Elementar fizika” faniidan mustaqil ta`lim (metodik ko‘rsatmalar) Toshkent-2015

Е=Мс²
бу ерда С-ёруғлик тезлиги ( 2.99792·10¹⁰см/с)
Демакядро массаси унда мужассамлашган энергиянинг бевосита ўлчамидир. Ядроларнинг ўлчанган массалари ядрони ташкил қилган зарралар массаларининг йиғиндисидан хар доим кичик бўлади. Бу иккита катталикларнинг фарқи ядронинг боғланиш энергияси деб аталади.
Маълум сондаги протон ва нейтронларни ўз ичига олган, ядро ёки нуклид кўринишида белгиланади, бу ерда Х – элементнинг кимёвий белгиси, Z – протонлпр сони, А – ядро масса сони. N – нейтронлар сони.
А=Z+N
Масалан: масса сони 58 та бўлган тикел ядроси кўринишида, масса сони 238 бўлган уран ядроси кўринишида, масса сони 238 бўлган уран ядроси кўринишида берилади.
Ядро атом каби турли энергиявий ҳолатларда бўлиши мумкин. Энг паст энергияли ҳолат ядронинг асосий ҳолати, бошқалари эса уйғонган ҳолати дейилади. Ҳар бир ядровий ҳолат уйғониш массаси ёки энергияси билан характерланади. Ҳисобнинг бошланиши асосий ҳолат массаси ва энергиясидан олинади.
Ҳар бир ядрода нуклонлар маълум тартибда тақсимланган бўлади, шунинг учун ядро характеристикаларидан бири, нуклонлар зичлиги – ρ катталик ҳам мавжуд. Ядро ҳолатлари статистик электромагнит моментлар: магнит дипол, электр квадрупол ва ҳакоза билан ҳарактерланади.
Агар ядро ҳолати турғун бўлмаса, у ҳолда унинг учун ёки ярим парчаланиш даври (Т_1/2) ёки яшаш вақти (τ) кўрсатилади. T_1/2=τ/n2
Бунда парчаланиш тури γ – нурланиш, β ёки α – парчаланиш бўлиниши ва ҳоказолар ҳам ядро ҳолатини характерлайди. Ҳолатнинг ички структурасини тушунишда ядронинг шу ҳолатда турли ядровий реакцияларда ҳосил бўлиш эҳтимоллиги муҳим аҳамиятга эга.
Ядроларнинг массаси ва заряди протон массаси ва зарядига бутунлай каррали бўлганлигидан ҳамма ядролар протонлардан тузилган деб таҳмин қилиш мумкин. Лекин ядро масса сони А (А – ядро массасига яқин бўлган бутун сон) ҳамма изотпларда атом номерлари Z лардан тахминан 1,5 марта даврий система охирида эса ундан ҳам кўп марта каттадир. Фақат водороддагина Z=A. Шунинг учун А масса сонли ва Z атом номерли ядро А та протондан ташқари яна (А- Z) та электронга ҳам эга бўлади, улар массани ўзгартирмаган ҳолда унинг мусбат зарядини Z миқдоргача камайтиради. Бу гипотезага асосан азод ядроси (А=14, Z=7) 14 протон ва Z=12) 238 протон ва 92 та электрондан ташкил топган.
Ядро таркибига электронлар ҳам киради деган фикр тўғридек туйиларди, чунки радиактив парчаланиш вақтида ядродан β – зарралар учиб чиқиши кузатилган эди. Бу гепотезага таяниб α – зарралар ядрода мавжуд бўладиган ёки α – парчаланиш пайтида ҳосил бўладиган 4 та протон ва 2 та электрондан иборат мустаҳкам боғланган зарралар системаси дейиш мумкин.
Лекин бу гепотезани Чедвик йўққа чиқарди. У физика оламида буюк кашфиёт қилиб нейтронни кашф қилди. Бундан кўп ўтмай Иваненко ва Гейзенберг деярли бир вақтда бир – биридан мустасно ҳолда ядронинг ҳозирги пайтдаги протон нейтрон моделини кашф қиладилар. Бу моделга кўра ядро Z протон ва (А- Z) нейтрондан иборат.
Бу гепотезага таяниб биз бемалол ядро протон ва нейтронлардан тузилган деб айтишимиз мумкин. Бу икки зарра ҳозирда фанда нуклонлар деб юритилади, бунинг маъноси ядро, мағиз демакдир.
Биз юқорида буюк физик кашфиётчиЭ.Резерфорд ҳақида айтиб ўтган эдик энди у билан яқиндан танишиш фурсати етди.
Буюк физик, атом тузилиши ва радиактивликни татқиқ қилиш бўйича машҳур инглиз олими, ядро физикаси асосчиларидан бири Эрнест Резерфорд 1871 йилда. Англияда таваллуд топган. Ёшлигидан билимга чанқоқ Резерфорд кўплаб таҳсинга сазовор ишлар қилди ва Лондон қироллик жамияти – Англия Фанлар академиясининг аъзосига айланди. У жаҳондаги 30 дан ортиқ мамлакатларнинг академия ва илмий жамиятларининг аъзоси бўлган. 1908 йилда радиактивликни тадқиқ қилишга доир ишлари учун Нобель мукофоти лаурияти бўлди. 1898 йил у радиактивлик ҳоссасини ўрганишга киришди. Бу соҳада унинг биринчи, улкан кашфиёти уран чиқаётган нурланишнинг бир жинсли эмаслигини аниқлаш бўлди. Шундай қилиб фанга радиактивлик ҳақида биринчи марта α – ва – β нурлар ҳақида тушунча киритди. Шу йилнинг ўзида Резерфорд илмий фаолиятини бошлаган Кемреждаги Кавендеш лабораториясини ташлаб, Канадага кўчиб ўтди. Бу ерда Монреаль университетининг профессори қилиб тайинланди. Олимнинг кўпгина муҳим кашфиётлари ана шу илмий марказ билан боғлиқ. 1900 йилда у янги радиактив элемент – торий эмонациясини кашф қилди. 1901 – 1903 йилларда инглиз олими Ф. Садди билан ҳамкорликда текширишлар олиб борди, натижада бир элементнинг бошқа элементга табиий айланишини кашф қилди ва атомларнинг радиактив емирилиши назариясини ишлаб чиқди. 1907 йилда Эрнест Резерфорд Англияга қайтади ва Манчестер университетида ишлайди. Бу ерда 1908 йилда у α – зарранинг гелийниг 2 марта ионлашган атоми эканлигини узел – кесил исботлади. 1911 йилда у мақола нашр қилиб унда атомнинг ядро (планетар) моделини таклиф этди. 1913 йилда Н. Бор ва Г. Мозли ишлари пайдо бўлди. Уларнинг пайдо бўлишида Эрнест Резерфорд тажрибалари асос қилиб олинди. Ниҳоят 1919 йилда олим элементларни суний ўзгартириш ҳақидаги хулосага келади. Резерфорд янги атомистиканинг асосчисига айланди.
Ўз ҳаётининг охирги даврида яъни 1919 йилдан бошлаб Кавендеш лабораториясига директорлик қилди. Бу ерда у α – зарралар таъсирида ядро зарраларининг кечишини синчиклаб ўрганади ва атом ядроси модели ҳақидаги назарий тасоввурларни ишлаб чиқди. Резерфорд 1921 йилда нейтрон мавжудлигини башорат қилди, уни 1932 йилда Резерфорднинг илмий мактаби бутун физика тарихидаги энг йирик мактаблардан бири, ядро физикаси тарихида энг катта мактаб бўлди. Резерфорднинг шогиртлари Г. Мозгли, Ж.Чедвик каби йирик инглиз олимлари ва шунингдек, Нильс Бор, О. Гап ва бошқа чет эл олимларини тарбиялаб етиштирди. Резерфорд 1937 йилда ўзининг олдига қўйилган вазифасини якунлаб, бу дунёни тарк этди.
1919 йилда Резерфорд кашф қилган протон ҳақида икки ўғиз сўз юритамиз.
Протон – адронлар синфига тегишли барқарор зарра, водород атомининг ядроси. Қайси ҳодисани протон кашф қилинган ҳодиса деб айтиш қийин ахир водород иони сифатида узоқ вақтдан бери маълум эдида. Протоннинг маълум бўлишишида Резерфорд яратган атомнинг ядро модели ҳам изотопларнинг очилиши ҳам, азот ядросидан α – зарралар уриб чиқарган водород ядроларини кузатиш ҳам роль ўйнайди. П. Блэпетт 1925 йилда Вильсон камерасида протон изларининг биринчи фотосуратларини олиб, бир вақтда элементларни бир – бирига сунъий айланишни тасдиқлади. Бу тажрибаларда азот ядроси α – заррани ютади, кейин ўзидан протон чиқариб, кислород изотопига айланади. Протонлар нейтронлар билан бирга барча кимёвий элементларнинг атом ядроларини ташкил қилади, бунда ядродаги протонлар сони мазкур элементнинг атом номерини белгилайди.
Протон мусбат электр зарядга эга бўлиб, у элементар зарядга, яъни электрон заряди абсолют катталигига тенг. Бу тажрибада 10^-21 гача аниқлик билан ўлчанган. Протоннинг массаси МэВ ёки г, яъни протон электрондан 1836 марта оғирроқ! Замонавий нуқтаи назардан протон ҳақиқий элементар заряд эмас. U+2/3 электр зарядли (элементар заряд бирликларида ) 2 та u – кваркдан ва электр зарядли битта d – кваркдан тузилган.
Кварклар бошқа фаразий зарралар – кучли ўзаро таъсир ташувчи майдон квантлари – ионлар алмашиниши тарзида ўзаро боғланган. Электронларнинг протонларда сочилиш процесслари текширилган тажрибалар ҳақиқатдан протонлар ичида нуқтавий сочувчи марказлар мавжудлигини тасдиқлайди. Бу тажрибалар атом ядросининг кашф қилинишига олиб келган. Резерфорд тажрибаларига муайян маънода жуда ўхшашдир, таркибий зарра бўлган протон чекли см ўлчамга эга, аммо уни қаттиқ шар деб тасоввур қилиш мумкин эмас. Протон пайдо бўлаётган ва йўқ бўлаётган (аннигиляцияланаётган) виртуал зарралардан иборат ва ёпиқ чегарага эга бўлган булутга кўпроқ ўхшайди.
Б арча адронлар қатори протон ҳам асосий ўзаро таъсирлардан бирида яъни ҳар бирида иштирок қилади. Масалан, кучли ўзаро таъсирларда протон ва нейтронларни ядроларда, электромагнит ўзаро таъсирлар боғлаб туради. Кучсиз ўзаро таъсирларга мисол сифатида нейтроннинг бета емирилиши n p+ e+v_e ни келтириш мумкин ( энергиянинг сақланиш ва айланиш қонуни туфайли эркин протон учун бундай жараённинг бўлиши мумкин эмас, чунки нейтрон бир мунча каттароқ массага эга).
Протоннинг спини 1/2 га тенг. Ярим бутун спинли адронларга барионлар дейилади (бу сўз юнонча бўлиб, “оғир” деган маънони билдиради). Барионларга протон нейтрон турли гиперонлар (Λ,Σ,Ξ,Ω) ва янги квант сонли бир қатор зарралар мавжуд. Кейин зарраларнинг баъзилари ҳам кашф қилинмаган. Барионларни характерлаш учун барион заряди дейиладиган махсус сон киритилган бўлиб, у барионлар учун +1 га, анти барионлар учун эса - 1 га тенг. Барион заряди ва барион манбаи табиатда бўлмайди, уни фақат зарралар иштирокида бўладиган реакцияларда бўлган қонуниятларни тавсифлаш учун киритилган холос. Бу қонуниятлар барион заряди сақланиш қонуни кўринишида ифодаланади: ҳар қандай реакцияларда системада барионлар ва антибарионлар сонлари орасидаги айирма сақланади. Барион зарядининг сақланиш протон парчаланишига имкон бермайди, чунки у бариондир. Бу қонун эмперик характерга эга бўлиб, тажрибада текширилиши керак. Барион зарядининг сақланиши қонунининг аниқлигини протоннинг барқарорлиги характерлайди, тажрибаларнинг тасдиқлашига кўра, протоннинг яшаш даври 10³² йилдан кам эмас.
Айни вақтда барча кўринмайдиган асосий ўзаро таъсирларни бирлаштирувчи назарияларда барион зарядининг бузилишига ва протоннинг парчаланишига олиб келадишган жарёнлар ( масалан, яъни протоннинг пиноль ва позитронга парчаланиши ) башорат қилинади. Бундай назарияларда протоннинг яшаш даври аниқ кўрсатилмайди: тахминан 10³²⁺² йил. Бу вақт жуда катта у Коинотнинг мавжудлик вақти ( йил) дан анча кўпроқдир. Шунинг учун протон амалда ўзгармас, бу эса кимёвий элементларнинг ва оқибатда онгли ҳаётнинг пайдо бўлиш имконини берган. Аммо протон парчаланишини қидириш ҳозирги экспрементал физиканинг энг муҳим вазифаларидан биридир. Протоннинг яшаш даври йил бўлган ҳолда 100 м³ сув ҳажмида (1 м³ да та протон бўлади) бир йилда бир протоннинг парчаланишини кутиш керак. Шу парчаланиш “фақат қайд қилиш қолади, холос”. Протон парчаланишини кашф қилиш табиат кучларнинг бирлигини тўғри тушуниб олиш йўлидаги энг муҳим қадам саналади.
Протон ҳақида атрофлича тўхталиб ўтдик энди нейтрон ҳақида маълумотларни келтириб ўтамиз.
Протон кашф қилингандан кейин ядрони фақат протонлардан ташкил топган деб ўйлашди. Лекин тажрибалар ҳар сафар ядрода яна бир зарра мавжуд деган кўрсаткични берар эди. Протон очилгандан 13 йил ўтгач инглиз физиги Резерфорднинг шогирди Жеймс Чедвик 1932 йилда нейтронни кашф қилди. Бу кашфиёт кимё фанининг ва физика фанининг ривожида катта аҳамиятга эга бўлди.
Нейтрон адронлар синфига мансуб бўлган зарядсиз нейтрал зарра ҳисобланади. Протонлар билан бирга нейтронлар атом ядроларининг таркибига киради.
Нейтроннинг электр заряди (q_n) нолга тенг. Бу нейтронлар дастасининг кучли электр майдонларида оғиш бўйича зарядларни бевосита ўлчашлари тасдиқланиб, уларнинг кўрсатишича, ( бундаги е – электр заряди, яъни электрон зарядининг абсолют катталиги). Билвосита маълумотлар ни беради. Нейтрон спини ½ га тенг. У ҳам протон каби барионлар гуруҳига оиддир. Ҳар бир барионнинг антизарраси мавжуд: антинейтрон 1956 йилда антинейтронларнинг ядроларда сочилишига оид тажрибаларда очилган. Антинейтрон нейтрондан барион зарядининг ишораси билан фарқ қилади. Нейтронда протон каби барион заряди. +1 га тенг. Нейтрон ҳақиқий элементар заряд эмас, у электр заряди +2/3 бўлган битта u – кваркдан ва заряди - 1/3 бўлган 2 та d – кваркдан ташкил топган, улар ўзаро глюон майдони боғланган.
Нейтронлар фақатгина барқарор атом ядролари таркибидагина турғундир. Эркин нейтрон ностабил зарра бўлиб, у пртонга ва электронга яна электрон антинейтронга ва электронга яна электрон антинейтронга парчаланади: . Нейтроннинг яшаш вақти (917±14) с, яъни 15 минутга яқин. Нейтронлар ядролар томонидан кучли ютилиш туфайли улар моддада эркин кўринишида камроқ яшайди. Шунинг учун улар ё табиатда содир бўлади ёки лабораторияларда ядро реакциялари натижасида олинади.
Турли ядро реакцияларнинг энергия балансига кўра нейтрон ва протоннинг массалар фарқи катталиги аниқланган: m_n-m_p=(1,29344±0,00007) МэВ. Протон массаси билан таққослаб нейтрон массаси топилади. m_n=939,5731±0,0027 МэВ.булар г ёки га мос келади, бунда m_e – электрон массаси.
Нейтрон барча тур ўзаро таъсирларда иштирок қилади. Кучли ўзаро таъсирларда нейтронлар ва протонларни атом ядроларида тутиб туради. Кучсиз ўзаро таъсирга мисол – нейтроннинг бета емирилиши юқорида кўриб ўтилди. Бу нейтрал зарра электромагнит ўзаро таъсирларида иштирок этадими? деган саволга нейтронни ички структурага бўлиб, унинг нейтраллашига қарамай, хусусан нейтрондп магнит моменти ҳосил бўлишига олиб келувчи электр токлари мавжуддир. Бошқача айтганда нейтрон магнит майдонда ўзини компас стрелкаси каби тутади. Бу унинг электромагнит ўзаро таъсирига битта мисолдир.
Нейтроннинг диполь электр моментини излаш катта қизиқиш уйғотиб, унинг учун юқори чегара d_n<2·10^-25·e·см эканлиги аниқланди. Бунда энг самарали натижаларни Ленинград Ядро физикаси институти олимлари амалга оширдилар. Нейтралнинг диполь моментини излаш микрожараёнларда вақтнинг айланишига нисбатан инвариантликнинг бузилиш механизмини тушуниш учун муҳимдир.
Нейтронларнинг гравитацион ўзаро таъсирлари уларнинг бевосита Ернинг тортиш майдонида тушиши бўйича шартли классификацияси қабул қилинган. Шунга кўра улар секин нейтронларга (<10⁵ эВ, уларнинг турли хили) тез нейтронларга (10⁵÷10⁸ эВ) юқори энергияли электронларга (>10⁸ эВ) ажратилди.
Ультрасовуқ номини олган жуда секин нейтронлар ажойиб хоссаларга эга. “Ультрасовуқ нейтронларнинг” магнит тутқичларида йиғиш ва ҳатто уларни спинларни у ерда маълум йўналишларда орентрлаш мумкин экан. Махсус шалит магнит майдонлар ёрдамида улътрасовуқ нейтронлар ютувчи деворлардан изолятцияланиши ҳамда парчаланиб кетгунча тутқичда “ яшаши ” мумкин. Бу ҳол нейтронлар ҳоссаларини ўрганишга доир кўплаб нозик тажрибалар ўтказиш имконини беради.
Эркин нейтронлар актив ўзаро таъсирлашиб ядро реакцияларини вужудга келтириши мумкин. Секин нейтронларнинг модда билан ўзаро таъсири натижасида резонанс – эффектлар ,кристалларда дифранцион сочилиш ва бошқаларни кузатиш мумкин. Анашу ҳоссалари туфайли нейтронлардан ядро физикаси ва қаттиқ жисмлар физикасидакенг фойдаланилади. Улар ядро энергиясида трансуран элементлар ва радиактив изотоплар ишлаб чиқаришда муҳим рол ўйнайди. Кимёвий анализда ҳамда геологик разветкада амалий қўлланилади.

Протон ва нейтронлар ҳақида тўлиқ маълумот беришга харакат қилдик. Энди эса улар бевосита иштирок этадиган ҳодисалар билан таништириб ўтамиз.

Атом массаси бутун сон бўлмайди. Масса сони атом ядросидаги нуклонлар яъни протон ва нейтронлар сонини билдиради. Берилган элемент атомининг ядроси шу элементнинг кимёвий белгиси билан белгиланади. Белгининг чап томонининг юқори қисмига масса сони пастки қисмига эса протонлар сони, ўнг томонининг пастки қисмига нейтронлар сони қўйилади.
Бир хил электр зариадига, яни бир ҳил сонли протонга аммо хар ҳил масса сонига эга бўлган атом ядролари изатоплар дейилади. Масалан: Баъзи бериллий, фосфор, маргумуш, висмут каби элементлар биттадан барқарор изатопга эга бўлган ҳолда қалай 10 та барқарор изотопга эга.
Изотоплар бир ҳил қимёвий ва оптик ҳусусиятларга эга табиатда учрайдиган кўпчилик кимёвий элементлар бир неча изотопларининнг алмашмасидан иборат. Шуни эслатиб ўтиш жоизки, атомнинг физик ва кимёвий ҳусусиятлари нуқтаи назаридан муҳим характрискаси унингш массаси эмас балки ядро зарядидир. Хақиқатдан ҳам ¹⁶О,¹⁷О ва ¹⁸О нингмассалари хар хиллигига қарамай, бир элементнинг атомлари ва лар эса ўзининг масса сонларри бир хил бўлишига қарамай, хар ҳил кимёвий элемент атомлари ҳисобланади.
“ Изотоп ” атамаси юқорида келтирилган тушунча доирасидан четга чиқадиган янада кенгроқ маънода ҳам ишлатилади. Кўпинча уни Z ва А нинг берилган қийматлари мос келган аниқ ядронинг номи сифатида ишлатилади. Бу маънода изотоп атамасини кўпинча нуклид атамасига алмаштирилади. Нуклид – атомларининг ядро таркиби, ядродаги протон ва нетронларнинг берилган сони билан характерланадиган ўзгача номдир.
Масса сони бир хил бўлган яъни бир хил сонли нуклонлардан иборат. Аммо ҳар хил Z га эга бўлган атом ядролари изобар ядролар дейилади. Лекин бир хил атом масса сони бўлганда ҳам изобар ядролар масса бўйича бир мунча фарқ қилади. Масалан: , ва ҳоказо
Масса сони А= 36 дан бошлаб жуфт А га эга бўлган ядролар учун изобарлар одатда жуфт-жуфт бўлиб учрайди, Масалан:
ва ҳоказо, ҳаммаси бўлиб 58 та изобарлар жуфти бор.
Бир неча изобар ядролар учлик изобарларни ҳосил қилади.
⁹⁶₄₀Zr ---⁹⁶₄₀Mo – ⁹⁶₄₄Ru; ¹²⁴₅₀Sn --- ¹²⁴₅₂Te ---¹²⁴₅₄Xe
¹³⁰₅₂Te –¹³⁰₅₄Xe --- ¹³⁰₅₆Ba; ¹³⁶₅₄Xe ---¹³⁶₅₆Ba --- ¹³⁶₅₈Ce
Бир хил масса сонларига ва бир хил атом номерларига эга бўлишларига қарамай, радиоактив хусусиятлари билан бир – бирларидан фарқ қилувчи ядролар изомерларга мисол бўлади. Гарчи ²³⁴Th ва ²³⁴Ра бир неча йиллардан бери маълум бўлса ҳам, изомерия хоссаси то 1937 йил суний олинадиган радиоактив элементлар ўртасида яна бир жуфт биром - 80 изомери топилгунча катта эътибор қозонмади. Ҳозирги вақтда 300 дан ортиқ ядро изомерияси мавжуд. Изомерлар – бу айнан бир турдаги, лекин турли энергетик холатларда бўлган ядролардир. Вазибир ядроларда хато иккитадан ортиқ изомер холатларнинг мавжудлиги кузатилган. Масалан, ¹²⁴Sb га ярим парчаланиш даврида мос равишда 60 кун, 1,5 мин ва 21 минут бўлган 3 та активлик мос келади. Ядро изомерларининг кўзғалган холатларини белигилаш учун “m” белгиси ишлатилиб, у масса сонидан сўнг қўйилади. Асосий холатдан ташқари 2 ва ундан ортиқ изомер холатлар мавжуд бўлса, уларнинг қўзғалиш энергиялари ортиб бориш тартибида m₁, m₂, ..., m_n каби бўлади. Масалан,
^{124 m}Sb (60 кун асосий ҳолат), ^124m₁Sb (1,3 мин), ^124m₂Sb (21 мин) кўришда ёзилади. Изомер ядро алоҳида нуклидлар бўла олмайди.
Ядронинг парчаланиш схемаси қуйидаги тартибда тузилади. Махсул ядронинг биз кўрадиган мисолда ¹²⁴Te нинг энг паскти горизонтал чизиқ билан каттароқ холатлари эса мос равишда юқори горизонтал чизиқлар билан белгиланган. Вертикал бўйича уларнинг орасидаги масофалар холатларнинг инергия фарқларига пропорционал ортиб ёки камайиб боради.
Чизманинг юқорисида худди шу усулда парчаланувчи она ядро (¹²⁴Sb) нинг холатлари тасвирланган. Бунда агар маҳсул ядронинг атом номери она ядро номеридан катта бўлса, маҳсул ядронинг сатҳлари она ядро сатҳларининг ўнг томонида жойлашади.
Бир хил сонли нейтронларга лекин ҳар хил сонли протонларга эга бўлган атом ядролари изотонлар деб аталади. Изотон ядроларга мисоллар: N=1 бўлганда ²₁H₁ – ³₂He₁, N=2 бўлганда ⁴₂He₂ – ⁵₃Li₂, N=3 бўлганда ⁶₃Li₃—⁷₄Be₃ ва ҳоказо.
А том ядросининг таркибини ифодалаш учун A, Z, N, T сонларининг исталган бир жуфтидан фойдаланиш мумкин. Кўпинча масса сони А, нейтронлар сони N, тартиб номери Z дан фойдаланилади.
А ва Z ёки N ва Z ларнинг қийматларидан фойдаланиб, маълум бўлган ҳамма ядроларни абсисса ўқига А ёки N ордината ўқига Z қўйилган икки ўлчамли схемада (Сигредиграммада) жойлаштириш мумкин. Бу диаграммада маълум бўлган ҳамма ядролар анчагина тор йўлакчада жойлашади. Йўлакчанинг бошида стабил ядролар учун : сўнгра бу муносабат ортиб боради. Масалан, ⁴⁰₂₀Ca учун N/Z =1: ⁹⁰₄₀Zr учун 1,25, ¹⁴²₆₀Nd учун 1,36, ²⁰²₈₀Hg учун 1,52.
Ядро физикани мутола қилсангиз баъзан “Кўзгу” ядролар атамасига кўзингиз тушиб қолади. Бунга ҳозир батавсил тўхталиб ўтамиз. Масалан, Z протон, N нейтрондан иборат. ^N+Z_ZX атом ядроси бор деб фараз қилайлик. Протонлар бу ядродаги нейтронлар сонига тенг (Z₁=N) нейтронлар сони эса протонлар сонига тенг. (N₁=Z) бўлган иккинчи ^N₁^+Z_{1 Z1} Y ядро биринчи ядрога нисбатан “кўзгу” ядро деб аталади. Бошқача қилиб айтганда, биринчи ядронинг ҳамма протонлари нейтронлар билан нейтронлари протонлар билан алмаштирилса, биринчи ядро билан биргаликда “кўзгу” ядролар жуфтини ташкил қилувчи иккинчи ядро ҳосил бўлади. Бундай “кўзгу” ядролар жуфтининг биринчиси ¹₀n₁ нейтрон, иккинчиси ¹₁H₀ протон ҳисобланади. Енгил ядролар соҳасида “кўзгу” ядролар жуфтига мисол қилиб
³₁H₂ (1p+2n)—³₂He₁ (2p+1n)
⁷₃Be₃ (4p+3n) --- ⁷₃Li₄ (3p+4n)
ни кўрсатиш мумкин. “Кўзгу” ядролардан иккиласини хусусиятлари бир – бирига анча яқин, лекин улардан бири кўпинча радиоактив бўлади.
Атом ядро физикаси самарали иш олиб борган олимлар хизмати билан унинг тараққиёти бугунги даражага етиб келди. Бу йўлда самарали иш юритган олимлар сирасига Резерфорд ,Чедвик , Борларни қўшишимиз мумкин. Уларнинг қилган хизматлари беқиёсдир, уларнинг хизмати нафақат ядро физикаси, балки, бутун физика фанининг ривожига катта ҳисса қўшди.
Биз билдикки атом кичкна зарра бўлгани билан у ҳам бир неча қисмларга бўлинар экан яъни ядро ва электронларга, ўз навбатида ядро ҳам бир неча қисмларга бўлинади. Ядронинг таркибий қисмлари булар протон ва нейтирон ҳисобланади. Бу тушунчаларнинг очилишиши физика соҳасидан ташқари кимё фанидаги эски фикрларни йўққа чиқарди. Даврий системани аниқлик билан тузиб чиқишга катта имконият яратди. Биз бу мавзуни ёритиб шундай хулосага келдикки ядро физикасининг ривожи физиканинг ҳозирги мавқейини эгллашга катта замин яратган. Ҳозирги зомон техналогияси ривожига асос бўлган. Бугунги кунда омма истеъмолида бўлган мобил телефонларнинг ички схематик тузилиши ҳам микро зарралар структураларига боғлиқ холда ишлайди. Ҳозирги замон нано техналогиясининг ривожига ҳам катта замин яратди. Олдинги катта катта ярим ўткказгичлар ўрнини 100-1000 баравар кичкиналари эгаллади. Ҳозирги замон кашфиёти бўлган компютерлар ҳам ҳодисаларга асосан ишлайди. Бундан ташқари кончилик, металлургия,ҳарбий соҳаларда фойдаланилади. Эркин нейтронтронлардан ядро энергетикасида трансуран элементлар ( Ерда табиий ҳолда учрамайдиган элементлар) ва радиоктив изотоплар ишлаб чиқаришда, кимёвий анализда ҳамда геалогик разветкада амалий қўлланилади. Бу ҳали ҳаммаси эмас чунки протоннинг парчаланинши тўлиқ ўрганилмаган ( яъни унинг қандай зарраларга парчаланиши). Агар бу ҳодисалар ҳам тўлиқ ўрганилса биз янгидан-янги кашфиётлар гувоҳи бўлишимиз мумкин.