Bajardi: “Fizika” yo’nalishi 19. 10-guruh talabasi Kamolova Durdona Ilmiy rahbar

Ionizatsiya energiya yo’qotish.
Yuqori energiyali og’ir zaryadli zarra muhitdan o’tishda o ‘z kulon maydoni bilan atom elektronlariga ta’sir etib energiyasini ionizatsiyalashga sarflaydi. Bu jarayonda kulon ta ‘sir kuchining uzoq masofagacha ta ‘sirlasha olish xususiyatiga ega bo’lganligidan zarra ko’plab elektronlar bilan ta’sirlashadi. Ionizatsiya energiya formulasini keltirib chiqarishda quyidagi mulohazalardan foydalanamiz:
1) Z arraning elektronlar bilan ta ‘sirlashuvini klassik fizika qonunlari asosida tushuntiriladi .
2) Atom elektronlarining tezligi , tushuvchi zarra tezligidan juda hamkichik , ta’sirlashuv vaqtida electron joyidan qo’zg’almas, siljimaydi deb qaraladi

3) Elektroning atomda erkin deb qaraymiz.
Muhitga tushuvchi zarra zaryadi Ze, massasi M, tezligi , elektronga eng yaqin kelish masofasi b bo’lsin. Zarra massasi elektron massasidan katta bo’lgani uchun elektronlar bilan ta’sirlashuvda o’z yo’nalishini o ‘zgartirmasdan to’g’ri chiziq bo’yicha harakatlanib, zarraning elektron bilan ta’sirlashuvi 2b masofagacha bo’lsin.
Dastlab zarraning alohida elektron bilan o’zaro ta’sirini ko’rib chiqaylik. Zarraning harakat trayektoriyasiga tik yo’nalishda elektronga bergan impulsi:
(2.2.1)
bo’ladi. Zarra elektronga yaqinlashganda va undan uzoqlashganda ta’sir kuchi yo’nalishi qarama-qarshi bo’lgani uchun zarra impulsining parallel tashkil etuvchisi nolga teng bo’ladi:
(2.2..2)
Shuning uchun ionizatsiyani zarra impulsining tik tashkil etuvchisi vujudga keltiradi. 0’zaro ta’sir vaqti
(2.2.3)
zarracha tomonidan elektronni itaruvchi kulon kuchi:
(2.2.4)
Elektronning zarracha tomonidan olgan impulsi:


(2.2.5)

Elektronning (2.2.5) impulsiga mos keluvchi olgan energiyasi:

(2.2.6)
Shunday qilib, (2.2.6) ifoda zaryadli zarra trayektoriyasidan b masofada joylashgan atom elektronining olgan yoki zarraning elektronga bergan energiyasini ifodalaydi. Zaryadli zarra muhitdan o ‘tishda trayektoriyasidan b uzoqliqda db qalinlikda va dx uzunlikda joylashgan silindr ichidagi barcha elektronlar bilan ta’sirlashadi. T a’sirlashuvchi elek tro n lar soni: , bu yerda ko’rilayotgan silindr devorining hajmi, - elektronlar konsentratsiyasi. Zarraning barcha elektronlar bilan ta’sirlashganda yo’qotgan energiyasi:
(2.2.7)
Uzunlik birligida yo’qotgan zarraning solishtirma ionizatsiya energiyasi:
(2.2.8)
To’la solishtirma ionizatsiyayo’qotish energiyasinitopish uchun (2.2.8) ifo dani ta’sirlashuv parametri b ning 0 dan gacha boTgan qiymatlari bo’yicha integrallash kerak. Lekin va da ni integrallasak, integral ma’noga ega emas. Shuning uchun b ning minimal va m aksimal qiym atlarini tanlash va integrallash zarur. Zarraning elektronga yaqinlashish parametri b ning minimal masofasi zarra bilan elektronning «peshona» to ‘qnashuvidir. Bunda oraliq masofa minimum energiya uzatish esa maksimum. «Peshona» to’qnashuvda energiya uzatish
(2.2.9)
Zarra massasi A/elektron massasi me dan M » me ekanligini e ‘tiborga olib (2.3.9) ifodani quyidagicha yoza olamiz:
(2.2.10)

(2.2.6) ifodaga ko’ra,

(2.2.11)

Zarraning elektronga uzatish energiyasi oraliq masofa ortishi bilan kamayib borishini hisobga olib, ni aniqlashda zarraning elektronga uzatish energiyasi elektronning atomda bog’lanish energiyasiga to ‘g’ri keluvchi masofa olinadi, bu masofadan katta masofadagi elektronlarga uzatilgan energiya ionizatsiya energiyasidan kichik boTib, elektronlar ionizatsiyasiga qatnashmaydi:

(2.2.12)
bu yerda - atomda elektronlarning o’rtacha ionizatsiya energiyasi. (Elektronlaming atomda ionizatsiya energiyasi turli yadro va turli qobiqlar uchun turlicha o’rtacha qiymat
Shunday qilib, (2.3.8) ifodadan:


(2.2.13)

ifodadagi ni (2.2.11) va (2.2.12) formulalardan foydalanib yozamiz: .

