Сабақ жоспарлары / Физика
Термоядролық реакциялар. Күн мен жұлдыздардың энергиясы. - Физика, 9 сынып, 53 - сабақ
Сабақтың тақырыбы: Термоядролық реакциялар. Күн мен жұлдыздардың энергиясы.
Сабақтың мақсаты:
1.Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Термоядролық реакцияларды пайдалануды үйрету негізгі ұғымдармен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
2.Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
3.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,
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.
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Термоядролық реакциялармен танысамыз.
1. неліктен ауыр ядролар энергиясын оларды бөлу арқылы ғана босатуға болады? Оның шамасын қандай өрнек арқылы анықтаймыз?
2. Неліктен жеңіл ядроларды бір ядроға біріктіру арқылы олардың энергиясын босатуға болады? Оның шамасын қандай өрнек арқылы анықтаймыз?
3. Сындық масса деп қандай массаны айтады?
4. Ядролық энергия энергияның басқа түрлеріне қандай ретпен түрленеді?
V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:
ТЕРМОЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР
Жеңіл ядролар энергия бөле отырып бірігуі мүмкін.
Тыныштықтағы уран ядросының массасы, ядро бөлінетін жарықшақтардың тыныштықтығы массалары қосындысынан артық. Жеңіл ядролар үшін жағдай керісінше. Мысалы, гелий ядросының тыныштықтағы массасы гелий ядросының құрамды бөлігі екі ауыр сутегі ядросының тыныштық массаларының қосындысынан аз.
Бұл -- екі жеңіл ядро біріккенде тыныштық массасы азаяды, ендеше, көп мөлшерде энергия бөлініп шығады деген сөз. Жеңіл ядролардың бірігуіндегі мұндай реакциялар термоядролық реакциялар деп аталады, себебі олар тек өте жоғары температураларда ғана жүре алады.
Термоядролық реакциялар - бұл жеңіл ядролардың өте жоғары температураларда бірігу реакциясы.
Ядролардың бірігуі үшін олардың 10-12 см шамасына жақындауы, яғни олардың ядролық күш әсерінің сферасына түсуі қажет. Мұндай жақындауға ядролардың кулондық тебілуі кедергі жасайды, оны тек ядроның жылулық қозғалысының өте зор кинетикалық энергиясының есебінен ғана жеңуге болады.
Термоядролық реакцияларда бөлініп шығатын бір нуклонға есептелген энергия, ядролардың тізбекті реакциясы кезінде бөлініп шығатын меншікті энергиядан артып кетеді. Мысалы, ауыр сутегі - дейтерий сутегінің аса ауыр изотопы - тритиймен біріккенде бір нуклонға 3,5 МэВ-қа жуық энергия бөлінеді. Уранның бөлінуі кезінде бір нуклонға шамамен 1 МэВ энергия бөлінеді.
Термоядролық реакциялар Әлемнің эволюциясында шешуші рөл атқарады. Күн мен жүлдыздардың сәуле шығару энергиясының термоядролық тегі бар. Қазіргі болжамдар бойынша, алғашқы даму кезінде жұлдыздар негізінде сутегінен құралған. Жұлдыздың ішіндегі температураның жоғары болатыны сонша, оның ішінде протондардың бірігуінің реакциясы гелий түзілуімен қатар жүреді. Бұдан кейін гелий ядроларының бірігуі кезінде неғұрлым ауыр элементтер де түзіледі. Осы реакциялардың бәрі энергия бөліп шығарумен қабаттаса өтеді, ол миллиардтаған жылдар бойынша жұлдыздардың жарық шығаруын қамтамасыз етеді.
Жерден басқарылатын термоядролық реакцияны пайдалану мәселесін шешу адамзатқа іс жүзінде таусылмайтын энергияның көзін береді. Бұл бағытта ең перспективті болып есептелетін реакция - дейтерийдің тритиймен бірігу реакциясы:
Есептеулер көрсеткендей, экономикалық жағынан тиімді реакция, реакцияға түсетін заттарды жүз миллиондаған градус шамасына дейін қыздырғанда ғана заттың үлкен тығыздығында (1 см3-де бөлшек 1014 - 1015) жүре алады. Мұндай температураларды плазмада қуатты электр разрядтарын туғызу арқылы алуға болады. Бұл бағыттағы негізгі қиыншылық - осындай жоғарғы температурадағы плазманы қондырғының ішінде 0,1-1 с бойы ұстап тұру.
