Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"


Download 18.1 Mb.
Pdf ko'rish
bet36/119
Sana31.12.2017
Hajmi18.1 Mb.
#23506
TuriDərslik
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   119

Шякил 45.2.

θ

N



0

F

N(

θ)

d

(1)

θ

N



0

F

N(

θ)

d

(1)

ϕ

θ



θ

d

d

dR

ds

)

1



(

d

sin


2

=

=



     (45.37) 

Rezerfordun təcrübələrində 

θ

  və 



θ

+

d

θ

 bucaqları ilə xarakterizə olunan iki cisim 



buc

b

d

Ω=2

π

sin



θ

d

θ

 



   

         (45.38) 

Məhz 

ğı daxilində  s



sturu

 

ağının arasında yerləşən oblastda (yəni konuslar arasında) (şəkil 45.3) səpilən 



α

-

hissəciklərin orta sayı hesablanırdı. Aydındır ki, bu 



hala uyğun gələn 

d

Ω cisim bucağı (45.37) ifadəsini 

ϕ

 üzrə 0-dan 2



π

-yə  qədər inteqrallamaqla tapıla 

ilər: 

bu 


d

Ω cisim buca

əpilmə üçün 

effektiv kəsiyi hesablamaq tələb olunur. Fərz edək 

ki, səpilmə baş verənə  qədər 

α

-hissəciklər paralel 



dəstə şəklində hərəkət edir. Səpici folqanı elə nazik 

götürək ki, ondan keçən hər bir 

α

-hissəcik yalnız bir 



nüvənin yaxınlığından keçmiş olsun, yəni hər bir 

α

-



hissəcik yalnız bir dəfə səpilmiş olsun. Başqa şərtlər 

eyni olduqda 

α

-hissəciyin səpilmə bucağı, (45.36) dü



təyin olunduğundan, verilmiş nüvədən 

θ

 və 



θ

+

d

θ

 bucaqları arasında yerləşən bucaq qədər 



elə 

α

-hissəcik səpiləcək ki, onun üçün hədəf məsafəsi 



b  və  b-db arasında qiymət alsın. 

Başqa sözlə, səpilən 

α

-hissəciklər hər bir səpici mərkəz  ətrafında çəkilmiş 



b  və  b-db 

radiuslu konsentrik çevrələr arasında yerləşmiş  həlqədən keçmiş olacaqdır (şəkil 45.4). 

(45.36) düsturundan görünür ki, 

d

θ

 və 



db arasında aşağıdakı asılılıq vardır: 

Шякил 45.3. 

na görə, 



b  hədəf məsafəsi ilə

db

m

d

2

0



2

1

υ



πε

θ

α



=



 

          (45.39) 



Ze

2

2



2

2

sin



θ

Burada mənfi işarəsi göstərir ki, 



b  hədəf məsafəsi 

 kəsiyinin sahəsi 



s olarsa 

(şək


Шякил 45.4. 

artdıqca (



db

>0) meyl bucağı 

θ

 azalır (



d

θ

<0). Biz db 

kəmiyyətinin yalnız mütləq qiymətindən istifadə 

edəcəyik və ona görə  də (45.39) düsturunda mənfi 

işarəsini nəzərə almayacağıq. 

α

-hissəciklər dəstəsinin en



il 45.4), onda səpici folqada bu dəstənin qarşısına 

çıxan nüvələrin sayı 



nsa olar.Burada n – vahid həcmdəki 

 

234 



atomların sayı, 

a – folqanın qalınlığıdır.  Əgər 

α

-hissəciklər dəstənin en kəsiyi üzrə 



bərabər paylanmışdırsa və onların sayı çox böyükdürsə (bu həqiqətən belədir), onda 

nüvələrdən birinin yaxınlığından hədəf məsafəsinin 



b  və  b-db qiymətləri arasındakı 

müəyyən qiymətinə uyğun trayektoriya üzrə  hərəkət edən, yəni bir nüvədən 

θ

  və 


θ

+

d

θ

 

bucaqları intervalında yerləşən bucaq qədər səpilən 



α

-hissəciklərin nisbi sayı  aşağıdakı 

kimi olar: 

bdb

na

s

bdb

nsa

N

dN

π

π



θ

2

2



=



=

         (45.40) 



