Таырып №36. Жлдыздар ядросы термоядролы реактор ретінде.

6.2 Саба міндеті:

1.Жлдыздар ядросы жайында ындыру.

2. Білімгерлерді білімін арттыру, тередету.

3.Білімгерлерді ыптылыа трбиелеу.

6.3 Дріс тезисі:

Кн – атты ызан (беткі температурасы – 6000С), плазмалы шар (тыыздыы 1,4 г/м3). Оны лаулаан от пен протуберанецтер орналасан тжі бар. Кнні суле шыаруыны – кнні белсенділігіні – 11 жылды циклі бар. Кнні белсенділігіні е жоары шегінде оны бетінде ерекше кп да байалады. Сутегіні гелийге айналуы кезінде
термоядролы реакциялар кн энергиясыны кзі болып табылады. Алаш рет термоядролы реакцияларды жріп туіне ажетті температураны теориялы трде Артур Эддингтон есептеп шыаран. Неміс физигі Ганс Бете (1967 жылы Нобель сыйлыын алан) Кнде жретін сутегімен гелийді термоядролы синтезіні реакциясын есептеп шыарды.
Кн жйесі мен жлдыздарды пайда болуы жайлы кез-келген проблема немесе гипотезаны негізінде, аламны ш фундаменталды ерекшелігі бар: біріншіден аламдаы заттарды басым кпшілігі сутегіден (75%), гелийден (25%) жне баса да химиялы элементтерді азантай бліктерінен ралан; екіншіден аламны кезкелген нктесінде жлдызаралы газ жне ша бар; шіншіден аламда барлы заттар айналмалы жне турбулентты озалыста (галактиканы формасы спираль тріздес, жлдыздар айналуда, планеталар кнді айналады жне т.б.). Сондай а бізге Кн жйесіні жасы 5 млрд жыла те екендігін білеміз. Бл малмат бізге аламны зіміз орналасан блігіні тарихын елестетуге ммкіндік береді.
Кн жйесіні пайда болуы жнінде бірнеше гипотезалар бар. ткен асырда осындай гипотезаны И.Кант сынды. Бл гипотезаны П. Лаплас олдады. Жаын арада ана В.Фесенков пен О. Шмидті жаа гипотезалары пайда болды. Бл гипотезаларды баса гипотезаларда айырмашылыы, олара сйкес планеталар бастапы ысты компоненттерден емес, суы кйдегі заттардан тзілген. Швед астрофизигі Х.Альвен сынып, кейін Ф.Хойл жетілдірген Кн жйесіні пайда болуы гипотезасыны электромагниттік варианты азіргі тада ке таралан.

Жлдыздарды пайда болу рдісі галактикада здіксіз жреді. Кезкелген уаытта газ бен ша, турбуленттік кштерді серінен гравитациялы ядролар – протожлдыздарды элементеріне немі осылып жатады. Пайда болан глобула протожлдыз басынан бастап гравитациялы ядролардан алан айналмалы озалыса ие болады. Глобула лкейе бере аырында ысты боландыы соншалы, оны ішінде атомды синтезді реакциялары те бастайды.
ызуды белгілі бір шегіне жеткен кезде глобула зіні абыына айналан, алан затты жарып, жан – жаа шашыратып тастайды. Глобуланы сыылуы оны массасына прапорционалды трде лаяды. Аырында ол атомдар здеріні электрон абышаларын жоалтатын температураа да жетеді. 15 млн градусты температурада ядролы синтез реакциялары басталады.
Сутегі ядролары орасан зор энергия бле отырып, гелий ядроларын тзеді. Аылшын астрофизигі А. Эддингтонны анытаандай, бізді Кніміз осы ядролы реакциялар жретін термоядролы азан болып табылады. Оны ядросыны температурасы 15 млн градус, ал бетіні температурасы 60000С-ге те. Эдингтон Кнді райтын газды траты тепе- тедігін тсіндірді. Оны тсіндірмесі бойынша тартылыс кші газдарды сыылуын тудырады, ал сыылуа газдарды ысымы кері сер етеді. А.Эддингтон, бдан баса радиациялы ысымны жлдыздарды ішінде бар екендігін ескерді, ал суле шыару жлдызды ішінде интенсивті жретін боландытан, радиациялы ысым да елеулі болуы тиіс.
Бл жерде гелийді кл ретінде алса, сутегі анша уаыт жануы ммкін деген сра пайда болады. Жлдызды массасына байланысты бл рдіс за немесе жылдам болуы ммкін. Массалары Кнні массасындай жлдыздарда сутегі миллиардтаан жылдар бойы жануы ммкін. Біра сутегіні оры шексіз емес, олар ашан да болсын таусылады.
Бл жадайда галактикадаы сутегіні оры таусыланнан кейін 100 млн градус температурада гелий жана бастайды деп жорамалданып отыр. Ендігі кл оттегі мен кміртегі болады. Оттегі мен кміртегі жану шін бізді кнні массасы жеткіліксіз. Біра осы кезге дейін де кнде елеулі процестер теді.

Гелий сутегіден ауыр, сондытан ол жанып біткен со орталыта жиналып алады. Енді сутегі абыты ішінде жанады. Ал орталыта алан гелийлік шар, ызан сайын лкейе бастайды. Оны температурасы да ктеріле бастайды. Бізді Кні клемі лкейе бастайды. Бл былыс бкіл Кн жйесін катастрофалы процестерге алып келеді. Мысала, Жерде поляр мздытары еріп, мхиттар буланып, планетаны алы тман аптап, онда здіксіз жабыр жауады. Гелийлік рт оны оршаан сутегілік абышаны жарып, нтижесінде бкіл планеталы жйеге таралып, кптеген планеталарды атмосферасын жлып кетіп, оларды ртеп жібереді.

Бдан со ядролы пеш снеді. Біра Кн гелийлік жарылыста жойылмайды. Жарылысты ыпалы кн бетіне жеткенше оны сырты абышасы суыи бастайды. Гелий осыдан кейін айта жиналып, жоарыда крсетілген реакция айта басталады. Ішкі абаттардаы температура сіп, сырты абаттардаы температура тмендейді. Аырында атомдар тзілуге ажетті жадайлар туып, фотондарды аыны басталады.

Кп млшерде жылу блінумен атар жретін бл рдіс белгілі бір шекке жеткенде, Кнні абышасы кеістікке шашырап кетеді, яни кн жарылады. Сырты абыынан айрылан Кн а карликке айналып, тып – тыныш бірнеше милиондаан жылдара созылан тіршілігін жаластыра береді.

Егер Кнні массасы лкен боланда сутегіні жану процесі баса химиялы элементтерді, мысалы, неон, магний, кремний, фосфор, ккірт, никель, т.б. тзілгенге дейін жре берер еді. Бл элементтерді барлыы бір-біріне кигізілген матрешкалар секілді жанатын еді, мысалы, магний – неонды абыта, фосфор - кремнийлік абыта жне т.б. Біра, темірге жеткенде бл процес тотайды. Себебі, темір жанбайды. Біра ысым мен температура жоарылаандыы соншалы, е соында электрондар мен протондар бір-бірімен ысылысып, нтижесінде тек нейтрондар ана алатын жадайа жетеді.

Оларды алатын орны аз болатындытан жлдыздарды орталы зегі одан ары сыылады, сонымен атар осымша энергия бледі, бл энергияны серінен сыылу процесі тездетіле тседі. Нтижесінде кптеген нейтринолар пайда болады, бл лсіз блшектер жйеден тез арада сырта шыып кетеді. Жлдыздарды орталы блігінде энергия жетпегендіктен сыылу айтадан кшейеді. Нейтриноларды аыны лаяды, біра олар енді жлдыздардан блініп шыып кете алмайды, себебі сырты абаттар здеріні тыыздытарын лайтады. Бл кезде гравитациялы кштерді Кн жйесі
серінен аса жаа жлдызды жарылысы деп аталатын жарылыс болуы ммкін.

6.4 лестірмелі материал:электронды кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланан дебиеттер:

1. Физика: Жалпы білім беретін мектепті жаратылыстану-математика баытындаы 10-сыныбына арналан оулы/ Б.Кронгарт, В.Кем, Н.ойшыбаев.-д., толыт. 2-бас. Алматы: Мектеп, 2010-384 б., сур.

2. Физика: Жалпы білім беретін мектепті жаратылыстану-математика баытындаы 11-сыныбына арналан оулы/ С.Тябаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт, т.б.- Алматы: “Мектеп” баспасы. -384 б., сур.

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсыны есептер жинаы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсыны есептер жинаы. М: Наука, 2006

Баылау сратар

1.Жлдыздар ядросы дегеніміз не?

2.Кн жйесіні жасы аншаа те?