Бұған ешбір заттан жасалған қабырғалар жарамайды, себебі соншалықты жоғары температурада олар бірден буға айналып кетеді. Жоғары температурадағы плазманы шектеген көлемде ұстап тұрудың бірден-бір мүмкін болатын әдісі өте күшті магнит өрістерінің әсерін пайдалану болып табылады. Бірақ әлі күнге дейін бұл мәселені толық шешу плазманың тұрақсыздығынан мүмкін болмай келеді. Бұл тұрақсыздық зарядталған бөлшектердің бір бөлігін магниттік "қабырғалардан" өтетін диффузияға әкеліп соғады.
Қазіргі уақытта таяудағы 10-20 жылдың ішінде термоядролық реакторлар жасалады деген сенім бар. Басқарылатын термоядролық реакцияны алу жолында ғалымдар үлкен табыстарға қол жеткізді. Бұл жұмыстар Л.А.Арцимович пен М.А. Леонтовичтің басшылығымен басталған және олардың шәкірттері жалғастырып жүргізіп жатыр.
Әзірше қопарылыс түріндегі басқарылмайтын синтез реакциясын ғана сутегі (немесе термоядролық) бомбасында жүзеге асыруға мүмкін болды. Басқарылатын термоядролық реакцияларды жүзеге асыру адамзаттың энергетикалық проблемасын шешуге қабілетті. Сутегі бомбаларындағы басқарылмайтын термоядролық реакциялар адамзатты жойып жібере алады.
VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
1.Деңгейлік тапсырмалар.
І деңгей.
1. Борды a-бөлшектерімен атқылағанда нейтронды ыршытып шығарумен қарбалас өтетін ядролық реакцияны жазыңдар.
2. Мына ядролық реакциядағы жетіспей тұрған белгілерді жазыңдар:
3. Азот ядросын протондарға және нейтрондарға ыдыратуға қажет ең аз энергия қандай?
ІІ деңгей.
1.Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Термоядролық реакцияларды пайдалануды үйрету негізгі ұғымдармен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
2.Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
3.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. 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.
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Термоядролық реакциялармен танысамыз.
1. неліктен ауыр ядролар энергиясын оларды бөлу арқылы ғана босатуға болады? Оның шамасын қандай өрнек арқылы анықтаймыз?
2. Неліктен жеңіл ядроларды бір ядроға біріктіру арқылы олардың энергиясын босатуға болады? Оның шамасын қандай өрнек арқылы анықтаймыз?
3. Сындық масса деп қандай массаны айтады?
4. Ядролық энергия энергияның басқа түрлеріне қандай ретпен түрленеді?
V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:
ТЕРМОЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР
Жеңіл ядролар энергия бөле отырып бірігуі мүмкін.
Тыныштықтағы уран ядросының массасы, ядро бөлінетін жарықшақтардың тыныштықтығы массалары қосындысынан артық. Жеңіл ядролар үшін жағдай керісінше. Мысалы, гелий ядросының тыныштықтағы массасы гелий ядросының құрамды бөлігі екі ауыр сутегі ядросының тыныштық массаларының қосындысынан аз.
Бұл -- екі жеңіл ядро біріккенде тыныштық массасы азаяды, ендеше, көп мөлшерде энергия бөлініп шығады деген сөз. Жеңіл ядролардың бірігуіндегі мұндай реакциялар термоядролық реакциялар деп аталады, себебі олар тек өте жоғары температураларда ғана жүре алады.
Термоядролық реакциялар - бұл жеңіл ядролардың өте жоғары температураларда бірігу реакциясы.
Ядролардың бірігуі үшін олардың 10-12 см шамасына жақындауы, яғни олардың ядролық күш әсерінің сферасына түсуі қажет. Мұндай жақындауға ядролардың кулондық тебілуі кедергі жасайды, оны тек ядроның жылулық қозғалысының өте зор кинетикалық энергиясының есебінен ғана жеңуге болады.
Термоядролық реакцияларда бөлініп шығатын бір нуклонға есептелген энергия, ядролардың тізбекті реакциясы кезінде бөлініп шығатын меншікті энергиядан артып кетеді. Мысалы, ауыр сутегі - дейтерий сутегінің аса ауыр изотопы - тритиймен біріккенде бір нуклонға 3,5 МэВ-қа жуық энергия бөлінеді. Уранның бөлінуі кезінде бір нуклонға шамамен 1 МэВ энергия бөлінеді.
Термоядролық реакциялар Әлемнің эволюциясында шешуші рөл атқарады. Күн мен жүлдыздардың сәуле шығару энергиясының термоядролық тегі бар. Қазіргі болжамдар бойынша, алғашқы даму кезінде жұлдыздар негізінде сутегінен құралған. Жұлдыздың ішіндегі температураның жоғары болатыны сонша, оның ішінде протондардың бірігуінің реакциясы гелий түзілуімен қатар жүреді. Бұдан кейін гелий ядроларының бірігуі кезінде неғұрлым ауыр элементтер де түзіледі. Осы реакциялардың бәрі энергия бөліп шығарумен қабаттаса өтеді, ол миллиардтаған жылдар бойынша жұлдыздардың жарық шығаруын қамтамасыз етеді.
Жерден басқарылатын термоядролық реакцияны пайдалану мәселесін шешу адамзатқа іс жүзінде таусылмайтын энергияның көзін береді. Бұл бағытта ең перспективті болып есептелетін реакция - дейтерийдің тритиймен бірігу реакциясы:
Есептеулер көрсеткендей, экономикалық жағынан тиімді реакция, реакцияға түсетін заттарды жүз миллиондаған градус шамасына дейін қыздырғанда ғана заттың үлкен тығыздығында (1 см3-де бөлшек 1014 - 1015) жүре алады. Мұндай температураларды плазмада қуатты электр разрядтарын туғызу арқылы алуға болады. Бұл бағыттағы негізгі қиыншылық - осындай жоғарғы температурадағы плазманы қондырғының ішінде 0,1-1 с бойы ұстап тұру.
Бұған ешбір заттан жасалған қабырғалар жарамайды, себебі соншалықты жоғары температурада олар бірден буға айналып кетеді. Жоғары температурадағы плазманы шектеген көлемде ұстап тұрудың бірден-бір мүмкін болатын әдісі өте күшті магнит өрістерінің әсерін пайдалану болып табылады. Бірақ әлі күнге дейін бұл мәселені толық шешу плазманың тұрақсыздығынан мүмкін болмай келеді. Бұл тұрақсыздық зарядталған бөлшектердің бір бөлігін магниттік "қабырғалардан" өтетін диффузияға әкеліп соғады.
Қазіргі уақытта таяудағы 10-20 жылдың ішінде термоядролық реакторлар жасалады деген сенім бар. Басқарылатын термоядролық реакцияны алу жолында ғалымдар үлкен табыстарға қол жеткізді. Бұл жұмыстар Л.А.Арцимович пен М.А. Леонтовичтің басшылығымен басталған және олардың шәкірттері жалғастырып жүргізіп жатыр.
Әзірше қопарылыс түріндегі басқарылмайтын синтез реакциясын ғана сутегі (немесе термоядролық) бомбасында жүзеге асыруға мүмкін болды. Басқарылатын термоядролық реакцияларды жүзеге асыру адамзаттың энергетикалық проблемасын шешуге қабілетті. Сутегі бомбаларындағы басқарылмайтын термоядролық реакциялар адамзатты жойып жібере алады.
VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§62 дайындық сұрақтарын талдау.VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
1.Деңгейлік тапсырмалар.
І деңгей.
1. Борды a-бөлшектерімен атқылағанда нейтронды ыршытып шығарумен қарбалас өтетін ядролық реакцияны жазыңдар.
2. Мына ядролық реакциядағы жетіспей тұрған белгілерді жазыңдар:
3. Азот ядросын протондарға және нейтрондарға ыдыратуға қажет ең аз энергия қандай?
ІІ деңгей.
- Плутоний қандай радиактивті ыдырау нәтижесінде уранға айналады?
- Натрий қандай радиактивті ыдырау нәтижесінде магнийге айналады?
- Радиактивті элементтің активтілігі 8 тәулікте 4 есе кеміген. Жартылай ыдырау периодын табыңдар.
Пікір қалдыру (0)
Пікірлер:
Ұқсас жаңалықтар:
