейіні мен зердесін, логикалық ойлау қабілетін дамыту.

Сабақтың дамытушылық мақсаты: ұқыптылыққа, төзімділікке, сауаттылыққа тәрбиелеу

Сабақтың көрнекілігі: Плакатқа сызылған сызбалар, тәжірибенің көрсетілімі салынған плакаттар.

Сабақ түрі: жаңа білімді қалыптастыру.

Оқыту әдісі:  ой туғызатын сұрақтар беру арқылы тез ойлап, тез пайымдауға үйрету.

Сабақтың барысы:

       І.  Ұйымдастыру: оқушыларды түгендеу, сынып пен оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.

        ІІ. Үй жұмысын сұрау:

1.     Жылулық сіулелену дегеніміз не?

2.     Ақ жарық дегеніміз қандай сәуле?

3.     Ультракүлгін, инфрақызыл қандай сәулелер?

4.     Абсолютті қара дене дегеніміз қандай дене?

5.     Стефан тұрақтысының мәні қандай?

6.     Макс Планк гипотезасы.

7.     Планк тұрақтысы қандай?

8.     Квант дегеніміз не?

9.     Электронның шығу жұмысы дегеніміз не?

10. Фотоэффекттуралы Эйнштейн формуласы қалай жазылады және қалай оқылады?

11. Жарық дуализмі дегеніміз не?

12. Рентген сәулелерінің пайдасы мен зияны қандай?

 

  ІІІ. Жаңа сабақ:  Сендер 7 сыныптың физика және астрономия курсынан Әлемдегі барлық денелердің атомдар мен молекулалардан тұратыны жайлы білесіндер. Тіпті атом жайлы ежелгі ғалымдардың өздері сөз қозғаған еді. Ертедегі грек ғалымдары атомдар - заттардың химиялық қасиетін сақтайтын ең кішкентай бөлшегі екендігі болжам жасаған. Алайда атом бөлінбейтін бөлшек деген олардың  пайымдаулары XX ғасырдың басында тәжірибе жүзінде теріске шығарылды.

Иондалған атомдар зарядтарының дискреттілігі, жылулық сәуле шығару, фотоэффект, рентгендік сәулелер, электронның ашылуы және басқа да құбылыстар атомның құрылымы күрделі екенін айғақтайды.

XX ғасырдың аяғында француз ғалымы Беккерель табиғаты ерекше тағы бір сәулеге тап болды. Менделеев кестесінің соңына қарай орналасқан уран элементінің өз-өзінен көзге көрінбейтін бөлшектер мен сәулелерді шығарып жататыны анықталды.

1898 жылы Пьер Кюри мен Мария Склодовская уран кенінен екі жаңа химиялық элементтерді: радий мен полонийді бөліп алды. Радий сөзі гректің radiare – сәулелену, сәуле шығару деген сөзінен алынған, ал полоний сөзі поляк қызы М.Склодовскаяның құрметіне берілген. Бұл екі элементтің ерекше сәуле шығару белсенділігі уранға қарағанда бірнеше мың есе артық болып шықты.

Радий немесе уран сияқты өз-өзінен ерекше сәуле шығарып тұратын химиялық элементтерді радиактивті элементтер деп атайды.

Радиактивті элементтердің ерекше сәуле шығаруын радиактивті сәулелену дейді.

Радиактивті элементтердің шығаратын сәулесін магнит өрісінде зерттегенде, оның үш түрге жіктелетіні белгілі болды. (суреттен көрсету):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оларды өздерін көріп тұрғандай альфа-, бета-, гамма- сәулелер дейді де, гректің α, β, γ әріптерімен белгілейміз. Альфа- және бета- сәулелерінің магнит өрісінде қарама-қарсы бағыттарға бұрылуы, олардың оң және теріс зарядты бөлшектер екендігін аңғартты. Ал гамма сәулесі магнит өрісінде өзінің алғашқы бағытын өзгертпейді. Ол жиілігі рентгендік сәуле жиілігінен де жоғары ең қысқа толқынды электромагниттік сәулелер ағыны болып табылады. Сондықтан гамма-сәуленің денелерден өтімділігі рентгендік сәулелердікінен де артық.

Рабиактивтік – атомдардың ғана емес, олардың ядроларының да күрделі ұүрылымын айғақтайтын бірден-бір құбылыс. Жоғарыда айтылған радиактивті элементтердің шығаратын сәулелері – атом ядросы ыдырауының нәтижесі болып табылады.

Радиактивті элементтер ядроларының α-, β-, γ- сәулелерін шығару құбылысын радиактивтік, ал сәулелердің өздерін радиактивті сәулелер деп атайды.

XX ғасырдың басында ғалымдардың алдына мынадай мәселелер қойылды: Атом күрделі болса, ол қалай құралған ? Атом қандай бөлшектерден тұрады және олар қалай орналасқан ? Атомның жеке бөлшектерін байланыстырушы күштің табиғаты қандай?

Бұл сұрақтардың жауабы эксперименттік және теориялық зерттеу нәтижесінде табылды. Атом құрылысы туралы қазіргі көзқарастың қалыптасуына α- бөлшектердің өте жұқа металл пластинкаларынан өтуін зерттеген Резерфорд тәжірибесінің маңызы өте зор болды.

1911 жылы Эрнест Резерфорд және оның шәкірттері  α- бөлшектерінің өте жұқа алтын және платина пластинкаларынан өтуін зерттеді. Тәжірибенің қойылымы міне мына суреттен көруге болады.

Міне мына суретте көрсетілген Радий элементі (4)

 α- бөлшектерін шығарады. Коллиматордағы (3) тар саңылаудан өткен α- бөлшектері жолына  қойылған алтын фольгасына (1) жеткен кезде олардың біразы алғашқы бағытын өзгертіп, шашырайтындығы белгілі болды. Кейбір бөлшектердің, сирек те болса, тікбұрыштың да үлкен бұрыштарға бұрылатындығы экранда (2) анық байқалды.

 Бөлшектердің шашырауын, ал кейде кілт кері бұрылуын зерттей отырып, Резерфорд атомның тек өте кішкене бөлігі ғана α-бөлшектерінің шашырауына себепкер болады деген қорытындыға келді. Оның үстіне атомның бұл кішкене бөлігінің заряды оң, ал массасы үлкен болуға тиіс деп түйіндеді. (суреттен көрсету)

Сонда ғана оң зарядты  α-бөлшектер сирек те болса, үлкен бұрыштарға бұрыла алатын еді. Біз білеміз аттас зарядтар тебіледі, ал әр аттас зарядтар тартылатындығын. Бірақ электрондардың зарядтары теріс болғанымен оның массалары өте аз болғандықтан, массасы үлкен α-бөлшектердің бағытын өзгертуге олардың ықпалы онша болмайды.

Көптеген тәжірибе нәтижелерін талдай келіп, 1911 жылы Резерфорд Күн жүйесінде ұқсас атомның планетарлық моделін ұсынды. Ондай модель бойынша атом оң зарядталған ядродан және оны айналып жүретін теріс зарядты электрондардан тұрады. Ядро төңірегіндегі мұндай электрондарды орбиталдық электрондар деп атайды, ал олардың жиынын электрондық қабықша дейді.  

Ядро атом көлемінің өте кішкене орталық бөлігін алып тұрады. Ядроның диаметрі 10^-12 – 10^-13 см, ал атомның диаметрі 10^-8 см шамасында. Егер атомның көлемін футбол алаңының аумағына дейін үлкейтетін болсақ, атом ядросының көлемі футбол алаңында түсіп қалған шие дәніндей ғана болар еді.

Атомдар қалыпты жағдайда бейтарап болғандықтан, электрондардың заряды мен ядроның заряды бірін- бірі теңгеріп тұрады. Ғалымдардың зерттеуі бойынша атом ядроларының заряды:

q_я = +Ze

шамасына тең. Мұндағы Z – элементтің Менделеев кестесіндегі реттік саны; е – элементар заряд.

Ядро зарядының бүтін Z санына еселенетіні оның біртұтас бөлшек емес екенін аңғартады. Атомның өзі сияқылды оның ядросы да құрамдас бөлшек болып шықты. Ядронық құрамына кіретін оң зарядты бөлшектерді протондар деп атайды.қалыпты жағдайда атом ядросының оң заряды орбиталдық электрондардың терісзаряды теңгеріп тұрады. Сондықтан электрондық қабықшадағы теріс зарядтардың саны кері таңбамен алынған ядро санына тең:

q_я = -Ze

бұл теңдеуден мынандай қорытынды шығады:

  -  әрбір электронның немесе протонның заряды бір элементар зарядқа (е=1,6∙10^-19 Кл) тең;

- кез келген элемент атомының ядросындағы протондар саны сол элементтің Менделеев кестесіндегі Z реттік санына тең;

Энергия мен импульстің сақталу заңына сүйеніп, 1932 жылы Резерфордтың шәкірті Д.Чэдвик ядро құрамына кіретін жаңа бөлшек – нейтронды ашты. Сөйтіп кез келген элемент атомының ядросы екі түрлі бөлшектен: протондар мен нейтрондардан тұратыны белгілі болды. Оларды жалпылап нуклондар деп атайды, ал тұтас ядроны нуклид дейді. Ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы санын А әрпімен белгілейді. А санын массалық сан деп атайды, өйткені атомның массасы негізінен нуклидте, яғни протондар мен нейтрондарда жинақталған.

Элементтердің ядроларын сол элементтердің периодтық кестедегі таңбаларымен белгіленеді. Мысалфы, сутегі ядросы H, ал уран ядросы U таңбаларымен белгіленеді. Нақты бір элементтің ядроларындағы протондар саны өзгермейді, нейтрондар саны әр түрлі болып кездеседі. Осыған сәйкес химиялық элементтің ядролардағы нуклондар саны өзгеріп отырады.

Массалық сан А мен заряд санын Z біле отырып, ядродағы N нейтрондар санын таба аламыз:

                                               N=A-Z.

Бір-бірінен тек ядросындағы нейтрондар санына қарай ажыратылатын элемент түрлерін изотоптар деп атайды.  Мысалы, сутегінің үш түрлі изотобы бар. Табиғатта жеңіл сутегі изотобы (₁H¹) өте көп, ал ауыр сутегі изотоптары дейтерий - ₁H² сирек кездеседі және тритий -₁H³ кездеспейді.

Бекіту сұрақтары:

1.     Радиактивті элемент және радиактивті сәулелену дегеніміз не?

2.     Радиактивтілік дегеніміз қандай құбылыс?

3.     Альфа бөлшегі қандай элементтің ядросы болып табылады?

4.     Атомның планетарлық моделі қандай тәжірибеге негізделген?

5.     Протонның, электронның зарядтары неге тең?

6.     Ядро қандай бөлшектерден тұрады ?

7.     Ядроның массалық саны нені білдіреді?

8.     Ядроның заряд саны дегеніміз қандай сан ?

Сабақты қорыту есептері:

1 есеп:  ₁₁Na²³ – 11 протон, 12 нейтрон.  ₉F¹⁹ – 9 протон, 10 нейтрон.  ₄₇Ag¹⁰⁷ – 47 протон, 60 нейтрон.  ₉₆Cm²⁴⁷ - 96 протон, 151 нейтрон. ₁₀₁Mg²⁵⁷ – 101 протон, 156 нейтрон.

2 есеп:  ₂X⁴- гелий ядросы,  ₁X¹- cутегі ядросы,  ₁X²- дейтерий ядросы.

 

Үйге тапсырма: § 53-54 оқу, 42- жаттығу (1,2)

Оқушыларды бағалау, сабақты қорыту:

Үй жұмысын айтқан және тақтаға есеп шығарған оқушыларды бағалау.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пән мұғалімі:

 

Методист:

Сабақ жоспары

Пән: Физика

Сыныбы: 9^д

Мұғалімнің аты-жөні: Талдыбаева Л.М

Сабақтың өтілу уақыты: 8⁰⁰-8⁴⁵

Сабақтың тақырыбы: Атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлері. Бор постулаттары.

Сабақтың білімділік мақсаты: оқушыларға спектрлар туралы және Бор постулаттары туралы түсіндіру.

Сабақтың тәрбиелік мақсаты: Оқушылардың дүниетанымдылығын арттыру және  өз бетімен жұмыс жасай алуына дағдыландыру.

Сабақтың дамытушылық мақсаты: атом ядросы туралы толық мағлұмат беру. Ядро туралы түсініктерін тереңдету.

Сабақтың көрнекілігі: Бор тәжірибесінің сызбасы сызылған плакат, карточкалар, спектроскоп.

Сабақ түрі: жаңа білімді қалыптастыру.

Оқыту әдісі:  деңгейлеп оқыту.

Сабақтың барысы:

       І.  Ұйымдастыру: оқушыларды түгендеу, сынып пен оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.

        ІІ. Үй жұмысын сұрау:

1.               Атомның күрделі құрылым екенін көрсететін қандай эксперименттік нәтижелерді білесіңдер?

2.               Радиактивті элемент және радиактивті сәулелену дегеніміз не?

3.               Магнит өрісінің радиактивті  сәулелерді зерттеудегі рөлі қандай?

4.               Радиактивтілік дегеніміз қандай құбылыс?

5.               Протонның, электронның зарядтары неге тең?

6.               Ядроның мөлшері мен заряды туралы не білесіңдер?

7.               Ядро қандай бөлшектерден тұрады?

8.               Ядроның массалық саны нені білдіреді?

9.               Изотоптар дегеніміз не?

10.          Нуклондар, нуклидтер деп нені айтады?

 

Жаңа сабақ:

Барлығымыз мына құралға қарайық мына құрал спектраскоп деп аталады. Біз осы спектроскопқа күн сәулесін түсірейік, сонда біз не көреміз? Қарасақ әр түрлі түсті жолақтар көреміз. Міне осындай денелердің шығаратын сәулесінің түрлі түске қарай жіктеліп, жолақтар немесе сызықтар түрінде көрінуін спектр дейміз.  Спектр бірнеше түрге жіктеледі. Егер қызған денелердің тығыздығы үлкен болса, онда олардың спектрлеріндегі түстер бір-біріне жалғаса ұласып жатады. Осындай бір-біріне жайыла ұласқан спектрлерді тұтас спектрлер деп атаймыз.

Ал тығыздығы өте аз қызған газдардың немесе плазманың спектрлері кескінді сызық түрінде бір-бірінен алшақ орналасады. Осындай спектрлер шығару сызықтық спектрлер деп аталады.

Денелердің сәуле шығаруымен қатар, оларды жұта да алады. Мысалы, өте қызған денеден шыққан жарықты сиретілген газ арқылы өткізіп, спектрін алайық. Сонда газдан өткен жарықтың тұтас спектрінің бетінде қара сызықтарды көреміз. Бұл сызықтар газда жұтылған сәулелердің спектрдегі орнын көрсетеді. Бұндай спектр жұтылу сызықтық спектрі деп аталады. Эксперименттік зерттеулер бір элементтің жұтылу және шығару сызықтық спектрлерінің тұп-тура бірдей орындарға орналасатынын көрсетеді. Бұдан химиялық элемент қандай толқын ұзындығында сәуле шығарса, дәл сондай толқын ұзындығында сәулені жұта алады. Деген қорытынды туындайды.

Сызықтық спектрлерді бір-бірімен салыстыра отырып, мынадай қорытынды жасаймыз:

1)    әрбір химиялық элементтің тек өзіне ғана тән сызықтық спектрі болады;

2)    әрбір спектрлік сызыққа сәуленің нақты бір толқын ұзындығы сәйкес келеді;

3)    әрбір химиялық элементтің тек өзіне ғана тән сызықтық спектрі болатындықтан, зерттелетін заттың химиялық құрамын спектр арқылы анықтауға болады;

Заттың химиялық құрамын оның сызықтық спектрі арқылы анықтау әдісін спектрлік анализ деп атайды.

Бұл әдісті 1859 жылы Г.Кирхгоф пен Р.Бунзен эксперименттік зерттеулерге енгізді. Қазір бұл әдіс ғылымда да, практикада да кеңінен қолданылады.

1855 жылы И.Бальмер сутегі спектрін талдай отырып, оның көзге көрінетін спектр бөлігіндегі төрт сызықтың толқын ұзындықтарын мына формуламен табуға болатынын көрсетті:

                          λ=λ₀(n²/n²-4) .

мұндағы λ₀=364,60 нм; n=3,4,5,6. Көзге көрінетін спектр бөлігіндегі сутегінің төрт сызықтан тұратын бұл сериясын Бальмер сериясы деп атайды.

И.Ридберг 1890 жылы Бальмер сериясындағы спектр сызықтарының жиілігін анықтаудың өте ыңғайлы формуласын ұсынды:

                                                             ν=R(1/2²-1/n²);             n=3,4,5,6.

Мұндағы R=3,288*10¹⁵ Гц – Ридберг тұрақтысы деп аталады.

Эксперименттік жүзінде алынған осы нәтижелер мен формулаларды сол кездегі физикалық теориялардың бірде-біреуі түсіндіре алмады.  Шынында да, көптеген сұрақтар туындайды. Не себептен әрбір элементке белгілі бір сызықтық спектр сәйкес келеді? Не себептен шығу және жұтылу спектрлерінің сызықтары бір- біріне дәл келеді?

Бұл сұрақтардың жауабын табуға физик ғалымдар жиырма жыл бойы еңбектенді. Ақыры, 1913 жылы Н.Бор жоғарыдағы құбылыстарды түсіндіру үшін тосын қадам жасады. Оның мұндай қадам жасауына Резерфорд ашқан атомның планетарлық моделі мен Планк ашқан энергияның квант түрінде шығуы себепші болды.

Сонымен Н.Бор екі ұлы болжам ұсынды. Кейін бұл болжамдар Бор постулаттары деп аталды.

Бірінші постулат(атомның стационарлық күйі). Атом ерекше стационарлық күйде бола алады. Ондай күйде атом электромагниттік толқын шығармайды әрі жұтпайды.

Стационар деген латын сөзі – тыныштықта деген мағына береді. Атомның әрбір стационарлық күйіне энергияның белгілі бір шамалары (E₁,E₂,…,E_n) сәйкес келеді. Оларды энергетикалық деңгейлер деп атап, параллель сызықтармен кескіндейді. Міне мына суреттен көруге болады:

Екінші постулат (жиілік ережесі). Атом энергиясы E_n стационарлық күйден энергиясы Е_к стационарлық күйге ауысқанда:

                        hν= E_n- Е_к

шамасына тең болатын бір квант энергияны шығарады немесе жұтады.

Мұндағы h=6,626*10^-34 Дж с – Планк тұрақтысы.

Атом жоғарғы энергетикалық күден төменгі энергетикалық күйге ауысқанда эксперименттік квант энергиясын шығарады, ал төменгі энергетикалық күйден жоғарғы энергетикалық күйге ауысқанда, керісінше, квант энергиясын жұтад

\ы.

Сондай-ақ, Бор постулаттары заттардың химиялық құрамын олардың спектрлері арқылы анықтаудың да ғылыми мәнін түсіндіріп берді.

Бекіту сұрақтары:

1.     Спектр дегеніміз не?

2.     Қандай спектрді тұтас немесе сызықтық деп атаймыз?

3.     Бальмер сериясыЂ қалай тұжырымдалады?

4.     Ридберг формуласы неге негізделген?

5.     Бор қандай болжам жасады?

6.     Бордың біріншіЂ постулаты бойынша не айтылады?

7.     Екінші постулаты бойынша ?

8.     Энергетикалық деңгейлер дегеніміз не?

 

Сабақты қорыту мақсатында деңгейлеп есеп шығарту:

 

Тапқырлар тобы:

1) Натрий, күміс пен алтынның құрамындағы протон мен нейтронның санының қанша екендігін анықтаңдар. (Z,N-?)

Жауабы:  ₁₁Na²³, N=12, Z=11;    ₄₈Ag¹⁰⁸, N=60,Z=48

2) химиялық элементтердің Менделеев кестесін пайдалана отырып, төмендегі ядроның қандай элементке жататынын анықтаңдар:

      ¹⁹⁷X₇₉ = ₇₉Au¹⁹⁷

Алғырлар тобы:

1)    Мына белгілеулерде қандай бөлшектер мен атомдардың ядролары көрсетілген ?

           ₁p¹ протон,, ₂He⁴ гелий, ₀n¹ нейтрон;

2)    Электрон сутегі атомының бір энергетикалық деңгейден екіншісіне ауысқанда жиілігі 4,57*10¹⁴ Гц сәуле шығады. сонда атомның энергиясы қаншаға өзгереді ?

Жауабы: E= hν= 6,62*10^-34*4,57*10¹⁴ = 30,25*10^-20 Дж.

 

Үйге тапсырма беру: §55 оқу, 43- жаттығу (1,2).

 

Оқушыларды бағалау, сабақты қорыту: үй жұмысын айтқан балалар мен деңгейлік есептерді сәйкесінше шығарған оқушыларды бағалау.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пән мұғалімі:

 

Методист:

 

Сабақ жоспары

Пән: Физика

Сыныбы: 10^а

Мұғалімнің аты-жөні: Талдыбаева Л.М

Сабақтың өтілу уақыты: 11³⁰-12¹⁵

Сабақтың тақырыбы: Ампер күші.

Сабақтың білімділік мақсаты: оқушыларға магнит өрісіне әсер ететін ерекше күш бар екендігі туралы түсіндіру.

Сабақтың тәрбиелік мақсаты: Оқушылардың зейіні мен зердесін, логикалық ойлау қабілетін дамыту.

Сабақтың дамытушылық мақсаты:магнит өрісі туралы толығырақ мағлұмат беру.

Сабақтың көрнекілігі: Ампер тәжірибесі көрсетілген плакат, карточкалар.

Сабақ түрі: жаңа білімді қалыптастыру.

Оқыту әдісі:  карточкалар тарату арқылы алдыңғы сабақты қаншалықты меңгергендігін тексеру.

Сабақтың барысы:

       І.  Ұйымдастыру: оқушыларды түгендеу, сынып пен оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.

 

  ІІ. Жаңа сабақ:  алдыңғы сабақта біз магнит өрісіне шолу жасағанбыз, ал бүгін біз осы магнит өрісін сипаттайтын қандай күш екендігін анықтаймыз. Белгілі франциз физигі А.М.Ампер токтардың өзара әрекетін зерттей отырып, магнит өрісінің токқа белгілі бір күшпен әрекет ететіндігін көрсететін бірнеше тәжірибе қойды. Осы анықтаған күшті кейінен ғалымның құрметіне Ампер күші деп атап кеткен. Сол тәжірибелердің бірін қарастырайық. Міне мына суретте сол тәжірибелердің бірін көріп тұрсыңдар. Бойынан ток өтетін өткізгіш таға тәрізді магнит полюстерінің арасына орналастырылған. Ампер ток күшін, өткізгіштің белсенді бөлігінің ∆ℓ ұзындығын, яғни оның магнит өрісінде тұрған бөлігі деген сөз. Магнит өрісі бағыты мен тогы бар өткізгіш арасындағы α бұрышын және магнит өрісінің шамасын өзгерте отырып тәжірибелерді қайталағанда, ол күштің:

                                      F_A=BI∆ℓ sin α      

теңдігімен  анықталатынын таптын

осы теңдіктен α=90⁰ деп алсақ, онда sin90⁰=1 болады. Осы кезде Ампер күші ең үлкен мәнге ие болатыды екен. Ол деген сөз өткізгіш магнит өрісіне перпендикуляр орналасады:

                                                  F_max=BI∆ℓ

Заң тағайындалғаннан кейін  магнит өрісін сипаттайтын шама енгізіліп, оны магнит өрісінің индукция векторы деп атады, ол :

                                                     B=F_max/I∆ℓ

Формуласымен анықталады. Осы теңдіктен біз көретініміз магнит өрісі бар кеңістіктің әрбір нүктесін осы магнит өрісі бірлік ұзындықтағы тогы бар өткізгішке қандай күшпен әрекет ететінін көрсететін векторлық физикалық шамамен сипаттауға болатындығын. Магнит өрісінің индукция векторын эксперимент жүзінде анықтайды. Халықаралық бірліктер жүйесінде магнит өрісінің индукция векторы тесламен (Тл) өлшенеді:

                                                                        1Тл=1 Н/А м

Бұл өлшем бірлік югослав физигі Н.Тесланың құрметіне берілген.

 

Бекіту сұрақтары:

1.     Ампер күші дегеніміз қандай күш?

2.     Ампер күшінің бағыты қалай анықталады?

3.     Магнит индукция векторының физикалық мағынасы қалай?

4.      Магнит индукция векторы немен сипатталады екен?

5.     Оның өлшем бірлігі не болды?

 

Сабақты қорыту есептері:

№1 есеп:

Вертикаль бір текті өрісте екі жіңішке жіпке массасы 0,16 кг  және ұзындығы 80 см өткізгіш горизонталь ілінген. өткізгіштің ұштары өрістен тыс тұрған жұмсақ жіңішке сымдардың көмегімен ток көзіне қосылған. Егер өткізгіштің бойымен 2 А ток өтсе және магнит өрісінің индукциясы 1 Тл болса, онда жіптің вертикальдан ауытқу бұрышын табыңдар.

Берілгені:                                         Шешуі:

m=0,16 кг                               есепті 10.14-суретке қарай отырып шығарамыз

l=80 см                                    tgα=F_A/mg=IBl/mg;

I=2 A                                       tgα=2А 1Тл 0,8 м/0,16кг 10 м/с = 1

B=1 Тл                                    Жауабы: α=45⁰

 Т/к: α-?

№2 есеп:

Тогы бар вкадрат рамка өзінің горизонталь қабырғасынан еркін айнала алатындай етіп бекітілген. Рамка индукциясы В болатын бірткеті вертикаль  магнит өрісінде орналасқан. Рамканың вертикальдан ауытқу бұрышы α, массасы m, қабырғасынығ ұзындығы а. Рамкадағы токты табыңдар.

Берілгені:                                              Шешуі:

B, α                                               есепті бірнеше этапқа бөліп шығарамыз.

m,а                                                1. АВ қабырғасы А және В

Т/к: І-?                                          подшибниктерге бекітілген, сондықтан  рамканың ауырлық күші подшибниктерге реакция күштерімен теңгеріледі.

                               2. АС және ВD қабырғаларына әрекет ететін Ампер күштерін қарастырамыз. Бұл қабырғаларға сол қолды қоя алмаймыз. Ол үшін АС=Іа ток элементін  Ае және ЕС құраушыларға жіктейміз. АЕ элементке Ампер күші әрекет етпейді, себебі α=180⁰, sinα=0. СЕ элементке бізге қарай бағытталған күш әрекет етеді. Сонда АС және ВD қабырғаларына F₁ және F₂ күштер әрекет етіп, рамканы созады, бірақ АВ осіне қатысты айналдырушы момент тудырмайды.

3. рамканың қалған АС, ВD және CD  қабырғаларының массаларын 1,2,3 – нүктелерге жинақтайық және 1,2,3 – үшбұрыштың  О нүктесіндегі ауырлық центрін табамыз. Сол нүктеге рамканың ауырлық күші түсіріледі. Рамка тыныштықта тұр, яғни ауырлық күшң мен Ампер күші өзара тең. Енді күш иіндерін табамыз. Ампер күшінің иіні l_A=a cosα. Ауырлық күшінің иінін табайық . үшбұрыштың массалар центрі 1:2 қатынаста бөлінетін медианалардың қиылысында орналасқан. Сонда ЕО=(а/2)+(а/6)=(2/3)а

Олай болса, l_ауыр=2/3 a sinα. Күш моменттерін теңестіреміз. F_Al_A=3mg₀l_ауыр;

F_A=IBa, m₀=m/4, m₀-рамканың бір қабырғасының массасы. Сонда:

                                                       IBa²cosα=3 (4/m)g(2/3)a sinα

Осыдан:     I=(mg/2Ba)tgα

 

Үй жұмысын карточка тарату арқылы сұрау:

№1 карточка

1)    Магниттік және электрлік құбылыстардың байланысы қалай дәлелденді?

2)    Қандай өзара әрекеттесу магниттік деп аталады?

3)    Магнит өрісінің күш сызықтары деп нені айтамыз?

4)    Қандай өріс магниттік деп аталады?

5)    Ұзындығы l=1 см түзу өткізгіш біртекті өрістің индукциялық күш сызықтарына перпендикуляр орналасқан. Магниттік индукция B=10Тл болғанда өткізгіш арқылы I=1 А ток өтсе, онда ол өткізгішке қандай күшпен әрекет етеді?

Жауабы:0,1 мН, ток күшінің бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады.

№2 карточка

1)    Француз физигі Ампер нені дәлелдеді?

2)    Гравитациялық өріс кернеулігі деп нені айтамыз?

3)    Магнит индукция векторы қалай анықталады?

4)    Магнит өрісінің негізгі қасиеттері қандай?

5)    Индукциясы B=1,5 Тл тең біртекті магнит өрісінде ұзындығы ∆ℓ=0,6м болатын сымға  I=10 А ток күшінің түрлі жағдайда әрекет етуінің ең үлкен және ең кіші мәндерін анықтаңдар.

Жауабы: 0;9 Н

№3 карточка

1)    Электростатикалық өрістің магнит өрісінен айырмашылығы қандай?

2)    Магнит өрісінің күш сызықтары деп нені айтамыз?

3)    Қандай өзара әрекеттесу магниттік деп аталады?

4)    Магнит өрісінің негізгі қасиеттері қандай?

5)    Индукциясы B=0,1 Тл болатын біртекті магнит өрісіндегі ұзындығы ∆ℓ=50cм және I=2 А тогы бар өткізгішке F=0,05 Н күш әрекет етеді. Токтың бағыты мен магнит индукциясы векторының арасындағы бұрышты есепте.

Жауабы: 30⁰

№4 карточка

1)     Магниттік және электрлік құбылыстардың байланысы қалай дәлелденді?

2)Қандай өзара әрекеттесу магниттік деп аталады?

3)Магнит өрісінің күш сызықтары деп нені айтамыз?

4)Магнит өрісінің негізгі қасиеттері қандай?

5) Ток күші I=20 А болғанда электоқозғалтқыштар якорь сымының орамына F=1 Н күш әрекет етеді. Сымның ұзындығы ∆ℓ=0,2 м болса, өткізгіш орналасқан жердегі магнит индукциясын анықтаңдар.

 

Үйге тапсырма:§ 10.2,§ 10.3,§ 10.4,§10.5 оқу

Оқушыларды бағалау, сабақты қорытындылау: есеп шығарған балалар мен карточкамен жұмыс жасаған балаларды бағалау;

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пән мұғалімі:

 

Методист:

Қазақстан республикасының Білім және Ғылым Министрлігі

Семей Мемлекеттік Педагогика Институты

Физика – Математика Факультеті

Жалпы Физика және ФОӘ Кафедрасы

 

 

 

 

 

Тәрбие сағаты

Тақырыбы: Қоршаған ортаны қорғау мәселелері.