Узагальнюючі плани (опорні конспекти) з фізики для 10-11 класів.

Автор: вчитель фізики та астрономії Дюміна Марина Іванівна

Узагальнюючі плани – це стислий зміст теоретичного матеріалу з даної теми або розділу фізики у вигляді записів, таблиць, схем, графіків, розрахунків, фізичних моделей. Мета використання планів – активізація пізнавальної діяльності учнів.

Завантажити документ на диск з усіма схемами та таблицями

Узагальнюючі плани (опорні конспекти)

з курсу «фізика».

Узагальнюючі плани – це стислий зміст теоретичного матеріалу з даної теми або розділу фізики у вигляді записів, таблиць, схем, графіків, розрахунків, фізичних моделей.

Мета використання узагальнюючих планів:

Навчити учнів узагальнювати теоретичний матеріал;
Навчити розуміти сутність фізичної моделі та аналогії у фізиці;
Навчити класифікувати фізичні характеристики за певними ознаками;
Формувати здатність будувати графіки залежностей фізичних величин й аналізувати їх;
Формувати уміння розрізняти рівняння з усіх розділів фізики;
Формувати уміння записувати формули законів фізики та усвідомлювати їх фізичний зміст;
Формувати основні види компетентностей учнів: освітню; самоосвітню; компетентність, пов’язану з умінням розв’язувати задачі з використанням формул даного розділу; компетентність пов’язану з використанням фізичного обладнання за призначенням; соціально, комунікативну компетентності. Узагальнюючи плани використовуються на заняттях як при вивченні даної теми, так і при самостійній роботі студентів.
Розвивати самостійність суджень учнів, залучаючи їх до складання узагальнюючих планів (опорних конспектів ) з вивченої теми.

Висновок: Практика показала, що використання узагальнюючих планів підвищує ефективність вивчення фізики на всіх етапах навчання.

Узагальнюючий план з теми: «Електричне поле. Напруженість і потенціал електричного поля.»

Порівняння напруженості та потенціалу

Питання	Напруженість	Потенціал
Визначення фізичної величини	Напруженість електричного поля в даній точці називають векторну фізичну величину, яка дорівнює відношенню сили, що діє з боку електричного поля на точковий пробний заряд, поміщений у дану точку поля, до значення цього заряду	Потенціалом електричного поля в даній точці називають скалярну фізичну величину, що дорівнює відношенню потенціальної енергії заряду, поміщеного в дану точку поля, до величини цього заряду
Формула (за визначенням)	E=F/q	ᵠ = Wᵖ/q
Одиниця	[E]=B/m; H/Кл	[ ᵠ ]=B
Величина скалярна чи векторна?	Векторна величина	Скалярна величина
Силова чи енергетична характеристика поля?	Силова характеристика поля	Енергетична характеристика поля
Формула для точкового заряду	E=кq/r, E=кq/er²,	ᵠ = кq/r, ᵠ = кq/er,
Як зображується графічно?	За допомогою силових ліній	За допомогою еквіпотенціальних поверхонь
Як обчислити роботу з переміщення заряду в однорідному полі?	A=qEd	A=q(ᵠ1 – ᵠ2)
Який взаємозв’язок напруженості, напруги, різниці потенціалів?	U=Ed U=ᵠ1 – ᵠ2

Узагальнюючий план з теми: «Вплив природніх та штучних магнітних полів на живі організми.»

Провідники – це речовини, які містять вільні електричні заряди

Приклади провідників: розчини кислот, солей та луг, метали, тіло людини, іонізовані гази…

Електростатичний захист чутливих до електричного поля приладів

Напруженість електричного поля всередині ізольованого провідника (як суцільного, так і порожнистого) дорівнює нулю. Електрична індукція – це явище пере розподілення зарядів у провіднику під впливом зовнішнього електричного поля

Як для зарядженого, так і для незарядженого провідника електричний заряд завжди перебуває на поверхні провідника

Діелектрики – це речовини, в яких немає вільних зарядів

Приклади: дистильована вода, скло, пластмаса, гума, ебоніт, порцеляна, Н 2, N2, NH4, …

Поділяються на полярні та неполярні.

Неполярні діелектрики – це діелектрики, у яких центри розподілу позитивного та негативного заряду в молекулі збігаються (Н2, О2, поліетилен тощо).

Полярні діелектрики – це діелектрики, у яких центри розподілу негативного та позитивного зарядів не збігаються (Н2О, NaCl, спирт тощо).

Поляризація діелектриків – це зміщення зв’язаних позитивних та негативних зарядів діелектриків у протилежні сторони

Електричне поле, створене зв’язаними зарядами на поверхні діелектрика, зменшує напруженість електричного поля всередині електрика

Діелектричною проникністю ᵋ називають величину, яка показує, у скільки разів зменшується напруженість електричного поля всередині даного однорідного діелектрика

Провідники та діелектрики в електричному полі

Провідники

Діелектрики

· Переміщуються по всьому провіднику.

· Відбувається явище електромагнітної індукції

· Зміщуються зв’язані електричні заряди

· Відбувається явище поляризації

· В результаті індукції на поверхні провідника з’являється електричний заряд.

· Можна розділити заряди

· В результаті поляризації на поверхні діелектрика з’являється зв’язаний заряд.

· Заряди не можна розділити

Узагальнюючий план з теми: «Електроємність. Конденсатор. Види конденсаторів та використання їх у техніці. Послідовне та паралельне з’єднання конденсаторів. Енергія електричного поля.»

Конденсатором називають два провідники (обкладки), між якими знаходиться діелектрик, завтовшки значно менший, ніж розміри провідника

Зарядом конденсатора вважають модуль заряду однієї з пластин

Електроємністю С конденсатора називають фізичну величину, що дорівнює відношенню модуля заряду q однієї з пластин до різниці потенціалів (напруги) U між обкладками: С=q/U

Електроємність плоского конденсатора C=ᵋᵋ0S/d, де S – площа однієї з пластин, d – відстань між пластинами, ᵋ – діелектрична проникність речовин між пластинами, ᵋ0 – електрична стала

ᵋ0=8,85*10 -12 Кл²/Н*м²

Енергія зарядженого: Wp=qU/2=CU²/2=q²/2C

Узагальнюючий план до розділу: «Закони постійного струму.

Електричний струм – це напрямлений рух частинок, які мають електричний заряд.

Умови існування електричного струму:

Наявність вільних частинок, що мають електричний заряд
Наявність електричного поля

Дії електричного струму:

теплова
магнітна
хімічна
світлова

Джерела електричного струму:

механічні
хімічні
теплові
світлові

Фізичні величини, які застосовують для характеристики ділянки кола:

Фізична величина	Символ для позначення	Одиниця	Формула для визначення	Прилад для вимірювання
Сила струму	I	А (ампер)	I=q/t	Амперметр
Напруга	U	В (вольт)	U=A/q	Вольтметр
Опір	R	Ом (ом)	R=ρ*l/S	Омметр

Закон Ома для ділянки кола: I=U/R

Закон Ома для повного кола: I=E/R+r

Фізична величина	Вид з’єднання провідників
	Послідовне	Паралельне
	R1 R2 Rn	R1 R2 Rn
Сила струму	I=I1=I2=…=In	I=I1=I2=…=In
Напруга	U=U1+U2+…+Un	U=U1+U2+…+Un
Опір	R=R1+R2+…+Rn	1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn

Електричний струм у різних середовищах

Метали Рідини Гази Напівпровідники

Напрямлений рух вільних електронів

Напрямлений рух вільних йонів, які виникають унаслідок електролітичної дисоціації

Напрямлений рух вільних йонів і електронів, які виникають унаслідок іонізації

Напрямлений рух вільних електронів і дірок

Закон електролізу – m=kIt (k – електрохімічний еквівалент речовини)

Узагальнюючий план до розділу: «Магнітне поле.»

МАГНІТИ

Постійні магніти Електромагніти

Магнітна дія залежить:

– від сили струму в обмотці,

– кількості витків в обмотці,

– форми осередця й матеріалу, з якого воно виготовлене

Природні

Штучні

Величезний природній магніт – планета Земля.

Південний магнітний полюс Землі розташований біля іі північного географічного полюса, а північний магнітний полюс – біля південного географічного

Магнітна стрілка, штабовий магніт тощо

Магнітне поле існує навколо будь-якої зарядженої частинки.

Лінії магнітного поля – умовні лінії, уздовж яких у магнітному полі установлюються маленькі магнітні стрілки.

Напрямок ліній магнітного поля збігається з напрямком, на який указує північний полюс магнітної стрілки.

Лінії магнітного поля виходять із північного полюса магніту й входять у південний полюс.

Лінії магнітного поля завжди замкнені.

Сила Ампера – це сила, що діє на провідник зі струмом, розміщений у магнітному полі.

Сила Ампера

Діє на провідник зі струмом, який поміщено в магнітне поле

Напрямок визначається за правилом лівої руки: якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а напрямок чотирьох витягнутих пальців збігався з напрямком струму в провіднику, то відігнутий на 90 градусів великий палець укаже напрямок сили Ампера

Залежить:

– від магнітного поля

– розташування провідника відносно ліній магнітного поля

– сили струму в провіднику

– довжини провідника

Практичне застосування сили Ампера:

електровимірювальні прилади
електродвигуни
гучномовці

Явище електромагнітної індукції – це явище породження в просторі електричного поля змінним магнітним полем.

Узагальнюючий план до розділу: «Механічні коливання та хвилі.»

Механічними коливаннями називають періодичний або майже періодичний рух тіла.

Вільні коливання – це коливання, які здійснюються під дією внутрішніх сил системи після виведення зі стану рівноваги.

Вимушені коливання – це не затихаючи коливання, які відбуваються під дією зовнішніх сил і періодично змінюються з часом.

Гармонічні коливання – це коливання, які відбуваються за законом синуса або косинуса.

Характеристики коливальної системи:

амплітуда коливань – модуль найбільшого зміщення від положення рівноваги
період коливань – проміжок часу, за який відбувається одне повне коливання
частота коливань – кількість повних коливань за одиницю часу
циклічна частота – кількість повних коливань за 2π секунд
фаза коливань – фізична величина, що характеризує стан коливальної системи в даний момент часу

Т=1/ν, ν=1/Т, Т=t/N, ν=N/t, ω=2πν, ω=2π/T, φ=ωt

Рівняння гармонічних коливань:

X=Xm cos (ω₀t+φ₀)

X=Xm sin (ω₀t+φ₀)

Резонанс – це явище різкого збільшення амплітуди вимушених коливань уразі збігу частот зовнішньої сили з власною частотою коливальної системи.

Умова виникнення резонансу: частота власних коливань системи збігається з частотою зміни зовнішньої сили.

Використання явища резонансу:

віброущільнювач
вібраційне занурення свай, труб
для вимірювання частоти коливань (променевий частотомір)
в акустиці для аналізу звуків, для їх посилення

Маятник – це будь-яке тіло, підвищене таким чином, що його центр тяжіння перебуває нижче від точки підвісу.

Математичний маятник – це модель ниткового маятника (вантажу на нерозтяжній нитці), для якого маса вантажу набагато більша за масу нитки, а довжина нитки набагато більша за розміри вантажу.
Формула Гюйгенса (формула періоду коливань математичного маятника):

T=2π l/g

Пружинний маятник – це вантаж, що здійснює коливання на пружині
Формула періоду коливань пружинного маятника: T=2π m/k

Механічною хвилею називається процес поширення механічного коливання в просторі із часом.

Види хвиль:

Поперечні хвилі – це хвилі, у яких коливання відбуваються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі.

Поздовжні хвилі – це хвилі, у яких коливання відбуваються вздовж напрямку поширення хвилі.

Довжина хвилі – це:

це відстань, на яку поширюється хвиля впродовж одного періоду коливань,
це мінімальна відстань між двома точками хвилі, які коливаються однаково.

λ= υТ

υ= λν

Звукові хвилі є поздовжніми хвилями, вони являють собою почергові згущення та розрідження середовища.

Звукові хвилі поширюються в газах, рідинах та твердих тілах, але не поширюються у вакуумі (відсутнє середовище, у якому збуджуються коливання).

Звукові хвилі

Інфразвук (ν˂16 Гц)

Звук (16Гц˂ν˂20 кГц)

Ультразвук (ν˃20 к Гц)

Звукові хвилі частотою від 16 до 20 000 Гц, що діють на органи чуття людини та зумовлюють слухові відчуття, є тими звуками, які ми чуємо

Основний тон

Шум Музичний тон Обертон

Узагальнюючий план до розділу: «Електромагнітні коливання та хвилі.»

Електромагнітні коливання – це періодичні зміни значення електричного заряду, сили струму та напруги в електричному колі.

Коливальний контур – це котушка індуктивності та конденсатор, з’єднані між собою провідниками.

Т=2π LC

Період власних коливань у коливальному контурі (формула Томсона):

Т=2π LC

Рівняння гармонічних коливань в коливальному контурі:

q= qm cos φ, i=qʹ (t),

q= qm cos ωt,

q= qm cos 2πνt,

q= qm cos 2πt/T,

u=Um cos φ,

u=Um cos ωt,

u=Um cos 2π νt,

u=Um cos 2πt/T

Узагальнюючі плани з розділу: «Електромагнітні хвилі в природі й техніці.»

Модуляція	Детектування
Модуляція-це процес накладання низькочастотних коливань на високочастотній,у результаті чого отримуємо модульовану високочастотну хвилю,амплітуда якої змінюється за законом низької частоти	Детектування-це процес виділення з модульованих за амплітудою високочастотних коливань коливання низької частоти

Найменування радіохвиль	Діапазон частот	Діапазон довжин хвиль	Властивості	Застосування
Найдовші	‹ 3•10⁴Гц	›10 000 м
Довгі	3•10⁴ ÷ 3• 10⁵ Гц	10000-1000м
Середні	3•10⁵÷3•10⁶ Гц	1000-100м
Короткі	3•10⁶÷3• 10⁷Гц	100-10м
Ультракороткі: метрові	3•10⁷÷ 3•10⁸Гц	10-1 м
дециметрові	3•10⁸ ÷ 3• 10⁹ Гц	1 – 0,1 м
сантиметрові	3•10⁹ ÷ 3• 10¹⁰ Гц	0,1-0,01м
міліметрові	3•10¹⁰ ÷ 3• 10¹¹ Гц	0,01-0,001м

Узагальнюючий план з розділу :

«Хвильова і квантова оптика»

Досліди з вимірювання швидкості світла

Рік	Вчений	Метод вимірювання	Значення швидкості світла, км/с
1676	Ремер	Затемнення супутника Юпітера	214 000
1849	Фізо	Зубчасте скло	315 000
1862	Фуко	Обертові дзеркала	298 000
1878	Майкельсон	Обертові дзеркала	300 140
1880	Столетов	Електричний метод	298 000
1882	Майкельсон	Обертові дзеркала	299 853
1926	Майкельсон	Обертові дзеркала	299 796
1952	Карташов	Інтерферометр	299 788
1972	Івенсон	Лазер	299 792, 456

Швидкість світла у вакуумі с=3*10⁸м/с

Джерела

Природні

Штучні

Теплові

Холодні

Точкові

Протяжні

Відбивання
Дзеркальне	Розсіяне

Закони відбивання світла

· Кут падіння дорівнює куту відбивання: а=у

· Промінь, що падає, промінь, що відбивається та перпендикуляр до дзеркала, поставлений у точці падіння променя, лежать в одній площині.

а у

Заломлення світла – це зміна напрямку поширення світла на межі поділу двох середовищ.

Закони заломлення світла:

Заломлений промінь лежить в одній площині з променем, що падає, та перпендикуляром до межі поділу двох середовищ, поставленим у точці падіння променя.
Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величиною сталою і називається відносним показником заломлення цих двох середовищ sin a /sin ᵦ=n

Узагальнюючий план з розділу: «Світло як електромагнітна хвиля. Інтерференція і дифракція світлових хвиль».

Інтерференція – це явище додавання конкретних світлових хвиль, за якого виникає стійка інтерференційна картина з максимумів а мінімумів.

Когерентні хвилі – це хвилі, що мають однакову частоту та різницю фаз, яких з часом не змінюється.

Прояв у природі:радужні кольори тонких плівок.

Застосування інтерференції:

контроль якості оброблювальної поверхні;
« просвітлення» оптики

Дифракція – це явище відхилення хвилі від прямолінійного напряму поширення.

Спостерігається за умови,що розміри перешкод або отворів набагато менші за довжину світлової хвилі.

Спостерігається дифракція різних видів хвиль – електромагнітних, механічних (зокрема, звукових)

Явища вперше спостерігав Ф.Грімальді. Теорію дефракції на основі хвильової теорії побудував О.Френель

Узагальнюючий план з розділу : «Поляризація і дисперсія світу»

Дисперсією називають залежність швидкість поширення світла даному середовищі від його кольору.

Дисперсією називається залежність показника заломлення світла від його кольору.

Порядок кольорів у спектрі

Червоний
Жовтогарячий
Жовтий
Зелений
Блакитний
Синій
Фіолетовий

Колір спектра	Довжина хвиль, нм	Частота, ТГц
Червоний	760 -620	395-483
Жовтогарячий	620-590	483-508
Жовтий	590-560	508-536
Зелений	560-500	536-600
Блакитний	500-480	600-625
Синій	480-450	625-666
Фіолетовий	450-380	666-789
Зауваження:чіткої межі між кольорами спектра не існує

Поляризація світла – це сукупність явищ світлової оптики,у яких проявляється поперечність електромагнітних світлових хвиль.

Поляризація – це виділення з випромінювання коливань з одним визначеним напрямом вектора напруженості електричного поля.

Поляризатор – це пристрій, за допомогою якого неполяризоване світло стає поляризованим (кристал турмаліну)

Застосування поляризації

Поляроїди
Поляриметри – прилад для визначення концентрації цукру,органічних кислот у розчинах.

Узагальнюючий план з розділу: «Непервний спектр світла. Спектроскоп.»

Спектри
Спектри вимірювання:	Спектри поглинання
Неперервний спектр	Газ найбільш сильно поглинає випромінювання тих довжин хвиль, які він випромінює в сильно нагрітому стані (вперше спостерігав Й. Фраунгофер).
Лінійчатий спектр. 1860 року Г. Кірхгоф та Р. Бунзен виявили, що кожна речовина в газоподібному стані має свій характерний спектр.
Смугастий спектр

Спектральний аналіз: це метод визначення хімічного складу (якісного та кількісного) речовини за спектром.

Особливості методу:

Для аналізу достатньо речовини масою близько 10^-13 кг;
Проводиться набагато швидше, ніж хімічний аналіз
Можна проводити без контакту з речовиною, яку вивчають – достатньо проаналізувати випромінювання речовини.

Можна отримати інформацію про хімічний склад:

Руд та мінералів по металургії;
У металургії;
У машинобудівництві;
В атомній індустрії;
Сонця та зір;
Складних органічних молекул.

Спектри дають інформацію про:

Температури речовини;
Тиск;
Швидкість руху джерела;
Магнітну індукцію.

Узагальнюючий план з розділу: «Квантові властивості світла. Гіпотеза М. Планка. Світлові кванти. Маса, енергія та імпульс фотона.»

Квантова механіка – це розділ фізики, який вивчає закономірності явищ, що відбувається в мікросвіті в мережах відстаней 10^-15– 10^-10м.

Об’єкти дослідження у квантовій механіці:

Атоми;
Молекули;
Кристали;
Атомні ядра;
Елементарні частинки.

Фізичні основи квантової механіки:

Уявлення Планка про кванти електромагнітної механіки.
Уявлення Енштейна про фотони.
Ідеї Луї де Бройля про хвильові властивості речовини: корпускулярно-хвильова подвійність властивостей, що характерна для електромагнітного поля, має універсальний характер.

Енергія випромінюється, поширюється та поглинається окремими порціями – квантами.

E=hν,

E=hc/λ, де

h=6,63*10^-34Дж*с-стала Планка

Фотон-це світлова частинка (Ейнштейн).

Маса дорівнює нулю: m=0

Швидкість фотона становить с=3*10⁸м/с

Заряд фотона: q=0

Енергія фотона:

E=mc², E= hν, E=hc/ λ, E=pc

Імпульс фотона:

P=mc, p=E/c, p= hν/c, p= h/ λ

Узагальнюючий план з розділу: «Фотоефект. Рівняння фотоефекту»

Фотоелектричним ефектом, або фотоефектом, називається явище взаємодії світла з речовиною, в результаті якого енергія фотонів передається електронам речовини.

У твердих тілах та рідинах:

зовнішній фотоефект(електрони вилітають з речовини),
внутрішній (електрони змінюють енергію, стають вільними, але залишаються в речовині).

У газах:

фотоіонізація ( виривання електронів з атомів та молекул газів під дією світла).

Досліди Столєтова

Закони зовнішнього фотоефекту

I. Максимальна початкова швидкість фотоелектронів залежить від частоти падаючого випромінювання та властивостей поверхні металу та не залежить від інтенсивності падаючого випромінювання

II. Загальна кількість фотоелектронів, вирваних з поверхні речовини за одиницю часу, та сила фотоструму залежить прямопропорційно від освітленості (інтенсивності падаючого випромінювання)

III. Для кожної речовини існує червона межа фотоефекту – найменша частота або найбільша довжина хвилі, з якої починається фотоефект;

Фотоефект відбувається за умови ν≥ν_min , λ≤λ_max

Формула Ейнштейна для фотоефекту:

E=A+E_k , де

A=hν_min , A=hc/λ_max – робота виходу з металу,

E=hν, E=hc/λ – енергія падаючого випромінювання,

E_k=m_e v²/2 – кінетична енергія вирваних електронів.

Е_ел=Е_k=q_e U_з, де U_з– напруга запирання

ν_{червона}=А_виходу/ h;

λ_{червона}=А_виходу/hc – червона межа фотоефекту.

1921 рік-Нобелівська премія з фізики.

Зауваження:

Один фотон вириває з речовини один електрон

Фотоефект відбувається практично миттєво.

Узагальнюючий план з розділу: «Елементи теорії відносності».

Сучасна механіка грунтується на постулатах, сформульованих у 1905 році Альбертом Ейнштейном. В основу спеціальної теорії відносності ним покладено два принципи:

В усіх інерціальних системах відліку, незалежно від стану їх руху, фізичні явища відбуваються за однаковими законами.
Швидкість поширення світла у вакуумі є сталою величиною для всіх інерціальних систем відліку і не залежить від їх руху; вона є граничною у передачі будь-якої взаємодії.

Поняття одночасності події: два події, що відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній інерціальній системі відліку, не будуть одночасними в інших.

Довжина, вимірювана у рухомій системі відліку, менша за довжину у системі, відносно якої та рухається; тривалість події у рухомій системі завжди більша за її тривалість у нерухомій системі.

Закон взаємозв’язку маси та енергії: E₀=mc²

Кожне тіло має енергію, потенціальний запас якої визначається його масою.

Узагальнюючий план з розділу: « Атомна і ядерна фізика».

Модель атома Томсона.

Дослід Е. Резерфорда (1911 р., ціль досліду – дослідити будову атома).

Ідея досліду: розсіювання а– частинок під час проходження тонких шарів речовини.

Результати досліду:

Більшість а-частинок не відхиляється від початкового напрямку руху.
Незначна кількість а-частинок відхилилася від початкового напрямку руху на невеликі кути.
Незначна кількість а-частинок практично відкинута назад.

Пояснення результатів досліду:

В атомі багато порожнеч.
Відхилення а-частинок обумовлено кулонівською взаємодією з атомним ядром, у якому сконцентрований позитивний заряд та значна маса.
Ударяючись об ядро, а-частинка практично відкидається назад.

Планетарна модель атома:

Атом загалом нейтральний
У центрі атома перебуває позитивне ядро, у якому сконцентрована практично вся маса атома. Ядро складається з протонів та нейтронів(нуклонів).
Розмір ядра набагато менші від розмірів атома.
На значній відстані від ядра обертаються електрони.

Узагальнюючий план з теми: «Квантовы постулати Н. Бора. Випромінювання та поглинання світла атомами. Атомні й молекулярні спектри. Спектральний аналіз та його застосування. Рентгенівське випромінювання.»

Постулати Бора:

Атомна система може перебувати в стаціонарних станах, кожному з яких відповідає певна енергія. У стаціонарному стані атом не поглинає та не випромінює енергію.
Під час переходу атому зі стаціонарного стану з більшою енергією E_n в стацыонарний стан з меншою енергією E_k випромінюється фотон з енергією E=E_n-E_k. У разі поглинання атомом фотона з такою самою енергією відбувається зворотний перехід

Узагальнюючий план з теми: «Енергія зв’язку атомного ядра».

Енергія зв’язку атомних ядер – це енергія, яка необхідна для повного розчеплення ядра на окремі нуклони.

Енергія зв’язку дорівнює тій енергії, яка виділяється під час утворення ядра з окремих нуклонів.

Розрахунок енергії зв’язку

Маса ядра m_я=m_a-Zm_e

Дефект маси Ϫm=Zm_p+N_m– m_я

Енергія зв’язку Е=Ϫm*c²

Узагальнюючий план з розділу: « Способи вивільнення ядерної енергії: синтез і поділ важких ядер. Ланцюгова реакція ділення ядер Урану.»

	²³⁴₉₂U	У природі 0,0056%
*Ізотопи Урану*			Утворює радіоактивний ряд
	²³⁸₉₂U	У природі 99,2739%
	²³⁵₉₂U	У природі 0,70205%

Ділення Урану
· Ділення ядер урану енергетично вигідне. · Під час ділення одного ядра Урану-235 виділяється 200 МеВ енергії. · Під час ділення на теплових нейтронах утворюються переважно ядра зі співвідношенням мас 2:3. · Найбільш ймовірні продукти ділення – ядра з масовими числами 95,139. · Особливість продуктів ділення – їх радіоактивність.		· Відкриття ділення Урану-235 під час бомбардування нейронами – 1938 р. – О. Ган, Ф. Штрассман. · Пояснення ділення ядер урану – 1939 р. – О. Фриш, Л. Мейтнер. · Відкриття спонтанного ділення – 1940 р. – Г. Фльоров, К. Петржак. · Створення теорії ділення важких яжер – Н. бор, · Я. Френкель.

Ланцюговою ядерною реакцією називається реакція, у якій частинки, що викликають її (нейтрони), утворюються як продукт цієї ж реакції.

Критична маса – це найменша маса, починаючи з якої можлива незатухаюча цепна реакція ділення Урану-235. Критичній масі відповідає певне значення критичного об’єму. Якщо маса речовини менша за критичну, то ланцюгова реакція затухає.

Ядерні реакції – це штучні перетворення атомних ядер, що обумовлені їх взаємодією з різними частинками або іншими ядрами.

Термоядерні реакції – це реакції синтезу, що відбувається на легких атомних ядрах за високих температур порядку 10⁷ К.

Екологічні проблеми використання АЕС.

· Проблеми радіаційних відходів.

· Вилучення земель під будівництво АЕС.

· Руйнування екосистем та їх елементів (грунтів, водоносних структур та ін.)

· Необхідність у водоймищах-охолоджувачах. Вилучення значних об’ємів води із різних джерел та злив підігрітих вод.

· Проблеми теплового забруднення.

· Радіаційне забруднення атмосфери, вод, ґрунтів у процесі видобування й транспортування сировини.

Узагальнюючий план з розділу: «Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання. Період напіврозпаду.»

Радіоактивність – це довільне перетворення одних атомних ядер в інші, яке супроводжується випромінюванням різних часток.

Явище відкрив

А. Беккерель, 1896 р.

Явище дослідили

П. Кюрі та М. Кюрі

Радіоактивність:

Природна та штучна

Властивості радіоактивних випромінювань

1. Радіоактивні випромінювання спричиняють хімічну дію, наприклад почорніння фотопластинок.

2. Зумовлюють іонізацію газів, рідин та твердих тіл.

3. Призводять до люмінесценції рідин та твердих тіл

Найбільшу проникну здатність має гамма – випромінювання, найменшу – альфа-випромінювання.

Період напіврозпаду – це час, за який розпадається половина радіоактивних атомів.

Позначення :

N₀ – початкова кількість радіоактивних атомів;
N – кількість атомів, що не розпалася;

N’ – кількість атомів, що розпалася.

N_{0 =}N+ N’

Закони радіоактивного розпаду:

N= N₀ * 2^-1/Т

Правила зміщення:

Під час альфа-розпаду ядро перетворюється в інше ядро, в результаті чого елемент зміщується на дві клітинки до початку періодичної таблиці елементів.
Під час бета-розпаду ядро перетворюється в інше ядро, в результаті чого елемент зміщується на одну клітинку ближче до кінця Періодичної таблиці елементів.
Під час гамма-розпаду елемент не перетворюється на інший.

Узагальюючий план з теми: «Отримання і застосування радіонуклідів. Дозиметрія. Дози випромінювання. Радіоактивний захист людини.»

	Радіаційний вплив випромінювання на речовину
	Поглинання енергії
Поглинена доза випромінювання D – це фізична величина, яка чисельно дорівнює енергії випромінювання, поглиненій одиницею маси речовини. D=W/m, де W- енергія іонізуючого випромінювання, передана речовині, m – маса цієї речовини.		На практиці [D] = рад. Назва походить від англійської абревіатури (rad – radiation absorbed dose). 100 рад = 1 грей
		Поглинена доза накопичується з часом
		Відношення поглиненої дози до часу опромінення називають потужністю P_D поглиненої дози випромінювання: P_D = D/t, де D – поглинена доза випромінювання, t – час опромінення.
1 Гр – це поглинена доза випромінювання, за якої речовині масою 1 кг передається енергія іонізуючого випромінювання, що дорівнює 1 Дж.

Експозиційна доза випромінювання – визначається кількістю заряду, що виник під дією випромінювання в 1 кг повітря.

Еквівалентна доза іонізуючого випромінювання = поглиненій дозі, помноженій на коефіцієнт якості, який є неоднаковим для різних випромінювань.

Вплив радіації на організм людини:

Іонізуюче випромінювання – рентгенівське випромінювання гамма-випромінювання, альфа-частинки, електрони, протони, нейтрони.

Найбільш поширені хвороби в результаті опромінення:

Ракові пухлини;
Лейкемія;
Променева хвороба.

Захисти від радіації:

Віддалення від джерела випромінювання на значні відстані;
Захисний одяг;
Перешкоди з поглинальних матеріалів;
Особливий режим харчування та використання води;
Медикаментозне лікування.

Узагальнюючий план з розділу: « елементарні частинки. Загальна характеристика елементарних частинок. Класифікація елементарних частинок. Кварки. Космічне випромінювання.»

Основні частинки, о існують в природі у вільному або слабко-зв’язаному стані:

Протони;
Електрон;
Нейтрон;
Фотон;
Електронне нейтрино;
Електронне антинейтрино;
Піони або π- мезони.

Основні властивості елементарних частинок:

Більшість – нестабільні (стабільні – фотон, електрон, протон, нейтрон);
Взаємодія та взаємне перетворення;
Існування античастинок;
Складна будова більшості частинок.

Маса частинки та античастинки однакова, заряди однакові за модулем та протилежні за знаком.

Античастинка електрона – позитрон, а не протон.

Класифікація елементарних частинок
Фотони	Лептони	Адрони
	· Електронне нейтрино; · Мюонне нейтрино; · Тау-нейтроно; · Електрон; · Мюон; · Тау-лептон	Мезони
		Нуклони (протони та нейтрони)
		Гіперони

Види взаємодій у природі
Вид взаємодії	Квант поля	Радіус дії	Відносна інтенсивність	Прояв
Ядерне (сильне)	Піони Каони	10^-15 м	1	Стійкість атомних ядер
Електромагнітне	Фотони	∞	1/137	Стійкість атомів, молекул, макроскопічних тіл
Слабке	Бозони	10^-13 м	10^-10	Нестабільність елементарних частинок
Гравітаційне	Гравітони (гіпотеза)	∞	10^-33	Стійкість зір планетних систем

Узагальнюючи заняття:

Тема 1:

«Фізика і науково-технічний прогрес. Фізична картина світу як складова природничо-наукової картини світу»

Матеріальний світ

Частина світу	Розміри у просторі	Основні структурні елементи	Основний тип взаємодії
Мікросвіт	‹10^-8м	Молекули Атоми Елементарні частинки	Електромагнітна Сильна Слабка
Макросвіт	‹10 ^-8+ 10²⁰м	Тіла на Землі Земля та інші планети Зірки Гравітаційні та електромагнітні поля	Гравітаційна Електромагнітна
Мегасвіт	›10²⁰ м	Галактики Гравітаційні та електромагнітні поля	Гравітаційна Електромагнітна

Еволюція поглядів на фізичну картину світу

Фізична карта світу	Приблизний час існування	Вчені, які зробили найбільший внесок у розвиток фізичної карти світу	Основні принципи, закони, теорії
Механічна	XVI-XVIII ст.	Демокрит, Галілей, Декарт, Ньютон	Принцип відносності; закони динаміки; закон всесвітнього тяжіння; закони збереження
Електро-динамічна	XIX-початок XX ст.	Фарадей, Максвелл, Ейнштейн	Закон Кулона; закон електромагнітної індукції; рівняння Максвелла; спеціальна теорія відносності
Квантово- польова	Початок XX- середина XX ст.	Планк, Ейнштейн, Бор, Резерфорд, Столєтов, де Бройль, Гейзенбург, Шредингер, Лебедєв	Гіпотеза Планка; робота Ейнштейна; постулати Бора; корпускулярно-хвильовий дуалізм.

Взаємодія в природі

Вид взаємодії	Квант поля	Радіус дії	Беруть участь у взаємодії	Прояви
Ядерна (сильна)	Пілони Каони	10^-15 м	Важкі частинки (нуклони)	Стійкість атомних ядер
Електромагнітна	Фотони	∞	Заряджені частинки та фотони	Стійкість атомів, молекул, макроскопічних тіл
Слабка	Бозони	10^-13 м	Всі частинки, крім фотона	Нестабільність елементарних частинок
Гравітаційна	Гравітони (гіпотеза)	∞	Всі тіла та частинки	Стійкість зірок, планетних систем