Reja: Atom tuzilishi to‘g‘risidagi tasavvurlarning rivojlanishi

Mavzu: Atom tuzilishi to‘g’risida tarixiy ma’lumotlar.
REJA:

1. 
   Atom tuzilishi to‘g‘risidagi tasavvurlarning rivojlanishi.
   
2. 
   Olimlarda atom haqida tushunchalar uyg’onishi.
   

Atom tuzilishi to‘g‘risidagi tasavvurlarning rivojlanishi.
Atom fizikasi hozirgi zamon umumiy fizika kursining asosiy bo‘limlaridan biri hisoblanadi. Atom fizikasi moddaning eng kichik zarrasi bo‘lgan atom elektron qobiqlarining tuzilishini, ularning xususiyatlarini va ulardagi jarayonlar tufayli yuz beradigan hodisalarni o‘rganadigan fandir. Atom fizikasi XIX asr oxiri va XX asr boshlarida yuzaga keldi. Lekin budavrgacha, ya’ni atom fizikasi alohida fan sifatida yuzaga kelganiga qadar moddalar tuzilishi, materiyaning cheksiz bo‘linishlari va atom nazariyasi to‘g‘risida qadimgi yunon faylasuflari tomonidan turli fikrlar ilgari surildi, ko‘pgina olimlar tomonidan tajribalar o‘tkazilib, fizik hodisalar kashf qilindi. Tajribalaradan to‘plangan fizik hodisalarni, kashfiyotlarni ilmiy jihatdan asoslash, ularni tushuntirish atom fizikasini rivojlantirishni talab qilar edi. Bu esa atom fizikasining taraqqiy etishiga, alohida fan sifatida yuzaga kelishiga olib keldi. Atomistik materializm asoschilari bo‘lgan qadimgi yunon faylasuflari Levkipp (eramizgacha V asr) va Demokritlar (eramizgacha 460-370-yy.) atom nazariyasini ilgari surdilar. Bu nazariyaga ko‘ra, har bir modda bo‘linmaydigan mayda zarralardan, ya’ni atomlardan tuzilgan. Ularning fikricha, atomlar mutlaq bo‘lib, ularda bo‘shliq yo‘q. Ular cheksiz fazoda bir-biridan alohida ajratilgan bo‘lib, tashqi shakli, o‘lchami, holati, tartibi bilan farq qiladi. Atomlar ma’lum vaqtlarda turg‘un birikmalarga birlashib turli jismlarni hosil qiladi. Demokritning atomistik qarashlari Epikur (eramizgacha 341-270-yy.) atom nazariyasini ilgari surdilar. Bu nazariyaga ko‘ra, har bir modda bo‘linmaydigan mayda zarralardan, ya’ni atomlardan tuzilgan. Ular cheksiz fazoda bir-biridan alohida ajratilgan bo‘lib, tashqi shakli, o‘lchami, holati, tartibi bilan farq qiladi. O‘rta asrlarda atom to‘g‘risidagi ta’limotlar sezilarli rivojlanmadi. Keyinchalik atom to‘g‘risidagi Levkipp, Demokrit, Epikurlarning atom to‘g‘risidagi tasavvurlari fransuz faylasuf materialisti P. Gassendi (1592-1655) tomonidan rivojlantirildi. Uning faoliyati I. Nyutonga (1643- 727) va R. Boyllarga (1627-1621) ta’sir ko‘rsatdi. I. Nyuton o‘z ishlarida materiya g‘ovak bo‘lib, bo‘shliqqa joylashtirilgan alohida zarralardan iborat, degan fikrni bayon qildi. Nyuton qattiq jismlar o‘zaro ta’sirining tabiatini qarab chiqib, shunday xulosaga keldi: zarralarning birlashishi ularning qandaydir kuch bilan tortishishidir, zarralar birbiriga tekkanda, bu kuchlar katta qiymatga ega bo‘ladi. O‘rta asrlarda atom to‘g‘risidagi ta’limotlar sezilarli rivojlanmadi. Bu davrda issiqlik hodisalarini tushuntirishda ikki xil tushuncha paydo bo‘ldi: birinchisining asosida atomlarning harakati haqidagi tasavvurlar yotadi, ikkinchisida esa teplorod tushunchasi yotadi. R.Broyl va uning shogirdi R.Guk (1635-1703) issiqlik, bu modda zarralarining mexanik harakati natijasidir, degan fikrni aytdilar. Bu fikr D.Bernulli (1700-1782) tomonidan quvvatlandi. D.Bernulli gazlar bosimi gaz molekulalarining idish devoriga urilishlari ta’siri natijasidir, deb tushuntirdi. Dalton turli elementlarni o‘zaro ta’sir qildirib kimyoviy birikmalar hosil qilish usullarini kuzatdi. U har bir element atomlardan tuzilgan, atom esa moddaning bo‘linmas birligidir, deb tushuntirdi. Uning fikricha, bir xil kimyoviy element atomlari boshqa xil kimyoviy element atomlaridan farq qiladi. Hozirgi vaqtda yuzdan ortiq kimyoviy element bor, Dalton nazariyasiga ko‘ra esa elementar zarralar soni ham shuncha bo‘lishi kerak, lekin buni to‘g‘ri deb bo‘lmaydi. 1816-yilda Prout ilgari surgan nazariyaga asosan barcha element atomlari aynan bir turdagi atomlardan, chunonchi vodorod atomlaridan tuzilgan, bu esa qadimgi yunonlarning birlamchi materiyasiga to‘g‘ri keladi. Prout hamma elementlarni atom og‘irliklari butun sondan iborat bo‘lib, vodorod atom og‘irligiga qoldiqsiz bo‘linadi, degan fikrda bo‘lgan. Atom og‘irliklarini o‘lchashda shu fikrga suyanilgan. Tajribalarning ko‘rsatishicha, atom og‘irliklari kasr sonlar bilan ham ifodalanadi, masalan, Cl (35,457); Cu (63,54). Ma’lum vaqtdan so‘ng Prout nazariyasi ham noto‘g‘ri bo‘lib chiqdi. Lekin 100 yildan so‘ng bu nazariya o‘zgartirilgan holda yana tiklandi. Uning tiklanishiga radioaktiv hodisalarning ochilishi va atomning bo‘linuvchanligi haqidagi fikrlar sabab bo‘ldi. Bu davrda kimyoviy moddalar atomlari orasidagi ta’sir kuchlarining tabiati qanday, degan savollar paydo bo‘ldi. Elektroliz hodisasini birinchi bo‘lib kuzatgan olim Devi atomlar orasidagi ta’sir kuchlari, bu elektrostatik kuchlar ekanligini ko‘rsatdi. 1833-34-yillarda Devining ishlarini davom ettirgan Faradey elektroliz hodisasining miqdoriy qonunlarini kashf qildi. Faradey o‘z tajribalari asosida ma’lum sharoitlarda atom elektr zaryadiga ega bo‘lishligini ko‘rsatdi. Lekin o‘sha davr fizikasi bunday hodisalarni tushuntirishga qodir emas edi. Atom haqidagi tasavvurlarning rivojlanishi davomida atomistlar materialistic nuqtai-nazarda turdilar. Jumladan, Anaksagor ikricha, dunyodagi harakatlarni aql boshqaradi. Atomistik tasavvurlarga qarshi chiqqan R.Dekart (1596-1650) idealistik tasavvurlarni rivojlantirdi. E.Max (1838-1926) va V.Ostvold (1853Atom haqidagi tasavvurlarning rivojlanishi davomida atomistlar materialistik nuqtai-nazarda turdilar. Jumladan, Anaksagor fikricha, dunyodagi harakatlarni aql boshqaradi. Atomistik tasavvurlarga qarshi chiqqan R.Dekart (1596-1650) idealistik tasavvurlarni rivojlantirdi. E.Max (1838-1926) va V.Ostvold (18531932) lar atom va molekulalarning mavjudligini inkor qildilar, ular filosofiyadagi energetizm yo‘nalishi tarafdorlari edilar. Atomistik tasavvurlarning rivojlanishida 1869-yilda D.Mendeleev tomonidan kimyoviy elementlar davriy tizimining kashf etilishi muhim o‘rin tutdi. D.Mendeleev davriy qonuni asosida hali ma’lum bo‘lmagan yangi elementlarning mavjudligini, ularning fizik va kimyoviy xossalarini oldindan ayta oldi. Lekin bu tizim ham ko‘p yillar davomida ilmiy jihatdan tushuntirilmadi. XIX asr oxirida moddalar tuzilishi haqidagi fikrlarni tasdiqlovchi bir qator hodisalar, tajribalar ma’lum bo‘ldi. Yorug‘likning elektromagnit xossalari kashf qilindi, ayrim gazlar spektrida empirik qonunlar ixtiro qilindi va moddalar atomlardan tuzilgan degan nazariya to‘g‘ri ekanligi asoslandi. Atomlar eng kichik zarralardan tuzilganligi ko‘rsatildi. Vakuum texnikasida past bosimlarni hosil qilish usullari kashf etildi. Past bosimli gazlarda elektr razryadlarini kuzatishga imkoniyat tug‘ildi. Past bosimli gazlardan elektr tokining o‘tishini o‘rganish bo‘yicha Goldshteyn, Krukslar tadqiqot ishlarini olib bordilar. J.Tomson (1856-1940) tomonidan katod nurlari va uning xossalari o‘rganildi. Tomson tomonidan o‘tkazilgan tadqiqotlar jarayonida atomdan ham bir necha marta kichik bo‘lgan elektron mavjudligi aniqlandi. Elektron massasi vodorod atomi massasidan 1837 marta kichikligi va uning elektr zaryadi mavjud bo‘lgan elektr zaryadlardan eng kichikligi ko‘rsatildi. Elektronning zaryadi va masssasi o‘zgarmasligi aniqlandi. Elektron emissiyasi hosil bo‘ladigan uch xil hodisa aniqlandi. Birinchisi, fotoelektrik effekt, bu hodisa metallarni ultrabinafsha nurlar bilan nurlantirganda hosil bo‘ladi. Ikkinchisi, termoelektron emissiya, bu hodisa agar metall tola yuqori temperaturada qizdirilsa, undan elektronlar ajralib chiqa boshlaydi. Uchinchisi, radioaktiv elementlarning o‘z-o‘zicha beta-nurlar (elektronlar) chiqarishidir. Elektronlar qaysi usulda hosil qilinishidan qat’iy nazar, ularning barchasi bir xil xossaga, bir xil miqdordagi elektr zaryadiga va massaga ega. Elektronlar maydalanmaydigan elementar qism deb qaraladi, ular manfiy zaryadlangan. 1932)lar atom va molekulalarning mavjudligini inkor qildilar, ular filosofiyadagi energetizm yo‘nalishi tarafdorlari edilar. Atomistik tasavvurlarning rivojlanishida 1869-yilda D.Mendeleev tomonidan kimyoviy elementlar davriy tizimining kashf etilishi muhim o‘rin tutdi. Atom to‘g‘risidagi tasavvurlar 1928-yilda P.Dirak tomonidan to‘lqin tenglamasini relyativistik umumlashtirishi natijasida yanada rivojlandi. Dirak nazariyasi musbat elektron – pozitronning mavjudligini ko‘rsatdi. Pozitron 1932- yilda K.Anderson tomonidan kashf qilindi. Dirak nazariyasidan vodorod atomi uchun kelib chiqadigan xulosalarning tajribada tekshirilishi nazariya bilan tajriba natijalari orasida oz bo‘lsada farq borligini ko‘rsatdi. Bu farq 1947-yilda U.Lemb va E.Rezerford tomonidan o‘lchandi va unga Lemb siljishi deb nom berildi. Lemb siljishi 1947-yilda G.Bete tomonidan tushuntirildi. Atom to‘g‘risidagi tasavvurlarning rivojlanishi bilan birga atomni tashkil qilgan zarralar elektron, neytron, proton xossalari ham