Сабақ жоспарлары / Физика
Күн-күндізгі жұлдыз. Күннің құрылысы және негізгі сипаттамалары - Физика, 11 сынып, 75 - сабақ
Сабақтың тақырыбы: Күн-күндізгі жұлдыз. Күннің құрылысы және негізгі сипаттамалары. Күн-Жер байланысы.
Сабақтың мақсаты:
Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,
Сабақтың барысы:
І.ДК.Ұйымдастыру кезеңі:
Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;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 Күннің құрылысы және негізгі сипаттамаларымен танысамыз.
Барлық жұлдыздар тәрізді Күн - қызған газ шар. Негізінде ол 10% (атомдардың санына қарай) гелий қоспасы бар сутегінен тұрады. Өзге элементтердің бәрін қоса алғандағы атомдарының саны шамамен 1000 есе кіші. Сөйтсе де, масса жағынан осы ауырырақ элементтерге Күн массасының 1-2%-і келеді.
Күндегі заттар күшті иондалған, яғни атомдар өздерінің сыртқы электрондарынан айрылған. Ол электрондар иондалған газдың - плазманың еркін бөлшектеріне айналады.
Күн затының орташа тығыздығы r1400 кг/м3. Осы мән су тығыздығымен шамалас та, Жер бетіндегі ауа тығыздығынан мың есе артық. Дегенмен, Күннің сыртқы қабаттарында тығыздық орташа тығыздықтан миллион есе кіші де, ал центрінде 100 есе артық.
Күннің центріне бағытталған гравитациялық тартылыс күштерінің әсерінен оның қойнауында зор қысым пайда болады.
Егер Күн ішіндегі зат біркелкі таралған және тығыздық барлық жерде орташаға тең болса, онда ішкі қысымды есептеу оңай болар еді. -ге тең тереңдік үшін шамамен мынадай есептеу жүргізелік.
Осындай тереңдіктегі F=тg ауырлық күші ауданы S болатын биіктігі 1/2радиал бағанның ішіндегі заттың массасымен, сонымен қатар радиусы 1/2сфера бетіндегі мәнімен анықталатын болады. Осындай бағандағы күн затының массасы мынаған тең болады:
ал біртекті Күннің центрінен 1/2қашықтықтағы гравитациялық үдеу бүкіләлемдік тартылыс заңы бойынша мынаған тең болады:
өйткені көрсетілген сфераның көлемі барлық Күн көлемінің -не тең және тығыздық тұрақты болатын кезде оның ішінде болады. Сондықтан қысым:
Осыдан р»6,6 1013 Па болады, яғни ол атмосфералық кысымнан миллиард есе артық.
Газ заңдарына сәйкес қысым температура мен тығыздыққа пропорционал болады. Бұл Күн қойнауларындағы температураны анықтауға мүмкіндік береді.
Тығыздық пен температураның центрге қарай артатыны ескерілген дәл есептеулер Күннің центрінде газ тығыздығының 1,5•105 кг/м3 шамалас екенін көрсетеді (қорғасынның тығыздығынан ІЗ.есе артық), ал қысым 2•1018 Па шамалас та, температура - 15 000 000 К шамалас.
Осындай температурада сутегі атомдарының ядролары (протондар) өте жоғары жылдамдыққа (секундына жүздеген километр) ие болады да, бір-бірімен (олардың арасындағы электростатикалық тебілу күштердің әсеріне қарамастан) соктығыса алады. Осындай соқтығысулардың бағзы біреулері ядролық реакциялармен тынады, ол кезде сутегінен гелий түзіледі де, көп мөлшерде жылу бөлініп шығады, Бұл реакциялар Күннің қазіргі эволюция кезеңіндегі Күн энергиясының көзі болып табылады. Соның нәтижесінде Күннің орталық атыраптарында гелий мөлшері біртіндеп артады да, сутегі мөлшері кеми береді.
Күн центрінің өзінде Күн қойнауларында пайда болатын энергия ағыны сыртқы қабаттарға беріліп, барған сайын үлкен аудандарға тарала береді. Осының салдарынан Күн центрінен алыстаған сайын күн газдарының температурасы кеми береді. Температураның мәніне қарай және онымен анықталатын процестердің сипатына қарай, бүкіл Күнді шартты түрде 4 аймаққа бөлуге болады (сурет):
1) ішкі, центрлік аймақ (ядро), мұнда қысым мен температура ядролық реакциялардың жүруін қамтамасыз етеді де, ол центрден шамамен 1/Заралыкқа шейін тарайды;
2) «сәулелік» белдеу (1/3ден 2/3/аралықта), мұнда энергия қабаттан қабатқа электромагниттік энергия кванттарын алма-кезек жұту және шығару арқылы сыртқа беріледі;
3) конвекциялық белдеу - «сәулелік» белдеудің үстіңгі жағынан Күннің дәл көрінетін шекарасына шейінгі аралық. Мұнда температура Күннің көрінерлік шекарасына жуықтаған сайын тез кемиді де соның нәтижесінде зат алмасуы (астынан жылытқан ыдыстағы сұйықтың кайнағаны сияқты конвекция) жүріп жатады;
4) атмосфера, бұл бірден конвекциялық белдеуден басталады да, Күннің көрінетін дөңгелек жүзінің шегінен аулаққа таралып кетеді. Атмосфераның төменгі қабатына газдардың жұқа қабаты кіреді де, біз оны Күннің беті ретінде қабылдаймыз. Атмосфераның жоғарғы қабаттары тікелей көрінбейді, олар не Күннің толық тұтылуы кезінде, не арнаулы приборлар көмегімен анықалады.
Күн-Жер байланысы
Жерде болып жататын құбылыстарға Күн зор ықпалын тигізеді. Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарындағы ең маңызды физикалық және химиялық процестер Күннің қысқа толқынды сәулелеріне тәуелді. Көрінетін және: инфрақызыл сәулелер Жерге негізгі жылу «берушілер» болып табылады. Әртүрлі елдерде, оның ішінде біздің елде де, күн энергиясын шаруашылық және өнеркәсіп мақсаттарында кеңінен колдану бағытында жұмыстар жүргізілуде (электр энергиясын алу, үйлерді жылыту және т. б.). Келешекте Күн сәулесінің энергиясын пайдаланудың артатыны сөзсіз.
Күн Жерге жарық беріп және жылытып қана қоймайды. Бірқатар геофизикалық құбылыстар Күн әрекетінің білінуімен қосарласа өтеді. Оталыстарда үдеген зарядты бөлшектердің ағыны Жердің магнит өрісіне әсер етеді де, магнит дауылдарын туғызады, ал бұлар зарядталған бөлшектерді атмосфераның төменірек қабаттарына енгізеді де, осыдан полярлық жарқыл туады. Күннің қысқа толқынды сәулесі мен атмосферасының жоғарғы қабатының (ионосфераның) иондануын күшейтеді, ал бұл радиотолқындардың таралу жағдайына күшті әсер етіп, кейде радиобайланысты бұзады. Күндегі процестер Жердің атмосферасы мен магнит өрісіне әсер ете отырып, жанжануарлар әлемі мен өсімдіктер әлемінің органикалық әлемнің күрделі процестеріне де жанама ықпал жасайды екен. Бұл ықпалдарды және оның механизмін қазіргі кездерде ғалымдар зерттеу үстінде.
VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§10.4. дайындық сұрақтарын талдау.
VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
Есептер шығару. 10.4.1-10.4.2
VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §10.4 Есептер шығару. 10.4.3
- Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Күннің құрылысы және негізгі сипаттамаларымен таныстырып солар туралы түсінік қалыптастыру.
- Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
- Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.
Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,
Сабақтың барысы:
І.ДК.Ұйымдастыру кезеңі:
Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;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 Күннің құрылысы және негізгі сипаттамаларымен танысамыз.
- Жұлдыздар қандай энергия көздерінің есебінен жарықшығарады?
- Оптикалық қос жұлдыздар жылтырауының өзгеру қисығын тұрғызуға бола ма?
- Аса жаңа жұлдыздар жылтырауының өзгеруі неден болады?
- Цефейдтер арқылы жұлдыздың массасын анықтауға бола ма?
- Пульсарлар айнымалы жұлдыздардың қандай түріне жатады?
Барлық жұлдыздар тәрізді Күн - қызған газ шар. Негізінде ол 10% (атомдардың санына қарай) гелий қоспасы бар сутегінен тұрады. Өзге элементтердің бәрін қоса алғандағы атомдарының саны шамамен 1000 есе кіші. Сөйтсе де, масса жағынан осы ауырырақ элементтерге Күн массасының 1-2%-і келеді.
Күндегі заттар күшті иондалған, яғни атомдар өздерінің сыртқы электрондарынан айрылған. Ол электрондар иондалған газдың - плазманың еркін бөлшектеріне айналады.
Күн затының орташа тығыздығы r1400 кг/м3. Осы мән су тығыздығымен шамалас та, Жер бетіндегі ауа тығыздығынан мың есе артық. Дегенмен, Күннің сыртқы қабаттарында тығыздық орташа тығыздықтан миллион есе кіші де, ал центрінде 100 есе артық.
Күннің центріне бағытталған гравитациялық тартылыс күштерінің әсерінен оның қойнауында зор қысым пайда болады.
Егер Күн ішіндегі зат біркелкі таралған және тығыздық барлық жерде орташаға тең болса, онда ішкі қысымды есептеу оңай болар еді. -ге тең тереңдік үшін шамамен мынадай есептеу жүргізелік.
Осындай тереңдіктегі F=тg ауырлық күші ауданы S болатын биіктігі 1/2радиал бағанның ішіндегі заттың массасымен, сонымен қатар радиусы 1/2сфера бетіндегі мәнімен анықталатын болады. Осындай бағандағы күн затының массасы мынаған тең болады:
ал біртекті Күннің центрінен 1/2қашықтықтағы гравитациялық үдеу бүкіләлемдік тартылыс заңы бойынша мынаған тең болады:
өйткені көрсетілген сфераның көлемі барлық Күн көлемінің -не тең және тығыздық тұрақты болатын кезде оның ішінде болады. Сондықтан қысым:
Осыдан р»6,6 1013 Па болады, яғни ол атмосфералық кысымнан миллиард есе артық.
Газ заңдарына сәйкес қысым температура мен тығыздыққа пропорционал болады. Бұл Күн қойнауларындағы температураны анықтауға мүмкіндік береді.
Тығыздық пен температураның центрге қарай артатыны ескерілген дәл есептеулер Күннің центрінде газ тығыздығының 1,5•105 кг/м3 шамалас екенін көрсетеді (қорғасынның тығыздығынан ІЗ.есе артық), ал қысым 2•1018 Па шамалас та, температура - 15 000 000 К шамалас.
Осындай температурада сутегі атомдарының ядролары (протондар) өте жоғары жылдамдыққа (секундына жүздеген километр) ие болады да, бір-бірімен (олардың арасындағы электростатикалық тебілу күштердің әсеріне қарамастан) соктығыса алады. Осындай соқтығысулардың бағзы біреулері ядролық реакциялармен тынады, ол кезде сутегінен гелий түзіледі де, көп мөлшерде жылу бөлініп шығады, Бұл реакциялар Күннің қазіргі эволюция кезеңіндегі Күн энергиясының көзі болып табылады. Соның нәтижесінде Күннің орталық атыраптарында гелий мөлшері біртіндеп артады да, сутегі мөлшері кеми береді.
Күн центрінің өзінде Күн қойнауларында пайда болатын энергия ағыны сыртқы қабаттарға беріліп, барған сайын үлкен аудандарға тарала береді. Осының салдарынан Күн центрінен алыстаған сайын күн газдарының температурасы кеми береді. Температураның мәніне қарай және онымен анықталатын процестердің сипатына қарай, бүкіл Күнді шартты түрде 4 аймаққа бөлуге болады (сурет):
1) ішкі, центрлік аймақ (ядро), мұнда қысым мен температура ядролық реакциялардың жүруін қамтамасыз етеді де, ол центрден шамамен 1/Заралыкқа шейін тарайды;
2) «сәулелік» белдеу (1/3ден 2/3/аралықта), мұнда энергия қабаттан қабатқа электромагниттік энергия кванттарын алма-кезек жұту және шығару арқылы сыртқа беріледі;
3) конвекциялық белдеу - «сәулелік» белдеудің үстіңгі жағынан Күннің дәл көрінетін шекарасына шейінгі аралық. Мұнда температура Күннің көрінерлік шекарасына жуықтаған сайын тез кемиді де соның нәтижесінде зат алмасуы (астынан жылытқан ыдыстағы сұйықтың кайнағаны сияқты конвекция) жүріп жатады;
4) атмосфера, бұл бірден конвекциялық белдеуден басталады да, Күннің көрінетін дөңгелек жүзінің шегінен аулаққа таралып кетеді. Атмосфераның төменгі қабатына газдардың жұқа қабаты кіреді де, біз оны Күннің беті ретінде қабылдаймыз. Атмосфераның жоғарғы қабаттары тікелей көрінбейді, олар не Күннің толық тұтылуы кезінде, не арнаулы приборлар көмегімен анықалады.
Күн-Жер байланысы
Жерде болып жататын құбылыстарға Күн зор ықпалын тигізеді. Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарындағы ең маңызды физикалық және химиялық процестер Күннің қысқа толқынды сәулелеріне тәуелді. Көрінетін және: инфрақызыл сәулелер Жерге негізгі жылу «берушілер» болып табылады. Әртүрлі елдерде, оның ішінде біздің елде де, күн энергиясын шаруашылық және өнеркәсіп мақсаттарында кеңінен колдану бағытында жұмыстар жүргізілуде (электр энергиясын алу, үйлерді жылыту және т. б.). Келешекте Күн сәулесінің энергиясын пайдаланудың артатыны сөзсіз.
Күн Жерге жарық беріп және жылытып қана қоймайды. Бірқатар геофизикалық құбылыстар Күн әрекетінің білінуімен қосарласа өтеді. Оталыстарда үдеген зарядты бөлшектердің ағыны Жердің магнит өрісіне әсер етеді де, магнит дауылдарын туғызады, ал бұлар зарядталған бөлшектерді атмосфераның төменірек қабаттарына енгізеді де, осыдан полярлық жарқыл туады. Күннің қысқа толқынды сәулесі мен атмосферасының жоғарғы қабатының (ионосфераның) иондануын күшейтеді, ал бұл радиотолқындардың таралу жағдайына күшті әсер етіп, кейде радиобайланысты бұзады. Күндегі процестер Жердің атмосферасы мен магнит өрісіне әсер ете отырып, жанжануарлар әлемі мен өсімдіктер әлемінің органикалық әлемнің күрделі процестеріне де жанама ықпал жасайды екен. Бұл ықпалдарды және оның механизмін қазіргі кездерде ғалымдар зерттеу үстінде.
VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§10.4. дайындық сұрақтарын талдау.
VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.
Есептер шығару. 10.4.1-10.4.2
VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §10.4 Есептер шығару. 10.4.3
Пікір қалдыру (0)
Пікірлер:
Ұқсас жаңалықтар:
