1. Rezerford tajribasi. Atomning polenar modeli va uning kamchiliklari. Bor postulatlari

Atom tuzilishi
Reja:


1. Rezerford tajribasi.
2. Atomning polenar modeli va uning kamchiliklari.
3. Bor postulatlari.
4. Frank Gers tajribasi.
1. Rezerford tajribasi. Rezerfordning o’z oldiga qo’ygan maqsadini tushunish uchun atomning Tomson modelini oddiy tarvuz sifatida tasavvur qilaylik: tarvuzning go’shti musbat zaryadlari bo’lsa, danaklari elektronlar bo’lsin. Bunda ishonch hosil qilish uchun qanday yo’l tutish kerak? Bunday tarvuzni parchalab bo’lmaydi, chunki u juda kichik, kattaligi 10^-10 m. yagona yo’l tarvuzga undan ham kichikroq jismlarni yo’naltirish, ya’ni uni nishonga olib otish. Tarvuzni teshib o’tgan o’q uning ichki tuzilishi haqida ma’lumot beradi. Bordi – yu, tarvuzning markazi tomon yo’nalgan o’qlar uni teshib o’tamasdan orqaga qaytsa – chi? Bunda qanday xulosa chiqariladi? Demak, uning markazida o’q teshib o’ta olmaydigan, og’ir o’zak bo’lmog’i kerak. Aks holda o’q orqaga qaytmas edi. Endi Rezerford tajribasining sxemasi bilan tanishaylik. Rezerford tajribasida atomga α – zarralar oqimi yo’naltiriladi. α – zarraning zaryadi +2e ga, massasi esa 6,64∙10^-27 kg ga teng. Manba tor tirqishi qo’rg’oshin idishda joylahtirilgan bo’lib, zarralar ma’lum yo’nalishdagina chiqariladi va boshqa yo’nalishdagilarini qo’rg’oshin devorlar yutib qoladi. α – zarralarning yo’liga perpendikulyar qilib 1 μm qalinlikdagi oltin qog’oz qo’yilgan. Oltin qog’ozdan o’tgan α – zarralarning yo’nalishi ekran yordamida qayd qilingan. Rezerford o’z tajribasida α – zar-ralarning bir qismi dastlabki yo’nalishda ma’lum burchaklarga og’ishini va hatto oltin qog’ozdan qaytuvchi zarralar ham bo’lishini qayd etgan. Garchi bunday hol 10 000 ta zarradan bittasida kuzatiladi.
2. Atomning yadroviy modeli. Tariba natijalari asosida Rezerford 1911-yilda atomning yadroviy (planetalar) modelini taklif qildi. Ushbu modelga ko’ra hatto jajigina quyosh sistemasidek tasavvur qilinadi. Elektronlar yadro atrofida (yopiq) orbitalar – atomning elektron qobig’i bo’ylab harakatlanadi va ularning zaryadi yadrodagi musbat zaryadga teng.
Taklif qilingan model atomning tuzilishi haqida to’la xulosa chiqarishga imkon beradimi? Afsuski, yo’q.

Atomning Rezerford modeli klassik mexanika va elektrodinamika qonunlari bilan qarama-qarshi bo’lib olmadi. Kelgusi mavzuda ushbu muammolarga batafsilroq to’xtalamiz.

3. Bor postulatlari. 1913-yilda Rezerfordning yadroviy modeliga kvant nazariyasi tatbiq etilib, tajriba natijalarini to’la tushuntirib bera oladigan vodorod atomi nazariyasi yaratildi. Umuman olganda, kattaliklarning istalgan emas, balki ma’lum qoidaga bo’ysunuvchi tanlangan qiymatlarni qabul qilish kvantlanish deyiladi. Kvantlanish asosida yaratilgan nazariyaga esa kvant nazariyasi deyiladi.
Statsionar (turg’un) holatlar haqidagi postulat: atomda stasionar holatlar mavjud bo’lib, bu holatlarga elektronlarning satsionar orbitalari mos keladi.
Elektronlar faqat shu stasionar orbitalarda bo’lib, hattoki tezlanish bilan harakatlanganlarida ham nurlanish chiqarmaydilar.
m_eυ_nr_n=nħ,
bu yerda m_e – elektronning massasi; r_n – n – orbitaning radiusi; υ_n – elektronning shu orbitadagi tezligi; m_e υ_nr_n – elektronning shu orbitadagi impuls momenti; n – nolga teng bo’lmagan (n≠0) butun son, unga bosh kvant soni deyiladi; (h – plank doimiysi).
Chastotalar haqidagi postulat: elektron bir statsionar orbitadan ikkinchisiga o’tgandagina, energiyasi shu statsionar holatlardagi energiyalarning farqiga teng bo’lgan bitta foton chiqaradi (yoki yutadi):
hv =E_n-E_m,
bu yerda E_n va E_m – mos ravishda elktonning n - va m - statsionar orbitalar-dagi energiyalari.
4. Frank - Gers tajribasi. Nemis fizigi D. Frank va G.Gers elektron-larning gaz atomlari bilan to’lqnashuvini tutuvchi potensiallar usulida o’rganib 1913 – yil, atom energiyasi qiymatlarining diskretligini tajribada isbotladilar. Simob bug’lari bilan to’ldirilgan, hovasi so’rib olingan nayda katod (K), anod (A) va to’rlar (T₁ va T₂) bo’lgan. Frank va Gers tajribalarining ko’rsatishicha, simob atomlari bilan to’qnashgan elektron o’z energiyasining faqat ma’lum qismini ularga berishi mumkin. Bu energiya 4,86 eV teng bo’lib, asosiy holatdagi simob atomi yutilishi mumkin bo’lgan eng kichik energiya porsiyasidir. Shunday qilib, atomda stasionar holatlar mavjudligi haqidagi bor nazariyasi tajribada to’la isbotlangan.
Adabiyotlar:

1. 
   I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." I-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
   
2. 
   I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." II-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
   
3. 
   I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." III-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
   
4. 
   S.X. Astanov, M.Z. Sharipov, N.N. Dalmuradova, M.Sh.Ivayev "Fizik kattaliklar va ularning o'lchov biriliklari" elektron o'qitish kursi EHM uchun yaratilgan dastur. O'zbekiston Respublikasi davlat patent idorasi GUVOHNOMA № DGU 00975 Toshkent, 12 iyul 2005 y.
   
5. 
   A.G.G’aniev, A.K.Avliyoqulov, G.A.Almardonova “Fizika” I qism Toshkent 2007 y.
   
6. 
   S.X.Astanov, M.Z.Sharipov, N.N.Dalmuradova, R.V.Metanidze “Umumiy fizika kursining elektr bo’limidan” elektron darslik.