73
0
1
1
n
Еркін нейтрондардың
-радиоактивтілігі үшін
Е
max
782 кэВ
.
е
- қармау
немесе К -қармау жағдайында протонның нейтронға түрленуі мына схема
бойынша жүреді:
1
p
0
e
1
0
0
0 e
Осы кезде ядроға жақын атомның К -қабатынан бір электрон жоғалады.
Протон нейтронға түрленіп, К -электронды «қармап» алғандай болады.
Бета-ыдыраудың бұл түрінің ерекшелігі ядродан тек
0
e
антинейтрино ұшып
шығатынында. Атомның К -қабатынан бір электронның жоғалуы атомның ішкі
электрондық
қабықшаларынының
арасында
сипаттамалық
рентген
сәулеленумен бірге жүретін электрондық ауысуларға әкеледі.
Гамма-сәулелену энергиясы ядролардың қозған энергетикалық күйден
негізгі немесе аздау қоздырылған күйге ӛткен кезде, сондай-ақ ядролық
реакциялар кезінде шығарылатын қатаң электромагниттік сәулелену болып
табылады.
γ-сәулелену радиоактивтіліктің ӛздігінен шығарылмайтын түрі. Ол α- және
β-ыдырауларда ілесе жүреді және ядролардың заряды мен массалық санының
ӛзгеруін тудырмайды. γ-сәуле тума ядродан (аналық ядродан емес)
шығарылады және ӛзінің түзілу мезетінде қоздырылған күйде болады. Ядроның
қоздырылған күйінен негізгіге ӛтуі шамамен
10
13
10
14
с
уақытта ӛтеді, бұл
қоздырылған атомның ӛмір сүру уақытынан (10
8
с) едәуір аз.
γ-сәулелену спектрі сызықты болып табылады, бұл атом ядроларының
энергетикалық күйлерінің дискреттілігін дәлелдейді.
γ-сәуле ӛте қысқа толқынды болғандықтан, оның толқындық қасиеті әлсіз
байқалады, ал корпускулалық қасиеті айқын кӛрінеді. Сондықтан γ-сәулеленуді
γ-квант бөлшектерінің ағыны ретінде қарастырады.
γ-кванттар нӛлдік тыныштық массасына ие бола отырып ортада баяулай
алмайды, сондықтан γ-сәуле заттан ӛткен кезде не онда жұтылады, не одан
шашырайды.
γ-сәуле заттан ӛткен кезде ілесе жүретін негізгі процестер:
- фотоэффект немесе γ-сәуленің фотоэлектрлік жҧтылуы – атомның γ-
квантты жұту салдарынан ішкі электрондық қабықшасынан электронды және
сонымен бірге сипаттамалық рентген сәулесін шығаруы. Фотоэффектіде γ-
кванттың энергиясы аз аймақтарында
Е
100 кэВ
жұту механизмі басым.
-
Комптон-эффект (комптондық шашырау)
Е
500 кэВ
энергияларда
γ-кванттың затпен әсерлесуінің негізгі механизмі болып табылады.
-
Электронды-позитронды жҧптың тҥзілуі (Е
1,02 МэВ
2m
e
c
2
)
Е
10 МэВ
энергияларда γ-кванттың затпен әсерлесуінің негізгі процесі
болып табылады.
Егер γ-квант энергиясы ядродағы нуклондардың байланыс энергиясынан
(7
8 МэВ)
артық болса, онда γ-кванттың жұтылу нәтижесінде ядролық
74
фотоэффект – нуклонның біреуін, кӛбіне нейтронды ядродан шығарып тастауы
байқалады.
Сурет 10 – Ядролық түрленулердің монитордағы кескіні
Атомдық және ядролық физиканы оқыту барысында пәнаралық
байланыстарды жүзеге асырудың да маңызы зор. Жалпы пәнаралық
байланысты жүзеге асуы келесі мақсаттарды кӛздейді:
- Жаратылыстану ғылымдарының диалектикалық бірлігі негізінде табиғат
туралы бірыңғай кӛзқарасты қалыптастыру;
- Оқу пәнінің ғылымдардың жалпы жүйесіндегі орнын түсіну; білімнің
жүйелілігін қамтамасыз ету;
- Оқушылардың білімін жүйелеу – табиғаттың негізгі заңдарының
жалпылығы туралы түсінікті орнықтыру;
- Құбылыстардың, ұғымдардың, теориялардың, әлемнің ғылыми бейнелері
арасындағы жан-жақты байланыстарды оқушылардың орнықтыра алу
біліктілігін қалыптастыру;
- Пәнаралық байланыстың теориялық және практикалық білімді дамытуға
және тереңдетуге себептесетін эвристикалық принцип ретінде түсінілуін
қамтамасыз ету;
- Оқыту процесінде пәнаралық байланыстарды пайдалану арқылы әлем
дамуын әлемнің бірлігімен байланысты қарастыру.
