1. Rentgen nurlarining va ularning xossalari


 Rentgen nurlari kashf etilishi


Download 0.7 Mb.
Pdf ko'rish
bet5/6
Sana20.11.2023
Hajmi0.7 Mb.
#1789387
1   2   3   4   5   6
Bog'liq
Mustaqil ish 3..2

5. Rentgen nurlari kashf etilishi 
O‘tgan asr oxirida Germaniyadagi Vyursburg universiteti professori 
V.Rentgen gazlarda elektr razryadi ustida tajribalar o‘tkazdi. U ikki kavsharlangan 
elektrodga ega bo‘lgan, atmosfera bosimiga nisbatan ~10
-5 
bosimgacha havosi 
so‘rilgan shisha trubkani ishlatdi. Elektrodlarga yuqori kuchlanish berilganida anod 
(musbat elektrod) atrofidagi shisha sarg‘ish-yashil yorug‘lik bilan yorug‘lana 
boshlangan. Bu yorug‘likni fiziklar katod nurlari deyiladigan nurlar ta’siri oqibati, 
deb tushuntirgan. Ularni katod nurlantiradi hamda u anodga va qisman trubka 
devoriga tushadi. Keyinroq, bu nurlar manfiy zaryadlangan zarralar-elektronlar 
oqimi ekanligi isbotlandi (1-rasm) 
1895-yil noyabr oyi oqshomlaridan birida Rentgen laboratoriyada ishlayotib, 
ajoyib hodisani kuzatdi. Tajribalar o‘tkazish uchun u razryad trubkani oddiy 
yorug‘likni o‘tkazmaydigan qora qog‘ozga o‘radi. Xona qorong‘i edi, bu olimga 
trubkaga yaqin joyda yotgan bariy tuzi kristallari kuchsiz yorug‘lik 
chiqarayotganini payqashga imkon berdi. U trubkadagi kuchlanishni uzganda 
yorug‘lanish yo‘qoldi. Shundan keyin Rentgen bariy tuzi bilan qoplangan ekranni 
trubka yaqiniga o‘rnatdi. Ekran yorug‘landi. Olim trubka bilan ekran orasiga turli 
buyumlarni joylashtira boshladi. Karton, qog‘oz ebonit plastinka yorug‘lanish 
ravshanligiga ta’sir ko‘rsatmadi. Metall buyumlar ekranga soya tushirdi. 
Trubkaning moddadan o‘tib ketuvchi noma’lum nurlar manbai ekanligi ravshan 
bo‘ldi. Bu nurlarni Rentgenning o‘zi «X-nurlar» deb atadi, biz esa ularni Rentgen 
nurlari deymiz. 


1-rasm. Rentgen trubkasining chizmasi. A-anod (suv bilan sovitiladi); K-katod. 
X-nurlar yo‘liga tadqiqotchi o‘z qo‘lini qo‘ydi va ekranda qo‘l skeletning 
soya tasviri paydo bo‘ldi. Yumshoq to‘qimalar nurlanish uchun shaffof, suyaklar 
esa uni deyarli o‘tkazmas edi. 
Olimning «Nurlarning yangi turi haqida» sarlavhali birinchi maqolasida 
Rentgen o‘zi kashf qilgan nurlar xossalarini tavsifladi, bu maqola butun dunyoni 
aylanib chiqdi va keyin barcha Yevropa tillarida alohida kitobcha shaklida bosildi. 
Ammo, Rentgen sirli nurlar tabiatini tushuntirib bera olmadi. U elektronlarning 
mavjudligini bilmas edi, ana shu elektronlarning trubka shishasida tormozlanishi 
rentgen nurlar va ko‘rinadigan yashil yorug‘lik paydo bo‘lishining sababi edi. 
Zaryadli zarra modda ichiga uchib kirganda tormozlanadi va, o‘z tezligini 
yo‘qotadi va elektromagnit to‘lqinlarini nurlantiradi. Rentgen nurlar to‘lqin 
uzunligi diapazonidan 
м
12
10
5


gacha oraliqda yotadi. Elektromagnit to‘lqinlar 
shkalasida ular ul’trabinafsha nurlanish va gamma-nurlanish orasidagi joyni 
egallaydi. Tormozlovchi elektronlar dastasi turli to‘lqin uzunlikka (

) ega bo‘lgan 
to‘lqinlarni nurlantiradi. Bu to‘lqinlar uzluksiz rentgen spektr tashkil qiladi, lekin, 
bundan boshqa 

ning muayyan qiymatlariga ega bo‘lgan to‘lqinlar guruhiga 
tegishli ayrim spektral chiziqlar ham mavjud bo‘ladi. Ularning tabiati quyidagicha: 
tushayotgan zarralar atomni ionlaydi va hosil bo‘lgan bo‘sh o‘rinlarga yuqoriroq 
energiya sathlaridagi elektronlar o‘tadi. Bunda muayyan hv  energiyali kvant 
nurlantiriladi. Bo‘sh sath atomning tashqi elektronlar qobig‘ida hosil bo‘lganda 
ko‘rinadigan yorug‘lik yoki ultrabinafsha nurlar kvanti nurlantiriladi, bo‘sh sath 
ichki qobiqda hosil bo‘lganda esa kattaroq energiyali va mos ravishda kichikroq 
to‘lqin uzunlikli kvant, ya’ni rentgen kvant nurlantiriladi. Bu nurlanish elektronlar 


dastasi bombardimon qilayotgan anod materialini xarakterlaydi. Shuning uchun u 
xarakteristik nurlanish deyiladi. 
1962-yilni rentgen astronomiyasi to‘g‘ilgan yil, deb hisoblash mumkin. Yadro 
nurlanishlari detektorlari dastavval raketalarda, keyin esa sun’iy yo‘ldoshlarda 
kosmosga ko‘tariladi. Quyosh va yulduzlarning yer atmosferasidan o‘ta 
olmaydigan rentgen nurlanishi o‘rganildi. Ko‘p kosmik obektlar – rentgen nurlarini 
nurlantirgichlar kashf qilindi. Lekin rentgen pulsarlarining aniqlanishi bu sohadagi 
eng katta kashfiyot bo‘ldi. Olimlar bunday pulsarni ikki yulduzdan iborat sistema, 
deb tasavvur qiladilar, ularning biri neytron yulduzdir. Neytron yulduzning radiusi 
atigi 10

30 km, massasi esa yulduzlar massasicha, binobarin, unda moddaning 
zichligi 10
11

10
15
g/sm
3
. Zichlik bunday bo‘lganida elektronlar yadrolarga 
«tiqilgan» va protonlar bilan birga neytronlar hosil qiladi. Ikkinchi yulduz, odatda, 
gazsimon yulduzdir. O‘zaro harakat jarayonida neytron yulduz o‘z yo‘ldoshining 
moddasini «tortib» oladi va uning sirtini, rentgen trubkasidagi anod singari
zarralar bombardimon qiladi. Mana shu sabab nurlanishni vujudga keltiradi. Bu 
nurlanish, sistema (juda katta tezlik bilan) aylanayotganligi va u bilan birga 
«rentgen projektori»ning gigant nuriga aylanganligi sababli, vaqt bo‘yicha 
pulslanib turadi. Rentgen nurlarining kashf qilinishi fizika tarixida muhim rol 
o‘ynaganligi aniq. Undan keyin yangi tadqiqotlar amalga oshirildi, hamda atomlar 
tuzilishi va materiyaning kvant nazariyasi haqidagi hozirgi zamon qarashlarining 
shakllanishiga olib kelgan ilmiy yutuqlar qo‘lga kiritildi. Rentgen nurlarini tabiati 
uzil-kesil 1912-yilda aniqlandi, bu paytga kelib M.Laue g‘oyasi bo‘yicha Rentgen 
nurlarining difraksiya hodisasi shak-shubhasiz amalga oshirildi. Laue va uning 
xodimlari qilib ko‘rgan tajriba quyidagicha: D
1
va D
2
qo‘rg‘oshin diafragmalar 
vositasida ajratilgan ingichka Rentgen nurlari dastasi K kristallga tushadi va undan 
parron o‘tib, RR fotografik plastinkaga tushadi. Plastinka ochiltirilgandan so‘ng 
unda Rentgen nurlarining dastlabki yo‘nalishiga to‘g‘ri kelgan markaziy dog‘dan 
tashqari muntazam ravishda joylashgan bir qator dog‘lar borligi ko‘rinadi (2-rasm). 
Ularning vaziyati tayinli bir kristall uchun aniq bo‘lib, bir modda kristalli o‘rniga 
boshqa modda kristalli qo‘yilganda bu dog‘lar vaziyati o‘zgaradi. Agar Rentgen 


nurlarini kristalldan iborat fazoviy panjaradan difraksiyalanadigan to‘lqinlar deb 
faraz qilsak, bu hodisani miqdor jihatidan to‘liq talqin etish mumkin. Haqiqatdan 
ham, kristall muntazam fazoviy panjara ko‘rinishida joylashgan atomlar 
to‘plamidan iborat. Atomlar orasidagi masofa nanometrning ulushlariga teng 
(masalan, osh tuzida Nа bilan Sl oralig‘i 0,2814 nm ga teng). Panjaraning har bir 
atomi o‘zaro kogrent bo‘lgan Rentgen to‘lqinlarining sochilish markazlari bo‘lib 
qoladi, chunki bu to‘lqinlar kelayotgan ayni bir to‘lqindan hosil bo‘ladi bu 
to‘lqinlar o‘zaro interferensiyalashib, ma’lum yo‘nalishlar bo‘yicha maksimumlar 
hosil qiladi, bular esa fotografik emulsiyada ayrim difraksion dog‘lar yuzaga 
keltiradi. Bu dog‘larning vaziyatiga va nisbiy intensivligiga qarab kristall 
panjarada sochuvchi markazlarning joylashishi va ularning tabiati haqida (atomlar, 
atom gruppalari yoki ionlar) tasavvur hosil qilish mumkin. Shuning uchun 
difraksiya hodisasi Rentgen nurlarining to‘lqin tabiatli ekanining eng muhim va 
bevosita isboti bo‘lgani holda kristall panjaralarni eksperimental ravishda 
o‘rganishning asosi bo‘lib qoldi. Laue kashfiyoti tufayli kristallarning strukturasi 
to‘g‘risidagi masalani samarali tadqiq etish imkoni to‘g‘ildi. Keyingi vaqtlarda 
Laue usuli suyuqlik va hatto gazlar molekulalarining tuzilishini tadqiq etishga 
qo‘llaniladigan bo‘lib qoldi, bunda molekulaning tarkibiy qismlarida yuz beradigan 
difraksiya kuzatiladi. Garchi bu holda difraksion manzara uncha aniq bo‘lmasa-da, 
juda muhim natijalar topildi (3-rasm). 
2-rasm. Laue tajribasining chizmasi 3-rasm. ZnS Kristallining lauegrammasi 


O‘z vaqtida Laue kashfiyoti Rentgen nurlarining korpuskulyar tabiatli emas, balki 
to‘lqin tabiatli ekanligining aniq isboti sifatida qaralgan edi. Hozir biz bilamizki, 
difraksiya hodisalari korpuskulalarda ham yuz beradi. Debay-Sherrer taklif etgan 
usulda monoxromatik rentgen nurlari poroshok holidagi kristallga tashlanadi. 
Monokristallar xaotik ravishda oriyentatsiyalanganligi uchun har doim shunday 
oriyentrlangan kristall panjaralar topiladiki, shu yo‘nalishlardan qaytgan rentgen 
nurlari fotoplyonkada ma’lum tartib bilan joylashgan egri chiziqlarni hosil qiladi. 
Bu vaqtda qaytgan nurlar rus fizigi Vulf va angliyalik ota-bola Bregglar (1913 yil) 
tomonidan kashf qilingan shartni qanoatlantiruvchi burchaklarda difraksion 
manzara hosil qiladi. 
Vulf-Bregglar qatlam qalinligi d ga teng bo‘lgan kristall panjaraga 
sirpanuvchi burchak ostida rentgen nurlarini tashlab shunday sirpanish burchagi 
ostida qo‘shni qatlamlardan qaytayotgan nurlar bosib o‘tgan yo‘llar orasidagi ∆ 
farq ∆=KM+ML ga teng bo‘lishini quyidagi shartni qanoatlantiruvchi yo‘nalishda 
difraksion maksimum kuzatilishi aniqlandi (4-rasm). 
∆=2dsin

=ml 
bu yerda m =1,2,…ifoda Vulf-Bregg formulasi deyiladi. Agar oddiy kubik 
panjaraga ega bo‘lgan natriy xlor kristallini olsak, Na va Cl ionlari orasidagi 
masofa d ga teng. Bitta ionning hajmi d
3
ga teng, bundan 
3
2

Download 0.7 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling