Сынып: 9
Пән:физика
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғаты Мақсаты:
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғаты жайлы түсінік беру;
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғатын өндірісте, формуласын есептер шығаруда қолдануға үйрету.
Күтілетін нәтиже
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғаты жайлы білімдерінкенейтеді;
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғатын өндірісте, формуласын есептер шығаруда қолдана білуге дағдыланаы.
Түсінік беру
-ыдыраудың жалпы формуласы:
[pic]
Х-ыдырайтын ядро;
A-массалық сан
Z-ыдырайтын элементтің зарядтық саны(реттік нөмірі)
- гелий ядросы
- пайда болған элемент
Ядролар ыдырағанда мына екі заң үнемі сақталады:
Ыдырайтын ядроның зарядтық саны ыдырауда пайда болған бөлшектің зарядтық сандарының қосындысына тең (зарядтық санның сақталу заңы);
Ыдырайтын ядроның массалық саны ыдырауда пайда болған бөлшектердің массалық сандарының қосындысына тең (массалықсанның сақталузаңы)
Мысалы:
[pic]
[pic]
β –ыдыраудың жалпы формуласы:
[pic]
Мысалы:
[pic]
Тапсырмалар
Топтық жұмыс
Жеке жұмыс
І.Ұйымдастыру
Сәлемдесу
Түгелдеу
1.3. Топқа бөлу (1,2,3 сандарына байланысты 3 топқа бөлінеді)
ІІ. Үй тапсырмасын сұрау
Ядроның байланыс энергиясы жайында не білесіңдер?
ІІІ. Талқылау үшін сұрақтар беріледі
Радиоактивті сәулелер жайында не білесіңдер?
ІҮ. Топтық жұмыс (мәтінмен жұмыс)
Альфа-ыдырау
α-бөлшегінің табиғатын 1908 жылы Резерфорд көптеген эксперименттік зерттеулер нәтижесінде анықтады. Альфа-ыдырауы кезінде ядродан өздігінен α-бөлшек — гелий атомының ядросы Не (екі протон және екі нейтрон) ұшып шығады және жаңа химиялық элементтің туынды ядросы пайда болады. Альфа-ыдырау кезінде атом ядросы зарядтың саны [pic] екіге және массалық саны [pic] төртке кем туынды ядроға түрленеді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жуйенің бас жағына қарай екі орынға ығысады:
[pic]
мұндағы [pic] — аналық ядроның белгісі, [pic] — туынды ядроның таңбасы. Гелий атомының ядросы болып табылатын α-бөлшек үшін [pic] белгісін пайдаландық.
Бета-ыдырау
β-сәулесінің табиғатын 1899 ж Резерфорд ашқан болатын. Ол шапшаң қозғалатын электрондар ағыны. β-бөлшекті [pic] деп белгілейді. Массалық санның [pic] болуы, электронның массасы массаның атомдық бірлігімен салыстырғанда елеусіз аз екенін көрсетеді. Ығысу ережесін бета-ыдырауға қолданайық.
Бета-ыдырау кезінде атом ядросының зарядтық саны [pic] бір заряд бірлігіне артады, ал массалық сан өзгермейді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің соңына қарай бір орынға ығысады:
[pic]
мұндағы [pic] — электрлік заряды нөлге тең, тыныштық массасы жоқ электрондық антинейтрино деп аталатын бөлшек.
Бұндай ыдырауды электрондық β-ыдырау деп атайды. Радиоактивті электронды β-ыдырау процесі ядрода нейтронның [pic] протонға [pic] айналуы және осы кезде электронның [pic] және антинейтриноның [pic] қабаттаса түзілуі арқылы өтеді:
[pic]
Ядроның ішінде электронның пайда болуы осы нейтронның ыдырауының нәтижесі екен. Бета-ыдырау кезінде туынды ядро мен электрон жүйесінің энергиясы ыдырауға дейінгі аналық ядро жүйесінің энергиясынан кем болып шығатынын өлшеулер көрсетті. β-ыдырау кезінде энергияның сақталу заңының орындалатына күмән туды. 1930 жылы В. Паулиp β-ыдырау кезінде, ядродан электроннан басқа тағы бір массалық саны ( [pic] ) мен зарядының саны ( [pic] ) нөлге тең бөлшек бөлініп шығады деген жорамалды ұсынды. β–ыдыраудағы энергияның сақталу заңының бұзылуына себепші, жетіспей тұрған энергия осы нейтраль бөлшекке тиесілі екен.
Үлы итальян ғалымы Э.Фермидің ұсынысы бойынша бұл бөлшекті нейтрино v (итальянша neitrino — кішкентай нейтрон) деп атаған. Нейтриноның электр заряды мен тыныштық массасы нөлге тең болғандықтан, оның затпен әрекеттесуі әлсіз, сондықтан эксперимент арқылы тіркеу аса қиыншылық туғызды. Ұзакка созылған ізденістер нәтижесінде тек 1956 жылы ғана нейтриноны тіркеу мүмкін болды. Ал антинейтрино осы нейтриноның антибөлшегі болып табылады. Электрондық β--ыдыраудан басқа позитрондық β+-ыдырау процесі де өтуі мүмкін. Позитрондық радиоактивтік кезінде ядродағы протонның біреуі нейтронға айналып, позитрон [pic] мен электрондық нейтрино v бөлініп шығады:
[pic]
Ядроның зарядтық саны [pic] бірлік зарядқа кемиді, нәтижесінде элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің бас жағына қарай бір орынға ығысады:
[pic]
мұндағы [pic] позитрон, электронның антибөлшегі, массасы электронның массасына тең.
Аналық және туынды ядролар — изобаралар.
Гамма-ыдырау
1900 жылы Вилaрд ядролық сәуле шығарудың құрамындағы үшінші компоненттің бар екенін тапты, оны гамма (у)-сәуле шығару деп атаған. Гамма-сәуле шығару магнит өрісінде ауытқымайды, демек, оның заряды жоқ. Гамма-сәуле шығару радиоактивтік ыдыраудың жеке бір түрі емес, ол альфа және бета-ыдыраулармен қабаттаса өтетін процесс. Жоғарыда айтқанымыздай, туынды ядро қозған күйде болады. Қозған күйдегі ядро атом сияқты, жоғарғы энергетикалық деңгейден төменгі энергетикалық деңгейге өткенде, [pic] энергиясы бар гамма-квантын шығарады, мұндағы [pic] —қозған, [pic] — қалыпты күйдегі энергиялар. Ядродан шығатын ү-сәулелері дегеніміз — фотондар ағыны болып шықты.
Гамма-ыдыраудың формуласын жазайық:
[pic]
мұндағы [pic] — қозған аналық ядро, [pic] — оның қалыпты күйдегі нуклиді. γ-сәулесінің толқын ұзындығы өте қысқа болып келеді: λ = 10−8 / 10−11 см. Сондықтан радиоактивті сәулелердің ішінде γ-сәулесінің өтімділік қабілеті ең жоғары, ол 10 см қорғасын қабатынан өтіп кетеді. Гамма-кванттың өтімділік кабілеті өте жоғары, ауадағы еркін жүру жолының ұзындығы 120 м.
Ү. Топтық жұмыс(есептер шығару)
47-ж. №2, №3
VІ. Жеке жұмыс
Радиоактивті сәулелердің қолданылуын түсіндір?
4
Талдау
Альфа және ветта ыдырауды салыстыр?
5
Жинақтау
Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғатын түсіндір?
6
Бағалау
Альфа және ветта ыдырауды білу біз үшін маңызы қаншама?
Жасаған жұмыстарын 2 жұлдыз, 1 ұсыныспен бағалау.
ҮІ. Кері байланыс (не үйрендім, не қиын болды, сұрақ.)
