Фотоэффект

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 39 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Фотоэффект. Фотоэффектіні қолданылу. Фотон.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға фотоэффект ұғымы мен оның заңдарын меңгерту, фотоэффект құбылысын тәжірибе жүзінде алғаш зерттеген А.Г.Столетовтің ғылыми еңбегін таныстыру.

Дамытушылық: Оқушылардың ойлауын дамыту, компьютер арқылы модельдеу процестерін қалыптастыру.
Тәрбиелік: Оқушылардың зейінін, жауапкершілік сезімін, физика пәнін қызығушылықпен оқуға тәрбиелеу.
Сабақтың әдісі: ауызша, жазбаша, сұрақ-жауап, кітаппен жұмыс.

Сабақтың түрі: Жаңа материалды меңгерту.

Көрнекіліктер: компьютер, слайдтар, видео тәжірибе, тапсырмалар, плакаттар

Сабақтың пәнаралық байланысы: математика.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

Оқушылармен сәлемдесу, сыныпты түгендеу.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

1. Макс Планк гипотезасы қалай тұжырымдалады?

2. Әр кванттың энергиясы неге тең?

3. Планк тұрақтысы неге тең?

4. Фотон дегеніміз не?

5. Фотон қандай бөлшек?

ІІІ. Жаңа материалды меңгерту.

Фотоэффект Фото - грек сөзінен аударғанда - жарық, эффект латын сөзінен аударғанда - әсер деген мағынаны білдіреді. Фотоэффект-сәулелердің әсерінен электрондардың сұйық және қатты дене бетінен босап шығу құбылысын сыртқы фотоэлектрлік эффект немесе фотоэффект деп атайды. Фотоэффект құбылысын тәжірибе жүзінде алғаш зерттеп, заңдылықтарын тағайындаған орыс ғалымы А.Г.Столетов. Фотоэффект құбылысын түсіндіру жолын А.Эйнштейн тапты. Ол фотоэффект құбылысын түсіндіру үшін жарықтың бөлшектік әрі кванттық қасиетіне сүйенді. Жарық екіжақтылығымен сипатталады: біріншісінде, ол толқындық жағынан танылса, екінші жолы бөлшек (корпускула), яғни Эйнштейн сөзімен айтқанда фотондар ағыны ретінде көрінеді. Бұл құбылыс жарықтың толқындық -корпускулалық дуализмі (екі жақтылығы) деп аталады Электронның металдан босап шығуы үшін жасайтын жұмысын электронның шығу жұмысы деп атайды. Энергияның сақталу заңы бойынша жұтылған жарық фотонының hν энергиясы электронның Ашығу жұмысына және оның Ek=meυ²/2 кинетикалық энергиясына жұмсалады. Эйнштейн формуласы Фотоэффект құбылысы мына шарт орындалса ғана байқала бастайды: hν0» Aшығу. Фотоэффект байқалатын жарықтың ең аз дегендегі жиілігін немесе оған сәйкес келетін толқын ұзындығын фотоэффекттің қызыл шекарасы деп атайды. Мысалы, мырыш үшін жарық толқынының ұзындығы (қызыл шекарасы)-370 мкм, калий-450 мкм, натрий-680 мкм. Фотоэффект құбылысына негізделіп жасалған құралды фотоэлемент деп атайды. Ол катод, анод және саңылаудан тұрады. IV. Жаңа сабақты бекіту. 39-жаттығу есептерін шығару. Бағалау критерийі: «5» - 3 дұрыс жауап «4» - 2 дұрыс жауап «3» - 1 дұрыс жауап V.Сабақты қорытындылау VI. Үй тапсырмасы §50, 51 оқу және тақырып соңындағы бақылау сұрақтарына жауап жазып келу. Тақырып бойынша тірек сызбасын құрастыру VII.Бағалау Оқушыларды сабаққа қатысу белсенділігі мен біліміне қарай бағалау. Бағаларын хабарлап, күнделіктеріне қою
ІV. Бекіту.

Фотоэффект деп қандай құбылысты айтамыз?

Фотоэффектінің тәжірибелік заңдарын айтып беріңдер.

Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуін жазыңдар.

Фотон деген не?

Фотонның импульсі, тыныштық массасы, энергиясы неге тең?
Деңгейлік тапсырмалар:
І деңгей
1. Фотонның энергиясы 2,8*10-19Дж. Электромагниттік сәуленің толқын ұзындығы қандай? (Ж/бы: 0,71мкм.)
2. Калий үшін электронның шығу жұмысы 1,92эВ. Калий үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы қандай? (Ж/бы: 0,65мкм)
3. Тантал үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы 0,2974мкм. Электронның танталдан шығу жұмысын анықтаңыз. (Ж/бы: ~6,6*10-19Дж)
ІІ деңгей
1. Фотоэлектрондардың максимал жылдамдығы 3000км/с болу үшін платина бетіне қандай жиіліктегі сәуле бағыттау керек? Платина үшін шығу жұмысы 6,3эВ. (Ж/бы: 7,7*1015Гц)
2. Фотоэлектрондардың ең үлкен жылдамдығы 2Мм/с болу үшін цезийдің бетіне толқын ұзындығы қандай сәулелерді жіберген жөн? (Ж/бы: 94,5нм)
3. Электрондар қандай жылдамдықта толқын ұзындығы 200нм ультракүлгін жарықтың фотондар энергиясына тең энергияға ие болады? (Ж/бы:~1480км/с)
V. Қорытындылау.

VІ.Бағалау.
VІI.Үй тапсырмасын беру: §6.4-§6.6,№24.4-25.6.

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 40 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Жарықтың қысымы.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға жарықтың қысымы ұғымы мен оның заңдарын меңгерту, оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау.

Дамытушылық: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
Тәрбиелік: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың әдісі: ауызша, жазбаша, сұрақ-жауап, кітаппен жұмыс.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру.

Көрнекіліктер: компьютер, слайдтар, видео тәжірибе, тапсырмалар, плакаттар

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

Фотоэффект деп қандай құбылысты айтамыз?

Фотоэффектінің тәжірибелік заңдарын айтып беріңдер.

Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуін жазыңдар.

Фотон деген не?

Фотонның импульсі, тыныштық массасы, энергиясы неге тең?

Вакуумдік фотоэлемент деген не?

Вакуумдік фотоэлементтер қайда пайдаланылады?

Ішкі фотоэффект құбылысы?

ІІІ. Жаңа материалды меңгерту.

Максвелл жарықтың электромагниттік теориясы негізінде жарық қарсы кездесетін тосқауылдарға қысым көрсететіндігін алдын ала болжап айтты. Жарық қысымын П.Н.Лебедев өлшеді. Толқынның электр өрісінің әсерінен денедегі электрондар тербеліс жасайды. Электр тоғы пайда болады. Бұл ток электр өрісі кернеулігінің бойымен бағытталған (1- сурет). Реттелген қозғалыстағы электрондарға магнит өрісі тарапынан толқынның таралу бағытына қарай бағытталған Лоренц күші әсер етеді. Бұл - жарық қысымының күші. Максвелл теориясының дұрыстығын дәлелдеу үшін жарық қысымын өлшеу маңызды болды. Көптеген ғалымдар солай жасамақшы еді, бірақ жарық қысымы өте аз болғандықтан, оның сәті келмеді. Ашық күндері 1 м2 ауданға не бары 4×108 Н күш өсер етеді. Жарық қысымын алғашқы рет атақты орыс физигі Петр Николаевич Л е б е д е в 1900 ж. өлшеді. Лебедевтің аспабы жіңішке шыны қылға ілінген өте жеңіл стерженьнен тұрады, оған жеңіл қанатшалар жапсырылған (2-сурет). Аспап ауасы сорылып алынған ыдыстың ішіне тұтас орналастырылған. Жарық стерженьнің бір жағына орналасқан қанатшаларға түскен. Қысымының шамасы туралы жіптің шиыршықталу бұрышы бойынша сөз етуге болады. Жарық қысымын дәл елшеу қиындығы ауаны ыдыстан түгелдей сорьш алу мүмкін еместігімен байланысты болды (қанатшалар мен ыдыс қабырғаларының біркелкі қызбауынан ауа молекулаларының қозғалысы қосымша айналдырушы моменттің пайда болуына себепші болады). Сонымен бірге, қанатшалар беттерінің әр түрлі қызуы жіптің шиыршықталуына әсер етеді (жарық көзіне қарай бағытталған бет қарама-қарсы беттен артық қызады). Неғүрлым көбірек қызған беттен шағылған молекулалар, аздап қызған беттен шағылған молекулаларға қарағанда, қанатшаға үлкен импульс береді. Сол кездегі эксперименттік техника дәрежесінің төмендігіне қарамастан, өте үлкен ыдыс және өте жұқа қанатшалар алып, Лебедев осы қиыншылықтардың бәрін жеңе білді. Ақырында жарықтың қатты денелерге қысым түсіретіне дәлелденді және оның шамасы өлшеңді. Ол Максвеллдің алдын ала айтқанымен дәл келді. Соңынан үш жыл еңбектеніп, Лебедев бұдан да нәзік экспериментті іс жүзіне асырды: жарықтың газдарға түсіретін қысымын өлшеді. Жарықтың кванттық теориясының пайда болуы жарық қысымының себебін өте оңай түсіндіруге мүмкіндік берді. Әдеттегі тыныштық массасы бар заттың бөлшектері сияқты, фотондардың импульсі бар. Олар өздерін жұтқан денеге өз импульсін береді. Бірақ импульстің сақталу заңына сәйкес дененің импульсі жұтылған фотондар импульсіне тең. Сондықтан тыныштықтағы дене қозғалысқа келеді. Дене импульсінің өзгеруі дегеніміз - Ньютонның екінші заңына сәйкес, денеге күш әсер етті деген сөз. Лебедев тәжірибелерін фотондарды импульс болады дегеннің эксперименттік дәлелдемесі ретінде қарастыруға болады. Әдеттегі жағдайларда жарық қысымы өте аз болса да, оның әсері едәуір болуы мүмкін. Температурасы бірнеше ондаған миллион градус жұлдыздардың ішінде электромагниттік толқын шығарудың қысымы аса зор шамаға жетуі мүмкін. Бұл қысым гравитациялық күштермен қатар жүлдыздардың ішіндегі процестерде маңызды рөл атқарады. Максвелл динамикасына сәйкес жарық қысымы электромагниттік толқынның электр өрісінің ықпалынан тербелетін ортаның электрондарына Лоренц күші әсер ететіндіктен туындайды. Кванттық теория тұрғысынан алғанда фотондар жұтылғанда олардың денеге беретін импульстерінің нәтижесінде қысым көрініс береді. Рентген түтігінің құрылысы Қазіргі кезде рентген сәулелерін шығарып алу үшін рентген түтіктері деп аталатын әбден жетілдірілген қүрылғылар жасалған. 3-суретте электрондық рентген түтігінің ықшамдалған схемасы кескінделген. Катод 1- вольфрамнан жасалған қылсым, ол термоэлектрондық эмиссия есебінен электрондар шығарады. Цилиндр 3 - электрондар ағынын фокустайды, сонан соң олар металл электродпен 2- (анодпен) соқтығысады. Осыдан рентген сәулелері туындайды. Анод пен катодтың арасындағы кернеу бірнеше ондаған киловольтқа жетеді. Түтікге толық вакуум жасалады; оңдағы газдың қысымы 10-5 мм сын. бағ-нан аспайды. Қуатты рентген түтіктерінде анод сумен салқындатылады, өйткені элек-трондар тежелгенде көп мөлшерде жылу белініп шығады. Электрондар энергиясының 3%-і ғана пайдалы сәулеге айналады. Рентген сәулелерінің толқын үзындығы 10-9-нен 10-10-не дейінгі диапазонда болады. Олардың өтімділік қабілеті зор және медицинада, сондай-ақ кристалдар мен күрделі органикалық молекулалардың құрылымын зерттеу үшін пайдаланылады Рентген сәулелерінің ашылуы. Бұл сәулелерді 1895 ж. неміс физигі Вильгельм Рентген ашқан. Рентген өзіне дейінгі көптеген ғалымдардың мән бермеген және аңғара қоймағандарын байқай білді. Осы ерекше қабілеті оның тамаша жаңалық ашуына жәрдемдесті. XIX ғасырдың аяғында аз қысымды газдардағы разряд физиктердің назарын жаппай аударды. Бұл жағдайларда газ разрядтық түтіктерде өте шапшаң электрондардың ағыны туғызылған. Сол уақытта оларды катод сәулелері деп атаған. Бұл сәулелердің табиғаты ол кезде сенімді түрде тиянақтала қоймаған еді. Тек бұл сәулелердің шығатын басы түтіктің катодында екені ғана мәлім болған. Катод сәулелерін зерттеумен шұғылданған Рентген, фотопластина қара қағазға ораулы тұрғанына қарамастан, разрядтық түтікшенің маңында ағарып қалғанын байқады. Осыдан кейін ол тағы бір таңқаларлык, құбылысты байқады. Барийдің платина ерітіндісіне батырылған қағаз экранға разрядтық түтікшені орағанда, экран ағара бастайтыны байқалды. Оның үстіне, Рентген түтікше мен экранның арасына қолын ұстағанда экранда қолдың нобайының қылаң реңкінде сүйектердің көлеңкелері көрінеді. Ғалым разрядтық түтікшемен жұмыс істегенде бұрын белгісіз күшті, өтімді сөуле пайда болатынын түсінді. Ол оны Х-сәулелер деп атады. Соңынан бұл сәулелерге "рентген сәулелері" деген термин берік қалыптасты. Рентген жаңа сәуле катод сәулелерінің (шапшаң электрондар ағыны) шыны түтіктің қабырғаларына соқтығысқан орындарында пайда болатынын байқаған. Бұл орында шыны жасылдау жарық шығарған. X-сәулелер шапшаң электрондарды кез келген кедергімен, атап айтқанда металл электрондармен тежегенде пайда болатынын кейінгі тәжірибелер көрсетті.

ІV. Бекіту.

Кванттық теория тұрғысынан жарық қысымын қалай түсіндіруге болады?

Максвеллдің электромагниттік теориясына сүйеніп, жарықтың бетке қысым түсіретінін дәлелдеңдер.

Есептер шығарту. №26.1-№26.3.

V. Қорытындылау

VI. Бағалау.

VІІ. Үй тапсырмасын беру: §6.8, есептер шығарту. №26.4, №26.5.

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 42 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Рентгендік сәуле шығару. Компьютерлік томография.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға рентген сәулесінің ашылуын, қасиеттерін және өмірде қолданысын түсіндіру.

Дамытушылық: Оқу материалын талдай білу дағдысын дамыту, бақылау, салыстыру, оқылған құбылыстар мен фактілерді салыстыра білу, қорытынды жасай білуге баулу. Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағыдысын қалыптастыру.

Тәрбиелік: Оқушылардың мақсатқа жету барысында жауапкершіліктерін жетілдіру, тазалыққа, мәдениеттілікке тәрбиелеу.
Сабақтың әдісі: түсіндіру, жазбаша, тест, физикалық диктант.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ, өтілген тақырыпты қайталай отырып, жаңа сабақты өз бетімен жетілдіру.

Көрнекіліктер: компьютер, слайдтар, видео тәжірибе, тапсырмалар, плакаттар, оқулықтар.

Сабақтың пәнаралық байланысы: биология, химия .

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

Мұғалім сәлемдесіп болғаннан кейін оқушылардың сабаққа дайындығын қадағалап, сабақта жоқ оқушыларды түгелдеу.
ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.
1. 1888 жылы электромагниттік толқындар арқылы алыс қашықтықтарға сигнал жеткізудің ғылыми болжамын ұсынған ғалым? (орыс ғалымы Александр Степанович Попов)
2. Интерференция дегеніміз не? (кеңістіктің әр түрлі нүктелерінде қорытқы тербелістер амплитудаларының уақыт жөнінен тұрақты таралу тәртібі орнайтындай болып бір немесе бірнеше толқынның қосылуы)
3. Электромагниттік толқын дегеніміз не? (вакуумда немесе кез келген ортада электромагниттік өрістің таралуы)
4. Жарық күші немен өлшенеді? (канделла)
5. 1900 жылы жылулық сәулелердің эксперименттік нәтижесін түсіндіруде тығырықтан шығу жолын тапқан ғалым? (Неміс астрономы Иоган Кеплер)
6. Өте майда заттарды зерттеуге арналған құрал? (лупа, линза)
7. Дыбыс жылдамдығы нешеге тең? (300м/с)
8. Дифракция дегеніміз не? (толқындардың бөгеттерді орағытып өтуі)
9. Жарық дегеніміз не неше түрі бар? (2 түрі бар, табиғи және жасанды)
10. Тербеліс дегеніміз не, тербелісті сипаттайтын шамалар бар? (Белгілі бір уақыт өткенде қайталанып отыратын процесс. тербелісті сипаттайтын шамалар: период, жиілік, амплитуда, фаза т. б)
11. Тербеліс амплитудасы дегеніміз не? (тербеліс кезіндегі ең үлкен ауытқу)
12. Жарық жылдамдығы нешеге тең? (300 000м/с)
13. Радионы ең алғашқы ойлап тапқан кім? (А. С. Попов)
14. 1831 жылы электромагниттік индукция құбылысын ашқан ғалым? (Ағылшын физигі Майкл Фарадей(1791-1867)
15. Оптикалық аспаптарға нелер жатады, неліктен? (лупа, линза, микроскоп, телескоп т. б. )
16. Cпектр дегеніміз не және оның түрлері? (латын тілінен «елес, көрініс», бірнеше түрлері бар: жолақ, сызықтық, үзіліссіз т. б. )
17. Толқын ұзындығының формуласын жаз:
18. Тербеліс периодының формуласы:
19. Линзаның оптикалық күшінің формуласы:
20. Тербеліс жиілігінің формуласы:

ІІІ. Жаңа материалды меңгерту.
Рентген сәулелердің жұтылу дәрежесі заттың тығыздығына пропорционал. Сондықтан рентген сәулелерінің жәрдемімен адамның ішкі ағзаларының фотографиясын алуға болады. Бұл фотографияларда қаңқа сүйектерін және жұмсақ тканьдердің әр түрлі өзгерістерін оңай ажыратуға болады.
Қазір біздің еліміздегі барлық азаматтар жылына бір рет флюорография өтуге тиіс. Рентген сәулелерінің жәрдемімен адам ауырғанын сезе бастаудан бұрын, ауруды алдын ала анықтап білу үшін, кеуде клеткаларының суреті түсіріледі.
Рентген сәулелерінің ашылуы. Бұл сәулелер 1895 жылы неміс физигі Вильгельм Рентген ашқан. Рентген өзіне дейінгі көптеген ғалымдардың мән бермеген және аңғара алмағандарын байқай қойды, осы ерекше қабілеті оның тамаша жаңалық ашуына жәрдемдесті.
Бұл кезде газ-разрядтық түтіктерде өте шапшаң электрондардың ағыны туғызылған және сол уақытта оларды катод сәулелері деп атаған. Бұл сәулелердің табиғаты сол кезде сенімді түрде тиянақтала қоймаған еді, тек бұл сәулелердің шығатын басы түтіктің катодында екені ғана мәлім болған.
Катод сәулелерін зерттеумен шұғылданған Рентген, фотопластина қара қағазға ораулы тұрғанына қарамастан, разрядтық түтікшенің маңында ағарып қалған. Осыдан кейін ол тағы бір таңқаларлық құбылысты байқады. Барийдің платина ерітіндісіне батырылған қағаз экранға разрядтық түтікшені орағанда, экран ағара бастайтыны байқалды оның үстіне Рентген түтікше мен экранның арасына қолын ұстағанда экранда қолдың нобайының қылаң реңкінде сүйектердің қара көлеңкелері көрінеді.
Ғалым разрядтық түтікшемен жұмыс істегенде бұрын белгісіз күшті, өтімді сәуле пайда болатынын түсінді. Ол оны Х-сәулелер деп атады. Соңынан бұл сәулелерге «рентген сәулелер» деген термин берік қалыптасты.
Рентген жаңа сәуле катод сәулелерінің (шапшаң электрондар ағыны) шыны түтіктің қабырғаларына соқтығысқан орындарында пайда болатыны байқалған. Бұл орында шыны жасаудан жарық шығарған. Х-сәулелер шапшаң электрондарды кез келген кедергімен атап айтқанда металл электрондармен тежегенде пайда болатынын кейінгі тәжірибелер көрсетті.
Рентген сәулелерінің қасиеттері: рентген ашқан сәулелер фотопластинаға әсер етеді, ауаның иондалуын туғызады бірақ кез келген бір заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды. Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына ешқандай әсерін тигізбейді.
Осыдан кейін бірден рентген сәулелері электрондардың кенет тежелуінен шығатын электромагниттік толқындар деген болжам жасалды. өтімділігі және басқа ерекшеліктері дәл осы толқын ұзындығының шағын болуымен байланыстырылады. Бірақ бұл гипотеза дәлелдеуді қажет етеді. Және ондай дәлелдеулер Рентген ашқаннан кейін 15 жылдан соң жасалды.
Рентген сәулелерінің дифракциясы. Егер рентген сәулелері электромагниттік Спектрді көрінетін бөлігінің жарық сәулелері мен ультракүлгін сәулелерінен өзгеше рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары біршама кіші болады. Кедергіге соқтығысатын электрондардың энергиясы неғұрлым көп болса, олардың толқын ұзындығы соғұрлым кіші болады. Рентген сәулелерінің жоғары толқындар болса, онда толқынның барлық түріне тән құбылыс - дифракция байқалуы тиіс. Алғаш рентген сәулелерін қорғасын пластиналардың өте жіңішке саңырау арқылы жіберген, бірақ дифракцияға ұқсас ешнәрсе байқалмаған. Неміс физигі Макс Лауэ жасанды бөгеттерден сол толқындардың дифракциясын байқау үшін рентген сәулелерінің толқын ұзындығы тым кішкене болар деп жорыды. Шындығында, атомның өлшемдерімен бірдей, өлшемдері 10см болатын саңылау жасау мүмкін емес. Онда қалатын бір ғана мүмкіндік - кристалдарды пайдалану. Олардың реттелген құрылымы бар, олардағы жеке атомдардың ара қашықтығы шамасының реті жөнінен атомдардың ара қашықтығы шамасының реті жөнінен атомдардың өздерінің өлшемдеріне, яғни 10см тең.
Периодты құрылымы бар кристалл, ұзындықтары атом өлшемдерімен шамалас келетін толқындардың дифракциясын туғызатын, табиғи құрылғы болып табылады.
Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы 10 м ден 10 дейінгі диапазонда болады. Олардың өтімділігі зор және медицинада, сондай-ақ кристалдар мен күрделі органикалық молекулалардың құрылымын зерттеу үшін пайдаланылады.
Компьютерлік томография -мүшелер және дененнің барлық бөліктері жоғары ақпараттық әдісітің көмегімен зерттелетін болады. Компьютерлік томография әр түрлі ісік түрлерін ерте анықтау үшін тиімді әдістердің бірі болып келеді. Біздің томографтың жоғары шешуші мүмкіндігі тамырларды зерттеу тіндегі пайда болған тіпті кішкентай ісіктің зарарсыз екенін айқындауға қорытынды береді. Компьютерлік томография өткізілген терапияның тиімділігі мен динамикасын бағалау мүмкіндігін береді және емдеуді түзету үшін бағалы ақпрарат береді. Компьютерлік томография ересектер мен 1 жастан асқан балаларға жасалады.

Компьютерлік томографияға көрсеткіш

Компьютерлік томография медицинада бірнеше мақсат үшін кеңінен қолданылады:

1. Скринингтік тест сияқты - келесі жағдайларда: басаурығанда, басынан жарақат алғанда, сүйемелдеусіз есінен тану, талғанда, өкпе обырының шығуы. Скрининг үшін компьютерлік томографияны қолдану жағдайында зерттеу жоспарлы тәртіпте жасалады.

2. Жіті көрсеткіштер бойынша диагностикалау үшін - жіті компьютерлік томография ауыр жарақат кезінде, миға қан кету қауіпі кезінде, тамырлардың зақымдану қауіпінде (мысалы, қабаттанған аорта аневризмі) паренхиматозды органдар жіті зақымдану кейбір басқа күмәнділігіне (негізгі аурулар шиеленісі, өткізілген емнің нәтижесі)

3. Жоспарлы диагностикалау үшін компьютерлік томография көптеген КТ зерттеулері диагнозды түбегейлі растау үшін дәрігердің жолдауы бойынша жоспарлы тәртіпте жүргізіледі. Ережеге сай компьютерлік томография өткізу алдында жай ғана рентген тексерісі, УДЗ, анализдер және т.б. жасалады.

4. Емдеу нәтижесін бақылау үшін.

5. Емдік және диагностикалық манипуляцияларды өткізу үшін, мысалы компьютерлік томографияның бақылауымен пункция және т.б.

ІV. Бекіту.

Физикалық диктант

1. .............. сәуле электромагниттік толқындар шкаласында көрінетін жарық пен радиотолқындар аралығындағы бөлікті алып жатады.

2. Ғарыштан келетін рентгендік сәулені ...................... ұстап қалады.

3. Температурасы 1000⁰С-тан кем болатын дене ................ сәуле шығарады.

4. ...............сәуле электромагниттік толқындар шкаласында көрінетін жарық пен рентгендік сәуле арасындағы бөлікті алып жатады.

5. ...............сәуле электромагниттік толқындар шкаласында ультракүлгін сәуле мен -сәуле арасындағы бөлікті алып жатады.

6. Ғарыштан келетін ................... сәулені көмірқышқыл газы молекулалары өзіне сіңіріп алады да, жерге көп мөлшерде өткізбейді.

7. 1901 жылы ................................. физика саласы бойынша ең бірінші Нобель сыйлығының лауреаты атанды.

8. Ғарыштан келетін ..................... сәуле атмосфераның озон қабатында жұтылады.

9. Рентген сәулесінің дифракциясын ......... см шамасында алуға болады.

10. Протонды кенет тежегенде .................... сәуле алуға болады.

Жауаптары:

1. инфрақызыл; 2. магнитосфера; 3. инфрақызыл; 4. ультракүлгін; 5. рентгендік;

6. инфрақызыл; 7. Рентген; 8. ультракүлгін; 9. 10^-8; 10. рентгендік.

Есеп шығару.

1. Егер рентген түтігінің рентген спектріндегі ең «қатты» сәулелерінің жиілігі 10¹⁹ Гц болса, рентген түтігі қандай кернеумен жұмыс істейді? (ФЕЖ, №1128 - есеп)

2. Рентген спектріндегі минимал толқын ұзындығын анықтау үшін 1,24/U формуласын пайдаланады (мұндағы -нанометрмен өрнектелген минимал толқын ұзындығы, нм, U-түтіктегі киловольтпен алынған кернеу, кВ). Осы формуланы қорытып шығару керек. Егер түтіктің анодтық кернеуі 20 кВ болса, рентген сәуле шығарудығ минимал толқын ұзындығы қандай? (ФЕЖ, №1129 - есеп)

3. 50 кВ кернеумен жұмыс істейтін және 2 мА ток тұтынатын рентген түтігі секундына 5*10¹³ фотон шығарады. Сәуле шығарудың орташа толқын ұзындығы 0,1 нм деп есепетеп, түтіктің ПӘК-ін табу керек, яғни рентген сәуле шығарудың қуаты тұтынатын ток қуатының қанша процентін құрайтынын анықтаңдар.

V. Қорытындылау.

Өтілген тақырыпты қорытындылау: тест арқылы
1)Рентген сәулесін ашқан қай ғалым?
а) Ньютон
в) Максвелл
с) Рентген
д) Эйнштейн
2. Рентген сәулесін қай жылы ашты?
а) 1805ж
в) 1895ж
с) 1896ж
д) 1835ж
3) Рентген сәулесінің қолданысы қай жерде?
а) медицинада
в) құрылыста
с) ауылшаруашылықта
д) дұрыс жауабы жоқ
4) Рентген сәулесін қандай арнаулы қондырғыда аламыз?
а) осциллограф
в) сәулелік түтіктерде
с) рентгендік түтіктерде
д) камертон
5) Рентген сәулесінің ашылу құрметіне қандай сыйлық берілді?
а) нобель
в) кубок
с) оскар
д) ештеңе берілмеді
6) Құймалардағы ақаулардағы, рельстердегі сызаттарды табу, пісірілген жіктердің сапасын анықтау т. б. қандай әдіске жатады?
а) флюрография
в) дефектоскофия
с) томография
д) сәулелік терапия
7) Рентгендік сәулелер қандай сәулелерге жатады?
а) инфрақызыл
в) электромагниттік
с) ультракүлгін
д) гамма сәуле
8) Рентген сәулесінің зияны бар ма?
а) бар
в) жоқ
с)белгілі дәрежеде
д) білмеймін
9) Рентген сәулесі қандай сәулелердің аралығында жатады?
а) ультракүлгін мен гамма сәулелердің
в) ультракүлгін мен инфрақызыл сәулелердің
с) ультракүлгін мен ақ жарық сәулелердің
д) инфрақызыл мен гамма сәулелердің
10) Рентген сәулесіне қандай қасиеттер тән?
а) кейбір заттарда жарқыл туғызады және фотоқағазды қарайтады
в) көзге көрінбейді
с)катод сәулелері
д) фотоқағазды қарайтады
VІ. Оқушыларды бағалау.
VІІ. Үйге тапсырма: §6.7, интернет арқылы қосымша мәлімет жинау.

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 44 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Практикалық жұмыс №11.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Жарық кванттары тарауын оқушы ойында қалыптастыру, тірек білімдерін бекіту.

Дамытушылық: Күнделікті тіршіліктен мысалдар келтіру арқылы есептер шығару, тірек білімдерін негіздеп дамыту.

Тәрбиелік: Оқушылардың мақсатқа жету барысында жауапкершіліктерін жетілдіру, тазалыққа, мәдениеттілікке, еңбекқорлыққа тәрбиелеу.
Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап, практикалық.

Көрнекіліктер: компьютер, тапсырмалар, плакаттар, оқулықтар, есептер жинағы.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

Сәйкестікті тап.

Сұрақтар

Жауап

Дұрыс жауабы

І. Инфрақызыл сәуле қай жылы ашылды?

1. Ауру тудыратын бактерияларды жояды.

2

ІІ. Ғарыштан келетін жарықтың қанша пайызын ультракүлгін сәуле құрайды?

2. 1800 жылы В.Гершел

5

ІІІ. Инфрақызыл сәуле -

3. Жүктерді тексеруде қолданылады.

7

ІV. Ультракүлгін сәуле қай жылы ашылды?

4. Ультракүлгін

9

V. Рентген сәулесі -

5. 10 %

3

VІ. Мөр мен штамп дайындауда қай сәулені қолданады?

6. 1895 жылы В.Рентген

4

VІІ. Ғарыштан келетін жарықтың қанша пайызын инфрақызыл сәуле құрайды?

7. Адам ағзасы үшін маңызды тердің бөлінуін қамтамасыз етеді.

10

VІІІ. Рентген сәулесі қай жылы ашылды?

8. Инфрақызыл

6

ІХ. Соллюкс шамы қай сәулені қолдануға негізделген?

9. 1801 жылы В. Гершел, И. Риттер және У. Уластон

8

Х. Ультракүлгін сәуле -

10. 50 %

1

ІІІ. Есептер шығару.

№1

Бер: ХБЖ: Талдау: Шешуі:

Е=5 эВ =8*10^-19Дж Е=р*с р=8*10^-19/3*10⁸=2,7*10^-27кг*м/с.

Т/к: р р=Е/с

№2

Бер: Талдау: Шешуі:

р =0,2 Па І=ω*с р=8*10^-19/3*10⁸=2,7*10^-27кг*м/с.

ρ=0,6 р=ω(1+ρ) І=(0,2/(1+0,6))*3*10⁸=37,5 мВт/м².

Т/к: І ω=р/(1+ρ)

І=(р/(1+ρ))*с

№3

Бер: Талдау: Шешуі:

N =6 Вт

S=10 см²

ρ=0,6

Т/к: р

№4

Бер: Талдау: Шешуі:

N =6 Вт

S=10 см²

ρ=0,6

Т/к: р

№5

Бер: Талдау: Шешуі:

N =6 Вт

S=10 см²

ρ=0,6

Т/к: р

ІV. Бекіту.

V. Қорытындылау.

VІ. Бағалау.

VІІ. Үйге тапсырма: «Жарық кванттары» тарауын қайталау.

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 43 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Жарықтың кванттық табиғатын растайтын тәжірибелер. Жарықтың табиғатының корпускулалық-толқындық бірлігі.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Жарықтың кванттық қасиетін растайтын тәжірибелермен жарықтың корпускулалық-толқындық табиғатының біртұтастығымен таныстырып солар туралы түсінік қалыптастыру.

Дамытушылық: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.

Тәрбиелік: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың әдісі: ауызша, жазбаша, сұрақ-жауап, кітаппен жұмыс.

Сабақтың түрі: Жаңа материалды меңгерту, жалпылау

Көрнекіліктер: компьютер, видео тәжірибе, тапсырмалар, плакаттар, оқулықтар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

Оқушылармен сәлемдесу, сыныпты түгендеу.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

Рентгендік сәулелену дегеніміз не?

Тежелуші рентген сәулеленудің қысқа толқынды шекарасы деген не?

Кванттық теория тұрғысынан жарық қысымын қалай түсіндіруге болады?

ІІІ. Жаңа материалды меңгерту.