Burada 2

π

bdb – radiusları  b  və  b-db olan konsentrik çevrələr arasında qalan həlqənin 

sahəsi, 

N – səpici folqa üzərinə düşən 

α

-hissəciklərin tam seli, 



dN

θ

 – 



θ

 və 


θ

+

d

θ

 bucaqları 



arasında yerləşən 

α

-hissəciklər selidir. 



b  və  db  kəmiyyətlərini (45.36) və (45.39) ifadələrindən taparaq (45.40) düsturunda 

yazsaq 


2

2

sin



1

2

2



2

2

2



2

0

2



θ

θ

θ



π

υ

πε



α

θ

d



ctg

m

Ze

na

N

dN



⎟⎟



⎜⎜



=

            (45.41) 



olar. Burada 

θ

 bucağı daxil olan vuruqları 



2

sin


2

sin


2

sin


2

sin


2

cos


2

sin


2

4

4



2

θ

θ



θ

θ

θ



θ

θ

=



=

ctg

 

kimi çevirərək 



2

sin


4

sin


2

2

4



2

2

0



2

θ

θ



θ

π

υ



πε

α

θ



d

m

Ze

na

N

dN

⎟⎟



⎜⎜



=



 

              (45.42) 

yaza bilərik. Lakin (45.38) düsturuna görə  2

π

sin



θ

d

θ

  kəmiyyəti 



θ

  və 


θ

+

d

θ

  səpilmə 



bucaqlarına uyğun gələn istiqamətlər (konuslar) arasında qalan 

d

Ω cisim bucağına 

bərabər olduğundan (45.42) ifadəsini aşağıdakı kimi də yazmaq olar: 

2

sin



32

4

2



2

0

2



θ

υ

πε



α

θ



⎟⎟



⎜⎜



=



d

m

Ze

na

N

dN

            (45.43) 



Bu, 

α

-hissəciklərin səpilməsi üçün Rezerford düsturudur. Bu düsturdan görünür ki, 



səpilən 

α

-hissəciklərin 



dN

θ

 sayı 



θ

 bucağından kəskin asılıdır və 

θ

 kiçildikdə bu say 



kəskin artır. 

Rezerfordun  əməkdaşları bu düsturu təcrübə yolu ilə ciddi şəkildə yoxlamışdır. Bu 

məqsədlə onlar müxtəlif 

θ

 bucaqları altında eyni zaman müddəti  ərzində  səpilən 



hissəciklərin sayını ekranda müşahidə olunan parıltıların sayına əsasən müəyyən etmişlər. 

44.2  şəklinə uyğun olaraq, təcrübələr zamanı eyni bir cisim bucağı daxilində (bu cisim 

bucağı 

E

k

 ekranın sahəsi və folqadan ekrana qədər olan məsafə ilə təyin olunur) səpilən 

α

-hissəciklərin sayı müəyyən edilirdi. Ona görə  də müxtəlif bucaqlar altında müşahidə 



 

235


olunan parıltıların sayı, (45.43) Rezerford düsturuna uyğun olaraq, 

2

sin



1

4

θ



 ilə düz 

mütənasib olmalıdır. Doğrudan da, (45.43) düsturuna əsasən 

⎟⎟



⎜⎜



=





d

m

Ze

Nna

dN

2

2



0

2

4



32

2

sin



υ

πε

θ



α

θ

               (45.44) 



ifadəsindən görünür ki, bütün digər  şərtləri eyni saxlamaqla, yalnız 

θ

 bucağını 



dəyişdirsək 

const

dN

=



2

sin


4

θ

θ



     

            (45.45) 

olmalıdır. Sxemi 44.2 şəklində verilmiş  təcrübələrdə (45.45) düsturunu yoxlamaq üçün 

100 000-dən çox parıltı sayılmışdı. Qızıl folqadan səpilmə üçün bu təcrübələrdən alınan 

nəticələr 45.1 cədvəlində verilmişdir. Bu cədvəldən görünür ki, 

2

sin



1

4

θ



 kəmiyyətinin və 

parıltıların sayının çox geniş intervalda dəyişməsinə baxmayaraq, 

2

sin


4

θ

θ





dN

 hasili, 

nəzəriyyənin tələblərinə uyğun olaraq, təqribən sabit qalır. Doğrudan da, 

2

sin



1

4

θ



 

kəmiyyəti təqribən 3500 dəfə dəyişdikdə, 

2

sin


4

θ

θ





dN

 hasili yalnız 30% dəyişir.



 

Cədvəl 45.1. 

 

Meyl bucağı 

(dərəcə ilə) 

2

sin



1

4

θ



 

Parıltıların sayı 

2

sin


4

θ

θ





dN

 

150 



135 

120 


105 

75 


60 

45 


30 

15 


1,15 

1,38 


1,79 

2,53 


7,25 

16,0 


46,6 

223 


3445 

33,1 


43,0 

51,9 


69,5 

211 


477 

1435 


7800 

132000 


28,8 

31,2 


29,0 

27,5 


29,1 

29,8 


30,8 

35,0 


38,4 

 

Analoji yolla səpilmənin 



α

-hissəciklərin 

υ

 sürətindən və folqanın 



a qalınlığından 

asılılığı təcrübədə öyrənilmiş və bütün hallarda nəzəriyyə ilə yaxşı uyğun gələn nəticələr 

alınmışdır. Təcrübi nəticələrin nəzəriyyə ilə belə yaxşı uyğun gəlməsi eyni zamanda 

təcrübələrin aparıldığı şərtlər daxilində, yəni ağır nüvələr və çox da böyük olmayan sürətə 

malik 

α

-hissəciklər arasında qarşılıqlı  təsir üçün Kulon qanununun tətbiq olunmasının 



mümkünlüyünü sübut edir. Nüvədən keçən düz xətt boyunca hərəkət edən, yəni hədəf 

 

236 



məsafəsi 

b=0 olan 

α

-hissəciyin nüvənin mərkəzinə yaxınlaşa biləcəyi  ən kiçik 



r

min

 

məsafəsini 



α

-hissəciyin kinetik enerjisinin nüvə ilə 

α

-hissəciyin Kulon qarşılıqlı təsirinin 



potensial enerjisinə  bərabər olması  şərtindən, (45.5) düsturuna əsasən tapmaq olar. Bu 

düsturda, məsələn, 



Z

1

=2 (



α

-hissəcik), 



Z

2

=30 (sink atomu), 



υ

=10


7

 

m/san,  m

1

=

m



α

=6,6


⋅10

-

27



 

kq,  e=1,6

⋅10


-19

 

Kl  və 

ε

0

=8,85



⋅10

-12


 

Kl

2

/



nm

2

 qiymətlərini yazsaq, 



r=4

⋅10


-14

 

m olduğunu 

tapırıq. 

Qazlarda 

α

-hissəciklərin səpilməsi halı üçün nəzəriyyənin təcrübədə yoxlanması 



üsulu da maraqlıdır. Bu üsulun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Vilson kamerasındakı qaz 

daxilində  hərəkət edən çoxlu sayda 

α

-hissəciklərin treklərinin fotoşəkilləri alınır, bu 



fotoşəkillər əsasında meyl bucaqları ölçülür və eyni bir səpilmə bucağının neçə dəfə rast 

gəlindiyi hesablanır. Bu üsul Bleket tərəfindən  əsas etibarilə Kulon qanununun tətbiq 

olunma hüdudlarını müəyyən etmək üçün istifadə olunmuşdur. Müəyyən edilmişdir ki, 

arqon üçün nüvənin və 

α

-hissəciyin mərkəzləri arasındakı  məsafənin 7



⋅10

-14


–10

-11


 

m

hava üçün isə  3

⋅10

-14


–5

⋅10


-12

 

m intervalına uyğun olan qiymətlərində Kulon qanunu 

ödənir. Lakin buradan Kulon qanununun universal olması  və  məsafənin daha kiçik 

qiymətləri, məsələn, nüvə daxilindəki qarşılıqlı təsir üçün də ödənməsinin mümkünlüyü 

haqqında nəticə  çıxarmaq olmaz. Doğrudan da, 

α

-hissəciklərin yüngül nüvələrdən 



səpilməsinin öyrənilməsi göstərmişdir ki, qarşılıqlı  təsirdə olan yüklü hissəciklər 

arasındakı məsafə 10

-14

 

m olduqda Kulon qanunundan kəskin kənara çıxmalar müşahidə 



olunur. 10

-14


 

m-dən kiçik məsafələrdə isə, məsafənin artması ilə  kəskin azalan və eyni 

işarəli yüklər arasında Kulon itələmə qüvvəsindən xeyli böyük olan, cazibə qüvvələri 

meydana çıxır. Bu qüvvələr nüvə qüvvələri, onların xarakterizə etdiyi qarşılıqlı təsir isə 

nüvə qarşılıqlı təsiri adlanır. 

