Пәні: Физика және астрономия
Сабақтың тақырыбы: Рентгендік сәулелер
Сабақтың түрі: Аралас сабақ, өтілген тақырыпты қайталай отырып, жаңа сабақты өз бетімен жетілдіру
Сабақтың мақсаты:
А) Білімділігі: Оқушыларға рентген сәулесінің ашылуын, қасиеттерін және өмірде қолданысын түсіндіру.
Ә) Дамытушылығы: Оқушылардың нақты және жүйелей ойлау қабілетін арттыру, сабаққа деген ынтасын арттыру.
Б) Тәрбиелілігі: Оқушылардың мақсатқа жету барысында жауапкершіліктерін жетілдіру, тазалыққа, мәдениеттілікке тәрбиелеу.
Сабақтың әдісі: сұрақ - жауап, баяндау, әңгімелесу.
Көрнекі құралдар: плакаттар, видеопроектор, презентациялар, оқулықтар.
Пән аралық байланыс: биология, химия.
Сабақтың жоспары:
1. Ұйымдастыру кезеңі (3 - 5 минут)
2. Үй тапсырмасын тексеру (10 - 15 минут)
3. Өткен тақырыптар бойынша оқушылардың білім білік дағдыларын қалыптастыру. (5 - 6минут)
4. Жаңа сабақтың тақырыбын таныстыру, мақсаты мен міндетін анықтау(3 - 4 мин)
5. Жаңа тақырыпты түсіндіру. (35 - 40 мин)
6. Өтілген тақырыпты қорытындылау(5 мин)
7. Оқушыларды бағалау және үй тапсырмасын беру (5 - мин).
Сабақтың барысы:
1. Ұйымдастыру кезеңі.
Мұғалім сәлемдесіп болғаннан кейін оқушылардың сабаққа дайындығын қадағалап, сабақта жоқ оқушыларды түгелдеу.
2. Үй тапсырмасын тексеру.
«Еске түсіру» сайысы болып табылады. Бұл жерде топтар арасында шапшаңдық қажет.
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:
Жаңа сабақтың тақырыбымен таныстыру:
Слайд арқылы сабақ түсіндіріледі.
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.
Міне, рентген сәулелерінің жіңішке шоғы арғы жағына фотопластина орналастырылған кристалға бағытталған. Нәтиже ең оптимистік үмітке толық сай келеді. Түзудің бойымен сәуле таратып тұрған ортадағы үлкен дақпен қоса, соның маңайында белгілі тәртіппен орналасқан ұсақ дақтар пайда болады. Бұл ұсақ дақтардың пайда болуы кристалдың реттелген құрылымындағы рентген сәулелерінің дифракциясымен түсіндіріледі.
Дифракциялық көріністі зерттеу рентген сәулелерінің толқын ұзындығын анықтауға мүмкіндік береді. Ол ультракүлгін толқын ұзындығынан қысқа және шамасы жағынан атом өлшемдеріне тең болып шықты.
Рентген сәулелерінің қолданылуы. Рентген сәулелері көптеген өте маңызды практикалық қолдау тапты. Медицинада олар аурудың диагнозын дұрыс қою үшін, сондай - ақ, рак ауруын емдеу үшін қолданылады.
Рентген сәулелерін ғылыми зерттеулерде өте кең түрде қолданылуда. Рентген сәулелері кристалдар арқылы өткендегі дифракциялық көрінісіне қарап, кеңістікте атомдардың орналасу реті – кристалдың құрылымын анықтау мүмкіндігі туады. Органикалық емес кристал заттар үшін мұны орындау онша қиын болмады. Алайда рентген – құрылымдық анализ арқылы өте күрделі органикалық қосылыстардың, белоктардың құрылысын түсіндіруге мүмкіндіктер бар. Атап айтқанда, он мыңдаған атомдардан құралған, гемоглобин молекуласының құрылымы анықталған.
Бұл жетістіктерге сәулелерінің толқын ұзындықтарының шағындығы нәтижесінде қол жетті, толқын ұзындығы жәрдемімен дұрысында молекулалардың құрылымын көруге болатындай еді. Көру деп отырғанымыз сөзбе - сөз мағынада емес мұндағы мәселе дифракциялық көріністі анықтау, соның жәрдемімен көп еңбектеніп, оны түсіндіре отырып, атомдардың кеңістікте орналасу сипатын анықтауға болады.
Рентген сәулелерінің қолданылатын жерлерінің ішінен рентгендік дефектоскопияны – құймалардағы ақауларды, рельстердегі сызаттарды табу, пісірілген жіктердің сапасын анықтау т. б. әдісін айта кетуге болады.
Рентгендік дефектоскопия бұйымдарда қуыс немесе бөгде қосылыстар бар болса, рентген сәулелерінің жұтылуы өзгеретініне негізделген.
Рентген сәулелерінің құрылысы. Қазіргі кезде рентген сәулелерін шығарып алу үшін, рентген түтіктері деп аталатын құрылғылар жасалған. Олардың конструкциясын Рентген жасаған алғашқы аппараттардан анағұрлым жақсы.
1 - суретте электрондық рентген түтігінің ықшамдалған схемасы кескінделген. Катод 1 вольфрамнан жасалған қыл сым, ол термо электрондық 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 киловатқа жетеді. Түтікте, толық вакуум жасалады; ондағы газдың қысымы 10 - 5 – 10 - 7мм сынақ бағанасына тең болады.
Рентген сәулелерінің толқын ұзындығы 10 - 9м - ден 10 - 10дейіңгі диапазонда болады.
Қуатты рентген түтіктерінде анод сумен салқындатылады, өйткені электрондар тежелгенде көп мөлшерде жылу бөлініп шығады. Электрондар энергиясының 3 ғана пайдалы сәулеге айналады.
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.
Өтілген тақырыпты қорытындылау: ассоциация әдісі және 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
Ассосация әдісі арқылы сұрақтарға жауап беру.
1. Рентген сәулесі жайлы не білдіңдер?
2. Рентген сәулесін ашқан кім және қашан ашты?
3. Рентген сәулесінің өмірдегі қолданысы?
4. Болашақта рентген сәулесі жөнінде не білгің келеді?
Оқушыларды бағалау.
Сабақты жақсы меңгеріп, берілген тапсырмаларға белсене жауап берген оқушыларды бағалаймын.
Үйге: Интернет арқылы қосымша мәлімет жинау, 3 оқушы реферат дайындау, сөзжұмбақ құрастырып келу, өткен материалды қайталау.
