Ядроның байланыс энергиясы. - Физика, 9 сынып, 50 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Ядроның байланыс энергиясын 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 ядроның байланыс энергиясымен танысамыз.

1. Нуклондардың арасындағы гравитациялық және электрлік күштердің арақатынасы қандай болады?
2. Ядролық күш дегеніміз қандай күш?
3. Ядролық күштердің қасиеттері қандай?
4. Ядролық физикада ұзындықтың бірлігіне қандай өлшем алынады?
5. Атомдық және ядролық  физикада масса бірлігіне не алынады?
6. Атомдық және ядролық физикада энергия бірлігіне не алынады?
7. Масса ақауы дегеніміз не және оны қалай есептеуге болады? 

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

Атом ядросының байланыс энергиясы
 Ядролық физикада аса маңызды рөл атқаратын ұғым ядроның байланыс энергиясы. Байланыс энергиясы ядроның орнықтылығын түсіндіруге, ядролық энергияның бөлініп шығуына келтіретін қандай процестер екенін айқындауға мүмкіндік береді.
Нуклондар ядро ішінде ядролық күштермен мықтап ұстасқан. Нуклонды ядродан бөліп алу үшін, зор жұмыс істелуі керек, яғни ядроға едәуір энергия беру керек.
Ядроның байланыс энергиясы дегеніміз — ядроны түгелімен жеке нуклондарға ыдырату  үшін қажет энергия. Энергияның сақталу заңының негізінде жеке бөлшектерден ядро түзілгенде бөлініп шығатын энергия байланыс энергиясына тең деп сенімді түрде айтуға болады. Атом ядроларының байланыс энергиясы өте көп. Бірақ оны қалай табу керек?
Қазіргі кезде байланыс энергиясын атомдағы электрондар үшін жасалғандай етіп теориялық жолмен есептеу мүмкін емес. Осыған сәйкес есептеулерді тек масса мен энергияның арасындағы Эйнштейн қатынасын қолданып қана орындауға болады:
          (1) Ядроның массаларын өте дәл өлшеулер ядроның тыныштық массасы М_Я әрқашан оны құраушы протондар мен нейтрондардың тыныштық массаларының қосындысынан кем болатындығын көрсетті:
             (2) Массалар ақауы дейтін болады: массалардың айырымы оң сан:
Мысалы, гелий үшін ядроның массасы екі протон мен екі нейтрон массаларының қосындысынан 0,75% кем. Соған сәйкес гелийдің бір молі үшін
Нуклондардан ядро пайда болғанда массаның кемуі, бұл жағдайда осы нуклондар жүйесінің энергиясы Ебайланыс энергиясының шамасына кемитіндігін көрсетеді:



(3) Бірақ мұнда Е _бай энергиясы мен DМ масса қайда кетеді?
Бөлшектерден ядро түзілгенде бөлшектер, ара қашықтық үлкен болмағанда, ядролық күштер әсерінің есебінен бір-біріне орасан зор үдеумен ұмтылады. Мұнда шығарылатын -кванттың энергиясы Е _бай, ал массасы:


болады. Байланыс энергиясы шамасының қаншалықты үлкен екендігін мысалмен түсіндіруге болады: 4г гелий пайда болғанда шығатын энергия мен 1,5-2 вагон тас көмір жанғанда бөлініп шығатын энергияға тең болады.
Меншікті байланыс энергиясының массалық А санға тәуелділігіне қарап ядролардың қасиеттері жөнінде негізгі ақпарат алуға болады.
Меншікті байланыс энергиясы деп ядроның бір нуклонына сәйкес келетін байланыс энергиясын атайды. Оны эксперимент жүзінде анықтайды.

Ең жеңіл ядроларды есептегенде меншікті байланыс энергиясы шамамен тұрақты және 8 МэВ/нуклонға тең екені 1-суреттен жақсы көрінеді. Сутегі атомындағы электрон мен ядроның иондау энергиясына тең байланыс энергиясы ол шамадан миллион есе дерліктей кіші.
1-суреттегі қисық максимум мәнге жетпеген. Максимал меншікті байланыс энергиясы (8 МэВ/нуклон) болатындар массалық сандары 50-ден 60-қа дейінгі элементтер болып келеді. Бұл элементтердің ядролары ең орнықты.
Z-тің өсуіне қарай протондардың кулондық тебілу энергиясы артатын болғандықтан, ауыр ядролардың меншікті байланыс энергиясы кемиді. Кулондық күштер ядроны жаруға тырысады.
Ядродағы бөлшектер бір-бірімен күшті байланысқан. Бөлшектердің байланыс энергиясы масса ақауымен (дефектісі) анықталады.

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§58 дайындық сұрақтарын талдау.

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

1. Оттегі-17 атомы ядросын протондар мен нейтрондарға ыдырату үшін  қандай ең аз энергия шығындау керек? Ядроның меншікті байланыс энергиясы қандай?
2. 46-жаттығу №2

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §58 дайындық сұрақтары. 46-жаттығу № 1,3.