o‘rganila bordi. Yangi elementar zarralar tizimi ochildi. Atom tuzilishini va uning xossalarini o‘rganishda hozirgi zamon fizikasi katta muvaffaqiyatlarga erishdi. Bu muvaffaqiyatlar atom elektrostansiyalarining, zarralar tezlatkichlarining, lazerlarning yaratilishiga va boshqa ko‘pgina fan olamidagi muvaffaqiyatlarga olib keldi. Atom fizikasi hozirgi kunda elementar zarralarning tuzilishi va xossalarini o‘rganish asosida jadal qadamlar bilanrivojlanmoqda. Atom, yadro va elementar zarralar fizikasida relyativistik munosabatlarning tutgan orni Atom, yadro va elementar zarralar fizikasi-atom, yadro va elementar zarralarning tuzilishi, xossalari va o`zaro aylanishlari haqidagi fan hisoblanadi. XX asrga kelib klassik fizikaning tuzilishi yakunlandi. Lekin uning qo`llanish chegarasining cheklanganligi ma`lum bo`lib qoldi. U faqat makroolam va megaolamlardagi jismlar, ya`ni o`lchamlari katta jismlarni xarakterlashi ma`lum bo`ldi. Mikroolamdagi zarralar uchun esa qo`llab bo`lmasligi ko`rinib qoldi. Bu esa fizik protsess va hodisalarning klassifikatsion belgilari sifatida ularning tezliklari (energiyalari) va o`lchamliklarini olish mumkinligini ko`rsatadi. Tezliklar bo`yicha fizik protsesslar quyidagicha klassifikatsiya qilinadi: 1. Agar zarralarning tezliklari yorug`likning vakuumdagi tezligi tartibida, ya`ni ularning kinetik energiyalari zarralarning tinchlikdagi energiyalari bilan taqqoslanadigan darajada bo`lsa, bu protsesslar relyativistik protsesslarga tegishli bo`ladi. 2. Agar zarralarning tezliklari s dan yoki kinetik energiyalari esa tinchlikdagi energiyadan kichik bo`lsa, bu protsesslar norelyativistik protsesslarga tegishli bo`ladi. Har bir klassifikatsion belgiga biror fundamental doimiy mos keladi. Yuqoridagi belgiga esa yorug`likning vakuumdagi tezligi mos keladi.Chegaraviy hol c   da relyativistik mexanikadan klassik mexanikaga o`tiladi. Ushbu dalil moslik printsipining xususiy ko`rinishlaridan biridir. Fizik hodisalarni ularga xos o`lchamliklar bo`yicha quyidagicha klassifikatsiya qilish mumkin: 1. Xarakterli o`lcham 100 mln yorug`lik yilidan katta bo`lsa, megaolam bilan ish ko`rilayotgan bo`ladi. 2. Atrof muhitni o`rab turgan jismlar oddiy ko`z bilan baholanishi mumkin bo`lgan o`lchamliklarga ega bo`ladilar. Ular makroskopik fizikaning predmeti bo`lgan makroolamni tashkil etadi. 3. Agar xarakterli o`lcham 10-8 m dan kichik bo`lsa, unga mos keluvchi hodisa mikroolamga tegishli bo`ladi. bunday hodisalarni kvant fizika o`rganadi. Bu klassifikatsion belgiga Plank doimiysi mos keladi. Atom, yadro va elementar zarralar yorug`likning vakuumdagi tezligiga yaqin tezlik bilan harakatlanadilar. Shu sababli ularning harakati relyativistik mexanika qonunlariga bo`ysunadi. Shuning uchun atom, yadro va elementar zarralar fizikasida relyativistik munosabatlar katta ahamiyatga ega bo`ladi. Zarraning tezligi yorug`likning vakuumdagi tezligidan juda kichik tezlikda harakatlangan vaqtida ega bo`lishi mumkin bo`lgan massaga zarraning tinchlikdagi massasi deyiladi. U t0 harfi bilan belgilanadi. Ushbu massaga Eynshteyn formulasiga muvofiq e0=m0c 2 tinchlikdagi energiya mos keladi. Zarraning harakati tufayli oladigan massasiga t relyativistik massa deyiladi. U tinchlikdagi massa bilan quyidagicha bog`langan: 2 0 1   m m . bu erda c v   -zarraning nisbiy tezligi. U holda zarraning to`liq energiyasi quyidagicha aniqlanadi: 2 0 2 2 0 1 1     m c E E . Zarraning to`liq energiyasi uning kinetik va tinchlikdagi energiyalari bilan quyidagicha bog`langan: E  T  E0 . Zarraning kinetik energiyasi quyidagicha hisoblanadi: 1) 1 1 ( 1) ( 1) ( 2 2 0 0 2 0    T  m c    E    m c . Zarraning relyativistik impul`si quyidagicha topiladi: m c m c p       0 2 0 1 . Vizual materiallar 2- mavzu. Atom tuzilishi. Rezerford tajribasi va formulasi 1. Ma`ruza mashg`ulotini o`qitish texnologiyasi Vaqti – 2 soat Talabalar soni: 25-30 nafar O`quv mashg`ulotining shakli Kirish, vizual ma`ruza Ma`ruza mashg`ulotining rejasi 1. Atom tuzilishi. Tomson modeli. 2. Rezerford tajribasi va formulasi. . O`quv mashg`ulotining maqsadi: Pedagogika oliy o`quv yurtlari talabalariga atom tuzilishi, Rezerford tajribasi va formulasi haqida ma`lumot berish. Pedagogik vazifalar: - atom tuzilishi, Tomson modeli bilan tanishtirish; - Rezerford tajribasi va formulasi bilan tanishtirish. O`quv faoliyatining natijalari: Talaba: - atom tuzilishi, Tomson modeli bilan tanishadi; - Rezerford tajribasi va formulasi bilan tanishadi. O`qitish uslubi va texnikasi Vizual ma`ruza, aqliy hujum, bayon qilish, O`qitish vositalari Ma`ruzalar matni, axborot texnologiyasi. O`qitish shakli Jamoa, guruh O`qitish shart-sharoiti Komp`yuter bilan jihozlangan auditoriya Atomning murakkab tuzilishi haqidagi tasavvur XIX asrning oxirida paydo bo`lgan. Ungacha atomni bo`linmas zarra deb qaralgan. Ushbu g`oyani grek faylasufi Demokrit ilgari surgan. XIX asr oxiridagi 3 ta buyuk kashfiyot (elektron, rentgen nurlari va radioaktivlikning kashf etilishi) atomni murakkab tuzilishga ega ekanligini ko`rsatib berdi. Shundan so`ng olimlar atom tuzilishini o`rgana boshladilar. Atomning birinchi nazariy modelini 1903 yili Tomson taklif etdi. Uning fikriga ko`ra atom musbat zaryad bilan bir tekis to`ldirilgan sferadan iborat bo`lib, uning ichida elektron joylashgan bo`ladi. Sferaning yig`indi musbat zaryadi elektron zaryadiga teng bo`lib, atom bir butun holatda neytraldir. Atomning massasi uning butun hajmi bo`ylab bir tekis taqsimlangan. Atom ichida kuchli elektr maydon hosil bo`lmaydi. Bu atom radiusini baholaylik. Atom chiqarayotgan spektr xarakterini tushuntirish uchun bu atomdagi elektron tebranma harakat qiladi va muvozanat holatida kvazielastik kuch bilan tutib turiladi deb qaraladi. R radiusli atomda biror yo`l bilan muvozanat holatdan chiqarilgan elektron 3 2 mR e   tsiklik chastota bilan tebranadi. ­­­­
Foydalanilgan adabiyotlar:
Ziyo.uz – sayti
Arxiv.uz – sayti
Organic kimyo – kitobi 133-135-betlar
Fayllar.org - sayti