«Атомның күрделі құрылысын анықтайтын құбылыстар. Резерфорд тәжірибесі. Атомдардың планетарлық моделі. Атом ядросының құрамы»

Пән: Физика
Сынып: 9 «Ж»
Сабақтың тақырыбы: «Атомның күрделі құрылысын анықтайтын құбылыстар.
Резерфорд тәжірибесі. Атомдардың планетарлық моделі. Атом ядросының
құрамы».
Сабақтың типі: аралас
Сабақ түрі: Ойын сабақ
Сабақтың мақсаты:
Білімділік:1. Атом құрылысын және Резерфорд тәжірибелерімен таныстыру
2. Энергетикалық деңгейлер туралы түсінік беру.
Дамытушылық: Оқушылардың ойындар арқылы қызығушылығын арттыру, есептер
шығару арқылы ойлау қабілеттерін дамыту.
Тәрбиелік: Оқушыларды тиянақтылыққа, жылдамдылыққа, ұқыптылыққа,
еңбексүйгіштікке тәрбиелеу.
Пәнаралық байланыс: Математика, физика, астрономия, тарих.
Сабақтың көрнекіліктері: интерактивті тақта, үлестірме материалдар.
Техникалық құрал: Дербес компьютер, интерактивті тақта.
Әдебиет негізі: Р.Башарұлы, 9 сынып
Сабақтың барысы:
І. Ұйымдастыру кезеңі
а) ән ұран айту
ә) сыныптың сабаққа дайындығын тексеру
б) оқушыларды журнал бойынша түгендеу
ІІ. Үй тапсырмасын сұрау .
1 Физикалық диктант
Шарты: Оқушыларға интерактивті тақтада физикалық терминдар беріледі. Сол
терминдардың анықтамасын оқушы тақтаға интерактивті қалам арқылы жазады.
• Дифракциялық тор - ...
• Дисперсия - ...
• Интерференция - ...
• Фотолюминисценция - ...
• Фотоэффект - ...
2 Сөзжұмбақ
Шарты: Өткен тақырыптар бойынша сұрақтар жасырылады.Оқушылыр қол көтеру
арқылы, сұрақтарға жауап береді.Жауабы интерактивті тақтадан шығады.
[pic]
1.Пропорцияның коэффициенті һ кімнің тұрақтысы деп атайды?
2.Жарықтың әсерінен заттардан электрондардың ыршып шығуын қалай атайды?
3.Тек күшінің максимал мәнін қалай атайды?
4.1905ж Планктың жарықтың үздікті шығарылуы туралы идеясын әрі қарай
дамытқан кім?
5.Шектік Vmin жиілікті фотоэффектінің қандай щекарасы деп атайды?
6.Эйнштейнге фотоэффекті теориясы жөніндегі енбегі үшін қандай сыйлық
берілді?
7.Жарық бөлшегін қалай атайды?

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру.
Атомның құрылысы. Ағылшын физигі Эрнест Резерфорд (-бөлшектердің
заттан шашырауын зерттеді де, 1911 жылы атом ядросы — массивті түзілім, ол
өлшемдері жағынан атомнан ондаған мың есе кіші екенін айтты.
Томсон моделі. Атомның құрылысы туралы дұрыс ұғымға ғалымдар бірден
келе қойған жоқ. Атомның алғашқы моделін ұсынған, электронды ашқан — атақты
ағылшын физигі Дж. Д. Т о м с о н болды. Оның ойынша, атомның оң заряды
атомның келемін түгел жайлайды және осы көлемде тұрақты тығыздықпен
тарайды. Ең қарапайым атом — сутегі атомы, радиусы 10~8 см-те жуық оң
зарядталған шар, оның ішінде электрон орналасады. Күрделірек атомдарда оң
зарядталған шардың ішінде бірнеше электрондар болады, сөйтіп, атом жүзім
салып пісірген нан сияқты, ондағы жүзімдер электрон ролін атқарады.
Бор постулаттары. Бор жүйелі атом теориясын берген жоқ. Ол-жаңа
теорияның негізгі қағидаларьш 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.

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.
Бордың екінші постулатына сәйкес, атом үлкен энергиялы Ек стационар
күйден аз энергиялы Еn стационар күйге өткенде жарық шығарылады. Шығарылған
фотоннық энергиясы атомнық стационар екі күйдегі энергияларының айырмасына
тең:
[pic]
Бұдан сәуле шығару жиілігін былай өрнектеуге болады:
[pic]
Жарықтың жұтылу кезінде атом энергиясы аз тұрақты күйден энергиясы көп
тұрақты күйге өтеді.
Екінші постулат та Максвеллдің электродинамикасына қайшы, өйткені сол
постулатқа сәйкес шығарылған жарықтың жиілігі электрондардың қозғалыс
ерекшеліктерінен сипаттамайды, тек атом энергиясының өзгерісін ғана
көрсетеді.
Бор өзінің постулаттарын қарапайым атомның теориясын жасау үшіи
қолданды. Негізгі мақсат сутегі шығаратын злектромагниттік
толқындардың жиіліктерін табу болды. Бұл жиіліктерді, өтер атом
энернгиясының тұрақты мәндерін анықтау ережесі бар болса, екінші
постулата негізінде табуға болады. Бордың бұл ережені (кванттау ережесі
деп аталарын) тағы да постулаттауына тура келді.
Бордың екінші постулаты тұрақты күйлер энергиясының белгілі мәндері
бойынша сутегі атомы шығаратын сәуленің жиілігін есептеп шығаруға мүмкіңдік
берді. Бор теориясы осы жиіліктердің мәңдеріне арналған экспериментпен
сандық тұрғыда үйлесуге келтіреді. Сутегі атомы шығаратын сәулелердің
барлық жиіліктері сериялар қатарын құрады, олардың әрқайсысы атом барлық
жоғары энергетикалық күйлердің (энергиясы көп күйлер) бір энергетикалық
күйіне өткенде түзеледі.
[pic]
Берілген серия Швейцар мұғалімі И. Бальмер есімімен аталған, ол тіпті
1885 жылы эксперимент негізінде сутегі спектрінің көрінетін бөлігінің
жиіліктерін анықтау үшін қарапайым формула тағайындады.
Екі постулат пен кванттау ережесі негізінде Бор сутегі атомының
радиусын және атомның тұрақты күйлерінің энергиясын анықтады. Бұл атомның
шығаратын және жұтатын электромагниттік толқындарының жиіліктерін есептеуге
мүмкіндік берді.
Бордың үшінші постулаты – стационар орбиталардағы электронның импульс
моменті h Планк тұрақтысынан бүтін еселікке үлкен дискертті мәндерге ғана
ие бола алады.
me r v = n h

ІV. Жаңа сабақты бекіту.
І-кезең «Көңілді квадраттар»
Шарты: Жаңа тақырып бойынша сұрақтар квадраттарда жасырылады. Оқушылар қол
көтеру арқылы тақтаға шақырылып, ұнаған квадраттарды таңдайды. Пайда болған
сұрақтарға жауап береді.
Cұрақтар тізімі:
1. Атомның алғашқы моделін ұсынған, электронды ашқан атақты ағылшын
физигі кім?
2. Ең қарапайым атом-сутегі атомы, радиусы қанша см-ге жуық?
3. Ядроның диаметрі қанша см тең?
4. Қай жылы Резерфорд атомды α-бөлшектермен атқылауды ұсынды?
5. 1913 жылы Нильсон Бор қандай жаңалық ұсынды?
6. Дж.Резерфорд тәжірибесін қай жылы жасады?
7. Бордың неше постулаты бар?
8. Бордың бірінші постулатын түсіндіріп беріңіз?
9. Бордың екінші постулатын түсіндіріп беріңіз?
ІІ-кезең «Есептер шығару».
Есеп №1
Электрон сутегі атомының бірінші энергетикалық деңгейінен екіншісіне
ауысқанда жиілігі 4,57*1014Гц сәуле шығады. Сонда атомның энергиясы қаншаға
өзгереді?
|Берілгені: |Шешуі: |
|v=4,57*1014Гц |hv=E2-E1=∆E |
|h=6,63*10-34Дж*с |∆E= hv=6,63*10-34Дж*с*4,57*1014Гц=30,3*10-20Дж |
|т/к: ∆Е-? |Жауабы: ∆E=30,3*10-20Дж. |

Есеп №2
Сутегі атомы энергиясы Е1=1,7 эВ тұрақты күйден энергиясы Е2=6,8 эВ күйге
өткенде оның атомы шығаратын жарықтың толқын ұзындығын анықтаңдар.
|Берілгені: |Шешуі: |
|Е1=1,7 эВ |hv=E2-E1 |
|Е2=6,8 эВ |λ = c/v; |
|т/к: λ-? |λ=(E-E)/(h*c) )=4,1*106 метр |
| |Жауабы: λ =4,1*106 метр. |

Есеп №3
Толқын ұзындығы 5*10-7 м-ге тең жарық квантының энергиясын есептеңдер?
|Берілгені: |Шешуі: |
|λ =5*10-7 м |Е=hv |
|Е=4*10-19Дж |v=c/λ |
|т/к: Е=? |E=(h*c)/λ |
| |E=(h*c)/λ = (6.63*10*3*10)/5*10=4*10-19Дж |

Есеп №4
Цезийдің бетінен ақ жарық түсіп тұр. Егер түскен жарықтың жиілігі 5*1014Гц
болса, фотоэффект байқала ма? Цезийдің электронының шығу жұмысы
3,04*1019Дж.
|Берілгені: |Шешуі: |
|v=5*1014Гц |hv= Aш+Eк |
|Aш=3,04*10-19Дж |E=hv=6.63*10-34*5*1014 = 3.3*10-19Дж |
|т/к: E>Aш-? |E>Aш , онда байқалады. |
| |Жауабы: E>Aш , онда байқалады. |

V. Бағалау.
VI. Үйге тапсырма беру
Р. Башарұлы, § 51-54