Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Ё39. Təbii radioaktivlik hadisəsi
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Ё39. Təbii radioaktivlik hadisəsi Xarici təsir olmadan atomların şüa buraxaraq çevrilməsi təbii radioaktivlik adlanır. Təbii radioaktivlik hadisəsini ilk dəfə 1896-cı ildə fransa fiziki A. Bekkerel kəşf etmişdir. Radioaktivlik hadisəsinin kəşfi rentgen şüalarının kəşfindən dərhal sonra olmuşdur. Rentgen şüalarının buraxılması qaz boşalması borusunun şüşə divarının katod şüaları ilə bombardman edilməsi nəticəsində ilk dəfə müşahidə olunmuşdur. Bu bombardman
197
etmənin ən effektiv nəticəsi şüşənin böyük intensivliklə yaşıl rəngli işıqlanması və lüminessensiya hadisəsi idi. Ona görə də əvvəlcə belə fikirləşirdilər ki, rentgen şüalanması lüminessensiyanın nəticəsidir və işıqla həyəcanlandırma nəticəsində baş verən bütün lüminessensiyalar rentgen şüalanması ilə müşayiət olunur. A. Bekkerel bu fərziyyənin təcrübədə yoxlanması ilə məşğul olmağa başladı. O, lüminessensiyaedici maddəni işıqla həyəcanlandırdıqdan sonra nümunəni qara kağıza bükülmüş fotolöhənin üzərinə qoyurdu. Nüfuzedici şüaların (yəni nəzərdə tutulan rentgen şüalarının) buraxılması aşkarlandıqdan sonra fotolövhənin qaralması ilə müşahidə oluna bilərdi. Bekkerelin sınaqdan keçirdiyi bütün lüminessensiyaedici maddələrdən yalnız uran duzu qara kağıza bükülmüş fotolövhədə qaralma yaratmışdı. Lakin Bekkerel müəyyən etdi ki, əvvəlcədən işığın həyəcanlandırıcı təsirinə məruz qalmayan uran duzu nümunəsi də fotolövhədə güclü işıqla həyəcanlandırılmış uran duzu nümunəsinin yaratdığı eyni qaralmanı yaradır. Bu təcrübi faktdan belə nəticə çıxır ki, uran duzunun buraxdığı şüalar heç də lüminessensiya ilə əlaqədar deyildir və uran duzunun şüalanması xarici təsirlərdən asılı olmayaraq baş verir. Uranın lüminessensiya etməyən digər duzları ilə aparılan təcrübələr bu mühüm nəticəni təsdiq edirdi: uranın bütün duzları nüfuzedici şüalar buraxır. Müəyyən edildi ki, nümunənin tərkibində uranın miqdarı çox olduqca şüalanmanın intensivliyi də böyük olur (fotolövhə daha çox qaralır). Ona görə də Bekkerel bu şüaları "uran" şüaları adlandırdı. Müəyyən edildi ki, "uran" şüaları adlandırılan bu yeni kəşf olunmuş şüalar, Rentgen şüaları kimi, müxtəlif maddələrdən, və o cümlədən nazik metal lövhədən keçmək qabiliyyətinə malikdir. "Uran" şüaları qaz içərisindən keçərkən onu ionlaşdırır və bəzi maddələrdə (məsələn, sink sulfiddə, platin- sineroidli bariumda və s) lüminessensiya yaradır. Bekkerelin kəşfindən sonra fransa fizikləri Mariya-Sklodovskaya-Küri və Pyer Küri müəyyən etdilər ki, "uran" şüalarına oxşar görünməyən xüsusi şüalar buraxan başqa maddələr də vardır. Ona görə də həmin şüaları radioaktiv şüalar, bu şüaları buraxan maddələri radioaktiv maddələr, maddələrin bu cür şüalar buraxması xassəsini isə radioaktivlik adlandırdılar. Əslən Polşadan olan Mariya Küri öz əsas elmi işlərini Fransada əri Pyer Küri ilə birlikdə yerinə yetirmişdir. Bekkerel uranın radioaktivliyini kəşf etdikdən sonra M. Küri məlum olan çoxlu sayda kimyəvi elementləri və onların müxtəlif birləşmələrini, onların da radioaktivlik xassəsinə malik olub-olmadığını müəyyən etmək məqsədilə tədqiq etməyə başladı. M. Küri öz təcrübələrində radioaktiv şüaların əsas əlaməti kimi onların havanı ionlaşdırması xassəsindən istifadə edirdi. Çünki bu əlamət radioaktiv şüaların fotolövhəyə təsir göstərmək qabiliyyətinə nisbətən daha həssasdır. Radioaktiv preparatın ionlaşdırıcı təsiri sxemi 39.1 şəklində verilmiş təcrübə ilə müşahidə olunurdu. Bu şəkildə K – ionlaşma baş verən kameranın korpusu, E – bu kameranın korpusundan İ izoləedici ilə ayrılmış elektrod, P – tədqiq olunan preparat, R – böyük müqavimət (10 8 -10
12 om), B – batareya, EM – elektrometrdir. İonlaşdırıcı şüalanmanın təsiri ilə kamerada yaranan bütün ionlar, batareyanın yaratdığı kifayət qədər böyük gərginlikdə, elektrodlara yığılır və kameradan preparatın ionlaşdırıcı təsiri ilə düz mütənasib olan cərəyan keçir. İonlaşdırıcı şüalar olmadıqda kameradakı hava özünü dielektrik kimi aparır və elektrik cərəyanı yaranmır.
198 Təcrübələrdən M. Küri aşağıdakı nəticələri almışdı. +
_
Е П К R ЕМ Шякил 39.1. 1. Yalnız uran deyil, həm də onun bütün kimyəvi birləşmələri radioaktivlik xassəsinə malikdir. Bundan başqa torium adlı kimyəvi element və onun bütün birləşmələri də radioaktivdir. 2. Preparatın radioaktivliyi onun kimyəvi tərkibinə daxil olan miqdarda götürülmüş saf uran və ya toriumun radioaktivliyinə bərabərdir. Buradan görünür ki, tərkibinə radioaktiv element daxil olan molekulun xassələri bu elementin radioaktivliyinə təsir etmir. Beləliklə, radioaktivlik molekulyar hadisə olmayıb, radioaktiv elementin atomlarının daxili xassəsidir. Kimyəvi saf elementlər və onların birləşmələri ilə yanaşı M. Küri və P. Küri müxtəlif təbii mineralları da tədqiq edirdilər. Mineralların radioaktivliyi onların tərkibində uran və toriumun olmasının nəticəsi hesab edilirdi. Lakin məlum oldu ki, bəzi minerallar gözlənildiyindən daha böyük radioaktivliyə malikdir. Məsələn, uran filizi onun tərkibində olan uranla müqayisədə dörd dəfə böyük ionlaşma yaradır. Uran filizinin belə böyük radioaktivliyə malik olmasını onun tərkibində kimyəvi analiz ilə müəyyən edilə bilməyəcək kiçik miqdarda naməlum radioaktiv element aşqarının mövcudluğu ilə izah etmək olar. Filizin tərkibində az miqdarda olmasına baxmayaraq bu element, çox miqdarda olan urana nisbətən daha çox radioaktiv şüalanma verir. Deməli, həmin elementin radioaktivliyi uranın radioaktivliyinə nisbətən dəfələrlə çox olmalıdır. Bu mülahizələrə əsaslanaraq P. Küri və M. Küri uran filizindən bu hipotetik elementi kimyəvi yolla ayırmaq qərarına gəldilər. Bir neçə illik gərgin işdən sonra onlar radioaktivliyi uranın radioaktivliyinə nisbətən milyon dəfədən də çox olan saf elementin qramın bir neçə onda birinə bərabər miqdarını ala bildilər. Bu elementi radium (yəni, şüalanan) adlandırdılar. Kimyəvi xassələrinə görə radium (Ra) qələvi torpaq metallara aiddir və atom kütləsi 226-dır. Kimyəvi xassələri və atom kütləsi nəzərə alınaraq radium Mendeleyev cədvəlində o vaxta qədər boş qalan 88-ci xanada yerləşdirildi. Filizlərdə radium elə bil ki, uranı müşayiət edir. Lakin onun miqdarı, 3 t filizdə təqribən 1 q olmaqla, çox azdır. Ona görə də radiumun əldə edilməsi çox çətin prosesdir. Radium çox nadir və bahalı metallardan biridir. O, radioaktiv şüaların zəngin mənbəyi kimi qiymətləndirilir.
199
M. Küri, P. Küri və digər alimlərin sonrakı tədqiqatları nəticəsində çoxlu sayda radioaktiv elementlər aşkar edildi. Məlum oldu ki, Mendeleyev cədvəlində sıra nömrəsi olmayan elementlərdən başqa digər radioaktiv elementlər uran, radium və toriumun tərkibində aşqar kimi tapılmışdır. Tallium (Z=81), qurğuşun (Z=82) və sürmənin (Z=83) radioaktiv izotopları da bu yolla müəyyən edilmişdir. Adi halda bu üç element radioaktiv deyildir. Onların uran, radium və toriuma qarışmış yalnız nadir izotopları radioaktivlik xassəsinə malikdir. Mendeleyev cədvəlinin sonunda yerləşən elementlərlə yanaşı həm də samarium, kalium və rubidium da radioaktivdir. Lakin bu elementlərin radioaktivliyi zəifdir və çətinliklə müşahidə olunur. Yuxarıda qeyd etdik ki, radioaktiv Z>83 olan bütün elementlər radioaktivdir. Sıra nömrəsi 85 və 87 olan və təbiətdə mövcud şüalanma ionlaşdırıcı və fotoqrafik təsirə malikdir. Ma
raqlıdır ki, böyük sürətli yüklü hissəciklər və təbiətcə elektromaqnit dalğası olan rentgen şüaları da bu iki növ təsirə malikdir. Ona görə də radioaktiv şüaların elektrik yükünə malik olub-olmadığını müəyyən etmək üçün onlara elektrik və maqnit sahəsi ilə təsir etmək lazımdır. Bu məqsədlə aşağıdakı kimi təcrübə aparılmışdır (şəkil 39.2). Havası çıxarılmış qutuda Pb qurğuşun arakəsmədəki kiçik yarığın qarşısında P radioaktiv preparatı (məsələn, radium dönəcəyi), yarığın əks tərəfində isə FL fotoqrafik lövhəsi yerləşdirilmişdir. Fotolövhəni aşkarladıqda onun üzərində yarığın qara zolaq şəklində xəyalı görünür. Deməli, qurğuşun arakəsmə radioaktiv şüaları keçməyə qoymur və onlar yalnız dar yarıqdan nazik dəstə şəklində keçə bilirlər. İndi isə qutunu güclü maqnitin qütbləri arasında elə yerləşdirək ki, maqnit sahəsinin B r induksiya vektoru şəkil müstəvisinə perpendikulyar istiqamətdə bizə doğru yönəlsin və fotolövhəni yenidən FL vəziyyətinə qoyaq (şəkil 39.2b). Fotolövhəni aşkarladıqda onun üzərində indi bir deyil, üç dənə qara zolaq alındığı görünür və özü də ortadakı zolaq preparatdan gələn şüanın yarıqdan keçdikdən sonra düz xətt üzrə yayılmasına uyğundur. Beləliklə, radioaktiv şüa dəstəsi maqnit sahəsində üç dəstəyə parçalanır və bu dəstələrdən ikisi maqnit sahəsində əks istiqamətlərə meyl edir, üçüncüsü isə meyl etmir. Maqnit sahəsində meyl edən iki dəstənin meyli əks istiqamətlərdə olduğu üçün belə nəticə çıxarmaq olar ki, həmin dəstələr əks işarəli yükə malik hissəciklər selidir. Burada müsbət yüklü hissəcikləri α
hissəciklər, onların selini (dəstəsini) α
β
onların selini β -şüalar, maqnit sahəsində meyl etməyən neytral şüa dəstəsini isə γ -şüalar
adlandırmışlar ( α , β , γ – yunan əlifbasının ilk hərfləridir). Maqnit sahəsi α -hissəcikləri β -
200 hissəciklərə nisbətən çox az meyl etdirir. α
β
γ
isə maddəyə nüfuzetmə qabiliyyətlərinə görə bir-birindən kəskin fərqlənir. Onların nüfuzetmə qabiliyyətini tədqiq etmək üçün həmin cihazdan (şəkil 39.2v) istifadə etmək olar. Bu məqsədlə P preparatı ilə yarıq arasında qalınlığını artırmaq mümkün olan ekranlar yerləşdirir və maqnit sahəsində fotoqrafiyalar alaraq ekranın hansı qalınlığında fotolövhə üzərində hər bir növ şüanın izinin itdiyini qeyd edirlər. Bu qayda ilə müəyyən edilmişdir ki, hamıdan əvvəl α -şüaların izi itir. Belə ki, α -şüalar qalınlığı 0,1 mm olan kağız vərəqdə tam udulurlar (şəkil 39.2v; 39.3a). Alüminium ekranın qalınlığı artdıqca β
şüalar zəifləyir və ekranın qalınlığı bir neçə millimetr olduqda isə onlar udulur (şəkil 39.3b).
γ -şüaların nüfuzetmə qabiliyyəti ən böyükdür. Qalınlığı 1 sm olan alüminium ekran γ
atomlardan təşkil olunmuş maddələr γ -şüaları daha yaxşı udur. Bu xassəsinə görə γ -şüalar
rentgen şüalarına oxşayır. Məsələn, 1 sm qalınlığında qurğuşun (Z=82) ekran γ -şüaları təqribən iki dəfə zəiflədir (şəkil 39.3v). α , β və
γ -şüaların xassələrindəki f Каьыз вяряг
(0.1 м м ) Алцм иниум (5 м м ) а) в) б) α β γ α β γ α β γ Г урьушун (1 см )
- ərqlər özünü Vilson kamerasında əyani şəkildə göst n sürətli yük kamerası bir dənə hissəciyin (məsələn, α - və ya β - ərir. Böyük sürətə malik olan yüklü hissəciklərin yolunu müşahidə etməyə imkan verən Vilson kamerası (şəkil 39.4) şüşə qapağı olan və içərisində P porşeni hərəkət edə bilən şüşə S silindrindən ibarətdir. Silindrin daxilində porşen üzərindəki həcmdə doymuş su (və ya spirt) buxarı olan hava vardır. Porşen kəskin olaraq aşağıya doğru hərəkət etdirildikdə sürətlə genişlənmə nəticəsində kameradakı hava soyuyur və onun tərkibində olan doymuş su buxarı ifrat doymuş hala keçir. Bunun nəticəsində kondensasiya mərkəzlərində buxarın kondensə olunması üçün şərait yaranır. Baxılan halda kondensasiya mərkəzləri havanın ionlaşması nəticəsində alınan ionlar ola bilər. Belə ki, hər bir ion su molekullarını polyarlaşdıraraq özünə doğru cəzb edərək kondensasiyanı asanlaşdırır. Toz hissəcikləri də kondensasiya mərkəzi ola bildiyindən Vilson kamerasında olan havanı çox ciddi şəkildə bu hissəciklərdən təmizləyirlər. Vilson kamerasında su buxarı ifrat doymuş halda olan zaman buraya düşə lü hissəcik kamera daxilində hərəkət edərək öz yolu boyunca ionlar zənciri yaradır. Hər bir ionda su damcısı əmələ gəlir və hissəciyin trayektoriyası dumanlı iz şəklində görünən olur. Kameranı kənardan güclü L lampası ilə işıqlandıraraq, kameranın şəffaf qapağından F fotoaparatı vasitəsilə həmin dumanlı izlərin fotoşəklini almaq və sonra onları tədqiq etmək olar. Beləliklə, Vilson
201 * L F P S **
F P S Шякил hissəciyin) uçuş trayektoriyasını (izini) müşahidə etməyə imkan verir. Məhz buna görə də Vilson kamerasını "mikroaləmə açılmış pəncərə" adlandırırlar. Vilson kamerasında yaranmış dumanlı izlər uzun müddət qalmır. Belə ki, kameranın divarlarından istilik alaraq hava qızır və damcılar buxarlanır. Yenidən izlər almaq üçün kameranın daxilində olan ionları elektrik sahəsi vasitəsilə aradan çıxarmaq, havanı porşen vasitəsilə sıxmaq, sıxılma nəticəsində qızmış havanın soyumasını gözləmək, sonra havanı yenidən sürətlə genişləndirmək və təcrübəni təkrar etmək lazımdır. P. L. Kapitsa və D. V. Skobeltsın Vilson kamerasını maqnit sahəsində yerləşdirməklə bir fiziki cihaz kimi onun imkanlarını xeyli artırmışlar. Belə ki, yüklü hissəciyin maqnit sah
n çox kiçikdir. α -hissəciklərin izi β - hiss q ədən çıxan düz xətt şəklindədir. Fotoşəkillərdə belə düz xətt şəklində izlər i
β -hissəciklər buraxır. Bu hissəciklərin buraxılması əks t sahəsində mey s əlumdur ki, rentgen şüaları dalğa uzunluğu kiçik olan elek / əsində trayektoriyası əyilir. Ona görə də izin əyilmə istiqamətinə əsasən hissəciyin yükünün işarəsini, izin əyrilik radiusunu ölçərək isə hissəciyin yükü və kütləsi məlum olduqda onun sürətini təyin etmək olar (Ё23). Atomosfer təzyiqində havada α
β
əciklərinkinə nisbətən xeyli enlidir. Bu isə göstərir ki, β -hissəciklərin ionlaşdırma abiliyyəti azdır. γ -şüalar maqnit sahəsində meyl etmir və ona görə də Vilson kamerasında onların trayektoriyası mənb yoxdur. Deməli, γ -şüalar öz yolunda ionlaşmış atomlar zənciri yaratmırlar. γ -şüaların maddəyə təsiri nadir hallarda onların atomlardan elektron qoparmasından ibarətdir. γ - şüaların enerjisi hesabına bu elektronlar böyük sürət alır və mühitdə hərəkət edərək atomları ionlaşdırır. Belə elektronların kamera daxilində maqnit sahəsində əyilm ş trayektoriyaları fotoşəkillərdə aydın görünür. Bu elektronların əksəriyyəti kameranın divarlarından çıxır. Qeyd etmək lazımdır ki, radioaktiv maddələrin əksəriyyəti yalnız bir növ hissəciklər, yəni yalnız α -hissəc
ər hallarda (lakin, həmişə yox) γ -şüaların buraxılması ilə müşayiət olunur. Radioaktiv şüaların yuxarıda şərh olunan xassələri tədqiq olunduqdan sonra bu şüaların təbiətini müəyyən etmək məsələsi meydana çıxdı. Əvvəlcə maqni l etməyən γ -şüaları nəzərdən keçirək. Öz xassələrinə görə γ -şüalar rentgen şüalarına çox oxşayır. Rentgen şüaları kimi γ -şüalar da havanı ionlaşdırır, fotolövhəyə təsir edir, maqnit sahəsində meyl etmir, kristallardan keçərkən difraksiyaya uğrayır və düşdükləri ekranın maddəsinin atomlarının sıra nömrəsi böyük olduqca ekran tərəfindən daha çox udulurlar. Bir sıra radioaktiv maddələrin buraxdığı γ -şüaların nüfuzetmə qabiliyyəti tibbdə və texnikada istifadə olunan rentgen şüalarına nisbətən xeyli çoxdur. Lakin rentgen şüalarının nüfuzetmə qabiliyyəti (və ya deyildiyi kimi, ərtliyi), elektronları sürətləndirən gərginlik böyüdükcə, artır. Bir neçə milyon volt gərginliklə sürətlənən elektronlar tormozlandıqda nüfuzetmə qabiliyyətinə görə ən sərt γ -şüalardan heç də geri qalmayan rentgen şüaları yaranır. γ -şüaların və sərt rentgen şüalarının xassələrinin bir-birinə uyğun gəlməsi onların eyni təbiətli olmasını göstərir. M tromaqnit dalğalarıdır. Deməli, γ -şüalar da dalğa uzunluğu çox kiçik, yəni kvantlarının ε =h ν =hc/ λ enerjisi çox böyük olan elektromaqnit dalğalarıdır. Digər elektromaqnit şüaları kimi γ -şüalar da işığın vakuumda sürətinə bərabər olan c=300000 km san sürətlə yayılırlar. Eyni uzunluğa malik olan γ -şüalar ilə rentgen şüaları 202
alınma üsulundan başqa heç nə ilə bir-birindən fərqlənmirlər. Ölçmələr göstərir ki, müxtəlif radioaktiv maddələrin buraxdığı γ -şüaların kvantlarının enerjisi də müxtəlifdir. Belə ki, enerjisi bir neçə on kilo elektronvoltdan (keV) bir neçə meq
H şıdığı Q yükünü ölçmək və onu bu müddət ərzində dəst preparatı D diafraqmasının qarş inə bərabər bər olan mənfi yükə malikdir. ığı üçün onların kütləsinin ölçülməsi sən bu hissəciyin kütləsini və sürətini ayrılıqda təyin
dir və ya elek
ək ki, bu nəticə əslində Ё25-dən də məlumdur. Шякил aelektronvolta (MeV) qədər olan γ
-8 -10 -11 sm dalğa uzunluğu intervalına uyğun gəlir. α
β -hissəciklərin təbiətini müəyyən etmək üçün hər bir hissəciyin yükünü və kütləsini ayrılıqda ölçmək lazımdır. issəciyin yükünün ölçülməsi prinsipcə, çox sadədir. Belə ki, hissəciklər dəstəsinin müəyyən zaman müddəti ərzində da ədə keçən hissəciklərin n sayına bölmək lazımdır: q=Q/n. α
β -hissəciklərin yükünü sxemi 39.5 şəklində verilmiş təcrübə ilə ölçmək olar. Sabit intensivliklə α
β -hissəciklər buraxan P radioaktiv ısında qoyulur və bu diafraqmadan hissəciklərin nazik dəstəsi keçir. Diafraqmadan keçən bütün hissəciklər həssas E elektrometrinə birləşdirilmiş və içərisi boş olan S silindrinə (Faradey silindrinə) daxil olur. Elektrometrin əqrəbinin meylinə əsasən silindrə daxil olan hissəciklər dəstəsinin ümumi Q yükü təyin olunur (şəkil 39.5a). Sonra isə preparatın və diafraqmanın vəziyyətini dəyişmədən silindr və elektrometri hissəcikləri sayan Sc sayğacı ilə əvəz edir (şəkil 39.5b) və Q yükünün ölçüldüyü zaman müddətinə bərabər olan müddət ərzində diafraqmadan keçən hissəciklərin n sayını tapırlar. Bu qayda ilə aparılan təcrübələr nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, α -hissəciklə olan müsbət, β -hissəciklər isə elementar yükə bəra α - və β -hissəciklərin sürəti məlum olmad ionların kütləsinin ölçülməsinə (Ё27) nisbətən çətindir. Sürəti məlum olmayan yüklü hissəciyin maqnit sahəsində meylinə əsa P P
D S E Sc a) b) P P D D S E Sc a) b) r elementar yükün iki misl etmək olmur və bu kəmiyyətlər arasında yalnız müəyyən əlaqə yaratmaq olur (Ё23). Digər belə bir əlaqə həmin yüklü hissəciyin əlavə olaraq elektrik sahəsində meylinə əsasən tapıla bilər (Ё21). Hissəciyin kütləsi və sürəti arasında əlaqə yaradan iki tənliyi bilərək, bu kəmiyyətlərin hər birini ayrılıqda təyin etmək olar (ЁЁ24, 27). Təcrübələrlə müəyyən edildi ki, β -hissəciyin kütləsi elektronun kütləsinə bərabərdir. Hissəciyin kütləsi onun hərəkət sürətindən asılı olduğu üçün bu fikir əslində aşağıdakı kimi ifadə olunmalıdır: sürətləri eyni olan elektron və β -hissəciyin kütləsi eyni tronun və β -hissəciyin sükunət kütləsi eynidir. α -hissəciklər üçün belə dəqiqləşdirməyə ehtiyac yoxdur. Çünki α -hissəciklərin sürəti işıq sürətindən çox kiçik olduğu üçün α -hissəciyin təcrübədə tapılan kütləsi praktik olaraq onun sükunət kütləsinə bərabər olur. Yuxarıda göstərildiyi kimi, β -hissəciyin yükü də elektronun yükünə bərabərdir. beləliklə, aydın olur ki, β -hissəciklər radioaktiv maddədən çıxan sürətli elektronlar selidir. Qeyd ed β -hissəciklərin sürəti müxtəlifdir və hətta işığın vakuumdakı sürətinin 99%-nə qədər 203
ola bilir. Buna uyğun olaraq β -hissəciklərin enerjisi bir neçə MeV-ə çatır. Vilson kamerası ilə aparılan təcrübələr göstərdi ki, β -hissəciklərin böyük meylini yara issəciyin (yəni, elek n
α -hissəciyin trayektoriyası demək olar ki, əyilmir. Buradan belə nəticə çıxarmaq olar ki, α -hissəciyin kütləsi β -h tronun) kütləsinə nisbətən çox böyükdür. Nəhayət, maqnit sahəsində q/m υ (Ё23), elektrik sahəsində isə q/m υ 2 (Ё21) ilə mütənasib olan meyllərinə əsasən α -hissəciklərin sürətini və kütləsini təyin etmək olar. Radiumun buraxdığı α -hissəciklərin sürəti üçü c san km 15 1 /
10 992 , 1 4 ≈ ⋅ = υ , α -hissəciyin xüsusi yükü üçün isə kq Kl m q /
10 482
, 0 8 ⋅ = α α
q ərə alsaq, α -hissəciyin kütləsi üçün m α =6,64 ⋅10 -27
kq=4 a.k. tapırıq. Burada 1 a.k. υ
⋅10
-27 kq – atom kütlə vahididir. iyməti alınır. q α =2e olduğunu nəz υ . Digər tərəfdən kq Kl M N m m m A 10 482 , 0 = = α α α α
eN e A 2 2 ⋅ = = q
2 8 α
kq Kl M F H
10 96 , 0 8 1 ⋅ =
olduğundan (F – Faradey sabiti, M α – 1 mol α -hissəciyin kütləsi, - hidrogenin molyar kütləsidir) H M 1 2 10 482
, 0 10 96 , 0 2 2 : 8 = ⋅ ⋅ = = M M M M F α
yaza bilərik. Burad 8 1 1 H H F α an He H H M M M M M 4 1 1 4 , 4 = = = α α , m α =m yin kütləsi helium atomunun kütləsinə bərabərdir. Deməli, α - hissəciklər təsirsiz qaz olan heliumun ikiqat müsbət ionlar 2+ . Əgər bu, doğrudan da belədirsə, onda yavaş hərəkət edən α -hissəciklər özlərinə elektron birləşdirərək helium ə He alırıq, yəni α -hissəci
ıdır: He qazı əmələ g tirməlidir. Bu hadisəni təcrübə yolu ilə ilk dəfə Rezerford müşahidə etdi. O, radioaktiv maddə olan radon qazını şüşə ampulaya doldurulmuş və bu ampulanı qalın divarlı və böyük həcmli qapalı qabda yerləşdirmişdi. Ampulanın divarları elə nazik idi ki, onun içərisində olan radon qazının buraxdığı bütün α -hissəciklər həmin divarlardan keçərək xaricə çıxa bilirdilər. Bir neçə gündən sonra spektral analiz yolu ilə xarici qabda doğrudan da heliumun olduğu aşkar edildi. Beləliklə, Rezerfordun bu təcrübəsi təkzibolunmaz şəkildə isbat etdi ki, α -hissəciklər heliumun böyük sürətlə hərəkət edən ikiqat müsbət ionlardır (müasir təsəvvürlərə görə helium atomlarının nüvələridir). α - hissəciklərin sürəti β -hissəciklərin sürətinə nisbətən çox kiçikdir və 10000-20000 km/san intervalında dəyişir. α -hissəciklərin kinetik enerjisi isə 4-10 MeV intervalında qiymət alır. Atomun daxilində müsbət yükün paylanma xarakterinin öyrənilməsində atomların α - 204
hissəciklərlə "zondlanması"na aid aparılmış təcrübələr atom fizikasında mühüm əhəmiyyət kəsb etmişdir.
Download 18.1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|