(45.43) Rezerford düsturu 

Z ədədini, yəni nüvədəki müsbət elementar yüklərin sayını 

da təcrübə yolu ilə  təyin etməyə imkan verir. Doğrudan da, düşən 

α

-hissəciklərin 



flüoressensiyaedici ekranda yaratdığı parıltıların 

N sayını və 

θ

 ilə 



θ

+

d

θ

 bucaqları arasında 



yerləşən bucaq qədər səpilən 

α

-hissəciklərin yaratdığı parıltıların 



dN

θ

 sayını bilərək biz 



d

σ

=



dN

θ

/



N  kəmiyyətini tapa bilərik. (45.43) düsturunun sağ  tərəfinə isə  təyin edilməsi 

tələb olunan 



Z  kəmiyyətindən başqa ya məlum (n,  a,  e), ya da təcrübədə ölçülə bilən 

(

m

α

υ

2



θ

) kəmiyyətləri daxildir. Beləliklə, 



Z-i təyin etmək üçün yalnız ekrandakı 

parıltıların 



N və dN

θ

 sayını tapmaq lazımdır. Təcrübələrin əsas çətinliyi ondan ibarət idi 



ki, bu ədədlər bir-birindən kəskin fərqlənir.  İlk təcrübələr zamanı 

N  və  dN

θ

  ədədləri 



müxtəlif qurğularda, yəni müxtəlif şəraitdə ölçülürdü ki, bu da böyük səhvlərin meydana 

çıxmasına səbəb olmuşdu. 

Çedvik təcrübənin şəraitini dəyişdirərək hər iki 

N və dN

θ

 ədədlərini eyni bir qurğuda 



təyin etməyə nail olmuş  və  nəticədə 

Z-i böyük dəqiqliklə müəyyən etmişdi. Çedvikin 

təcrübəsinin sxemi 45.5 şəklində verilmişdir. Səpici folqa 



AA

′  həlqəsi  şəklindədir. 

Radioaktiv preparat 

R  və ZnS-dən 

hazırlanmış 



S ekranı  AA

′ folqasından 

eyni bir 

r  məsafəsində yerləşdirilir. 

Müəyyən 


θ

 bucağı altında səpilən 

α

-

hissəciklərin sayı tapılır. Hesablamanı 



sadələşdirmək üçün bu 

θ

 bucağı 



RS 

oxu ilə 


R-dən səpici folqaya gələn 

şüalar arasında qalan bucaqdan iki 

 

237


Шякил 45.5.

dəfə böyük götürülür. Həlqənin daxilində 

R və S arasında 

α

-hissəciklər üçün qeyri-şəffaf 



olan ekran yerləşdirməklə, yalnız səpilən 

α

-hissəcikləri saymaq olar. Əgər 



AA

′ həlqəsinin 

ekranla örtsək, onda düşən dəstədəki 

α

-hissəciklərin 



N sayını tapmaq olar. Bu N  ədədi 

çox böyük olduğundan (məsələn, səpilən 

α

-hissəciklərin bir dəqiqədə verdiyi parıltıların 



sayının 30-a bərabər olması üçün, bir dəqiqədə düşən 

α

-hissəciklərin ümumi sayı 20000 



olmalıdır), düşən 

α

-hissəciklərin ekranda yaratdığı parıltıları bilavasitə saymaq üçün 



S-in 

qarşısına nazik yarığı olan fırlanan disk qoyulur. Bu disk düşən 

α

-hissəciklərin ekranda 



yaratdığı parıltıları saymaqla, həmin nisbəti bilərək, 

N ədədini tapmağa imkan verir. 

Bu üsulla Çedvik platin, gümüş və mis üçün Pt(78) – 77,4; Ag(47) – 46,3; Cu(29) – 29,3 

qiymətlərini tapmışdı. Elementlərin kimyəvi işarəsindən sonra mötərizədə yazılmış ədəd 

Mendeleyev cədvəlində bu elementin sıra nömrəsini göstərir. Deməli, Çedvik təcrübələri 

göstərdi ki, nüvədəki müsbət elementar yüklərin sayı uyğun elementin 

Z sıra nömrəsinə 

bərabərdir. Bu müddəanı isə 1913-cü ildə hollandiyalı fizik Vanden Bruk hipotez 

şəklində söyləmişdi. Bir çox elementlər üçün də digər tədqiqatçılar tərəfindən təsdiq 

olunmuş bu qayda göstərdi ki, nüvənin yükünün təyin olunması  məsələsi bütün 

elementlərin atom nömrəsinin dəqiq təyin olunmasına gətirilir. Elementlərin atom 

nömrəsini isə rentgen spektrləri vasitəsilə  dəqiq təyin etmək mümkündür (Ё32, Mozli 

qanunu). 

Rezerford təcrübələrindən məlumdur ki, bir çox 

α

–hissəciklər 



θ

=

π



/2 və daha böyük 

bucaqlar altında səpilirlər. Belə böyük bucaqlar altında səpilmənin mövcud olması üçün 

nüvənin müsbət yükü, xətti ölçüləri hədəf məsafəsindən kiçik olan bir həcmdə 

yerləşməlidir. (45.36) düsturuna əsasən 

θ

=

π



/2 səpilmə bucağına uyğun gələn hədəf 

məsafəsi 



kin

W

Ze

m

Ze

b

0

2



2

0

2



4

2

4



πε

υ

πε



α

=

=



 

 

        (45.46) 



olar. Burada 

W

kin

=

m

α

υ

2



/2 – 

α

–hissəciklərin kinetik enerjisidir. Rezerford təcrübələrində 



istifadə olunan 

α

–hissəciklər üçün 



W

kin

≈5 MeV idi. Onda (45.46) düsturuna əsasən Z=8 

olduqda 

b

≈0,25⋅10


-14

 

m alınır. Deməli, atom nüvəsinin ölçüsü 10

-14

 

m tərtibində olmalıdır. 



Atomun ölçüsü isə 10

-10


 

m  tərtibindədir. Buradan görünür ki, 

α

–hissəciklərin böyük 



bucaqlar altında səpilməsini yaradan müsbət yük doğrudan da atomun daxilində nüvə 

adlanan çox kiçik bir həcmdə toplanmalıdır. 

Beləliklə, 

α

–hissəciklərin səpilməsi nəzəriyyəsindən alınan (45.43) Rezerford 



düsturunun təcrübələr vasitəsilə təsdiq olunması göstərdi ki, atom üçün Rezerfordun təklif 

etdiyi planetar model, yəni atomun müsbət yüklü ağır nüvədən və bu nüvənin ətrafında 

qapalı orbitlər boyunca hərəkət edən elektronlardan ibarət olması modeli həqiqətə uyğun 

gəlir. 


 

 

 



Ё46. Planetar modelə görə atomun şüalanma nəzəriyyəsi 

 

Atom üçün Rezerfordun təklif etdiyi planetar modelə görə, atom ölçüsü çox kiçik 

(~10

-14


 

m), lakin kütləsi təqribən atomun kütləsinə  bərabər olan +Ze yüklü nüvədən və 

nüvənin mərkəzi  ətrafında müxtəlif orbitlər üzrə  hərəkət edən 



Z sayda elektronlardan 

 

238 



ibarətdir. Bu model atom üçün Tomson modelindən daha yaxşıdır, çünki o, 

α



hissəciklərin səpilməsinə dair təcrübələrdə müşahidə olunan nəticələrə tam uyğun gəlir və 

həm də dinamikdir. Əgər atom üçün Rezerford modeli statik olsaydı, onda nüvəni əhatə 

edən elektronlar, Kulon cazibə qüvvəsinin təsiri altında, nüvənin üzərinə düşərdi. 

Dinamik planetar modelə görə böyük kütləyə malik olan nüvə sükunətdə hesab olunur 

(sonralar nüvənin də  hərəkətini nəzərə almaq lazım gələcəkdir), elektronlar isə bu 

nüvənin  ətrafında dairəvi və elliptik orbitlər üzrə  hərəkət edirlər. Atomun diametri 

~10

-10


 

m olub, nüvənin ölçüsündən 10

4

 dəfə böyükdür. 



 

239


Ən sadə atom olan hidrogen atomu üçün planetar modelə baxaq. Sadəlik naminə fərz 

edək ki, elektron (kütləsi  m, yükü –e) nüvənin  ətrafında (yükü +e) dairəvi orbit üzrə 

hərəkət edir. Sonralar müəyyən edildi ki, hidrogen atomunun nüvəsi, kütləsi elektronun 

kütləsindən 1836 dəfə böyük olan protondur. Ona görə  də ilkin yaxınlaşmada hidrogen 

atomunda nüvənin, yəni protonun hərəkətini nəzərə almamaq, yəni onu sükunətdə hesab 

etmək olar. 

Baxılan məsələni daha ümumi şəkildə  həll etmək məqsədilə hidrogenəbənzər 

atomlara, yəni +Ze yüklü nüvədən və bir elektrondan ibarət olan atom sistemlərinə 

baxmaq daha əlverişlidir. Belə atom sistemlərinə misal olaraq H, He

+

, Li



2+

, Be


3+

  və s. 


göstərmək olar. İstənilən vaxt Z=1 yazmaqla hidrogen atomuna aid olan nəticəni  əldə 

etmək olar. Qazların molekulyar kinetik nəzəriyyəsindən məlumdur ki, atomların ölçüləri 

10

-8

 sm  tərtibindədir. Digər tərəfdən 



α

–hissəciklərin səpilməsinə dair Rezerford 

təcrübələrindən görünür ki, Kulon qanunu 10

-12


 sm  tərtibli məsafələr üçün də doğrudur. 

Ona görə  də biz tam əmin ola bilərik ki, hidrogenəbənzər atomda elektronun nüvə ilə 

qarşılıqlı  təsiri Kulon qanununa tabedir. Beləliklə, hidrogenəbənzər atomda elektronu 

orbitdə saxlayan nüvə tərəfindən ona təsir edən Kulon cazibə qüvvəsidir: 

2

2

0



4

1

r



Ze

F

πε

=



 

             (46.1) 

Burada r – elektronun dairəvi orbitinin radiusudur. Nyutonun ikinci qanununa görə 

r

m

r

Ze

2

2



2

0

4



1

υ

πε



=

 



                (46.2) 

yazmaq olar. Burada 



r

a

r

2

υ



=

 – mərkəzəqaçma təcilidir. 

(46.2) tənliyinə əsasən elektronun kinetik enerjisi üçün aşağıdakı ifadəni yaza bilərik: 

r

Ze

m

E

к

2

0



2

8

1



2

=



=

πε

υ



                  (46.3) 

Elektronun potensial enerjisi isə 

r

Ze

C

E

p

2

0



4

1 ⋅


=

πε



 

                 (46.4) 

olar. Burada C – sabiti r

→∞ olduqda elektronun potensial enerjisidir. r→∞ məsafəsində 

elektron ilə nüvə arasında Kulon qarşılıqlı təsiri olmadığından E

p

(

∞)=C=0 olur və (46.4) 



düsturu 

к

p

E

r

Ze

r

E

2

4



1

)

(



2

0



=



=

πε

                         (46.5) 



şəklinə düşür. Potensial enerjinin işarəsindəki mənfi işarəsi göstərir ki, baxılan sistemdə 

itələmə deyil, cazibə qüvvəsi təsir edir, yəni elektron müsbət yüklü nüvə tərəfindən cəzb 

olunur. Sistemin tam enerjisi E

k

 və E



p

 enerjilərinin cəminə bərabərdir: 



r

Ze

E

E

E

p

к

2

0



8

1 ⋅


=

+



=

πε



  

       (46.6) 

Tam enerjinin mənfi işarəli (E

<0) olması isə göstərir ki, baxılan sistem rabitəli sistemdir, 

 

240 



yəni bu sistemdə elektronun hərəkəti finitdir. 

Nüvənin yaratdığı Kulon sahəsinin potensialı isə, (46.5) düsturuna əsasən 



r

Ze

r

u

=



0

4

1



)

(

πε



 

               (46.7) 

olar. 