(2.2.14)

(2.2.14) ni (2.2.13) ga qo’ysak, solishtirma ionizatsiya yo’qotish formulasi hosil bo’ladi:

(2.2.15)

(2.2.15) formulani Bor formulasi deb ataladi. Relyativistik effektlami e’tiborga olsak, solishtirma ionizatsiya energiya yo’qotish formulasi:

(2.2.16)

(2.2.16) formulaga Bete-Blox formulasi deb ham ataladi. Bu yerda energiya yo’qotish erg/sm larda o’lchanadi.

Solishtirma energiya yo’qotish muhitdan o’tayotgan zarra zaryadining kvadratiga to’g’ri, tezligining kvadratiga teskari mutanosibda hamda muhitning elektronlar konsentratsiyasiga ham bog’liq bo’lib, zarramassasiga bog’liq emas.
Zaryadli zarraning elektronga yaqin kelish masofasi, ya’ni ta’sirlashuv parametri norelyativistik yoki relyativistik holatlarda turlicha qiymatlarga ega bo’Iadi.
Norelyativistik holat uchun yaqinlashish parametrining qiymatini
max qiymatini elektronning atomdagi o ‘rtacha ionizatsiya energiyasi to’g’ri keladigan qiymattanlanildi. Relyativistik holatdashuni e’tiborgaoIish lozimki, zarra ta’sirlashuv vaqti:
(2.2.17)
Agar elektronning orbitada aylanish davri katta bo’lsa, zarra energiyasini atomni uyg’otishga sarflanmaydi. Xuddi prujinaga qiska turtki berilsa prujina tebranadi, agar prujinani sekin siqib va asta-sekin bo’shatilsa tebranmaganidek boiadi. Shuning uchun zarraning elektron bilan ta’sirlashuv vaqti hech boim aganda elektronning orbitada aylanish davriga teng boiishi kerak:
(2.2.18)
Shunday qilib, o’rtacha ionizatsiya energiyasi:

(2.3.17) relyativistik effektlarni e’tiborga olinsa ta ‘sirlashuv vaqti bo’ylama kulon maydonning siqilishi hisobidan kamayadi.
(2.2.19)
bundan
(2.2.20)
Yaqinlashish masofasining qiymati uchun relyativistik holat uchun, yoki bo’lishi lozim.


XULOSA

Qobiqli modelga ko‘ra, yadro beta-yemirilish ehtimolligini aniqlash, beta-yemirilish izobar yadrolar o‘rtasida ro‘y beradi. Bunda dastlabki yadro xususiyatini toq proton (neytron) holati xarakterlasa, hosilaviy yadro hususiyatini neytron (proton) holati bilan xarakterlanadi.Qator o‘tkazilgan tajribalar yadrolar xususiyatlari massa sonining o‘zgarishi bilan davriy o‘zgarishi ko'rsatdi. Nuklonlar soni 2, 8,20,50,82, 126 ga teng bo'lgan yadrolar barqaror tabiatda ko‘proq tarqalgan, bog‘lanish energiyalari va uyg‘onish energiyalari yuqori, reaksiya effektiv kesimi kichik, radioaktiv oilalar yemirilib, shu yadrolarga kelib to‘xtaydi (barqarorlashadi). Bundan tashqari, elektr kvadrupol momentlari nol bo‘ladi. Bu sonlarga magik sonlar, yadrolarga magik yadrolar deb ataladi.Bog‘lanish energiyasining nuklonlar soniga ko‘ra, o‘zgarishi magik yadroda eng katta.

Alfa zarralarining havoda normal sharoitda yurishi 3–9 sm, ularning ionlash qobiliyati esa 100.000–250000 ion juft (yugurish uchun o'rtacha 30.000 ion juft). Alfa zarralari yuqori ionlash qobiliyatiga va past penetratsiyaga ega.
Alfa nurlari 0,06 sm qalinlikdagi alyuminiy qatlam yoki 0,12 sm qalinlikdagi biologik to'qima bilan to'liq so'riladi.
Beta nurlari elektr va magnit maydonlar tomonidan tushirilgan; tez elektronlar oqimini ifodalaydi va β-zarralar deyiladi. Ularning massasi a-zarra massasidan 7360 marta kamdir. Les zarrachalarning o'rtacha tezligi soatiga 160,000 km ni tashkil qiladi. Bundan kelib chiqadiki, β zarralar magnit maydon tomonidan α zarrachalar defoltsiyasiga qarama-qarshi tomonga yo'naltiriladi va bu zaryadning teskari tomoni bilan izohlanadi.
Radioaktiv chiqindilar radioaktiv elementlarning parchalanishi natijasida yuzaga keladi. Shubhasiz, nurlantiruvchi elementning atomlari boshqa kimyoviy elementning atomlariga aylanishi kerak.
Β-zarracha chiqqanda yadro zaryadi bittaga ko'payadi va massa deyarli o'zgarmaydi. Shunday qilib, parchalanish natijasida radioaktiv element atom raqamiga ega, bitta birlik katta va massasi bir xil bo'lgan boshqa elementga aylanadi.
Alfa parchalanishda, Davriy tizimdagi element massa sonini o'zgartirmasdan bitta sonni o'ngga siljitadi.
Β-parchalanish sxemasi:
Masalan:
Alfa zarrachasi chiqqanda yadro zaryadi ikki birlikka, massa soni esa 4 birlikka kamayadi.