Puna laboratorike "Studimi i gjurmëve të grimcave të ngarkuara duke përdorur fotografi të gatshme" (klasa 11).

Udhëzime për punë:

1) Në cilin drejtim lëvizën grimcat alfa?

2) Pse gjatësitë e gjurmëve të grimcave alfa janë afërsisht të njëjta?

3) Pse trashësia e gjurmëve të grimcave alfa rritet pak drejt fundit të xhiros?

4) Pse disa grimca alfa lënë gjurmë vetëm në fund të rrugës së tyre?

1) Pse gjurma elektronike ka formën e një spirale?

2) Në cilin drejtim lëvizi elektroni?

3) Si u drejtua vektori i induksionit magnetik?

1) Pse gjurmët e bërthamave atomike kanë trashësi të ndryshme?

2)Cilës gjurmë i përket bërthamës së atomit të magnezit, kalciumit dhe hekurit?

3) Çfarë përfundimi mund të nxirret nga krahasimi i trashësisë së gjurmëve të bërthamave të atomeve të elementeve të ndryshëm?

1. 
   Si ndryshojnë gjurmët e grimcave të marra në një emulsion fotografik nga gjurmët e grimcave në një dhomë reje dhe një dhomë flluskë?

1. 
   Përgatitni një raport me shkrim për çështjet e propozuara.

konkluzioni
Puna praktike si një formë e organizimit të veprimtarive arsimore të studentëve kontribuon në zhvillimin e të menduarit shkencor, formimin e aftësive të depërtimit intelektual në thelbin e fenomeneve që studiohen, gjë që rrit rolin e metodave të mësimdhënies eksperimentale që synojnë zhvillimin e veprimtarisë krijuese të individi, përshtatshmëria e tij ndaj kushteve të reja të tregut të punës, gatishmëria për të përdorur teknologji të reja në fushën profesionale të veprimtarisë.

Shtojca nr. 1

Materialet referente

Lista e burimeve të përdorura

Burimet kryesore:

1. 
   Dmitrieva, V.F. Fizikë për profesione dhe specialitete teknike. [Tekst]: tekst shkollor për institucione fillim. dhe të mërkurën prof. arsimi / V.F. Dmitrieva - botimi i 4-të, ster - M.: Qendra Botuese "Akademia", 2012. - 448 f.
2. 
   Dmitrieva, V.F. Fizikë për profesione dhe specialitete teknike. Përmbledhje problemash [Teksti]: tekst mësimor për arsimin. institucionet e hershme dhe të mërkurën arsimi profesional / V.F. Dmitrieva - M.: Qendra Botuese "Akademia", 2012. - 256 f.
3. 
   Dmitrieva, V.F. Fizikë për profesione dhe specialitete teknike. Materialet e testimit [Teksti]: tekst shkollor për fillimin e institucioneve. dhe të mërkurën prof. arsimi / V.F. Dmitrieva, L.I. Vasiliev.- M.: Qendra botuese "Akademia", 2012.-112 f.
4. 
   Mokrova, I.I. Zhvillimi i përmbajtjes novatore të punës laboratorike dhe praktike në sistemin e formimit të teknologëve të profilit të inxhinierisë mekanike [Tekst] / / Arsimi i mesëm profesional.-2011.-Nr.6.- F.30-36.
5. 
   Myakishev, G.Ya. Fizikë.klasa e 10-të [Teksti]: tekst mësimor për arsimin e përgjithshëm. institucionet: nivelet bazë dhe të profilit / G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky; e Redaktuar nga NË DHE. Nikolaeva, N.A. Parfentyeva.-19th ed.
6. 
   Myakishev, G.Ya. Fizikë.klasa e 11-të [Teksti]: tekst mësimor për arsimin e përgjithshëm. institucionet: nivelet bazë dhe të profilit / G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, V.M. Charugin; ed. NË DHE. Nikolaeva, N.A. Parfentyeva.- Botimi i 19-të-M.: Arsimi, 2010.-399 f.

1. 
   Burov, V.A. Detyra eksperimentale frontale në fizikë [Teksti]: didaktike. material. Manual për mësuesit / V.A. Burov, A.I. Ivanov, V.I. Sviridov. – M.: Arsimi, 1986. – 48s.
2. 
   Kabardin, O.F. Fizikë [Teksti]: Materiale referuese: tekst mësimor për nxënësit.-3rd ed.-M. : Arsimi, 1991.-367 f.
3. 
   Workshop për fizikën në gjimnaz [Teksti]: didaktik. material. Manual për mësuesit / L.I. Antsiferov [dhe të tjerët]; e Redaktuar nga V.A. Burova, Yu.I. Dik. – Botimi i 3-të, i rishikuar. – M.: Arsimi, 1987.- 191 f.
4. 
   Klasat laboratorike frontale në fizikë në klasat 7-11 të institucioneve të arsimit të përgjithshëm [Teksti]: një libër për mësuesit / V.A. Burov [dhe të tjerët]; e Redaktuar nga V.A. Burova, G.G. Nikiforova. – M.: Arsimi, 1996.-368 f.

1. 
   Puna laboratorike në fizikë në klasën e 10-të. [Burimi elektronik]: laborator fizik virtual: tekst elektronik. manual.- M.: Bustard, 2006.-1 disk optik elektronik (CD-ROM).- Kërkesat e sistemit: sistemi operativ Windows 95/98/ME/NT/2000/XP, Pentium III, 256 MB, sistemi video 800x600 ,16 bit.-Kap. nga kontejneri.-220-00.
2. 
   Puna laboratorike në fizikë në klasën e 11-të. [Burimi elektronik]: laborator fizik virtual: tekst elektronik. manual.- M.: Bustard, 2006.-1 disk optik elektronik (CD-ROM).- Kërkesat e sistemit: sistemi operativ Windows 95/98/ME/NT/2000/XP, Pentium III, 256 MB, sistemi video 800x600 ,16 bit.-Kap. nga kontejneri.-220-00.

Përshkrimi i punës: Puna kryhet me një fotografi të përfunduar të gjurmëve të dy grimcave të ngarkuara (njëra i përket protonit, tjetra grimcës që duhet të identifikohet). Vijat e fushës magnetike janë pingul me rrafshin e fotografisë. Shpejtësitë fillestare të të dy grimcave janë të njëjta dhe pingul me skajin e fotografisë.

Identifikimi i një grimce të panjohur kryhet duke krahasuar ngarkesën e saj specifike q / m me ngarkesën specifike të një protoni. Nën ndikimin e forcës së Lorencit, një grimcë e ngarkuar lëviz në një rreth me rreze R 1. Sipas ligjit të dytë të Njutonit, F l = ma ose qνB = mv 2 / R 1. Nga ku për protonin, në mënyrë të ngjashme

Raporti i ngarkesave specifike është në përpjesëtim të zhdrejtë me raportin e rrezeve të gjurmëve: Për të matur rrezen e lakimit të trasesë, vizatohen dy korda dhe rikthehen pingulet me to nga qendrat e kordave. Qendra e rrethit shtrihet në kryqëzimin e këtyre pinguleve. Rrezja e saj matet me një vizore.

Kryerja e punës: 1. Shikoni fotografinë e gjurmëve të dy grimcave të ngarkuara - bërthamat e elementeve të dritës. Pista I i përket protonit, gjurma II e grimcës që duhet të identifikohet 2. Përcaktoni shenjën e ngarkesës elektrike të grimcës së panjohur në fotografi

3. Transferoni gjurmët e grimcave nga fotografia në letër gjurmuese dhe matni rrezen R 1 të gjurmës së grimcës së panjohur. 4. Në mënyrë të ngjashme, matni rrezen R 2 të gjurmës së protonit në fotografi. 5. Krahasoni ngarkesat specifike të grimcës së panjohur dhe protonit. 6. Futni të gjitha rezultatet e marra në tabelë. 7. Identifikoni grimcën 8. Shkruani përfundimin: çfarë matët dhe cili ishte rezultati. R 1, mR 2, m

Përsëritni detyrat e shtëpisë § R. 1199, 1202

Qëllimi i punës: studioni gjurmët e grimcave të ngarkuara duke përdorur fotografi të gatshme.

Teori: Duke përdorur një dhomë reje, vërehen dhe fotografohen gjurmët (gjurmët) e grimcave të ngarkuara në lëvizje. Gjurma e grimcave është një zinxhir pikash mikroskopike të ujit ose alkoolit të formuar për shkak të kondensimit të avujve të mbingopur të këtyre lëngjeve në jone. Jonet formohen si rezultat i bashkëveprimit të një grimce të ngarkuar me atomet dhe molekulat e avujve dhe gazrave të vendosura në dhomë.

Foto 1.

Lëreni një grimcë me një ngarkesë Ze lëviz me shpejtësi V në një distancë r nga elektroni i atomit (Fig. 1). Për shkak të ndërveprimit të Kulombit me këtë grimcë, elektroni merr njëfarë impulsi në drejtim pingul me vijën e lëvizjes së grimcës. Ndërveprimi i një grimce dhe një elektroni është më efektiv kur kalon përgjatë segmentit të trajektores më afër elektronit dhe i krahasueshëm me distancën r, për shembull e barabartë me 2r. Pastaj në formulën , ku është koha gjatë së cilës grimca kalon segmentin e trajektores 2r, d.m.th. , a F- forca mesatare e bashkëveprimit ndërmjet një grimce dhe një elektroni gjatë kësaj kohe.

Forca F sipas ligjit të Kulombit, është drejtpërdrejt proporcional me ngarkesat e grimcave ( Ze) dhe elektroni ( e) dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Prandaj, forca e bashkëveprimit midis një grimce dhe një elektroni është afërsisht e barabartë me:

(përafërsisht, pasi llogaritjet tona nuk morën parasysh ndikimin e bërthamës atomike të elektroneve dhe atomeve të tjera të mediumit):

Pra, momenti i marrë nga një elektron varet drejtpërdrejt nga ngarkesa e grimcës që kalon pranë tij dhe në mënyrë të kundërt varet nga shpejtësia e tij.

Me një vrull mjaft të madh, një elektron shkëputet nga një atom dhe ky i fundit shndërrohet në një jon. Për çdo njësi të rrugës së grimcave, aq më shumë jone formohen

(dhe, rrjedhimisht, pika të lëngshme), aq më e madhe është ngarkesa e grimcave dhe aq më e ulët është shpejtësia e saj. Nga këtu ndiqni përfundimet që duhet të dini në mënyrë që të jeni në gjendje të "lexoni" një fotografi të gjurmëve të grimcave:

1. Në kushte të tjera identike, gjurma është më e trashë për grimcën që ka ngarkesë më të madhe. Për shembull, me të njëjtat shpejtësi, gjurma e grimcave është më e trashë se gjurma e një protoni dhe një elektroni.

2. Nëse grimcat kanë ngarkesa të njëjta, atëherë gjurma është më e trashë për atë që ka shpejtësi më të ulët dhe lëviz më ngadalë, prandaj është e qartë se në fund të lëvizjes gjurma e grimcës është më e trashë se në fillim. , meqenëse shpejtësia e grimcave zvogëlohet për shkak të humbjes së energjisë për jonizimin e atomeve të mediumit.

3. Duke studiuar rrezatimin në distanca të ndryshme nga një substancë radioaktive, zbuluam se efektet jonizuese dhe të tjera - rrezatimi ndalon papritur në një distancë të caktuar karakteristike për secilën substancë radioaktive. Kjo distancë quhet largësi grimcat. Natyrisht, diapazoni varet nga energjia e grimcave dhe dendësia e mediumit. Për shembull, në ajër në një temperaturë prej 15 0 C dhe presion normal, diapazoni i një grimce me energji fillestare 4,8 MeV është 3,3 cm, dhe diapazoni i grimcave me një energji fillestare prej 8,8 MeV është 8,5 cm. Në një trup të fortë. për shembull, në një emulsion fotografik, diapazoni i grimcave me një energji të tillë është i barabartë me disa dhjetëra mikrometra.

Nëse një dhomë re vendoset në një fushë magnetike, atëherë grimcat e ngarkuara që lëvizin në të veprojnë nga forca Lorentz, e cila është e barabartë (për rastin kur shpejtësia e grimcave është pingul me vijat e fushës):

Ku Ze- ngarkesa e grimcave, shpejtësia dhe NË - induksioni i fushës magnetike. Rregulli i dorës së majtë na lejon të tregojmë se forca e Lorencit është gjithmonë e drejtuar pingul me shpejtësinë e grimcave dhe, për rrjedhojë, është një forcë centripetale:

Ku T - masa e grimcës, r është rrezja e lakimit të gjurmës së saj. Prandaj (1).

Nëse një grimcë ka një shpejtësi shumë më të ulët se shpejtësia e dritës (d.m.th. grimca nuk është relativiste), atëherë marrëdhënia midis energjisë kinetike dhe rrezes së saj të lakimit ka formën: (2)

Nga formulat e marra mund të nxirren përfundime që duhet të përdoren edhe për të analizuar fotografitë e gjurmëve të grimcave.

1. Rrezja e lakimit të trasesë varet nga masa, shpejtësia dhe ngarkesa e grimcës. Sa më e vogël të jetë rrezja (d.m.th., devijimi i grimcës nga lëvizja drejtvizore është më i madh), aq më e ulët është masa dhe shpejtësia e grimcës dhe aq më e madhe është ngarkesa e saj. Për shembull, në të njëjtën fushë magnetike me të njëjtat shpejtësi fillestare, devijimi i elektronit do të jetë më i madh se devijimi i protonit, dhe fotografia do të tregojë se gjurma e elektronit është një rreth me një rreze më të vogël se rrezja e gjurmë protonike. Një elektron i shpejtë do të devijojë më pak se një i ngadaltë. Një atom heliumi që i mungon një elektron (jon Jo +), grimcat do të devijojnë më dobët, pasi në të njëjtat masa ngarkesa e grimcave është më e madhe se ngarkesa e një atomi heliumi të vetëm të jonizuar. Nga marrëdhënia midis energjisë së një grimce dhe rrezes së lakimit të gjurmës së saj, është e qartë se devijimi nga lëvizja drejtvizore është më i madh në rastin kur energjia e grimcave është më e vogël.

2. Meqenëse shpejtësia e grimcës zvogëlohet drejt fundit të rrjedhës së saj, zvogëlohet edhe rrezja e lakimit të trasesë (shterohet devijimi nga lëvizja drejtvizore). Duke ndryshuar rrezen e lakimit, mund të përcaktoni drejtimin e lëvizjes së grimcave - fillimi i lëvizjes së saj ku lakimi i gjurmës është më i vogël.

3. Pasi të kemi matur rrezen e lakimit të gjurmës dhe duke ditur disa sasi të tjera, mund të llogarisim raportin e ngarkesës së saj ndaj masës për një grimcë:

Kjo marrëdhënie shërben si karakteristika më e rëndësishme e një grimce dhe lejon që dikush të përcaktojë se çfarë lloj grimce është, ose, siç thonë ata, të identifikojë grimcën, d.m.th. vendos identitetin e tij (identifikimin, ngjashmërinë) me një grimcë të njohur

Nëse një reaksion i kalbjes së një bërthame atomike ka ndodhur në një dhomë re, atëherë nga gjurmët e grimcave - produkteve të kalbjes, është e mundur të përcaktohet se cila bërthamë është kalbur. Për ta bërë këtë, duhet të kujtojmë se në reaksionet bërthamore plotësohen ligjet e ruajtjes së ngarkesës totale elektrike dhe numrit të përgjithshëm të nukleoneve. Për shembull, në reagim: ngarkesa totale e grimcave që hyjnë në reaksion është e barabartë me 8 (8 + 0) dhe ngarkesa e grimcave të produktit të reaksionit është gjithashtu e barabartë me 8 (4 * 2 + 0). Numri i përgjithshëm i nukleoneve në të majtë është 17 (16+1) dhe në të djathtë është gjithashtu 17 (4 * 4+1). Nëse nuk dihej se bërthama e cilit element u prish, atëherë ngarkesa e tij mund të llogaritet duke përdorur llogaritjet e thjeshta aritmetike, dhe më pas duke përdorur tabelën e D.I. Mendeleev për të zbuluar emrin e elementit. Ligji i ruajtjes së numrit të përgjithshëm të nukleoneve do të bëjë të mundur përcaktimin se cilit izotop të këtij elementi i përket bërthama. Për shembull, në reagim:

Z = 4 – 1 = 3 dhe A = 8 – 1 = 7, prandaj është një izotop i litiumit.

Pajisjet dhe aksesorët: fotografi të gjurmëve, letër transparente, katror, ​​busull, laps.

Rradhe pune:

Fotografia (Fig. 2) tregon gjurmët e bërthamave të elementeve të lehta (22 cm të fundit të rrugës së tyre). Bërthamat lëviznin në një fushë magnetike me induksion NË= 2,17 Tesla, e drejtuar pingul me fotografinë. Shpejtësitë fillestare të të gjitha bërthamave janë të njëjta dhe pingul me vijat e fushës.

Figura 2.

1. Studimi i gjurmëve të grimcave të ngarkuara (material teorik).

1.1. Përcaktoni drejtimin e vektorit të induksionit të fushës magnetike dhe bëni një vizatim shpjegues, duke marrë parasysh që drejtimi i shpejtësisë së lëvizjes së grimcave përcaktohet nga ndryshimi në rrezen e lakimit të gjurmës së një grimce të ngarkuar (fillimi i saj lëvizja është ajo ku lakimi i trasesë është më i vogël).

1.2. Shpjegoni pse trajektoret e grimcave janë rrathë duke përdorur teorinë nga laboratori.

1.3. Cila është arsyeja e ndryshimit në lakimin e trajektoreve të bërthamave të ndryshme dhe pse ndryshon lakimi i secilës trajektore nga fillimi në fund të rrugës së grimcave? Përgjigjuni këtyre pyetjeve duke përdorur teorinë për punën laboratorike.

2. Studimi i gjurmëve të grimcave të ngarkuara duke përdorur fotografi të gatshme (Fig. 2).

2.1. Vendosni një fletë letre transparente në foto (mund të përdorni letër gjurmuese) dhe transferoni me kujdes gjurmën 1 dhe skajin e djathtë të fotos mbi të.

2.2. Matni rrezen e lakimit R të gjurmës së grimcës 1 përafërsisht në fillim dhe në fund të drejtimit për këtë ju duhet të bëni konstruksionet e mëposhtme:

a) vizatoni 2 akorde të ndryshme nga fillimi i pistës;

b) gjeni mesin e kordës 1 dhe më pas 2 duke përdorur një busull dhe katror;

c) pastaj vizatoni vija nëpër mesin e segmenteve të kordës;) ;

c) numri që rezulton do të jetë numri serial i elementit;

d) duke përdorur sistemin periodik të elementeve kimike, përcaktoni bërthamën e cilit element është grimca III.

3. Nxirrni një përfundim për punën e bërë.

4. Përgjigjuni pyetjeve të sigurisë.

Pyetjet e kontrollit:

Cilës bërthame - deuterium apo tritium - i përkasin gjurmët II dhe IV (duke përdorur fotografi të gjurmëve të grimcave të ngarkuara dhe konstruksione në përputhje me rrethanat për përgjigjen)?

PUNË LABORATORIKE Nr.20.

MKOU ShR "Shkolla e Mesme Nr. 5"

"Shkolla e Urtësisë"

Punë laboratori nr.6 Klasa e 11-të

"Studimi i gjurmëve të grimcave të ngarkuara duke përdorur fotografi të gatshme"

2015

Shelekhov

• Tema e punës:"Studimi i gjurmëve të grimcave të ngarkuara duke përdorur fotografi të gatshme"
• Qëllimi i punës: të shpjegojë natyrën e lëvizjes së grimcave të ngarkuara.
• Pajisjet: fotografi të gjurmëve të grimcave të ngarkuara të marra në një dhomë reje, dhomë flluskë dhe emulsion fotografik.

Shpjegime për punën.

Kur kryeni këtë punë laboratorike, duhet të mbani mend se:

A) gjatësia e gjurmës varet nga energjia e grimcës. Sa më e gjatë të jetë gjurma, aq më e madhe është energjia e grimcave (dhe sa më e ulët të jetë dendësia e mediumit);

B) trashësia e gjurmës varet nga ngarkesa e grimcave. Sa më e madhe ngarkesa e grimcave dhe sa më e ulët shpejtësia e saj, aq më e madhe është trashësia e gjurmës;

NË) Lakimi i gjurmës varet nga masa dhe shpejtësia e grimcave. Kur një grimcë e ngarkuar lëviz në një fushë magnetike, gjurma e saj rezulton e lakuar, dhe rrezja e lakimit të gjurmës është më e madhe, aq më e madhe është masa dhe shpejtësia e grimcës dhe aq më e vogël ngarkesa e saj dhe moduli i induksionit të fushës magnetike . Grimcat lëvizin nga fundi i gjurmës me një rreze të madhe lakimi në fund me një rreze më të vogël lakimi.

Ushtrimi 1.

• Dy nga tre fotografitë e paraqitura (Fig. 188.189 dhe 190) paraqesin gjurmët e grimcave të ngarkuara që lëvizin në një fushë magnetike. Ju lutemi tregoni se cilat. Arsyetoni përgjigjen tuaj.

Detyra 2.

• Shikoni fotografinë e gjurmëve të grimcave α që lëvizin në dhomën e resë (Fig. 188) dhe përgjigjuni pyetjeve.
• A) Në cilin drejtim lëvizën grimcat α?
• B) Gjatësia e gjurmëve të grimcave α është afërsisht e njëjtë. Çfarë do të thotë kjo?
• P) Si ndryshoi trashësia e gjurmës ndërsa grimcat lëviznin? Çfarë rrjedh nga kjo?

Fig. 190

Detyra 3.

• Figura 189 tregon një fotografi të gjurmëve të grimcave α në një dhomë re të vendosur në një fushë magnetike. Përcaktoni nga kjo foto:
• A) Pse rrezja e lakimit dhe trashësia e gjurmëve ndryshuan gjatë lëvizjes së grimcave α?
• B) Në cilin drejtim lëvizën grimcat α?

Fig. 190

Detyra 4.

• Figura 190 tregon një fotografi të një gjurmë elektronike në një dhomë flluskë të vendosur në një fushë magnetike. Përcaktoni nga kjo foto:
• A) Pse pista ka një formë spirale?
• B) në cilin drejtim lëvizi elektroni?
• Cila mund të jetë arsyeja që gjurma e elektroneve në Figurën 190 është shumë më e gjatë se gjurmët e grimcave alfa në Figurën 189?

Fig. 190

Nxirrni një përfundim të studimit duke iu përgjigjur pyetjeve.

1. Pse gjurmët e grimcave të ndryshme janë të ndryshme?

2. Pse trashësia e gjurmëve të grimcave të ndryshme nuk është e njëjtë?

3. Pse ndryshon lakimi i gjurmës së grimcave me kalimin e kohës?