Атомдық және ядролық құбылыстарға байланысты тақырыптар бойынша
материалды игеру жарықтың биологиялық әсері, фотосинтез, рентген
сәулелерінің клеткаға тигізетін мутациялық әсері, ультракүлгін сәулелер мен
инфрақызыл сәулелердің тірі организмдерге тигізетін әсері туралы биологиядан
(7 сынып) алған білімге, элементтердің периодтық жүйесі, изотоптар және атом
ядросының құрылысы туралы химиядан (8-сынып) алған білімдеріне сүйену
арқылы іске асады.
75
2.2 Атомдық және ядролық физика бойынша зертханалық және
практикалық жҧмыстарды өткізу әдістемесі
Оқыту процесінде зертханалық жұмыстарды енгізу теория мен практиканы
байланыстырушы ретінде қарастырылады. Зертханалық жұмыстарды орындау
білім алушылардың эксперименттік және практикалық іскерліктері мен
дағдыларын қалыптастыруға кӛмектеседі. Сонымен қатар, білім алушылардың
танымдық қабілеттерін, әрі белсенділігі мен ӛз бетімен жұмыс істеу дағдысын
дамытады. Алайда кез келген зертханалық сабақты ұйымдастыруда бұл
мақсаттар орындала бермейді. Егер білім алушылар оқытушының толық, нақты
түсіндіруінен кейін, тек кӛрсетілген іс-қимылдарды қайталайтын болса, оларда
қарапайым іскерліктер мен дағдылар қалыптасады.
Қытай философы Конфуцийдің «Естігенді ұмытамын, кӛргенді есте
сақтаймын, ал ӛз ақыл-ойыммен істеген ісімді түсінемін» деген даналық сӛзін
еске алсақ, бұл жұмыстарды орындау барысында білім алушылар теориялық
білімдерін практика жүзінде кӛріп, оның мүмкіндіктерін тереңірек білуге
құштарлығы, пәнге деген қызығушылығы артады.
Абай атындағы ҚазҰПУ-дегі 5В011000 – Физика мамандығының білім
алушылары үшін «Атомдық және ядролық физика» курсы бойынша оқу
жоспарымен, жұмыс бағдарламасына сәйкес практикалық және зертханалық
сабақтарды ӛткізу жоспарланған.
Зертханалық сабақтардың мақсаты білім алушылардың теория жүзінде
алған білімдерін практикада қолдана білу, кәсіби міндеттерді орындай
алуларына қажетті әдістерді таңдай және олардың тиімділігі мен сапасын
бағалай білу, қажетті ақпараттарды ӛз беттерінше іздей білу дағдысын
қалыптастыру, яғни бір сӛзбен айтқанда білімді шығармашыл тұлға
қалыптастыру болып табылады.
Зертханалық жұмыстарды орындау барысында білім алушыларда әртүрлі
құрал-жабдықтармен жұмыс істей білу, сондай-ақ зерттеушілік іскерліктері
(бақылау, салыстыру, талдау, жалпылау, тәуелділікті тағайындау, қорытынды
жасау, ӛз беттерінше зерттеу жүргізе білу, нәтижелерді рәсімдеу) қалыптасады.
Бұл айтылғандарды білім алушылардың болашақ мамандығына практикалық
кәсіби даярлығын кӛрсететін маңызды бір құраушылар деп есептеуге болады.
«Атомдық және ядролық физика» курсының оқу бағдарламасына сәйкес 9
зертханалық жұмыс қарастырылған. Олар: 1. Сутегі атомының сәуле шығару
спектрін зерттеу; 2. Газ атомының қозу және иондалу процесін Франк-Герц
әдісімен зерттеу; 3. Альфа- бӛлшектердің ауада жүріп ӛткен жолының шамасы
бойынша олардың энергиясын анықтау; 4. Электрондардың энергетикалық
спектрі (
-ыдырау); 5. Сыртқы фотоэффектіні оқып-зерттеу және Планк
тұрақтысын анықтау; 6. Ғарыштық сәулелерді зерттеу; 7. Жартылай
ӛткізгіштегі Холл эффектісін зерттеу; 8. Жартылай ӛткізгіштердің электр
ӛткізгіштігінің
температураға
тәуелділігі;
9.
Иондалған
сәулелерді
сцинтилляция әдісімен тіркеу.
Қазіргі уақыттағы қолданыстағы мектептің «Физика» пәнінің оқу
бағдарламасында оқушылардың практикалық іскерліктерін, шығармашылық
Достарыңызбен бөлісу: |
