Atom fizikası. Jobası: Klassik fizikanıń atom hádiyselerini túsindiriwdegi qıyınshılíqları

 

 

 

 

 

 

---

3.Rezerford tájriybege hám atom yadro modeline tiykarlanıp atom zaryadın 
hám ólshemin anıqlawǵa eristi. Yadronıń zaryadı elektron zaryadına eseli bolıp,
Q=+Ze 
ekenligi anıqlandı. Bunda Z - elementtiń Mendeleev periodlíq sistemasındaǵı 
tártip nomeri. Rezerford jáne sol nársege 
anıqlíq kiritedi, elementtiń periodlíq 
sistemadaǵı ornı Mendeleev kórsetgenindey, 
onıń atom massası menen emes, balki yadro 
zaryadı menen anıqlanar eken. Rezerford 
ayırım elementlerdiń periodlíq sistemadaǵı 
ornına dúzetiwler kiritti, yaǵnıy olardıń tártip 
nomerlerin ózgertti. 
Rezerford atom yadrosınıń ólshemin qanday anıqlaǵanın kórip óteyik.
Máselen -bólekshe bazı bir element atom yadrosına oraylíq urılsın.
*aǵıyqatında -bóleksheniń yadro menen soqlıǵısıwı bolmaydı. Sebebi,  - 
bólekshe yadroǵa qandayda aralíqqa jaqınlasıp barıp, soń arqaǵa qaytadı. -
bóleksheniń kinetik energiyası qansha úlken bolsa, ol yadroǵa sonsha kóbirek jaqın 
baradı. Energiyanıń saqlanıw nızamına muwapıq -bólekshenińkinetik 
energiyasın yadro menen óz-ara tásir potentsial energiyasına teńleymiz. 
m v
q
zе
r



2
0 0
2
4
=
(31.1) 
 - bóleksheniń tezligi v  10
7
m/s, massası m

=4m
n
=4.147
.
10
-27
kg, zaryadı
q

=2h 1,6.10
-á9
Kl hám altın atomınıń periodlíq sistemadaǵı tártip nomeri 
Z=79 ekenliginin esapqa alıp, 
(31.1) 
teńlikten 
r
0
dı 
esaplaymız. 
Tabılǵan r
0
dıń bul mánisi altın hám -bólekshelerdiń yadro radiuslarınıń 
jıyındısına te4. Yadronıń bul ólshemi shártli bolıp, ol  -bóleksheniń tezligine 
baylanıslı. Házirgi zaman usılları menen yadronıń ólshemi 10
-15
m átrapında 
ekenligi anıqlanǵan. Yadro fizikasında 10
-15
m uzınlíq 1 Fermi dep júritiledi.
+
+
+
+
+
+
⎯
⎯
⎯
⎯
⎯
⎯
3-сурет
.
H
1
1
He
4
2
Li
7
3
м
v
m
Ze
q
R
14
2
0
0
10
3
4
−


=




---

Elektronnıń radiusı hám á Fermi átrapında ekenliginin esaplap tabıwımız
mumkin. Elektrostatikadan belgili, zaryadlanǵan ótkizgish energiyası
E
0
= e 
formula menen esaplanadı. 
Bul formulada e - elektronnıń zaryadı, -ótkizgish potentsialı. Elektrondı r
0
radiuslı shar dep alsaq, onıń energiyası ushın 
0
0
0
4
2
1
r
e
e
E

=
(31.2) 
formulanı jazıwımız mumkin. 
Eynshteyniń arnawlı salıstırmalılíq teoriyasına muwapıq tınısh turǵan 
elektronnıń energiyası 
E
0
= m
0e 
c
2
(31.3) 
Bunda m
0e
-elektronnıń tınıshlíqtaǵı massası, E
o
dıń joqarıdaǵı ańlatpaların 
bir-birine teńlep, shamalardıń san mánislerin qoyıp, elektronnıń radiusın 
esaplaymız: 
2
0
0
0
4
2
1
c
m
r
e
e
=
−

м
c
m
e
r
e
15
2
8
31
12
2
19
2
0
0
0
10
2
)
10
3
(
10
1
,
9
10
85
,
8
14
,
3
4
)
10
6
,
1
(
4
2
1
−
−
−
−









=
−
=

Joqarıdaǵı nátiyjeden kórinip tur, elektronnıń radiusı hám yadro radiusına 
jaqın eken. Yadronıń ólshemi hám massasın bilgen halda biz yadro zatınıń 
tıǵızlıǵın esaplawımız mumkin. Yadronıń massası ornına atom massasın alsa 
hám boladı, sebebi elektronnıń massası eń kishi atom-vodorod massasınan hám
áhqú márte kishi. Bizge belgili, m
n
= 1.67.10
-27
kg bolǵanı ushın yadro tıǵızlıǵı 
ushın
3
9
3
18
3
15
27
3
0
/
10
10
6
,
0
)
10
(
14
,
3
4
10
67
,
1
3
3
4
см
Т
м
кг
кг
r
m
V
m
’
’






=
=
=
−
−


nátiyjeni alamız. 
Bunday tıǵızlíq házirgeshe ilimge málim bolǵan eń úlken tıǵızlıq. 

---

Rezerfordtıń biz joqarıda kórip ótken atom yadro modelin kóbinshe atomnıń 
planetar modeli dep te ataydı. Biraq bul júdá qopal uqsatıw. Sebebi, Quyash hám 
planetalar mexanik sistema bolsa, atom yadrosı hám elektronlar elektrodinamik 
sistema. Quyash hám planetalar óz-ara gravitatsion maydan arqalı tartısıp tursa, 
elektronlar yadroǵa Kulon nızamı menen anıqlanıwshı elektr maydanı kúshleri 
arqalı tartısıap turadi. Rezerfordtıń atom teoriyası ayırım element atomları yadro 
zaryadın hám massasın anıqlap, olardıń periodlíq sistemadaǵı ornına anıqlíq 
kiritgeni menen atomnıń kóp qásiyetlerin túsindirip bere almadı. Máselen, atom 
sırtqı tásir sebepli yonlasıwı, yaǵnıy ol chetki elektrondı joǵaltıp oń ionǵa aylanıwı 
hám jáne neytral atom halına qaytıwı mumkin. Bul protsessti Rezerford yadro 
modeli túsindirip bere almaydı. Bul model yadro átrapında aylanıp atırǵan 
elektronnıń orbitası ne sebepten statsionar ekenine hám juwap taba almaydı. 
Elektron yadro átrapında aylanar eken, málim tezleniwge iye boladı, sonıń ushın 
atomnan elektromagnit nurlanıw shıǵıp turıwı kerek. Nátiyjede elektron orbitasınıń 
radiusı qısqara barıp, ol spiral sıyaqlı traektoriya boylap aylanıwı kerek. Atom 
aldın uzın tolqın uzınlíqtaǵı jaqtılíq shıǵarıwı, spiraldıń radiusı qısqarıp elektronnıń 
aylanıw jiyiligi artıwı nátiyjesinde atom shıǵarıp atırǵan jaqtılíqtıń tolqın uzınlıǵı 
úzliksiz qısqarıp barıwı kerek. Esaplawlar sonı kórsetedi, elektron qısqa waqıt 
ichinde (~10
-h
s) yadro ústine túsip qalıwı nátiyjesinde atom "buzılıwı" kerek edi.
Bizge belgili, bunday hal bayqalmaydı, atom statsionarsha qaladı. Atomnan shıǵıp 
atırǵan jaqtılíq spektri hám úzliksiz bolmay, bálki sızıqlı bolar. Máselen gaz 
atomları spektrı sızıqlı. Bunday sızıqlı spektrge mısal etip vodorod atomı spektrin 
alıw mumkin. Atomlar spektri ne sebepten sızıqli bolıwın Rezerfordtıń atom yadro 
modeli túsindirip bere almaydı.Demek, klassik mexanika hám elektrodinamikaǵa 
tiykarlanıp jaratılǵan Rezerford atom teoriyası atom ishinde bolıp ótetuǵın 
protsesslerdi túsindiriwge jaramsız eken. Sonnan keyin daniyalíq fizik-teoretik Nils 
Bor, M. Planktıń energiya kvantı haqqındaǵı teoriyasın hám tájriybede bayqalǵan 
vodorod atomı spektral seriyaların úyrenip, atom dúzilisiniń jańa teoriyasın jarattı. 
Bekkemlew ushın sorawlar: 
1. Atom hádiyselerin túsindiriwde klassik fizikanıń qıyınshılíqları aytıp beriń 

---

2. XX–ásir basındaǵı atom fizikasında qanday jańalíqlar boldı ? 
3. Atomnıń Tomson modelin túsindirip beriń. 
4. Rezerford tájriybesin aytıp beriń. 
5. Yadronıń ólshemi, zaryadı hám massası qalay anıqlaymız? 
6. Atomnıń yadro modeliniń kemchiligin aytıp beriń.