Мұқашев Қ. М. 1, Алиева М. Е

Хабаршы. Физика сериясы. №4 (63). 2017

66

Атомдық микробөлшектердің толқындық қасиеттерін оқыту дидактикасын жетілдіру

соқтыққан  жағдайда  оның  энергиясы  өзгеріске 

ұшырайды. Соқтығу нəтижесінде бөлшекке осы 

əрекеттесудің  потенциалдық  энергиясы  бері-

леді.  Соған  сəйкес  бөлшектің  қозғалу  сипаты 

өзгеріске  ұшырайды.  Мұндай  жағдайда  бөл-

шекпен байланыста болатын толқынның таралу 

сипаты  қоса  өзгеруге  мəжбүр  болады.  Бұл 

құбылыс  барлық  толқындық  процестерге  тəн 

принциптерге  сəйкес  орындалады.  Сондықтан 

атомдық  бөлшектердің  дифракцияға  ұшырауы-

ның  геометриялық  заңдылықтары  толқындар-

дың  табиғаты  басқа  түрлерінің  дифракцияға 

қатысу  заңдылықтарынан  айырмашылығы  бол-

мауы тиіс жəне барлығына ортақ бір шарт бар: 

əсерлесуші толқынның ұзындығы шашыратушы 

центрдің  өлшеміне  шамалас  болуы  тиіс  λ  ≤  d 

[20]. 

Бұл  жұмыстың  мақсаты – сұйық  ерітінді 

арқылы жылдам қозғалыстағы иондардың диф-

ракциялық көрінісін зертхана жағдайында өнді-

рудің жаңа  əдісін  жəне  соған сəйкес оқытудың 

дидактикасын  ұсыну.  Егер  басқа  да  элементар 

бөлшектер  секілді,  толқындық  сипат  иондар 

үшін  де  ортақ  қасиет  екендігі  күмəн  туғыз-

байтын  болса,  оларды  өлшемі  қозғалыстағы 

иондардың  толқын  ұзындығына  сəйкес  келетін 

диафрагмалық  саңлаудан  өткізу  арқылы  экран-

нан  тиісті  дифракциялық  көріністі  байқауға 

болады.  Бірақ  иондар  үшін  Луи  де  Бройль 

толқын  ұзындығын  жоғарыдағы  өрнек  арқылы 

анықтау  біршама  қиындық  туғызады,  өйткені 

олардың  ерітіндідегі  жылдамдығы  белгісіз  ша-

ма. Мұндай жағдайда жазық толқын үшін оның 

ұзындығымен (



)  диафрагмалық  саңлауға 

сыйып  орналасатын  Френель  зоналарының  са-

ны  n  арасындағы  қатынасты  пайдалану 

қолайлы: 

nL

d

4

2





мұндағы  d  –  диафрагмалық  саңлаудың  диа-

метрі; L – диафрагма мен экранның ара қашық-

тығы.  Френель  зоналарының  саны  n  аса  көп 

болмаса, экрандағы (Э) қара жəне жарық сақи-

налардың  саны  Френель  зоналарының  санына 

тең болады. Əрине, сақиналар бүтін сан арқылы 

табылғанмен,  Френель  зоналарының  бүтін 

болмауы  ықтимал.  Бүтін  санды  бөлшек  санға 

теңестіру  əдістің  негізгі  қателігі  ретінде 

саналады [21].  

Тəжірибені  ерітіндідегі  мыс  иондарын  пай-

даланып  орындауға  болады.  Мыс  иондарының 

массасы m = 1,05 ˟ 10

–25

  кг  жəне  электронның 

массасымен  салыстырғанда 10

5

 есе, протонның 

массасымен  салыстырғанда 10

2

  есе  ауыр. 

Сондықтан  олар  ерітіндіде  электр  өрісінің  əсе-

рімен  баяу  қозғалады.  Осы  жағдай  иондардың 

толқындық  қасиетін  тəжірибе  жүзінде  бақы-

лауға  мүмкіндік  туғызады.  Егер  ерітіндідегі 

иондардың  қозғалғыштығы (в) (подвижность) 

белгілі болса, олардың орта жылдамдығын  

L

U

в





өрнегі  арқылы  анықтап,  жылдамдықтың  жоға-

рыдағы  теңдеуі  арқылы  табылған  шамасымен 

салыстыруға болады. Мұндағы: U – электродтар 

арасындағы  потенциалдар  айырымы;  L – элек-

тродтардың ара қашықтығы; в = 4,8 · 10

–8

 (м/с) / 

(В/м) [мыс иондары үшін] [21]. 

Иондардың  толқындық  қасиетін  бақылау 

үшін 4-суретте  көрсетілген  қондырғы  жина-

лады. Қондырғы шыны ыдыс түрінде жасалған 

ваннадан (1), оған құйылған мыс купоросының 

ерітіндісінен (2) жəне  электродтардан (3, 4) 

тұрады.  Электродтардың  біреуі (3) – мыстан, 

екіншісі (4) – көмірден  жасалады.  Мыс  элек-

трод – анодтың,  көмір  электрод  катодтың  мін-

детін атқарады. Катодқа резинадан жасалған екі 

сақина (5) арқылы дөңгелек саңлаулары (6) бар 

диафрагма (7) бекітіледі.  

4-сурет – Зертханалық қондырғының үлгісі

Катод пен диафрагма өзара қосымша изоля-

циялық  материалмен  ажыратылады.  Айырғыш 

SA  арқылы  сыртқы  ток  көзі  электролиттік 

ваннаның  электродтарына  қосылса,  анодтан 

катодқа бағытталған электр өрісі пайда болады. 

Өрістің əсерімен оң зарядты мыс иондары үде-

мелі  қозғала  отырып,  диафрагманың  саңлауы-

нан  өте  бере  дифракцияға  ұшырайды.  Нəтиже-

сінде катодқа жеткен иондар жеке-жеке, шеңбер 

тəрізді  сақиналар  туғыза  орналасады.  Олардың  

ISSN 1563-0315

Recent Contributions to Physics. №4 (63). 2017

67

Мұқашев Қ.М., Алиева М.Е.

пішіні  жарық  сəулесінің  дөңгелек  тесік  саңлау 

арқылы  өткен  кезде  туғызатын  дифракциялық 

көріністің  пішінін  толық  қайталайды.  Қондыр-

ғыны  жасау  ешбір  қиындық  туғызбайды,  сон-

дықтан  осы  тəжірибені  физика  курсының 

электрдинамика  жəне  оптика  бөлімдерін  өту 

барысында зертханалық жұмыс түрінде қолдану 

физиканың эксперименталдық базасын нығайту 

арқылы  оны  оқыту  дидактикасын  жетілдірудің 

баламасыз тəсілі деп санауға болады. 

жүктеу 1,04 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: