Mavzu: Vodorod atomining Bor nazariyasi. Atomning energetik satxlari

1. Atomning barqarorligi. Bor modeli va uning qo’llanilishi
Atomning klassik nazariyasi. Rezerfordning planetar modeli. Klassik fizika tasavvurida turib tushuntirib berib bo’lmaydigan muammolardan yana biri atomning barqarorligi masalasi bo’lib, u o’z navbatida atom tuzilishiga bog`liq. Atomning barqarorligi haqidagi masalani hal qilish uni tarkibi va ichki strukturasini bilishga taqaladi. Nurlanish jarayonida chiziqli spektrlarni paydo bo’lishini atomga dahldorligi o’sha davr fiziklari uchun ayon edi. Shuning uchun atomning elementar zarra bo’lmay, murakkab tuzilishga ega ekanligiga ular shubha qilmas edilar. Shu bilan birga atom tarkibiga elektron ham taaluqli degan fikrga ishonar edilar. Shunga qaramay atom tuzilishi haqida tuzuk, aniq bir nazariya yo’q edi.

Atom nazariyasini yaratish uchun, atomni fizik sistema sifatida tasavvur qiladigan fizik model zarur edi. Atomning eng birinchi modeli 1903 yilda ingliz fizigi Jozef Jon Tomson tomonidan berildi, shu yilning o’zida nemis fizigi Filipp Lenard atom uchun o’z modelini berdi. Sal keyinroq yapon olimi K.Nagaoko o’zining atom modelini taklif etdi.

J.Tomson modeliga ko’ra, atom juda kichkina sharcha bo’lib (diametri 10^-10m) uning butun hajmi bo’ylab bir tekisda musbat zaryadlar taqsimlangan; bu musbat elektr suyuqligining ayrim nuqtalarida elektronlar joylashgan. Elektronlarning soni shundayki, atomning yig`indi zaryadini nolga tenglashtiradi; boshqacha aytganda atomning elektr jihatidan neytralligini ta’minlaydi. Biror sababga ko’ra, elektron o’z muvozanat holatidan chetlashganda, uni muvozanat holatiga qaytaruvchi kvazielakstik kuch hosil bo’ladi. Bu kuchning miqdori elektronning ko’chishiga proporstional. Natijada atom ichida elektronlarning garmonik tebranishi vujudga keladi. Maksvell nazariyasiga binoan garmonik tebranishda harakat qilayotgan elektronlarning tebranish chastotasiga teng bo’lgan chastotada monoxromatik elektromagnit nurlanishi chiqaradi. Tomson o’z modeliga tayanib atomning xarakterli alomati bo’lgan ularning nurlanish spektridagi chiziqli xarakterini tushuntirib berdi. Tomson modeliga asolanib G.A.Lorenst dispersiyasini elektron nazariyasini yaratdi. Bu nazariya normal va anomal dispersiyalarni to’g`ri tushuntirib berdi. Keyinroq Tomson modeliga o’xshagan yadroning proton-elektron modeli yaratildi. ¡z davrida Tomson modeli fizikada katta e’tiborga ega bo’ldi, biroq u ko’pga cho’zilmadi.

Lenard modeliga ko’ra har xil modda atomlari har xil sondagi yagona tashkil etuvchilardan iborat. Lenard modeli ham muvaffaqiyat qozonmadi.

Yapon olimi Nagaokoga taaluqli atom modeliga ko’ra atom katta massali musbat zaryad atrofida aniq oraliqlardagi aylana bo’ylab elektron joylashgan ko’rinishga ega. Bu model atomning planetar modeliga o’xshagan bo’lib, faqat uning dinamikasi yo’q edi.

Demak, atom fizikasi oldidagi muammo aslida neytral atom ichki tuzilishida musbat va manfiy zarralarning mavjudligi va ularning atom ichida taqsimlanishini xarakterlashini talab qiladi.

Nixoyat 1911 yilda buyuk ingliz fizigi Ernest Rezerford o’zining shogirdlari G.Geyger va E.Marsden bilan birgalikda alfa zarralarni yupqa metall zarlarida sochilishini eksperimental o’rganib, yuqorida aytilgan barcha modellarni asossizligini ko’rsatdi va ko’p o’tmay atomning planetar modelini yaratdi. Xozirgi paytda bu model atomning yadro modeli ham deb yuritiladi. Rezerfordning planetar modelini yaratilishi atom fizikasini o’rganishda va yadro fizikasi fanini vujudga kelishida katta burilish yasadi.

Rezerford modeliga ko’ra atom markazida juda kichik massiv yadro joylashgan bo’lib, uning zaryadi +Ze ga teng. Atomning deyarli barcha massasi yadroda mujassamlashgan bo’lib, uning atrofida doiraviy yoki elliptik orbitalarda elektronlar harakat qiladilar. Atomning diametri atrofida bo’lib, u yadroning o’lchamidan () 100000 marta katta. Elektron bilan yadro oralig`i ulkan vakuum bo’shlig`idan iborat bo’lib, atomning ichi ulkan kosmosdan iborat. Atomning Rezerford modeli ko’p jihatdan Quyosh sistemasining tuzilishiga o’xshagan bo’lgani uchun ko’pincha atomning planetar modeli deb ham atashadi. Atomning planetar modeli o’z mohiyati jihatidan dinamik model bo’lib, yuqorida sanab o’tilgan barcha statik modellardan tubdan farq qiladi.