Геометриялық оптикада жарық сәулелерінің бағыты ғана зерттеледі. Жарықтың таралу процесінің уақытқа байланысты қалай өтетіні жөніндегі мәселе геометриялық оптика көлеміне кіреді. Жарықтың қасиеті және оның затпен өзара байланысы физикалық (толқын) оптикада толығырақ қарастырылады. Біз бұл тарауды жарық жылдамдығын қалай өлшегені жөніндегі әңгімеден бастаймыз. Қосқышты басьш қалсақ, жарқ етіп бөлме іші жарыққа толады. Жарықтың қабырғаларға жетуіне уақыттың мүлде керегі жоқ сияқты. Жарық жылдамдығын анықтау үшін толып жатқан тәжірбелер жүргізілген. Ол үшін жарық сигналының алыс ара қашықтықтарға (бірнеше километрге) таралу уақыты дәл сағатпен өлшемек болған. Бірақ бұдан еш нәтиже шықпады. Жарықтың таралуына мүлде уақыт кетпейді, жарық қандай ара қашықтыққа болсын лезде жетеді деп ойлайтын болды. Алайда олай емес, жарықтың жылдамдығы шектеулі больш шықты, ақырында ол жылдамдық та өлшенді.

Корпускулалық-толқындық дуализм

Ғалымдар жарықты бөлшектер ағыны деп түсіндіруге мәжбүр болды. Бұл Ньютонның корпускулалық теориясына қайта оралу сияқты болып көрінуі мүмкін. Алайда жарықтың интерференциясы мен дифракциясы оның толқындық қасиеті бар екенін толық дәлелдейтінін үмытпау керек. Жарықтың өзіндік дуализм (екіжақтылык,) қасиеті бар. Жарықтың таралуы кезінде оның толқындық қасиеттері, ал заттармен әсерлескенде (сәуле шығаруда және жұтылуда) корпускулалық қасиеттері байқалады. Осының бәрі, әрине, таңдандырарлық және әдетгегіден өзгеше. Оның қалай болатынын көрнекі түрде көз алдымызға мүмкін емес. Алайда ол факт. Микродүниедегі процестерді толық көрнекі түрде көз алдымызға елестету мүмкіндігі бізде жоқ, өйткені олар адамзаттың миллиондаған жылдар бойы бақылап, негізгі заңдары XIX ғасырдың аяғына қарай тұжырымдалған, макроскопиялық құбылыстардан мүлде басқаша. Бертін келе екі жақтылық қасиет электроңдарда да, басқа элементар бөлшектерде де ашылды. Атап айтқанда, электронның корпускулалық қасиеттерімен бірге толқындық қасиеттері де бар. Электрондардың дифракциясы мен интерференциясы байқалады. Микрообъектілердің мұндай дағдыған тыс қасиеттерін микробөлшектер қозғалысының қазіргі теориясы - кванттық механиканың жәрдемімен түсіндіріледі. Мұнда Ньютон механикасын пайдалануға болмай қалады. Бірақ кванттық механиканы оқып-үйрену физиканың мектептік курсынын көлемінен шығып кетеді. Фотон - тыныштық массасы мен электр зарядынан айырылған элементар зарядынан айырылған элементар бөлшек, бірақ оның энергиясы мен импульсі бар. Бұл зарядталған бөлшектер арасындағы өзара әсерлесуді жүзеге асыратын электромагниттік өрістің кванты. Электромагниттік энергияны жеке үлестермен жұту және шығару - электромагниттік өрістің корпускулалық қасиеттерінің көрініс беру болып табылады. Корпускулалық-толқындық дуализм - микроскопиялық деңгейде көрінетін материянын жалпы (ортақ) қасиеті.

ІV. Бекіту.

Неліктен кванттық теория бойынша жарықтың интенсивтігі өте аз болғанда, флуктуация бақылануы тиіс?

Жарық табиғатына деген көзқарас қалай дамыды?

Жарықтың толқындық қасиеті қандай тәжірибелерде айқын байқалады?

Жарықтың кванттық қасиеттері қандай құбылыстарда байқалады?

Есептер шығарту. 6.9.1-6.9.2

V. Қорытындылау.

VІ. Бағалау.

VІІ. Үй тапсырмасын беру: §6.9, 6.10. Есептер шығарту. 6.9.3-6.9.4.

Пәні: физика

Сыныбы: 11 Сабақ: 45 Мерзімі:

Сабақтың тақырыбы: Сызықтық спектрлер.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларда спектрлер және спектрлік анализ ұғымын қалыптастыру, оқушылардың эксперименттік дағдыларын дамытуды жалғастыру.

Дамытушылық: Оқу материалын талдай білу дағдысын дамыту, бақылау, салыстыру, оқылған құбылыстар мен фактілерді салыстыра білу, қорытынды жасай білуге баулу. Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағыдысын қалыптастыру.

Тәрбиелік: Жауапкершілікті сезіне отырып жұмыс жасауға, өз жолдасының пікірін тыңдауға тәрбиелеу.

Сабақтың әдісі: ауызша, жазбаша, сұрақ-жауап, кітаппен жұмыс.

Сабақтың түрі: Жаңа материалды меңгерту, жалпылау

Көрнекіліктер: компьютер, видео тәжірибе, тапсырмалар, плакаттар, оқулықтар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

Оқушылармен сәлемдесу, сыныпты түгендеу.

ІІ. Жаңа тақырыпты меңгерту.

Сиретілген немесе кез келген буларын қыздырғанда шығара бастайды. Егер осы жарықтың жіңішке шоғын арқылы өткізіп, спектрге жіктейтін болса, әр түсті, жіңішке жарқыраған айқын көрінеді (түрлі-түсті қосымадағы 7,8-суреттер). Осындай сызықтардың сызықтық спектр деп атайды. Зерттеулер әр газдың тек өзіне ғана тән сызықтық спектрі болатынын көрсетті.

Спектрдің әрбір сызығына қандай да бір нақты , яғни сәйкес келеді. Олай болса, сиретілген тек толқын ұындықтары (жиіліктері) белгілі бір нақты тең электро-магниттік толқындар ғана шығарады. Heгe бұлай? He берілген газдың спектрі жиіліктердің ν₁,ν₂,ν₃... дискретті мәндерінің тұрады? Бұл мәндер немен анықталады? Бұл маңызды жауапты атомдардың ішкі іздеу керек. Себебі кез келген сиретілген газ молекулалары жеке атомдардан тұрады, сондықтан сәулелену атомдардың ішінде жүретін процестерге болуы керек.

Барлық сызықтық спектрлердің ішіндегі ең қарапайымы спектрі. Спектрдің көрінетін бөлігі небары төрт сызықтан тұрады. Сондықтан жүзінде ең толық зерттелген - осы сутегінің спектрі. Тәжірибелердің нәтижелерін зерделей отырып швейцариялық Бальмер сутегі спектрінің көрінетін бөлігіндегі барлық сызықтардың жиілігін анықтайтын формуланы тапты:

ν=R(1/2²-1/n²),

мұндағы R = 1,0968 • 10⁻⁷м⁻¹ - Ридберг тұрақтысы, n = 3, 4, 5, 6, ... . Бұл - Бальмер формуласы. Бальмер анықталатын спектрлік сызықтардың бір-бірінен өзгешелігі n-нің мәнінде, ал олардың жиынтығы Бальмер сериясы деп аталады.

Кейінірек сутегі спектрінің және инфрақызыл бөліктерінен тағы бірнеше табылды. Бұл сериялардағы сызықтардың жиіліктерін де Бальмер формуласына ұксас өрнектермен анықтауға болады. Барлық сериялар үшін жазылған біріктіре отырып, Бальмер мынадай жалпы формула жазды:

ν=R(1/m²-1/n²),

мұндағы m = 1,2,3,..., n = (m+1), (m+2), (m+3)...

ІІІ. Бекіту.

1. Спектр деп ....

2. Үзіліссіз спектр деп...

3. Сызықтық спектр деп ....

4. Жолақ спектр деп ....

5. Шығару спектрі деп ....

6. Жұтылу спектрі деп ....

7. Спектрлік анализ деп ....

ІV. Қорытындылау.

V. Бағалау.

VІ. Үйге тапсырма: §7.1.

2. Үй тапсырмасын сұрау өткен тақырып бойынша оқушылардың білімін тексеру-15 минут:

1. Оқушылардың өзіндік ізденіс жұмыстары:

• Люминесценттік анализдің медицинада қолданылуы.

• Люминесценцияның басқа да түрлері туралы материалдар жинақтап, анықтамасын жазу.
  
  

3. Сабақтың жаңа тақырыбын хабарлау, мақсатын қою: Оқушыларға сабақтың тақырыбы мен мақсаты хабарланып, тақырып тақтаға жазылады.

4. Жаңа сабақта қаралатын сұрақтар:

• Спектрдің түрлері.

• Спектрлік анализ.

5. Жаңа сабақта қаралатын сұрақтардың қысқаша түсінігі - 40 минут

Жарық - бұл толқын ұзындығы 4*10^-7-8*10^-7 м болып келген электромагниттік толқындар. Электромагниттік толқындар зарядталған бөлшектердің үдемелі қозғалысы кезінде шығарылады. Бұл зарядталған бөлшектер заттары құрайтын атомдардың құрамына енді.

Атом сәуле шығара бастауы үшін, оған белгілі мөлшерде энергия берілуі керек. Атом сәуле шығарғанда қабылданған энергияны жұмсайды, сондықтан заттың үздіксіз жарық шығаруы үшін оның атомдарына сырттан үздіксіз энергия ағыны келіп тұруы керек.

Жылулық сәуле шығару. Сәуле шығарудың ең қарайым және көп тараған түрі-жылулық сәуле шығару, мұнда жарық шығаруға жұмсалған атом энергиясы сәуле шығарушы дене атомдарынын (немесе молекулаларының) жылулық қозғалысының энергиясы есебінен компенсацияланады. Неғұрлым дененің температурасы жоғары болса, атомдар соғұрлым жылдам қозғалады. Шапшам атомдар (немесе молекулалар) бір бірімен соқтығысқанда, олардың кинетикалық энергиясының бір бөлігі атомдардың қозу энергиясына айналады, ал бұлар содан кейін жарық шығарады.

Күннің сәуле шығаруы - бұл жылулық сәуле шығару. Кәдімгі қыздыру шамдарыда жарықтын жылу көзі болып табылады.

6. Жаңа материалды бекіту - 10 минут

1. Бекіту сұрақтары:

8. Спектр деп ....

9. Үзіліссіз спектр деп...

10. Сызықтық спектр деп ....

11. Жолақ спектр деп ....

12. Шығару спектрі деп ....

13. Жұтылу спектрі деп ....

14. Спектрлік анализ деп ....

Тест жұмысы: 10 сұрақтан тұрады. Қосымша тіркелген.

7. Сабақты қорытындылау-5 минут:

Оқушылардың жаңа сабақта алған білімдерін пысықтау, сабаққа белсенді қатысқан оқушыларды мадақтау.

9. Үй тапсырмасы-5 минут:

Оқушылардың өзіндік ізденіс жұмыстары:

• Спектрлік анализдің медицинада қолданылуы. Шаш пен тырнақтың спектрлік анализі.

Сабақтың тақырыбы: Атомның құрылысы. Резерфорд тәжірибелері.

ІІ. Сабақтың мақсаты:

а) білімділік: Оқушыларда атомның құрылысы туралы ұғым қалыптастыру, оқушылардың эксперименттік дағдыларын дамытуды жалғастыру.

б) ой-өрісін дамытушылық: Оқу материалын талдай білу дағдысын дамыту, бақылау, салыстыру, оқылған құбылыстар мен фактілерді салыстыра білу, қорытынды жасай білуге баулу. Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағыдысын қалыптастыру.

в) тәрбиелік: Жауапкершілікті сезіне отырып жұмыс жасауға, өз жолдасының пікірін тыңдауға тәрбиелеу.

ІІІ. Сабақтың типі: құрама сабақ.

ІV. Сабақтың түрі: теориялық.

V.Сабақтың өткізілу әдістері: түсіндіру, жазбаша.

VІ. Сабақтың көрнекілігі: презентация, электрондық кітапша.

Пән аралық және пән ішілік байланыс

Қамтамасыз ететін пән және тақырыбы: химия

Қамтамасыз етілетін пән және оның тақырыбы:

Сабақтың барысы:

1. Ұйымдастыру кезеңі: Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру, дәрісхананың тазалығы, сабаққа дайындығына назар аудару-5 минут.

2. Үй тапсырмасын сұрау өткен тақырып бойынша оқушылардың білімін тексеру-15 минут:

1. Оқушылардың өзіндік ізденіс жұмыстары: Фотосинтез және фотографиялық процесс

2. Есеп шығару: А.П.Рымкевичің «Физика есептерінің жинағы» № 1117, 1118, 1123, 1126

3. Сабақтың жаңа тақырыбын хабарлау, мақсатын қою: Оқушыларға сабақтың тақырыбы мен мақсаты хабарланып, тақырып тақтаға жазылады.

4. Жаңа сабақта қаралатын сұрақтар:

• Атомның құрылысы.

• Резерфорд тәжірибелері.

• Атомның планетарлық моделі.

5. Жаңа сабақта қаралатын сұрақтардың қысқаша түсінігі - 40 минут

ХІХ ғасырдың аяғына дейін атом бөлінбейді деген ұғым қалыптасты. Алайда, ХІХ ғасырдың аяғы ХХ ғасырдың басында физика саласында ашылған радиоактивтілік құбылыс, рентген сәулелері тәрізді жаңалықтар атомның өте күрделі бөлшек екенін дәлелдеді.

1879 жылы Дж.Томсон сиретілген газдарға электр зарядын және фотоэффектіні зерттеу бойынша жүргізілген тәжірибелердің нәтижесінде затты қыздырғанда немесе оны ультракүлгін жарықпен сәулелендірілгенде кез келген химиялық элементтің атомдарының бірдей теріс зарядты бөлшектердің бөлініп шығатынын тағайындады. Осы бөлшектер электрондар деп аталады. Электрондардың электр зарядын алғаш рет Р.Мелликен 1909 жылы тәжірибе жүзінде дәлелдеді және өлшеді. Бұл барлық электрондар үшін бірдей болып шықты. Электронның ашылуы және электрондардың кез келген элемент атомдарының құрамында бар екенін тағайындалуы атомдарының күрделілігін бірәінші дәлелдемесі болды.

6. Жаңа материалды бекіту - 10 минут

І. Бекіту сұрақтары:

1. Атомның планетарлық моделін кім жасаған? (Резерфорд)

2. Зат неден тұрады? (молекула, атом, протон, нейтрон, электрон)

3. Атом дегеніміз не? (Бөлінбейтін бөлшек)

4. Атом заряды қандай? (бейтарап)

5. Ядроны құрайтын бөлшек туралы не білесің? (протон-оң, нейтрон- нейтрал)

6. Заттың агрегаттық күйлерінің ерекшеліктерін ата.

7. Өмірден мысалдар келтіру.

7. Сабақты қорытындылау-5 минут:

Оқушылардың жаңа сабақта алған білімдерін пысықтау, сабаққа белсенді қатысқан оқушыларды мадақтау.

8. Оқушылардың білімін және сабаққа белсенділігін бағалау-2 минут

9. Үй тапсырмасы-5 минут:

1. Оқушылардың өзіндік ізденіс жұмыстары: Фотосинтез және фотографиялық процесс

2. Есеп шығару: А.П.Рымкевичің «Физика есептерінің жинағы» № 1117, 1118, 1123, 1126

Сабақтың тақырыбы: Атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлері. Бор пастулаттары. Сабақтың мақсаты: Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлері мен Бор пастулаттары туралы негізгі ұғымдармен таныстырып солар жайлы 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 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 атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлерімен Бор пастулаттарымен танысамыз. Қандай элементтер радиоактивті элементтер дейді? Радиактивті сәулелену дегеніміз не? Атомның планетааралық моделі қандай тәжірибеге негізделген? Атом ядросының құрамы қандай? V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: Табиғаттағы процестер туралы кванттық түсініктерді одан әрі дамыта отырып, 1913 ж. Данияның ұлы физигі Нильс Бор физиктерді ойландырған өте қиын жағдайдан шығарудың жолын тапты. Бордың еңбегіне сүйенген Эйнштейн, оны "ақыл-ой саласындағы жоғары музыкалық дарын" деп бағалады. Бір-біріне дара жатқан тәжірибе деректеріне сүйене отырып, Бор данышпандық түйсіктің жәрдемімен істің мәнін дұрыс аңғарды. Бор постулаттары. Бор жүйелі атом теориясын берген жоқ. Ол жаңа теорияның негізгі қағидаларын постулаттар түрінде тұжырымдап берді. Сонымен бірге классикалық физиканың заңдарынан да ол қол үзген жоқ. Дәлірек айтқанда, жаңа постулаттар классикалық физикада рұқсат етілетін қозғалысқа кейбір шектеулер ғана қойды. Осыған қарамастан, Бор теориясының табысы айтарлықтай болып, Бордың теорияны дамытудың дұрыс жолын тапқандығы барлық ғылымдарға айқын болды. Осы жол кейіннен микробөлшектер қозғалысының тыңғылықты теориясы - кванттық механиканың шығуына себепші болды. Бордың бірінші постулатында былай делінген: атомдық жүйе тек ерекше стационар немесе кванттық күйлерде ғана болады, олардың әрқайсысына белгілі бір энергия Еn сәйкес келеді. Стационар күйде атом сәуле шығармайды. Бұл постулат қозғалыстағы электрондардың энергиясы кез келген мән қабылдайды дейтін классикалық механикаға тікелей қайшы келеді. Ол Максвеллдің электродинамикасына да қайшы келеді, себебі электрондар электромагниттік толқынды шығармай-ақ, үдемелі қозғала алатындығын айтады. Бордың екінші постулатына сәйкес, атом үлкен энергиялы Ек стационар күйден аз энергиялы Еn стационар күйге өткенде жарық шығарылады. Шығарылған фотонның энергиясы атомның стационар екі күйдегі энергияларының айырымына тең: (2) Бұдан сәуле шығару жиілігін былай өрнектеуге болады: . (3) Жарықтың жұтылу кезінде атом энергиясы аз стационар күйден энергиясы көп стационар күйге өтеді. Екінші постулат та Максвеллдің электродинамикасына қайшы, өйткені сол постулатқа сәйкес шығарылған жарықтың жиілігі электрондардың қозғалыс ерекшеліктерін сипаттамайды, тек атом энергиясының өзгерісін ғана көрсетеді. Бор өзінің постулаттарын қарапайым атомның сутегі атомының теориясын жасау үшін қолданды. Негізгі мақсат сутегі шығаратын электромагниттік толқындардың жиіліктерін табу болды. Бұл жиіліктерді, егер атом энергиясының стационар мәндерін анықтау ережесі бар болса, екінші постулат негізінде табуға болды. Бордың бұл ережені (кванттау ережесі деп аталатын) тағы да постулаттауына тура келді. Бор жасаған сутегі атомының моделі. Жарықтың жұтылуы Ньютон механикасының заңдарын және мүмкін болатын стационар күйлерді иеленетін кванттау ережесін пайдаланып, Бор электрон орбиталарының қажетті радиустары мен стационар күйлер энергиясын есептеп шығара алды. Орбитаның ең кіші радиусы атомның өлшемдерін анықтайды. 1, а, б-суреттерде стационар күйлер энергиясы (электрон-вольтпен есептелген) вертикаль осьтерге өлшеп салынған. Бордың екінші постулаты стационар күйлер энергиясының белгілі мәндері бойынша сутегі атомы шығаратын сәуленің жиілігін есептеп шығаруға мүмкіндік берді. Бор теориясы осы жиіліктердің мәндеріне арналған экспериментпен сандық тұрғыда үйлесуге келтіреді. Сутегі атомы шығаратын сәулелердің барлық жиіліктері сериялар қатарын құрады, олардың әрқайсысы атом барлық жоғары энергетикалық күйлерден (энергиясы көп күйлер) кейбір энергетикалық күйге (екінші энергетикалық деңгейге) өткенде Бальмер сериясы түзіледі. 1, а-суретте бұл ауысулар бағыттауыштармен кескінделген. Сутегі спектрінің көрінетін бөлігіндегі қызыл, жасыл және екі көк сызық (3-түсті жапсырма, V сурет) мынадай ауысуларға сәйкес келеді: , , , және . Берілген серия Швейцар мұғалімі И. Бальмер есімімен аталған, ол тіпті 1885 жылы эксперимент негізінде сутегі спектрінің көрінетін бөлігінің жиіліктерін анықтау үшін қарапайым формула тағайындады. Жарықтың жұтылуы. Жарықтың жұтылуы - сәуле шығаруға кері процесс. Атом, жарықты жұта отырып, төменгі энергетикалық күйлерден жоғарғыға өтеді. Бұл жағдайда жұтылатън жарықтың жиілігі атом жоғарғы энергетикалық күйлерден төмендегілеріне өткенде шығаратын жарықтың жиілігіндей болады. 1, б-суретте атомның бір күйден екінші күйге жарық жұта отырып өтуі бағыттауыштармен кескінделген. Екі постулат пен кванттау ережесі негізінде Бор сутегі атомының радиусын және атомның стационар күйлерінің энергиясын анықтады. Бұл атомның шығаратын және жұтатын электромагниттік толқындарының жиіліктерін есептеуге мүмкіндік берді БОР ТЕОРИЯСЫНЫҢ ҚИЫНШШЫЛЫҚТАРЫ. КВАНТТЫҚ МЕХАНИКА Бор теориясын сутегі атомына қолдану өте табысты болып, ол үшін спектрдің сандық теориясын жасау мүмкін болды. Бірақ Бордың постулаттарына сүйеніп, сутегінен кейінгі гелий атомының сандық теориясын жасау мақсатынан ештеңе шықпады. Гелий атомы және одан да күрделі атомдар үшін Бор теориясына сүйеніп, тек сапалық (бірақ аса маңызды) тұжырымдар жасауға ғана мүмкіңдік болды. Мұнда таңданарлық ештеңе жоқ. Бор теориясы сыңаржақты, оның ішкі қайшылықтары бар, бір жағынан өзіміз көргендей, сутегі атомының теориясын жасағанда кәдімгі Ньютон заңы пайдаланылса, екінші жағынан Ньютон механикасымен, Максвелл элекгродинамикасымен ешқандай байланысы жоқ кванттық постулаттар енгізіледі. Физикаға квантық түсініктерді енгізу механика мен электродинамиканы түбегейлі түрде қайта құруды талап етгі. Бұл қайта құру біздің ғасырдың екінші ширегінің басында іске асты. Кванттық механика мен кванттық электродинамика сияқты физикалық теориялар жасалды. Бордың постулаттары әбден дұрыс болып шықты. Бірақ олар постулаттар емес, осы теориялардың негізгі принциптерінің салдары болып қана қалды. Ал Бордың кванттау ережесі кез келген жерде қолданыла бермейтін болып шықты. Бор атомында электрон қозғалатын белгілі орбиталар туралы ұғым тек шартты түсінік болып табылады. Шындығында, атомдағы электрон қозғалысының планеталардың өз орбиталары бойымен қозғаласына ұқсастығы жоққа тән. Егер ең төменгі энергетикалық күйдегі сутегі атомын ұзақ ұстап, суретке түсіріп алу мүмкін болса, онда біз тығыздығы айнымалы бұлт көрген болар едік. Көбінесе элекрон ядродан белгілі бір қашықтықта жүреді. Бұл қашықтықты дөрекі түрде орбитаның радиусына ұқсатуға болады. Атомның фотосуреті Күн жүйесінің әдеттегі суретіне мүлде ұқсамайды, шамды айнала ретсіз ерсілі-қарсылы ұшқан көбелектерді суретке түсірген кезде шыққан жайылған дақты еске түсіреді. Қазіргі кезде кванттық механиканың көмегімен атомдардың электрондық қабықшаларының қасиеттері мен құрылысына қатысты барлық сұрақтарға жауап беруге болады. Бірақ сандық теория аса күрделі болғандықтан, біз оған соқпай өтеміз. Атомдардың электрондық қабықшаларының сапалық сипаттамасымен сендер химия курсында танысасыңдар. VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру. §55 дайындық сұрақтарын талдау. VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу. К., Т., №16.24-16.27 VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §55 дайындық сұрақтары. 43-жаттығу

Бордың бірінші бойынша белгілі бір стационар орбиталары бар. Бор стационар үшін мына шарт орындалуы тиіс деп тұжырымдады:

m_erv=nħ

мұндағы n =1,2,3, ... . Бұл бойынша стационар орбиталардағы электронның моменті ħ Планк тұрақтысынан бүтін еселікке үлкен дискретті ғана ие бола алады. Сонымен бірге Бор өрісінде қозғалып жүрген электронға Ньютонның екінші мен Кулон заңын қолдануға болады деп . (Ал оның ұсынған өрнегі классикалық физикаға қарама-қайшы екенін ескерте кетейік.)

Ze атом ядросының өрісінде бір электрон қозғалып жүрген қарастырайық. Егер Z = 1 болса, бұл сутегі атомы, ал егер Z > 1 болса, бұл тектес атом, яғни ион. Ядро тарапынан электронға kZe²/r² Кулон күші етеді, бұл күш Ньютонның екінші заңы бойынша электронның мен үдеуінің көбейтіндісіне тең. Электрон орбитамен қозғалады, сондықтан оның тартқыш үдеуі v²/r. Олай болса,

m_ev²/r=kZe²/r²

өрнегінен ν жылдамдықты тауып, өрнегіне қойсақ:

n²ħ²/m_er=kZe²,

бұдан электронның стационар орбитасының радиусы:

r_n=(ħ²/km_e)n²

Егер өрнегінде n = 1, Z = 1 болса, сутегі электронның бірінші стационар орбитасының анықтаймыз. Оны r₀ әрпімен белгілеп, Бор радиусы деп атайды:

r₀=ħ²/km_ee²=0,529*10^-10м

Бұл мән молекулалы-кинетикалық бойынша есептелген сутегі атомы радиусының мәнімен сәйкес келеді.

Стационар орбитадағы электронның толық оның және ядромен әрекеттесу кезіндегі қосындысынан тұрады:

E=m_ev²/2+kZe²/r.

Соңғы теңдеуді өрнегін пайдалана отырып, мынадай түрге келтіруге болады: Е_n=-kZe²/2r. Бұл өрнектегі радиустың орнына өрнегін қойсақ, атомның ішкі энергиясының мүмкін мәндерін алуға болады:

Е_n=(k²m_ee⁴/2ħ²)(Z²/n²)

Мұндағы k=1/4ε₀ SI жүйесінде берілген. n = 1, 2, 3, ... бүтін сандары негізгі кванттық сандар деп aталады.

Сонымен, атомның энергиясы тек анықталатын дискретті мәндерді ғана қабылдай алады.

Сутегі атомы үшін Z = 1, ал оның энергиясының мәндері былай анықталады:

E_n=-(k²m_ee⁴/2ħ²)(1/n²).

шығару және жұтылу спектрлері Бор теориясында атомдардың энергиясы өрнегімен анықталатын дискретті мәндерге ғана ие бола алатынымен түсіндіріледі. Бір элементтің барлық атомдарының энергетикалық бірдей. Электрон бір деңгейден екінші деңгейге ауысқанда сәуле шығарады. Басқа элемент атомдарының энергетикалық деңгейлерінің басқа, сондықтан шығару және жұтылу спектрлері өзгеше болады.

Бордың екінші постулатынан сәуле шығару жиілігін анықтайық:

hν=E_n-E_m, ν=E_n/2ħ-E_m/2ħ.

Соңғы өрнекте ħ=n/2 екенін ескердік. Энергияның мәніне өрнегін қойсақ,

ν=k²m_ee⁴/4ħ³(1/m²-1/n²)

аламыз. Егер

R=k²m_ee⁴/4ħ³

деп белгілесек, өрнегі Бальмердің сәйкес келеді. Өрнегіне кіретін шамалардың бәрі белгілі тұрақтылар, олардың мәндерін орнына қойып, R Ридберг тұрақтысын есептеп шығаруға болады. Осындай нәтижесі алынған мәнмен бірдей болып шыққан. Жиіліктердің формуласымен есептелген мәндері де нәтижесімен дәл келеді.

Бор теориясы құрылымының теориясын жасаудағы алғашқы қадам болып табылады. Ол классикалық заңдылықтарын микроәлем физикасының қолдануға жарамайтының айқын көрсетіп берді. Бірақ алғашқы жетістіктерден соң Бор теориясы көптеген қиындықтарға кездесті. Мысалы, ол сутегінен кейінгі ең қарапайым гелий атомының теориясын жасауда толық сәтсіздікке ұшырады. Сәтсіздіктердің басты себебі теорияның ішкі логикалық еді, ол жартылай классикалық, жартылай кванттық сүйенді. Қазіргі кезде Бор теориясы, негізінен, тарихи қызығушылық тудырады. Бірақ бұл теория қазір де бірқатар маңызды физикалық ұғымдарды (мысалы, энергетикалық деңгейлер ұғымын) енгізуге қолданылатын ыңғайлы модель болып табылатынын есте ұстаған жөн. Сонымен, Бор теориясы құрудағы өтпелі кезең болып табылады.

Сабақтың тақырыбы: Механикадағы салыстырмалылық принципі. Салыстырмалылық теориясының постулаттары. Жарық жылдамдығының шектілігі және ақырлылығы. Сабақтың мақсаты: Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Салыстырмалылық теориясының постулаттарымен таныстырып солар жайлы 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 түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс. Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, Сабақтың барысы: І.ДКҰйымдастыру 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 Салыстырмалылық теориясының постулаттарымен танысамыз. Линза дегенді қалай түсінесің? Шашыратқыш линзаны жинағыш линзадан қалай ажыратады? Линзаның оптикалық центрі, фокусы дегеніміз не? Қандай жазықтық фокустық жазықтық деп аталады? Линзаның оптикалық күші дегеніміз не? V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: ПОСТУЛАТТАРДАН ТУЫНДАЙТЫН САЛДАРЛАР. (Физикалық теориядағы постулат математикадағы аксиоманың рөлін атқарады. Бұл логикалық тұрғыдан дәлелденбейтін негізгі қағида. Физикадағы постулат - тәжірибе деректерінің жалпылама нәтижесі.) Салыстырмалылық теориясы екі постулатқа негізделеді. Жердің эфирге қатысты қозғалысын анықтамақ болған Майкельсонның тәжірибесін және тағы басқа тәжірибелердің теріс нәтижелерін түсіндіру үшін әртүрлі гипотезалар ұсынылды. Осы гипотезалардың көмегімен ерекше санақ жүйесін іздеудегі сәтсіздікті түсіндіруге тырысты (мұндай жүйе шынында да бар болуы тиіс деп есептейді). Эйнштейн бұл мәселеге мүлде басқаша қарады: инерциялы жүйелердің арасындағы айырмашылықты анықтамақ болған барлық талпыныстардың теріс нәтижесін түсіндіру үшін түрліше гипотезалар жасаудың керегі жоқ. Тек механикалық процестер үшін ғана емес, электромагниттік процестер үшін де барлық инерциялы санақ жүйелерінің толық тең түсетін табиғаттың заңы болып табылады. Тыныштық күй мен бірқалыпты түзу сызықты қозғалыс арасында ешбір айырмашылық жоқ. Салыстырмалылық принципі - Эйнштейн теориясының басты постулаты. Оны былай тұжырымдауға болады: табиғаттың барлық процестері кез келген инерциялы санақ жүйесінде бірдей өтеді. Бұл - физика заңдары барлық инерциялы жүйелерде бірдей жазылады деген сөз. Сонымен, классикалық механикалық салыстырмалылық принципі табиғаттағы барлық процестерді, соның ішінде электромагниттік процестерді де қамтиды. Бірақ салыстырмалылық теориясы тек салыстырмалылық принципіне ғана негізделмейді. Тағы екінші постулат та бар: жарықтың вакуумдағы жылдамдығы барлық инерциялы санақ жүйесі үшін бірдей. Ол жарық көзінің жылдамдығына да, жарық сигналын қабылдағыштың жылдамдығына да тәуелді емес. Жарық жылдамдығы, сонымен ерекше орын алады. Оның үстіне салыстырмалылық теориясы постулаттарынан туындайтындай, вакуумдағы жарық жылдамдығы табиғатта өзара әсерлердің берілуінің максималь мүмкін болатын жылдамдығы болып табылады. Салыстырмалылық теориясының постулаттарын тұжырымдаймын деген шешімге келу үшін, үлкен ғылыми батылдық керек болған еді, өйткені олар кеңістік пен уақыт жөніндегі классикалық түсініктерге қарама-қайшы келді. Шынында да, бір-бірімен салыстырғанда жылдамдықпен қозғалатын К және К1 инерциялық санақ жүйелерінің координата бастары дәлме-дәл келген уақыт мезетінде қысқа мерзімді жарқыл пайда болсын делік. t уақыт ішінде жүйелер бір-бірімен салыстырғанда қашықтыққа ығысады, ал сфералық толқын бетінің радиусы ct болады (1-сурет). K және К1 жүйелері тең түседі және жарық жылдамдығы екі жүйеде де бірдей. Ендеше K жүйесімен байланысты бaқылаушының пікірінше, сфераның центрі О нүктесінде орналасады да, ал К1 жүйесімен байланысты бақылаушының пікірінше центрі O1 нүктесінде орналасады. Бірақ сфералық бір беттің О және О1 центрлері болуы мүмкін емес қой. Бұл айқын қарама-қайшылық салыстырмалылық теориясының постулаттарына негізделген пайымдаулардан шығып отыр. Шынында да, мұнда қарама-қайшылық бар. Бірақ бұл салыстырмалылық теориясының ішкі қайшылығы емес. Қозғалыс жылдамдығы үлкен болған кезде дұрыс болмайтын, кеңістік пен уақыт туралы классикалық түсініктермен қарама-қайшылықта болды. Салыстырмалылық теориясының екі постулатын есте сақтау керек. Сондай-ақ инерциялы санақ жүйесінің анықтамасын ұмытпаңдар: бұл - осы жүйеге қатысты еркін (яғни ешнәрсемен өзара әрекеттеспейтін) дене тұрақты жылдамдықпен қозғалатын жүйе. VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру. §5.1, 5.2 дайындық сұрақтарын талдау. VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу. Есептер шығарту. VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §5.1, 5.2 Есептер шығарту.