Elektronun atomda rabitə enerjisi onu atomdan qoparmaq üçün, yəni atomu 



ionlaşdırmaq üçün tələb olunan minimum enerjiyə bərabər hesab olunur. Təcrübə yolu ilə 

müəyyən edilmişdir ki, hidrogen atomu üçün (Z=1) rabitə enerjisi 13,53 eV-dur. Bu 

qiyməti (46.6)-da yazaraq hidrogen atomunun radiusu üçün r=0,53

⋅10


-10

 m=0,53 Å 

qiymətini tapırıq. Sonra görəcəyik ki, bu kəmiyyət Bor radiusu adlanır və onun indi 

tapdığımız qiyməti digər üsullarla tapılmış qiymətə yaxşı uyğun gəlir. 

Elektronun orbit üzrə 

υ

  xətti sürəti və  f  fırlanma tezliyi arasında aşağıdakı  əlaqə 



vardır: 

υ

=



ω

r=2

π

fr

         (46.8) 

(46.8)-i (46.3)-də  nəzərə alaraq elektronun nüvə  ətrafında  f  fırlanma tezliyini tapa 

bilərik: 

3

0



2

4

2



1

mr

Ze

f

πε

π



=

              (46.9) 



(46.9) ifadəsindən hidrogen atomu üçün f=7

⋅10


15

 san

-1

 alınır ki, bu qiymət də digər 



üsullarla f üçün tapılmış qiymətlə eynidir. 

Atomun planetar modeli klassik fizika təsəvvürləri  əsasında atom quruluşunun izah 

edilməsində müəyyən nailiyyətlər qazanmış oldusa da, həmin model təklif olunandan 

dərhal sonra onun prinsipial çatışmazlıqlara malik olduğu meydana çıxdı. Belə ki, 

elektron atomda nüvənin  ətrafında çevrə  və ya ellips üzrə  hərəkət edirsə, bu, təcilli 

hərəkət olduğundan, klassik elektrodinamika qanunlarına görə elektron kəsilməz olaraq 

elektromaqnit dalğaları şüalandırmalı və özü də bu şüalanmanın tezliyi elektronun nüvə 

ətrafında fırlanma tezliyinə bərabər olmalıdır. 

Məlumdur ki, klassik fizikada elektromaqnit dalğası şüalandıran mənbə harmonik və 

ya qeyri-harmonik rəqs edən dipol, yəni xətti osilyatordur. Lakin atom üçün Rezerfordun 

təklif etdiyi planetar modelə görə atoma rotator kimi, yəni müsbət yüklü nüvənin 

ətrafında fırlanan mənfi yüklü hissəcik kimi baxmaq olar. Asanlıqla göstərmək olar ki, bu 

modelin də elektromaqnit xassələri xətti osilyatorun xassələri ilə ifadə oluna bilər. Bunun 

üçün  əvvəlcə sadəlik naminə  fərz edək ki, elektron nüvənin  ətrafında dairəvi orbit üzrə 

bərabərsürətli hərəkət edir. Belə  hərəkət təcilə malik olduğu üçün o, elektromaqnit 

dalğalarının  şüalanması ilə müşayiət olunmalıdır. Bu şüalanmanın intensivliyini 

hesablamaq üçün çevrə üzrə  bərabərsürətli hərəkəti  x  və  y oxları boyunca iki harmonik 

rəqsə ayıraq: 



x=acos

ω

t  



 

 

 

 



 

 

 



 

         (46.10) 



y=asin

ω

  

 

 



Deməli, nüvənin ətrafında çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkət edən elektronun şüalanması 

əvəzinə eyni 

ω

 tezliyi və  a amplitudu ilə bir-birinə perpendikulyar istiqamətlərdə  rəqs 



edən iki dipolun, yəni xətti osilyatorun şüalanmasına baxmaq olar. 

Məlumdur ki, xətti osilyatorun şüalanma intensivliyinin 

θ

 bucağı ilə  təyin olunan 



 

241


istiqamətdə ani qiyməti (34.7) düsturu ilə  təyin olunur. Ona görə  də osilyatorun vahid 

zamanda şüalandırdığı tam enerjini tapmaq üçün 

Jds



I

 

        (46.11) 



inteqralını hesablamaq lazımdır. Burada inteqrallama mərkəzi  O nöqtəsi olan sferanın 

səthi üzrə aparılır (şəkil 46.1). Sferik koordinatlarda sferanın səth elementi üçün 



ds

=R

2

sin


θ

d

θ

d

ϕ

  

             (46.12) 



N

J

M

0

R



P

0

E

ϑ

B



Download 18.1 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   119




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling