Kusoma mgawanyiko wa nyuklia wa atomi ya urani kutoka kwa picha za nyimbo
Lengo: Thibitisha uhalali wa sheria ya uhifadhi wa kasi kwa kutumia mfano wa mgawanyiko wa kiini cha urani.
Vifaa: picha ya nyimbo za chembe za kushtakiwa (Mchoro 1), zilizopatikana katika chumba cha wingu wakati wa mgawanyiko wa nuclei ya atomi za urani chini ya ushawishi wa neutroni, meza za kumbukumbu "Uzito wa atomiki wa baadhi ya isotopu".
Soma sheria na utie saini kwamba unakubali kufuata sheria hizo .
Haipaswi kuwa na kitu kigeni kwenye meza wakati wa kufanya kazi.
___________________________
Sahihi ya mwanafunzi
Maendeleo:
1. Rudia § 66
Maswali ya kujidhibiti: a) Ni nguvu gani zinazotenda katika kiini cha atomi? b) Kwa nini kiini hakiozi na kuwa viini vya mtu binafsi? c) Nini kinatokea kwa kiini cha urani kinaponyonya nyutroni? Mgawanyiko wa nyuklia hutokeaje? d) Je, sheria ya uhifadhi wa kasi inatungwa vipi? e) Kwa nini vipande vya kiini hutawanyika katika mwelekeo tofauti? f) Je, sehemu ya nishati ya ndani ya kiini hubadilika kuwa nishati gani wakati wa mgawanyiko wake?
2. Angalia picha (Mchoro 1).
|
3. Kamilisha kazi: 1) Kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi, eleza kwa nini vipande vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani iliyotawanyika katika mwelekeo tofauti. Ili kufanya hivyo, jibu maswali: a) kasi ya kiini cha atomi ya urani ilikuwa nini kabla ya neutroni kuigonga? __________________ b) je, msukumo wa jumla wa vipande vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko unapaswa kuwa gani? _______________ __________________________________________________________________________________________ c) ni nini kinapaswa kuwa ukubwa na mwelekeo wa msukumo wa vipande? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) Inajulikana kuwa vipande vya nucleus ya uranium ni viini vya atomi mbili tofauti. vipengele vya kemikali kutoka katikati ya meza ya D. I. Mendeleev. Mojawapo ya athari zinazowezekana za mgawanyiko wa uranium 235 U inaweza kuandikwa kwa njia ya mfano kama ifuatavyo.
92 U + 0 n → 56 Ba + Z X + 2 ∙ 0 n,
ambapo ishara Z X inaashiria kiini cha atomi ya mojawapo ya vipengele vya kemikali. Kutumia sheria ya uhifadhi wa malipo ya umeme na meza ya D. I. Mendeleev, tambua ni aina gani ya kipengele. _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3) Eleza kwa nini nyimbo za chembe tofauti kwenye picha zina unene tofauti? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
MASWALI YA KUDHIBITI:
1. Kwa nini mpasuko wa nyuklia unaweza kuanza tu wakati umeharibika chini ya ushawishi wa neutroni iliyomezwa nayo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Unawezaje kujua ni mwelekeo gani chembe inasonga kulingana na aina ya wimbo? _________________________________________________________________________________________________________
3. Ni nini huamua unene wa nyimbo za chembe? ________________________________________________________________________________________________________________________
4. Urefu wa m wa chembe hutegemea nini? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Je, mmenyuko wa mtengano wa viini vya uranium unaendeleaje: na kutolewa kwa nishati ndani mazingira au, kinyume chake, na ngozi ya nishati? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
*Kazi ya ziada
Kutumia picha katika Mchoro 1, kwa kuzingatia sheria ya uhifadhi wa kasi kulingana na wingi unaojulikana wa vipande, pata uwiano wa kasi ya chembe zinazoundwa kutokana na mmenyuko wa nyuklia. Kwa hii; kwa hili:
a) Andika fomula ya sheria ya uhifadhi wa kasi ya vipande vya nyuklia. _____________________________________________
_______________________________________________________________________________________
b) Kutoka kwa fomula ya sheria ya uhifadhi wa kasi, eleza uwiano wa kasi ya chembe. ____________
______________________________________________________________________________________
c) kwenye jedwali la kumbukumbu" Misa ya jamaa baadhi ya isotopu" hupata wingi wa vipande vinavyotokana. Iandike kwenye jedwali.
d) Pata uwiano wa wingi wa vipande vya kiini cha uranium. _______________________________________________________________________________________________________________________________________
e) Andika uwiano wa kasi ya vipande vinavyotokana. __________________________________________________________________________________________
f) Jaza jedwali.
g) Hitimisha ni uhusiano gani kati ya wingi wa vipande vilivyoundwa na kasi zao. ___________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Daraja "_______" Sahihi ya Mwalimu ______________________________________
Utafiti wa mwendo ulioharakishwa kwa usawa
Lengo: Kuamua kuongeza kasi ya mpira na yake kasi ya papo hapo kabla ya kugonga silinda
Vifaa: tripod yenye kuunganisha na mguu, groove, mpira, silinda ya chuma, mkanda wa kupimia, metronome au saa yenye mkono wa pili.
Kanuni za usalama. Soma sheria kwa uangalifu na utie saini kwamba unakubali kufuata sheria hizo. .
Weka vifaa na vifaa kwenye benchi yako ya kazi kwa njia ya kuwazuia kuanguka. Haipaswi kuwa na vitu vya kigeni kwenye meza.
Nimesoma sheria na kukubali kufuata. ___________________________
Sahihi ya mwanafunzi
Maendeleo:
1. Rudia § 5, 7. 8.
Maswali ya kujidhibiti: 1) Ni aina gani ya mwendo unaoitwa kuongeza kasi kwa usawa?2) Ni nini kinachoitwa kuongeza kasi? 3) Jinsi ya kuamua kuhamishwa kwa mwili wakati wa mwendo wa kasi unaofanana? 4) Jinsi ya kuamua kuhamishwa kwa mwili unaosonga kwa usawa kuharakishwa kutoka kwa hali ya kupumzika? 5) Jinsi ya kuamua kasi ya mwili? 6) Jinsi ya kuamua kasi ya mwili kusonga kutoka hali ya kupumzika?
2. Kwa kutumia tripod, salama chute katika nafasi ya kutega kwa pembe kidogo kwa usawa. Mwelekeo unapaswa kuwa hivi kwamba mpira unasafiri urefu wote wa gombo katika angalau midundo minne ya metronome. Chini ya mwisho wa gutter, weka silinda ya chuma ndani yake.
3. Baada ya kuachilia mpira (wakati huo huo metronome inagonga) kutoka mwisho wa juu wa gombo, hesabu idadi ya mapigo ya metronome hadi mpira ugongane na silinda (ili silinda isisogee wakati wa athari. , lazima ishikwe kwa mkono wako). Ni rahisi kufanya majaribio kwa beats 120 za metronome kwa dakika. Katika kesi hii, muda kati ya athari ni Δt = 0.5 s.
4. Kwa kubadilisha kidogo angle ya groove na kufanya harakati ndogo za silinda ya chuma, hakikisha kwamba kati ya wakati mpira unatolewa na mgongano wake na silinda kuna beats 4 za metronome (vipindi 3 kati ya beats).
5. Piga hesabu ya muda inachukua kwa mpira kusonga kwa kutumia fomula t = 0.5 * (n - 1), ambapo n ni idadi ya midundo ya metronome. t = ___________________________________________________________________ s
5. Kwa kutumia mkanda wa kupimia, tambua moduli ya uhamishaji wa mpira (kutoka ukingo wa juu wa gombo hadi silinda)
6. Bila kubadilisha angle ya gutter, kwa sababu hali ya jaribio lazima ibaki bila kubadilika, kurudia jaribio mara 5, kufikia bahati mbaya zaidi ya wakati wa athari ya metronome na mgongano wa mpira na silinda (kwa hili, silinda inaweza kusongeshwa kidogo kando ya gombo. ) Pima mwendo wa mpira kila wakati.
MASWALI YA KUDHIBITI:
1. Je, ukubwa wa kuongeza kasi hutegemea wakati wa mwendo wa mpira? kutoka kwa moduli ya harakati? ___________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Bainisha ni tegemezi gani kati ya zifuatazo zinazoelezea mwendo ulioharakishwa kwa usawa:
S = 5 + 2t, S = 2t, S = 2t + 3 t2, S = 2t - 5 t2, S = 5 t2, S = 5 + 3t + 2 t2, S = 2 - 3t + 2 t 2
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Mpira ungesonga kwa muda gani kwa kuongeza kasi sawa ikiwa urefu wa mfereji ulikuwa m 2? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Tatua tatizo: Mtelezaji anateleza chini ya mlima, akisonga kwenye mstari wa moja kwa moja na kuongeza kasi ya mara kwa mara ya 0.1 m/s 2. Andika mlinganyo unaoonyesha utegemezi wa wakati wa viwianishi na makadirio ya vekta ya kasi ya mtelezi ikiwa viwianishi vyake vya awali na kasi ni sifuri. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
*Kazi ya ziada
1. Badilisha mteremko wa gutter, kwa mfano, uongeze.
2. Fanya majaribio kwa kurudia vitendo na mpira vilivyoelezewa katika aya ya 2 - 9, pata c p 2.
3. Linganisha a na uk 2 na a na uk. _________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________
4. Hitimisha jinsi kasi ya harakati ya mpira inavyobadilika na ongezeko la angle ya mwelekeo wa chute. ___________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Hitimisha ikiwa kasi ya mpira inategemea angle ya mwelekeo wa chute? Ikiwa inategemea, basi jinsi gani hasa? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Daraja "______" Sahihi ya Mwalimu ____________________
Jina la mwanafunzi ______________________ Darasa _________
Kazi ya maabara Nambari 2 ____________________
Sifa kuu za vipande vya mgawanyiko ni nishati ya juu ya kinetic, mionzi na uwezo wa kutoa neutroni za haraka na zilizochelewa. Wakati wa mgawanyiko wa uranium-235 na neutroni za joto, mavuno maalum ya vipande vya fission ni asymmetric kwa kasi kwa wingi (Mchoro 8.3).
Uwezekano wa kuonekana kwa kipande fulani ni takwimu katika asili. Uwiano wa wastani wa wingi wa vipande vya mwanga na nzito ni sawa na. Uwezekano wa kiini kugawanyika katika sehemu tatu ni 10 -2 10 -6 kutoka kwa uwezekano wa mgawanyiko katika sehemu mbili. Mavuno ya juu (6%) ni kwa vipande vilivyo na namba za wingi 95 na 139. Kasi ya awali ya kipande cha mwanga ni sawa na 1.4. 10 11 m / s, na nzito - 10 11 m / s.
Kipande cha mtengano hutoa mikunjo ya nuklei nyingine na neutroni za joto (233 U, 241 Pu) zinafanana. Kwa kuongeza, mgawanyiko wa asymmetric huzingatiwa wakati wa kulazimishwa kwa vipengele vyote, kuanzia na Th, ikiwa husababishwa na neutroni za nishati isiyo ya juu sana, pamoja na wakati wa mgawanyiko wa hiari wa nuclei nzito. Katika visa vyote vya mgawanyiko wa nyuklia kwa nguvu ya chini ya msisimko, safu kubwa ya vipande hugeuka kuwa "nyundo mbili."
gi,%
70 80 90 100 110 120 130 140 A
Mchele. 8.3. Mazao maalum ya vipande vya fission ya molekuli mbalimbali za atomiki
wakati wa mgawanyiko wa nuclei 235 U (mstari thabiti) na 239 Pu (mstari wa dashed)
Kadiri nishati ya msisimko wa nyuklia inavyoongezeka, mgawanyiko unakuwa wa ulinganifu. Kwa hivyo, wakati kiini cha urani kinapokatwa na protoni na E= 32 MeV uwezekano wa mtengano wa ulinganifu huongezeka, na kwa nishati ya msisimko ya 150 MeV mzunguko wa wingi unakuwa "humped moja".
Michakato ya kimwili ya sumu ya mafuta ya nyuklia
Mgawanyiko wa nyuklia unaweza kutokea kwa njia nyingi. Zaidi ya viini 400 vya vipande tofauti viligunduliwa wakati wa mgawanyiko wa nucleus ya 235 U na neutroni za joto. Kwa kuongeza, vipande vya fission katika mchakato wa - - na -kuoza hubadilishwa kuwa nuclei nyingine. Kwa hivyo, karibu nuclides 600 tofauti zinaweza kuhesabiwa katika msingi wa reactor. Miongoni mwao kuna viini ambavyo vinanyonya kwa nguvu neutroni.
Muda mfupi Bidhaa za utengano wa mionzi kwenye kinu cha nyuklia, zenye sehemu kubwa za kunyonya na kushiriki katika kukamata nyutroni zisizo na tija, huitwa.bidhaa zenye sumu (au sumu ya nyutroni).
Kinetics ya sumu inahusu mchakato wa kubadilisha mkusanyiko wa nuclides hizi za muda mfupi kwa muda, na. sumu mafuta (au sumu ya reactor) ni mchakato wa mkusanyiko wao, ikizingatiwa kuwa kuna mchakato wa kurudi nyuma. sumu, unaosababishwa na kuoza kwa nuklidi hizi kwa mionzi. Muhimu zaidi wa bidhaa zenye sumu ni 
, ambayo ina sehemu kubwa sana ya kunyonya ya neutroni za joto. Katika nishati ya neutron E= 0.084 eV
ina sauti kubwa katika sehemu ya msalaba ya kunasa: 3. 10 6 ghalani. Xenon-135 ni kinyonyaji chenye nguvu zaidi cha nuclides zote zinazojulikana. Kwa neutroni za kawaida za mafuta (zenye nishati inayowezekana zaidi E= 0.025 eV) kunasa sehemu ya msalaba 
sawa na 2.72. 10 6 ghalani. Kwa kuongeza nishati ya neutroni, thamani
Na Kwa 
inapungua kwa kasi. Tayari saa E n= 1 eV, sehemu ya msalaba ya kukamata mionzi ya xenon-135 inakuwa takriban mara 300 ndogo kuliko thamani yake ya juu. Kwa neutroni za juu-nishati, sehemu ya msalaba ya kukamata ni 
isiyo na maana. Kwa hiyo, katika mitambo ya haraka ya neutron, sumu haionekani kabisa.
Sehemu ya msalaba ya kukamata kwa neutroni za joto za 135 Xe ni karibu mara 4000 zaidi kuliko sehemu ya msalaba wa 235 U, kwa hiyo, hata katika mkusanyiko wa chini wa 135 Xe ina athari kubwa katika mchakato wa kunyonya kwa nyutroni zisizo na tija. Sumu ya mafuta ni shida maalum ya mitambo ya neutroni ya joto, ambayo lazima izingatiwe wakati wa kushughulikia maswala ya udhibiti wa mitambo ya nguvu.
Nusu ya maisha 135 Xe T 1/2 = masaa 9.2 135 Xe huundwa katika reactor (ingawa kwa kiasi kidogo) kama bidhaa ya moja kwa moja ya mgawanyiko wa kiini cha U 235. Katika kila fissions 1000, wastani wa 3 135 Xe nuclei hupatikana, i.e. matokeo yake maalum = 0.003 = 0,3 %.
Walakini, kiasi kikubwa zaidi cha 135 Xe huundwa kama matokeo ya kuoza mara mbili mfululizo 
- bidhaa ya fission moja kwa moja, mavuno maalum ambayo = 0.06 = 6% (mara 20 zaidi ya ile ya xenon-135).
Mchoro mzima wa malezi na upotezaji wa 135 Xe kwenye reactor inaonekana kama hii:
+ 235 U g= 0.003 135 Xe * + 
(n, ) 136 Xe *
() T = 9.2 h
g = 0.06 (g = 0.06) () T= 6..7 h
135 Te * ()T 18 Na 135 mimi + 
(n, ) 136 Ba
Mchele. 8.4. Mpango wa malezi na upotezaji wa iodini na xenon
Nusu ya maisha ya 135 Te T 1/2 18 s, ambayo ni mara nyingi chini ya nusu ya maisha ya 135 I (T 1/2 = 6.7 h), kwa hivyo inaaminika kuwa 135 I huundwa kama moja kwa moja. bidhaa ya mgawanyiko yenye mavuno maalum ya 6%. Kwa kusema kweli, sio yote 135 ninayogeuka 
. Sehemu yake huwaka (yaani, kuingiliana na neutroni, inatoa 136 I), kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 8.4. Lakini sehemu ya msalaba ya kunyonya kwa microscopic ya 135 I haifai, na athari hii kwa kawaida haizingatiwi (kiwango cha kupoteza 135 I kutokana na kuoza ni mamia ya mara kubwa kuliko kiwango cha kuchomwa kwake).
Kupungua kwa mkusanyiko wa 135 Xe hutokea kutokana na kuoza kwake kwa mionzi (T 1/2 = masaa 9.2) na kuchomwa na malezi ya 136 Xe. Sehemu ya msalaba wa ngozi ya 136 Xe ni ndogo ( Na= 0.16 ghalani), na mabadiliko katika mkusanyiko wake hayana athari kwa hali ya kuzidisha kwa nyutroni.
Kuanzia wakati reactor inapoanzishwa, mkusanyiko wa 135 Xe huongezeka, basi usawa hutokea kati ya kizazi na kupoteza 135 Xe, na kutoka wakati huu kuendelea mkusanyiko wake haubadilika kwa muda. Sumu hii ya reactor na xenon inaitwa sumu hospitalini.
Baada ya kuzimwa kwa reactor, malezi ya 135 I huacha kabisa, na mkusanyiko wa 135 Xe huanza kuongezeka (kwa sababu ya kuoza kwa mionzi ya kiasi kikubwa cha 135 nilichokusanya katika mafuta ya nyuklia na, baada ya kupita kwa kiwango cha juu, hupungua, kwa kuwa nuclei ya mzazi ya 135 mimi haijaundwa tena. Grafu za mabadiliko katika mkusanyiko wa iodini na viini vya xenon kulingana na wakati baada ya kuzima reactor huonyeshwa kwenye Mtini. 8.5.
Katika t = 0 (wakati wa kuzimwa kwa reactor), N 0 Xe 0, kwa sababu kiasi fulani cha Xe-135 kilikuwa tayari kimejikusanya wakati wa operesheni ya reactor wakati wa kuzima (mara nyingi hii ni mkusanyiko wa xenon wa stationary).
Mchele. 8.5. Badilisha katika viwango vya 135 I na 135 Xe baada ya kuzimwa kwa kinu
Wakati wa kufikia mkusanyiko wa juu wa 135 Xe ni masaa 610.5 na inategemea msongamano wa flux ya neutroni katika msingi wa reactor kabla ya kuzima, yaani, juu ya kiwango cha nguvu ambacho reactor ilifanya kazi. Hali ya mkusanyiko wa xenon wa sasa unaozidi thamani yake ya kusimama baada ya kupunguza nguvu ya reactor au kuifunga inaitwa " shimo la iodini."
Baada ya kuzimwa kwa reactor, hali inaweza kutokea ambayo kuanza kwa reactor ni ngumu au hata haiwezekani kwa muda kwa sababu ya sumu ya xenon isiyolipwa ya reactor.
Michakato ya slagging ya mafuta ya nyuklia
Bidhaa za muda mrefu na za kudumu za fission zilizo na sehemu ya msalaba inayoonekana huitwa slags.
Wakati reactor inafanya kazi kwa nguvu ya mara kwa mara, mkusanyiko wa slag huongezeka kwa monotonically, na baada ya kuzima haipungua. Miongoni mwa bidhaa za fission za 235 U na neutroni za joto, kuna zaidi ya 60 aina tofauti viini, ambavyo ni slags. Kwa urahisi wa mahesabu, slags zote zinagawanywa katika vikundi 3 kulingana na thamani ya sehemu ya msalaba wa ngozi.
Kundi la kwanza linajumuisha nguvu slags, sehemu za msalaba za kunyonya ambazo ni kubwa mara nyingi kuliko sehemu ya msalaba wa kunyonya. 
. Miongoni mwao, mchango mkubwa wa slagging unafanywa na samarium 149 Sm, kwa hiyo, wakati wa kuhesabu slagging ya mafuta, mkusanyiko wake huzingatiwa hasa. Samarium-149 huundwa kwenye msingi wa reactor, haswa sio kama kipande cha mgawanyiko (mavuno maalum ya 149 Sm hayazidi 10 -4), lakini kama matokeo ya kuoza kwa mionzi ya kipande kingine cha fission - 149 Nd, ambayo ina mavuno maalum = 0.0113. Mlolongo wa mabadiliko kuu ambayo husababisha mabadiliko katika mkusanyiko wa 149 Sm ina fomu:
Mkusanyiko wa Promethium 
hupungua tu kutokana na kuoza kwake kwa mionzi kwa kasi Pm N Pm. Kama matokeo, mkusanyiko wa 149 Sm huongezeka kwa kiwango sawa, na kiwango cha kupungua kwa 149 Sm imedhamiriwa tu na kiwango cha kunyonya kwa neutroni za joto na viini vyake (burnup).
Hali ya reactor ya uendeshaji ambayo mkusanyiko wa 149 Sm haubadilika kwa muda inaitwa stationary slagging. Katika kesi hii, viwango vya malezi na upotezaji wa samariamu vinalinganishwa.
Baada ya kuzima kwa reactor, samarium, kuwa imara, hujilimbikiza kwenye msingi. Zaidi ya hayo, mkusanyiko wake huongezeka hadi promethium-149 yote iliyokusanywa kabla ya kuzima kuvunjika. Mchakato wa kuongeza mkusanyiko wa 149 Sm baada ya kuzimwa kwa kinu kutokana na kuoza kwa 149 PM kusanyiko kabla ya kuzima na mpito wake hadi 149 Sm inaitwa " kushindwa kwa promethium».
Co. pili Kikundi hiki ni pamoja na slags ambazo sehemu yake mtambuka ya unyonyaji inalingana na sehemu mtambuka ya 235 U ( a a 5), cha tatu kikundi - slags, ambayo a a 5.
Katika eneo la joto, sehemu ya msalaba wa macroscopic ya mafuta ni kubwa zaidi kuliko sehemu ya wastani ya msalaba wa slag, ambayo ni, kunyonya kwa neutroni kwenye mafuta ni muhimu sana.
Kwa reactors za kati, madhara kutoka kwa slag huongezeka, kwa sababu katika eneo hili, sehemu za msalaba za kunyonya kwa macroscopic za slags huongezeka.
(1)
kutoka hapa
(2)
Kujua kuongeza kasi, unaweza kuamua kasi ya papo hapo kwa kutumia formula:
(3)
Ikiwa unapima kipindi cha muda t tangu mwanzo wa harakati za mpira hadi athari zake kwenye silinda na umbali s kupita nayo wakati huu, kisha kwa kutumia formula (2) tunahesabu kuongeza kasi ya mpira, na kwa kutumia formula (3) - kasi yake ya papo hapo. v.
Muda wa muda t kipimokwa kutumia metronome. Metronome imewekwa kwa midundo 120 kwa dakika, ambayo ina maana kwamba muda kati ya midundo miwili mfululizo ni 0.5 s. Kupigwa kwa metronome, wakati huo huo wakati mpira unapoanza kusonga, inachukuliwa kuwa sifuri.
Silinda imewekwa kwenye nusu ya chini ya groove ili kuvunja mpira. Mteremko wa chute na nafasi ya silinda huchaguliwa kwa majaribio ili athari ya mpira kwenye silinda sanjari na pigo la tatu au la nne la metronome tangu mwanzo wa harakati. Kisha ni wakati wa kusongat inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula:
t = 0,5 P,
Wapi P- idadi ya midundo ya metronome, bila kuhesabu pigo la sifuri (au idadi ya vipindi vya 0.5 s tangu mwanzo wa harakati ya mpira hadi mgongano wake na silinda).
Msimamo wa awali wa mpira umewekwa na chaki. Umbali s Umbali uliosafirishwa naye hadi kuacha hupimwa na mkanda wa sentimita.
Maelekezo kwa ajili ya matumizi
1. Kusanya usanidi kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 178. (Mteremko wa chute unapaswa kuwa hivi kwamba mpira kusafiri urefu wote wa chute kwa angalau mipigo mitatu ya metronome.)
ukubwa wa fonti:10.0pt">2. Nakili Jedwali 4 kwenye daftari lako.
Jedwali 4
font-size:10.0pt">3. Pima umbali s , alisafiri kwa mpira katika midundo mitatu au minne ya metronome. Ingiza matokeo ya kipimo kwenye jedwali 4.
4. Kokotoa mudat harakati ya mpira, kuongeza kasi yake na kasi ya papo hapo kabla ya kupiga silinda. Ingiza matokeo ya kipimo katika Jedwali la 4, ukizingatia kosa kabisa, ukizingatia
saizi ya herufi:10.0pt; color:black;letter-spacing:-.4pt">Lab No. 2
Uamuzi wa kuongeza kasi ya mvuto
Lengo la kazi:kuhesabu whisker mizizi ya kuanguka bure kutoka kwa fomula ya kipindi cha oscillation ya mwenzi pendulum ya kimatiki:
saizi ya herufi:10.0pt; letter-spacing:-.5pt">Ili kufanya hivi unahitaji kupimakipindi cha oscillation na urefu wa kusimamishwapendulum. Kisha kutoka kwa formula(I ) unaweza kuhesabu kuongeza kasi ya uhuru kuanguka kwa muda mrefu;
font-size: 10.0pt">Vifaa : saa na mkono wa pili,mkanda wa kupimia (Δl = 0.5 cm),
mpira na shimo, thread, tripod na coupling na pete.
Maelekezo kwa ajili ya matumizi
1. Weka kwenye makali ya meza tripod. Katika mwisho wake wa juu kuimarisha pete kwa kutumia kuunganisha na kunyongwa mpira juu yake nyuzi Mpira unapaswa kunyongwa kwa umbali wa cm 3-5 kutoka sakafu.
2. Tilt pendulum mbali na polousawa kwa cm 5-8 na kuifungua.
3.Pima urefu wa vipimo vya kunyongwa noah mkanda.
4.Pima muda Δ t 40 oscillations kamili (N).
5. Rudia Δ vipimo t (sio kubadilisha hali ya majaribio) na kupatathamani ya wastani Δ t wastani.
6. Kuhesabu wastanikipindi cha oscillation T wastani kwa thamani ya wastani Δ t wastani.
7.Kokotoa thamani gcp kwa kutumia formula:
font-size:10.0pt;letter-spacing:-.3pt"> 8. Matokeo yaliyopatikana kwaweka mezani:
Nambari ya uzoefu | l, m | Δt, k | Δ t wastani, s | T av = Δ t av / N | gcp, m/s2 |
|
9. Linganisha wastani unaosababisha thamani kwa gcp yenye thamani ya g = 9.8 m/s2 na uhesabu jamaakosa kubwa la kipimo kulingana na formula:
font-size:10.0pt">Roboti ya maabara nambari 3
Utafiti wa utegemezi wa kipindi na mzunguko mitetemo ya bure thread pendulum juu ya urefu wa thread
Lengo la kazi:kujua jinsi kipindi na mzunguko wa oscillations bure ya thread pendulum hutegemea urefu wake.
Vifaa: tripod yenye kuunganisha na mguu, mpira na thread ya urefu wa 130 cm iliyounganishwa nayo, vunjwa kupitia kipande cha rubber1, saa na mkono wa pili au metronome.
Maelekezo kwa ajili ya matumizi
1. Chora Jedwali 7 kwenye daftari lako ili kurekodi matokeo ya vipimo na hesabu.
Jedwali 7
2. Funga kipande cha mpira na pendulum inayoning'inia juu yake kwenye mguu wa tripod, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 183. Katika kesi hii, urefu wa pendulum unapaswa kuwa 5 cm, kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali la 7 kwa jaribio la kwanza. Ureful
pima pendulum kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu, i.e. kutoka sehemu ya kusimamishwa hadi katikati ya mpira.
3. Kufanya jaribio la kwanza, tilt mpira kutoka kwa nafasi yake ya usawa kwa amplitude ndogo (1-2 cm) na kutolewa. Pima kipindi cha mudat, ambayo pendulum itakamilika 30 kusita kabisa. Rekodi matokeo ya kipimo kwenye jedwali 7.
4. Fanya majaribio manne yaliyobaki kwa njia sawa na ya kwanza. Katika kesi hii, ureful Weka pendulum kila wakati kwa mujibu wa thamani yake iliyoonyeshwa katika Jedwali la 7 kwa jaribio hili.
5. Kwa kila moja ya majaribio matano, hesabu na uandike thamani za kipindi katika Jedwali la 7 T oscillations ya pendulum.
_____________________
1 Kipande cha mpira (kwa mfano, eraser) hutumiwa ili kuhakikisha kwamba thread haipotezi nje ya mguu wa tripod na ili urefu uliotaka wa pendulum uweke haraka na kwa usahihi. Thread ni vunjwa kupitia mpira kwa kutumia sindano.
6. Kwa kila moja ya majaribio matano, hesabu thamani za marudio ν ya oscillations ya pendulum kwa kutumia fomula: ν = 1/T au ν = N/t . Ingiza matokeo yaliyopatikana katika Jedwali 7.
7. Fanya hitimisho kuhusu jinsi kipindi na mzunguko wa oscillations ya bure ya pendulum hutegemea urefu wake. Rekodi matokeo haya.
8. Jibu maswali. Urefu wa pendulum uliongezeka au kupunguzwa ikiwa: a) kipindi cha oscillations yake ilikuwa awali 0.3 s, na baada ya kubadilisha urefu ikawa 0.1 s; b) mzunguko wa oscillations yake hapo awali ilikuwa sawa na 5 Hz, na kisha ikapungua hadi 3 Hz?
Kazi ya maabara namba 4
Utafiti wa uzushi wa induction ya sumakuumeme
Lengo la kazi:soma uzushi wa induction ya sumakuumeme.
Vifaa: milliammeter, coil-coil, sumaku yenye umbo la arc, chanzo cha nguvu, koili yenye msingi wa chuma kutoka kwa sumaku-umeme inayoweza kutoweka, rheostat, ufunguo, nyaya za kuunganisha, muundo wa jenereta mkondo wa umeme(moja kwa kila darasa).
Maelekezo kwa ajili ya matumizi
1. Unganisha coil kwa clamps ya milliammeter.
2. Kuchunguza usomaji wa milliammeter, kuleta moja ya miti ya sumaku kwenye coil, kisha usimamishe sumaku kwa sekunde chache, na kisha ulete karibu na coil tena, ukisukuma ndani yake. (Mchoro 184). Rekodi ikiwa mkondo uliosababishwa uliibuka kwenye koili wakati sumaku ilipokuwa ikisonga kuhusiana na koili; huku ikisimamishwa.
font-size:10.0pt"> 3. Andika kama mtiririko wa sumaku F unaopita kwenye koili ulibadilika wakati sumaku ilipokuwa inasonga, ilipokuwa inasimama.
4. Kulingana na majibu yako kwa swali la awali, futa na uandike hitimisho kuhusu hali ambayo sasa iliyosababishwa ilionekana kwenye coil.
5. Kwa nini mkondo wa sumaku unaopita kwenye coil hii ulibadilika wakati sumaku ilipokaribia coil? (Kujibu swali hili, kumbuka, kwanza, ni kiasi gani hufanya flux ya magnetic F na, pili, moduli ya vector B ya induction ni sawa? shamba la sumaku sumaku ya kudumu karibu na sumaku hii na mbali nayo.)
Sindano ya milliammeter inapotoka kwenye mgawanyiko wa sifuri
Angalia ikiwa mwelekeo wa sasa wa induction kwenye coil utakuwa sawa au tofauti wakati nguzo sawa ya sumaku inakaribia na kuondoka kutoka kwayo.
7. Kuleta pole ya sumaku karibu na coil kwa kasi hii
ili sindano ya milliammeter inapotoka kwa si zaidi ya nusu ya thamani ya kikomo ya kiwango chake.
Kurudia jaribio sawa, lakini kwa kasi ya juu ya sumaku kuliko katika kesi ya kwanza.
Kwa kasi ya juu au ya chini ya mwendo wa sumaku inayohusiana na koili, je, flux ya sumaku F inayopita kwenye koili hii ilibadilika haraka?
Kwa mabadiliko ya haraka au ya polepole katika flux ya magnetic kupitia coil, je, sasa ya ukubwa mkubwa ilitokea ndani yake?
Kulingana na jibu lako kwa swali la mwisho, chora na uandike hitimisho juu ya jinsi moduli ya sasa ya utangulizi inategemea, inayotokea kwenye koili, kutoka kwa kiwango cha mabadiliko ya flux ya sumaku F kutoboa koili hii.
8. Kusanya usanidi wa jaribio kulingana na Mchoro 185.
9. Angalia ikiwa mkondo unaosababishwa hutokea katika coil 1 katika hali zifuatazo:
A) wakati wa kufunga na kufungua mzunguko ambao umejumuishwa
koili 2;
b) wakati inapita kupitia coil 2 mkondo wa moja kwa moja;
V) kadiri mkondo unaopita kwenye koili unavyoongezeka na kupungua 2, kwa kusonga kitelezi cha rheostat kwa upande unaofaa.
10. Ni katika kesi gani zilizoorodheshwa katika aya ya 9 ambapo flux ya magnetic inapita kupitia coil 1 inabadilika? Kwa nini inabadilika?
11. Angalia tukio la sasa la umeme katika mfano wa jenereta (Mchoro 186). Eleza kwa nini mkondo unaosababishwa unaonekana kwenye fremu inayozunguka kwenye uwanja wa sumaku.
font-size:10.0pt">Maabara ya 5
Kusoma mgawanyiko wa nyuklia wa atomi ya urani kutoka kwa picha za nyimbo
Lengo la kazi:kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi kuelezea mwendo wa nuclei mbili zilizoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani.
Vifaa:picha ya nyimbo za chembe zilizochajiwa (Kielelezo 187) zilizoundwa wakati wa mpasuko wa kiini cha atomi ya urani.
font-size:10.0pt"> Maelezo. Katika picha hii unaona nyimbo za vipande viwili vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani ambayo ilikamata nyutroni. Kiini cha uranium kilikuwa kwenye hatuag, inavyoonyeshwa na mshale.
Nyimbo zinaonyesha kuwa vipande vya kiini cha uranium vilitawanyika kwa mwelekeo tofauti (kink kwenye wimbo wa kushoto inaelezewa na mgongano wa kipande hicho na kiini cha moja ya atomi za emulsion ya picha ambayo ilikuwa ikisonga).
Zoezi 1.Kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi, eleza kwa nini vipande vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani iliyotawanyika katika mwelekeo tofauti.
Jukumu la 2.Inajulikana kuwa vipande vya kiini cha uranium ni viini vya atomi za vipengele viwili tofauti vya kemikali (kwa mfano, bariamu, xenon, nk) kutoka katikati ya meza.
Mojawapo ya athari zinazowezekana za mgawanyiko wa urani inaweza kuandikwa kwa njia ya kiishara kama ifuatavyo:
92 U + 0 n 56 Ba + z X + 2 0 n,
ambapo ishara Z X kiini cha atomi cha moja ya vipengele vya kemikali kinaonyeshwa.
Kutumia sheria ya uhifadhi wa malipo na meza ya Leu, tambua ni aina gani ya kipengele.
Somo la Fizikia katika daraja la 9
Mgawanyiko wa viini vya urani. Mwitikio wa mnyororo. Kazi ya maabara nambari 7
"Kusoma mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani kutoka kwa picha za nyimbo"
Tishchenko E.V., mwalimu
taasisi ya elimu ya manispaa ya fizikia "Setsishchenskaya oosh"
Aina - somo la kujifunza nyenzo mpya.
Lengo :
Tambulisha wazo la mmenyuko wa mnyororo wa nyuklia,
Jua hali za kutokea kwake,
- kuthibitisha uhalali wa sheria ya uhifadhi wa kasi kwa kutumia mfano wa mpasuko wa viini vya urani.
Vifaa: picha ya chembe za kushtakiwa zilizoundwa katika emulsion ya picha wakati wa kupasuka kwa kiini cha atomi ya uranium chini ya ushawishi wa neutron (kutoka kwa kitabu); mtawala wa kupimia.
Wakati wa madarasa
I . Wakati wa kuandaa.
II . Kusasisha maarifa . Mazungumzo ya mbele:
Muundo wa atomi kulingana na Rutherford (Katikati ya atomi kuna kiini chenye chaji chanya, ambacho elektroni hasi huzunguka)
Kwa nini muundo huu unaitwa mfano wa sayari ya atomi? (Muundo wa atomi ni sawa na muundo wa mfumo wa nyota).
Ni chembe gani zinazounda kiini cha atomi? (Kutoka kwa protoni na neutroni (nyukleoni)
Ni chembe gani kati ya hizi ina chaji, na ipi? (Protoni. Chanya.)
Je, protoni kwenye kiini huingiliana vipi kwa umeme? (Kwa kuwa wanashtakiwa kwa mashtaka ya jina moja, kwa hivyo protoni huwafukuza)
Ni nguvu gani basi hushikilia viini kwenye kiini? (Nguvu za nyuklia kivutio. Wanatenda kati ya nukleoni na wana nguvu mara mamia kuliko nguvu za kurudisha nyuma umeme).
Kipengele cha kemikali katika mtazamo wa jumla imeandikwa hivi:X. Wanamaanisha nini na wanaonyesha niniZ Na N? (Idadi ya nyutroni inaonyeshwa na barua N , idadi ya protoni - Z , pia idadi ya elektroni katika atomi, pia nambari ya serial katika jedwali la mara kwa mara)
Je, kasoro ya wingi ni nini? (Tofauti kati ya wingi wa nukleoni na wingi wa kiini).
Nishati ya kumfunga ni nini? (Kima cha chini cha nishati ambacho lazima kitumike ili kugawanya kiini kabisa katika viini vya mtu binafsi E = Δ m c 2)
III . Kujifunza nyenzo mpya.
Mnamo 1938, Irene Curie kati ya bidhaa za kuoza zinazoundaWakati akirusha uranium kwa nyutroni, aligundua isotopu yenye mionzi ambayo sifa zake ni zile za lanthanum. Irene Curie akiwa amesimamaalikuwa katika hatihati ya kugundua mpasuko wa uranium, lakini hakuna aliyemwamini, si Bohr,wala Rutherford. Wote waliona kuwa mgawanyiko huo hauwezekani. Otto Hahn na Fritz Strassmann waliwasha nitrati ya uranyl na neutroni na wakapatabariamu ya mionzi.
Kwa kweli waligundua mgawanyiko wa kiini cha uranium, makala yao ilikuwaIliwekwa mnamo Desemba 22, 1938.
Mnamo 1939, wanasayansi wa Ujerumani Lise Meitner na Otto Frisch waliandikailichapisha makala ambamo walionyesha kwamba itikio kama hilo linawezekana. Katika mwaka huo huo, mwanasayansi wa Kirusi J. Frenkel na N. Bohr walitengeneza nadharia ya mgawanyiko wa nyuklia wa atomi ya uranium.
2. Kufahamiana nadharia ya mgawanyiko wa nyuklia.
Kiini cha urani hunasa nyutroni na, kama tone la kioevu, huanza kuharibika na kuchukua umbo la dumbbell. KuloNova repulsion inakuwa na nguvu zaidi kuliko kivutio cha nyuklia, na kiinihuvunjika katika sehemu mbili zisizo sawa, vipande ni vya mionzi, na kama matokeo ya mfululizo wa β-decays hugeuka kuwa isotopu imara.
Mfano wa mmenyuko wa mgawanyiko wa nyuklia wa kiini cha uranium
IV . Kufanya kazi ya maabara. Muhtasari wa usalama kazini.
Angalia kwa makini picha ya nyimbo.
N 
na inaonyesha njia za vipande viwili vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani iliyokamata nyutroni. Kiini cha uranium kilikuwa kwenye hatua ya g, iliyoonyeshwa na mshale.
Nyimbo zinaonyesha kuwa vipande vya kiini cha uranium vilitawanyika kwa mwelekeo tofauti (kink kwenye wimbo wa kushoto inaelezewa na mgongano wa kipande hicho na kiini cha moja ya atomi za emulsion ya picha ambayo ilikuwa ikisonga).
Inajulikana kuwa sheria za uhifadhi zina jukumu maalum katika fizikia ya nyuklia. Hebu tukumbuke sheria za msingi za uhifadhi ambazo tutahitaji kuandika kwa ufanisi kazi ya leo.
Sheria ya uhifadhi wa kasi: Jumla ya vector ya msukumo wa miili inayounda mfumo wa kufungwa haibadilika kwa muda kwa harakati yoyote na mwingiliano wa miili hii.
Sheria ya uhifadhi wa malipo ya umeme: KATIKA athari za nyuklia jumla ya malipo ya umeme katika njia ya pembejeo ni sawa na jumla malipo ya umeme katika kituo cha pato.
Sheria ya uhifadhi wa idadi ya nucleons: Katika athari za nyuklia jumla nambari za wingi kabla ya majibu ni sawa na jumla ya nambari za wingi baada ya majibu.
Tekeleza kazi ya maabara
Jukumu 1: Kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi, eleza kwa nini vipande vilivyoundwa wakati wa mgawanyiko wa kiini cha atomi ya urani iliyotawanyika katika mwelekeo tofauti.
Jibu kwa maandishi: Je, malipo na nishati ya vipande ni sawa? Tafadhali onyesha katika jibu lako, Kwa ishara gani tunaweza kuhukumu hili?
Inajulikana kuwa vipande vya kiini cha uranium ni viini vya atomi za vipengele viwili tofauti vya kemikali (kwa mfano, bariamu, xenon, nk) kutoka katikati ya meza ya Dmitry Ivanovich Mendeleev. Mojawapo ya athari zinazowezekana za mgawanyiko wa urani inaweza kuandikwa kwa njia ya mfano kama ifuatavyo: wapi kwa ishara. Z X kiini cha atomi cha moja ya vipengele vya kemikali kinaonyeshwa.
(Chaguo la jibu: Wakati nyutroni inapokamatwa, kiini cha uranium kinagawanywa katika takriban sehemu mbili sawa, ambazo huitwa vipande vya fission. Katika kesi hii, vipande huruka kwa njia tofauti. Hii inaweza kuelezwa kwa misingi ya sheria ya uhifadhi wa mwendo kasi ya kiini cha uranium kabla ya nyutroni kukamatwa ni sifuri.Wakati wa kukamata nyutroni, kiini, kikipokea kasi kutoka kwayo, hugawanyika katika sehemu mbili zinazoruka na wingi wa m 1 na m 2. Ikiwa tutaandika chini sheria ya uhifadhi wa kasi: 
)
Kazi ya 2: Kutumia sheria ya uhifadhi wa malipo na meza ya Dmitry Ivanovich Mendeleev, tambua ni nini kipengele hiki kisichojulikana.
Kwa mujibu wa sheria ya uhifadhi wa malipo, tunaandika: 92 + 0 = 56 + Z + 2 * 0. Kutoka hapa tunapata Z = 36. Kulingana na meza ya D.I. Mendeleev anaamua kuwa hii ni kiini cha kryptoni.
Mwishoni mwa kazi, usisahau kuteka hitimisho la jumla kuhusu kazi iliyofanywa.
V . Muhtasari wa somo.
VI . Kazi ya nyumbani. § 74.75, jibu maswali.
Vitabu vilivyotumika:
Peryshkin A.V. Gutnik E.M. Fizikia daraja la 9: kitabu cha elimu ya jumla. taasisi, M.: Bustard, 2009.
Maron E.A. Vidokezo vya msingi na kazi za ngazi nyingi za kitabu cha maandishi na A.V. Peryshkin "Fizikia daraja la 8" St. Petersburg LLC "Victoria Plus", 2009