Atom yadrolarining asosiy xususiyatlari. Yadro tarkibidagi zaryadlar haqida ma’lumotlar. Elektr va barion zaryad. Juft‑juft, juft‑toq, toq‑toq yadrolar. Izotop, izobar, izoton, izomer va ko‘zgu yadrolar

YAdro massasi.
Massa moddiy obektning eng muhim xususiyatlaridan biri bo‘lib, jismning inersiya, gravitatsiya va energiya o‘lchamlari bo‘lib xizmat qiladi. YAdro massasi atom massasi birligida o‘lchanadi. Malumki, atom neytral holatda bo‘ladi. Bir massa atom birligi-uglerod ¹²S massasining 1/12 qismi olingan.

Nuklonlar va elektron massalari quyidagicha qiymatlarga ega:

Atomlar massasi mass-spektrometrlarda o‘lchanadi. Mass-spektrometrlarda atomlar oldindan ionlashtiriladi (ularning zaryadi bo‘lishi mumkin). So‘ngra ionlar oqimi elektr va magnit maydonlar sistemasidan o‘tkaziladi. Elektr va magnit maydon miqdori munosobatga qarab tanlab olinadi, unda ionlar turli traektoriya bo‘ylab harakatlantiriladi. Detektorda (sanagichda) ionlar faqat munosobat miqdori bilan qayd qilinadi. Mass-spektrometrda aniqlik bilan qayd qilinadi. O‘lchangan massalar jadvallarga kiritiladi.
Eynshteyn qarashiga ko‘ra massa bilan energiya orasidagi bog‘lanish qonuniga asosan har qanday massali ob’ektga shu massaga mos energiya va aksincha, energiyaga tenglik bilan ifodalanuvchi massa to‘g‘ri keladi.
1m.a.b.ga mos keluvchi energiya

YAdro fizikasida massa va energiya eV (elektronvolt) larda o‘lchaniladi:

yoki _.
1eV -dan katta birliklari: keV, MeV, GeV va TeV:
1 keV = 10³ eV, 1 MeV =10⁶ eV, 1 GeV = 10⁹ eV, 1 TeV = 10¹² eV mavjud.
Nisbiylik nazariyasiga asosan massa bilan tezlik orasidagi bog‘lanish
, (4)
bu erda m va m₀- tezlik bilan harakat qilayotgan va tinch holatdagi jismlar massasi.
Relyativistik mexanikaga asosan tezlik bilan harakat qilayotgan jismning to‘la energiyasi:
(5)
bo‘ladi, bunda jismning tinch holatdagi energiyasi, T-uning kinetik energiyasi.
Ikkinchi tomondan bo‘lgani uchun harakatdagi jismning kinetik energiyasi
(6)
YAdro fizikasida yana quyidagi formula ham ishlatiladi:
, (1.7)
bu formulada m -massali jismning relyativistik impulsi dir, uni dan keltirib chiqarish mumkin.


Relyativistik holat uchun kinetik energiya T va impulsi orasidagi boo‘lanishni (5), (7) formulalarga ko‘ra keltirib chiqarish mumkin

kvadratga ko‘tarsak:
(8)
Atom yadrosi nuklonlardan iborat murakkab sistema bo‘lgani uchun uning energiyasi nuklonlar ichki harakat energiyasi bilan belgilanadi. Nuklonlar ichki harakat energiyasi qancha katta bo‘lsa, shuncha tinch holat massasi katta bo‘ladi. YAdro asosiy tinch holatida massaning va energiyaning eng minimal qiymatiga mos keladi. YA’ni nuklonlar harakatining minimum harakati (chastotasi) asosiy holat deyiladi. YAdro tashqaridan energiya qabul qilsa, energiyasi oshadi, yadro diskret uyg‘ongan holatlarga o‘tadi, mos ravishda massasi ham ga oshadi. (3-chizma).

3-chizma. YAdro holatlarini ifodalash sxemasi.

3- rasmda energiyasi nol yadroning asosiy holati, lar uyg‘ongan holat energiyalari. Har bir yadro o‘ziga xos uyg‘onish energiyalariga ega bo‘ladilar, yadroning uyg‘onish energiyasi qanday yo‘l bilan uyg‘onishiga bog‘liq emas. Barcha yadro jarayonlarida energiya saqlanishi ro‘y beradi. Atom massalarining aniq qiymati mass-spektrometrik qurilmasi yordamida tajribada aniqlanadi. Mass-spektrometrlarning har xil turlari mavjud. Odatda musbat zaryadlangan ionlar zaryadining ularning massasiga bo‘lgan nisbati , magnit va elektr maydonlarning umumiy ta’siri natijasida ionlar dastasining og‘ish kattaligi orqali aniqlanadi.
Hozirgi zamon mass-spektrometrlari vodoroddan tortib hamma elementlarning massalarini millionning 0,02 ulushi qadar aniqlikda o‘lchash imkonini beradi.
Atom yadrolari massasini boshqa usullarda ham yuqori aniqlikda o‘lchash mumkin. Masalan, yadroviy reaksiyalar, radioaktiv emirilishlarda energiya balansini tahlil qilishlik va radiospektroskopik, mikroto‘lqin va boshqa usullar bilan.
Izotop, izobar, izoton va ko‘zgu yadrolar
YAdrodagi nuklonlar miqdorlariga qarab yadrolar izotop, izobar, izoton, ko‘zguli yadrolar deb ataladilar.
Bir xil zaryadga - yani bir xil sonli protonga, ammo har xil massa soniga ega bo‘lgan yadrolarga izotoplar deb ataladi.
Masalan, protonlar soni bir xil, neytronlar soni turlicha, elementlar davriy sistemasida bir joyda (bir yacheykada) joylashadi. Izotoplar bir xil ximiyaviy va optik xususiyatlarga egadirlar. Lekin fizik xususiyatlari massa soni, toq-juftliklari va hokazolar turlichadir.
Massa soni bir xil, zaryadlari har xil yadrolarga izobar yadrolar deb ataladi.
Masalan,
Izobarlarning ximiyaviy xususiyatlari turlicha, fizik xususiyatlari, nuklon soni esa bir xil bo‘ladi. Lekin yadrolarning massa soni bir xil bo‘lganda ham izobar yadrolar massalari birmuncha farq qiladilar.
Neytronlar soni bir xil, lekin atomlarning zaryadlar soni turlicha bo‘lsa bunday yadrolar izotonlar yadrolar deb nomlanadi.
Masalan, _.
Birinchi yadroning protonlari ikkinchi yadroning neytronlariga, ikkinchi yadroning protonlari birinchi yadroni neytronlariga teng bo‘lsa ko‘zguli yadrolar deb ataladi.
Masalan,
Ko‘zguli yadrolardan biri radioaktiv bo‘ladi. Har ќanday o‘zgarishlardan so‘ng bir-biriga o‘tishadilar.
Bu yadro xususiyatlari bir-biriga ancha yaqin. Ko‘zguli yadrolar, yadro kuchlar tabiatini va yadro kuchlariga elektromagnit maydonining hissasini aniqlashda keng qo‘llaniladi.