Табиғи радиоактивтік.

244

Сабақтың тақырыбы:  Табиғи  радиоактивтік.

Сабақтың мақсаты:

а) білімділігі:                   оқушыларға атом ядросының құрылысын анықтайтын құбылыстар мен радиактивтіктің  атомдық физикадағы маңызын және сақталу заңдарын түсіндіру, ығысу ережесін талдай білуге үйрету,радиактивті сәулелердің негізгі қасиеттерімен таныстыру

ә) дамытушылығы:          оқушылардың танымдық деңгейлерін кеңейту, ойлау қабілетерін дамыту, радиактивті сәулелерді ажырата білуге дағдыландыру, ығысу ережесіне сәйкес элементтерді анықтай білуге дағдыландыру

б) тәрбиелілігі:                 оқушыларды білімділікке, ізденімпаздыққа,

белсенділікке, ұйымшылдыққа тәрбиелеу.

Сабақтың түрі:                     жаңа сабақ

Сабақтың  әдісі:                    ауызша баяндау,сұрақ-жауап

Сабақтың  түрі:                    жаңа ұғымды қалыптастыру

Көрнекілігі:                           сызбалар, интерактивті тақта

Әдебиеттер:                           Физика – 11

 

Сабақтың құрылысы:

І. Ұйымдастыру.

Үй тапсырмасын тексеру.

  1. Ядролық күштердің басты ерекшеліктері қандай?
  2. Масса ақауы дегеніміз не?
  3. Ядроның байланыс энериясы нені сипаттайды?
  4. Массалық сан дегеніміз не?
  5. Нуклондар мен нуклидтер дегеніміз не?
  6. Изобаралар деп нені атайды?

ІІ. Жаңа сабақ:

Табиғи радиоактивтік.

Атомның күрделі құрылысын сипаттайтын құбылыстың  бірі – радиоактивтік болды. Бұл құбылыс –сәтті кездейсоқтықтың жемісі еді.Рентген сәулелері – алғаш рет шапшаң электрондар разрядтық түтіктің шыны қабырғасына соқтығысуынан алынған болатын. Дәл осы сияқты Беккерель ұзақ уақыт осы тектес құбылысты  күн жарығына сәулелендірілген заттардың сәуле шығаруын бақылаған. Мұндай заттарға эксперимент ретінде уран тұздарын пайдаланған.

Беккерель  тәжірибесі: фотопластинаны тығыз қара қағазға орап, үстіне уран тұздарының қиыршықтарын сеуіп, ашық күн сәулесіне қойды.Кейін пластина ның тұз жатқан бөліктері қарайғанын көрді. Ендеше уран рентеген сәулелері сияқты мөлдір емес денелерден өтіп, фотопластинкаға әсер ететін белгісіз сәуле шығарады екен.Беккерель бұл сәулелер күн сәулесінің әсерінен пайда болады деп  ойлады.

Кейін 1896 жылы ақпанның бір күнінде ауа бұлтты болғандықтан, кезекті тәжірибені жүргізудің сәті түспей, уранның тұзы себілген мыс крест жатқан пластинаны  шкафтың суырмасына салып қояды.  Екі күн өткен соң пластинаны алып қараған кезде пластина бетінде крестің айқын бейнесі  түрінде дақ пайда болғандығын байқаған.

Ураның қосылыстарын зерттей келіп, мынадай маңызды фактіні анықтады: сәуле шығарудың интенсивтілігі тек уранның мөлшерімен анықталады, оның қандай қосылыстарға кіретініне тәуелсіз. Ендеше бұл қасиет – тек уранға, оның атомдарына ғана тән.

Көптеген ғалымдар ураннан басқа химиялық элементтердің сәуле шығаруын бақылауға ұмтылды.

1898 жылы Францияда Мария-Склодовская–Кюри және тағы басқа ғалымдар торийдің сәуле шығаруын байқаған. Бұдан әрі жаңа элементтерді іздеуге күш салған Мария-Склодовская–Кюри  және оның ері Пьер Кюри болды.

Пьер Кюри – француз физигі. Ол бар болғаны 35 жыл ғана өмір сүрді.  Жол апатынан қайтыс болды. Пьер Кюри  мен  Мария-Склодовская –Кюри

радиактивті элементтерді зерттеумен шұғылданды.Олар – бүгінгі күннің басты тақырыбы  радиактивті элементтердің тірі ағзаларға әсерін зерттеді. Уран мен торийі бар рудаларды зерттеп,олардың ішінен бұрын белгісіз элементті тапқан. Оны Мария-Склодовская–Кюридің Отаны – Польшаның  құрметіне  полоний деп аталған. Ақырында өте катты сәуле шығаратын тағы бір элемент – радий ашылды. Өздігінен сәуле шығару құбылысын ерлі-зайыпты Кюрилер  радиоактивтік деп атады.

Мария-Склодовская –Кюри – жаңа радиоактивті элементтерді ашып қана қоймай, олардың қасиеттерін де зерттеді.Бірқатар жылдар бойы радиактивті сәуле шығарудың қасиетін олардың тірі клеткаға әсерін зерттеді.1934 жылы ол белгісіз аурудан қайтыс болды.Кейіннен дәрігерлер көптеген жылдар бойы радиактивті сәулелерді зерттеумен шұғылданғандықтан, сәуле шығару- дың ағзаға, ең алдымен жұлынға зақым келтіргенін дәлелдеді.

Мария Склодовская физика мен химия  саласы бойынша  Нобель сыйлығын екі мәрте алған  тұңғыш-ғалым.

Кюрилердің зерттеулері негізінде  реттік номері 83-тен жоғары химиялық элементтің бәрі де радиоактивті болатындығы анықталды.

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

Радиоактивті элементтердің ерекше сәуле шығаруын радиоактивті сәулелену деп атайды.

Радиоактивті элементтердің шығаратын сәулесін магнит өрісінде зерттегенде оның үш түрге жіктелетіні белгілі болды.

Резерфорд тәжірибесі.

Радий преапараты кесек қорғасыннан жасалған жіңішке өзекшенің түбіне орналастырылған. Өзекшенің қарсысына фотопластинка қойылған. Өзекше- ден шықан сәулеге магнит өрісі әсер еткен. Магнит өрісі жоқ кезде фотопластинканың қарсысынан қара дақ байқалады. Магнит өрісінде бұл үш шоққа бөлінген.

Сәуле шығарудың оң құраушысы – альфа сәулелер, теріс зарядталғаны – бета сәулелер, нейтралы – гамма сәулелер.

 

Сәулелердің физикалық табиғаты.

Механикалық және термиялық жолмен және басқа да сыртқы әсерсіз-ақ ядро өздігінен ыдырап радиоактивті  сәуле шығарады және бөліну нәтижесінде түрленіп,жаңа элементтің ядросы пайда болады.

Өздігінен ыдырау процесінде α – бөлшектер ядролан ұшып шықса,

оны α – ыдырау деп атайды.

Альфа ыдырау кезінде  атом ядросы зарядтық саны Z екіге және массалық саны А төртке кем туынды ядроға түрленеді.Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің бас жағына қарай екі орынға ығысады.

 

M a c= (MТ + MНе) c+Q α

Q α  =  (Ma-M T-M He) c 2

Альфа-ыдырау.

Альфа бөлшегінің табиғатын 1908 жылы Резерфорд көптеген эксперименттік зерттеулер нәтижесінде анықтады.

Альфа сәулелер — өтімділік қабілеті өте төмен,олар қалыңдығы 0,1 мм қағаздан өте алмайды,магнит және электр өрісінде нашар  ауытқиды,иондаушы қабілеті өте жоғары ,сондықтан энергиясын тез жоғалтады.

Бір элементар зарядына массаның екі атомдық бірлігі сәйкес келеді, элементар екі зарядқа массаның төрт атомдық бірлігі сәйкес келеді. Бұл – гелий атомының ядросы деген қорытынды шығарды.

 

 

 

 

 

Бета-ыдырау.

Бета сәулесінің табиғатын 1899 жылы Резерфорд ашқан болатын

Бета сәулелер – зарядталған бөлшектердің ағыны немесе электрондар ағыны, магнит және электр өрісінде жақсы ауытқиды, жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалады. Зат арқылы бета сәулелер өткенде , олар анағұрлым аз жұтылады. Тек қалыңдығы бірнеше мм алюминий пластина ғана оларды түгелімен өткізбейді. Бұл – электрондар ағыны екендігі анықталды.

β– бөлшекті   деп белгілейді.

 

 

 

 

 

Бета-ыдырау кезінде атом ядросының зарядтық саны Z бір заряд бірлігіне артады,ал массалық сан өзгермейді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің соңына қарай бір орынға ығысады.

Электрондық  β ыдырау және позитрондық β+   ыдырау формулалары:

Электрондық β – ыдырау деп атайды

Ядроның ішінде электорнның пайда болуы осы нейтронның нәтижесі.

Ядродағы энергияның сақталу заңы орындалмау себебі. Бұл энергия антинейтриноға тиесілі.

Нейтрон – протонға,электронға және антинейтриноға ыдырайды.

1930 жылы В.Паули ядродан электроннан басқа тағы бір бөлшектің ұшып шығатынын анықтаған. Оны Э.Ферми нейтрино –(кішкентай нейтрон) деп атаған.

Бета + ыдырау кезінде атом ядросының зарядтық саны Z

 бірлік зарядқа кемиді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің бас жағына қарай бір орынға ығысады.

Протон – нейтронға,позитронға,нейтриноға ыдырайды.

β ыдырау

β +  ыдырау

Гамма сәулелер — өзінің қасиетіне қарағанда гамма сәулелері рентген сәулелеріне  өте ұқсас, бірақ өтімділік қабілеті рентген сәулелерінен анағұрлым артық, толқын ұзындықтары 10-8 — 10 -10 см-ге дейін,өтімділік қабілеті — өте жоғары. Бұл сәулелер – электромагниттік толқындар екені толықтай дәлеледенді.

Оның жұтылу интенсивтігі  заттың атомдық  номері артқан сайын өседі. Қалыңдығы 1 см қорғасын қабаттың өзі өткізбейтін тосқауыл бола алмайды.

Магнит өрісінде алғашқы бағытын өзгертпейді.

 

 

 

 

 

 

 

Білімді бекітуге арналған тапсырмалар:

БҮҮ кестесі:

Білетінім Үйренгенім Үйренгім келеді
Атомның құрылысы, сәулелену құбылысы Радиактивтік, радиактивті сәулелердің табиғаты, түрлері, қасиеттеірі Радиактивті сәулелердің ағзаға әсері, оның алдын-алу шаралары

 

  1. Беккерель тәжірибесінің маңыздылығы неде?
  2. Радиоактивті сәулелелердің табиғатын түсіндіріңдер.
  3. Электрондық және позитрондық β- ыдыраулардың айырмашылықтары қандай?
  4. Альфа ыдырау дегеніміз не?
  5. Бета-ыдырау дегеніміз не?

«Топтастыру» стратегиясы:

өтімділік қабілеті өте аз

магит өрісінде нашар ауытқиды

электр өрісінде нашар ауытқиды

гелиий атомының ядросы

 

магнит және электр өрісінде жақсы ауытқиды

жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалады

зарядталған бөлшектердің ағыны

электрондар

 

рентген сәулелеріне ұқсас

өтімділік қабілеті жоғары

жұтылу интесивтігізаттың атомдық номері артқан сайын өседі

электромагниттік толқындар

 

Тапсырмалар:

  1. Уранның изотопының α – ыдырауы кезінде қандай ядро пайда болады?
  2. Актиниий изотопы үш рет ыдырағаннан кейін қандай ядро пайда

болады?

  1. Ксенон ядросы төрт рет β түрленуге ұшыраған соң қандай тұрақты

ядроға айналады?

Белгісіз элементті анықта!

 

Үйге тапсырма: Табиғи  радиоактивтік.

11218,1219,1220 есептер

Бағалау.