Сабақтың тақырыбы: Фотоэффект. Фотоэффектіні қолданылу. Фотон. Сабақтың мақсаты
жүктеу/скачать 0,53 Mb.
|
|
Бордың бірінші постулаты бойынша атомда электрондардың белгілі бір стационар орбиталары бар. Бор стационар орбиталар үшін мына шарт орындалуы тиіс деп тұжырымдады: merv=nħ мұндағы n =1,2,3, ... . Бұл шарт бойынша стационар орбиталардағы электронның импульс моменті ħ Планк тұрақтысынан бүтін еселікке үлкен дискретті мәндерге ғана ие бола алады. Сонымен бірге Бор атом ядросының өрісінде қозғалып жүрген электронға Ньютонның екінші заңы мен Кулон заңын қолдануға болады деп есептеді. (Ал оның ұсынған өрнегі классикалық физикаға қарама-қайшы екенін ескерте кетейік.) Заряды Ze атом ядросының өрісінде бір электрон қозғалып жүрген жүйені қарастырайық. Егер Z = 1 болса, бұл сутегі атомы, ал егер Z > 1 болса, бұл сутегі тектес атом, яғни ион. Ядро тарапынан электронға kZe2/r2 Кулон күші әрекет етеді, бұл күш Ньютонның екінші заңы бойынша электронның массасы мен үдеуінің көбейтіндісіне тең. Электрон дөңгелек орбитамен қозғалады, сондықтан оның центрге тартқыш үдеуі v2/r. Олай болса, mev2/r=kZe2/r2 өрнегінен ν жылдамдықты тауып, өрнегіне қойсақ: n2ħ2/mer=kZe2, бұдан электронның стационар орбитасының радиусы: rn=(ħ2/kme)n2 Егер өрнегінде n = 1, Z = 1 болса, сутегі атомындағы электронның бірінші стационар орбитасының радиусын анықтаймыз. Оны r0 әрпімен белгілеп, Бор радиусы деп атайды: r0=ħ2/kmee2=0,529*10-10м Бұл мән молекулалы-кинетикалық теория бойынша есептелген сутегі атомы радиусының мәнімен сәйкес келеді. Стационар орбитадағы электронның толық энергиясы оның кинетикалық энергиясы және ядромен әрекеттесу кезіндегі потенциалдық энергиясының қосындысынан тұрады: E=mev2/2+kZe2/r. Соңғы теңдеуді өрнегін пайдалана отырып, мынадай түрге келтіруге болады: Еn=-kZe2/2r. Бұл өрнектегі радиустың орнына өрнегін қойсақ, атомның ішкі энергиясының мүмкін мәндерін алуға болады: Еn=(k2mee4/2ħ2)(Z2/n2) Мұндағы k=1/4 Сонымен, атомның энергиясы тек өрнегімен анықталатын дискретті мәндерді ғана қабылдай алады. Сутегі атомы үшін Z = 1, ал оның энергиясының мәндері былай анықталады: En=-(k2mee4/2ħ2)(1/n2). Сызықтың шығару және жұтылу спектрлері Бор теориясында атомдардың энергиясы өрнегімен анықталатын дискретті мәндерге ғана ие бола алатынымен түсіндіріледі. Бір химиялық элементтің барлық атомдарының энергетикалық деңгейлері бірдей. Электрон бір деңгейден екінші деңгейге ауысқанда фотон сәуле шығарады. Басқа элемент атомдарының энергетикалық деңгейлерінің құрылымы басқа, сондықтан шығару және жұтылу спектрлері өзгеше болады. Бордың екінші постулатынан сәуле шығару жиілігін анықтайық: hν=En-Em, ν=En/2  ħ-Em/2ħ.
Соңғы өрнекте ħ=n/2 ν=k2mee4/4 аламыз. Егер R=k2mee4/4 деп белгілесек, өрнегі Бальмердің формуласымен сәйкес келеді. Өрнегіне кіретін шамалардың бәрі белгілі тұрақтылар, олардың мәндерін орнына қойып, R Ридберг тұрақтысын есептеп шығаруға болады. Осындай есептеулердің нәтижесі тәжірибеден алынған мәнмен бірдей болып шыққан. Жиіліктердің формуласымен есептелген мәндері де эксперименттің нәтижесімен дәл келеді. Бор теориясы атом құрылымының теориясын жасаудағы алғашқы қадам болып табылады. Ол классикалық физика заңдылықтарын микроәлем физикасыныңқұбылыстарына қолдануға жарамайтының айқын көрсетіп берді. Бірақ алғашқы жетістіктерден соң Бор теориясы көптеген қиындықтарға кездесті. Мысалы, ол сутегінен кейінгі ең қарапайым гелий атомының теориясын жасауда толық сәтсіздікке ұшырады. Сәтсіздіктердің басты себебі теорияның ішкі логикалық қарама-қайшылығындаеді, ол жартылай классикалық, жартылай кванттық көзқарастарға сүйенді. Қазіргі кезде Бор теориясы, негізінен, тарихи қызығушылық тудырады. Бірақ бұл теория қазір де бірқатар маңызды физикалық ұғымдарды (мысалы, энергетикалық деңгейлер ұғымын) енгізуге қолданылатын ыңғайлы механикалық модель болып табылатынын есте ұстаған жөн. Сонымен, Бор теориясы кванттық механиканы құрудағы өтпелі кезең болып табылады.[1] Сабақтың тақырыбы: Механикадағы салыстырмалылық принципі. Салыстырмалылық теориясының постулаттары. Жарық жылдамдығының шектілігі және ақырлылығы. Сабақтың мақсаты: Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Салыстырмалылық теориясының постулаттарымен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру. Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу. Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс. Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, Сабақтың барысы: І.ДКҰйымдастыру кезеңі:Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;Оқушылардың назарын сабаққа аудару. ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау. А) теориялық білімдерін тексеру. Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру. Б) есептерін тексеру. ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою. Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Салыстырмалылық теориясының постулаттарымен танысамыз. Линза дегенді қалай түсінесің? Шашыратқыш линзаны жинағыш линзадан қалай ажыратады? Линзаның оптикалық центрі, фокусы дегеніміз не? Қандай жазықтық фокустық жазықтық деп аталады? Линзаның оптикалық күші дегеніміз не? V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: ПОСТУЛАТТАРДАН ТУЫНДАЙТЫН САЛДАРЛАР. (Физикалық теориядағы постулат математикадағы аксиоманың рөлін атқарады. Бұл логикалық тұрғыдан дәлелденбейтін негізгі қағида. Физикадағы постулат — тәжірибе деректерінің жалпылама нәтижесі.) Салыстырмалылық теориясы екі постулатқа негізделеді. Жердің эфирге қатысты қозғалысын анықтамақ болған Майкельсонның тәжірибесін және тағы басқа тәжірибелердің теріс нәтижелерін түсіндіру үшін әртүрлі гипотезалар ұсынылды. Осы гипотезалардың көмегімен ерекше санақ жүйесін іздеудегі сәтсіздікті түсіндіруге тырысты (мұндай жүйе шынында да бар болуы тиіс деп есептейді). Эйнштейн бұл мәселеге мүлде басқаша қарады: инерциялы жүйелердің арасындағы айырмашылықты анықтамақ болған барлық талпыныстардың теріс нәтижесін түсіндіру үшін түрліше гипотезалар жасаудың керегі жоқ. Тек механикалық процестер үшін ғана емес, электромагниттік процестер үшін де барлық инерциялы санақ жүйелерінің толық тең түсетін табиғаттың заңы болып табылады. Тыныштық күй мен бірқалыпты түзу сызықты қозғалыс арасында ешбір айырмашылық жоқ. Салыстырмалылық принципі - Эйнштейн теориясының басты постулаты. Оны былай тұжырымдауға болады: табиғаттың барлық процестері кез келген инерциялы санақ жүйесінде бірдей өтеді. Бұл - физика заңдары барлық инерциялы жүйелерде бірдей жазылады деген сөз. Сонымен, классикалық механикалық салыстырмалылық принципі табиғаттағы барлық процестерді, соның ішінде электромагниттік процестерді де қамтиды. Бірақ салыстырмалылық теориясы тек салыстырмалылық принципіне ғана негізделмейді. Тағы екінші постулат та бар: жарықтың вакуумдағы жылдамдығы барлық инерциялы санақ жүйесі үшін бірдей. Ол жарық көзінің жылдамдығына да, жарық сигналын қабылдағыштың жылдамдығына да тәуелді емес. Жарық жылдамдығы, сонымен ерекше орын алады. Оның үстіне салыстырмалылық теориясы постулаттарынан туындайтындай, вакуумдағы жарық жылдамдығы табиғатта өзара әсерлердің берілуінің максималь мүмкін болатын жылдамдығы болып табылады. Салыстырмалылық теориясының постулаттарын тұжырымдаймын деген шешімге келу үшін, үлкен ғылыми батылдық керек болған еді, өйткені олар кеңістік пен уақыт жөніндегі классикалық түсініктерге қарама-қайшы келді. Шынында да, бір-бірімен салыстырғанда жылдамдықпен қозғалатын К және К1 инерциялық санақ жүйелерінің координата бастары дәлме-дәл келген уақыт мезетінде қысқа мерзімді жарқыл пайда болсын делік. t уақыт ішінде жүйелер бір-бірімен салыстырғанда қашықтыққа ығысады, ал сфералық толқын бетінің радиусы ct болады (1-сурет). K және К1 жүйелері тең түседі және жарық жылдамдығы екі жүйеде де бірдей. Ендеше K жүйесімен байланысты бaқылаушының пікірінше, сфераның центрі О нүктесінде орналасады да, ал К1 жүйесімен байланысты бақылаушының пікірінше центрі O1 нүктесінде орналасады. Бірақ сфералық бір беттің О және О1 центрлері болуы мүмкін емес қой. Бұл айқын қарама-қайшылық салыстырмалылық теориясының постулаттарына негізделген пайымдаулардан шығып отыр. Шынында да, мұнда қарама-қайшылық бар. Бірақ бұл салыстырмалылық теориясының ішкі қайшылығы емес. Қозғалыс жылдамдығы үлкен болған кезде дұрыс болмайтын, кеңістік пен уақыт туралы классикалық түсініктермен қарама-қайшылықта болды. Салыстырмалылық теориясының екі постулатын есте сақтау керек. Сондай-ақ инерциялы санақ жүйесінің анықтамасын ұмытпаңдар: бұл - осы жүйеге қатысты еркін (яғни ешнәрсемен өзара әрекеттеспейтін) дене тұрақты жылдамдықпен қозғалатын жүйе. VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру. §5.1, 5.2 дайындық сұрақтарын талдау. VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу. Есептер шығарту. VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §5.1, 5.2 Есептер шығарту. жүктеу/скачать 0,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|