Umumiy fizika kursidan amaliy mashg‘ulotlar uchun o‘quv qo‘llanma

16. ATOM VA YADRO FIZIKASI

1919 yilda Rezerford azot yadrosini alfa zarralar bilan bombardimon qilganda ulardan vodorod yadrolari ajralib chiqishini kuzatgan. Rezerford bu zarralarni proton (grekcha «birinchi» degan so‘zdan olingan) deb atadi. 1932 yilda Rezerfordning shogirdi Chedvik yadro tarkibiga kiruvchi yana bir zarra – neytronni aniqladi. Proton va neytronni yagona nom bilan nuklon deb ataladi.

Proton musbat zaryadga ega bo‘lib, elektron zaryadiga teng, ya’ni q_r=+1,6021910^-19 Kl., uning tinchlikdagi massasi m_r=1,6726510^-27 kg. Atom va yadro fizikasida massaning atom birligi (m.a.b.) kattaligidan keng foydalaniladi. 1 m.a.b. uglerod 12 atomi massasining 1/12 ulushiga, ya’ni 1,6605710^-27 kg ga teng. Natijada m_r=1,00759 m.a.b. ga teng bo‘ladi.

Neytron esa elektroneytral zarra bo‘lib, uning tinchlikdagi massasi m_n=1,6749510^-27kg=1,00899 m.a.b. ga teng.

Massa va energiyaning ekvivalentli qonuni (W=mc²)ga asoslanib, massa J larda yohud eV larda (1J=6,241910¹⁸ eV) ham ifodalanadi. Demak,

. (16.1)

Neytron va protonlar xususiy magnit momentlarga ham ega:

(16.2)

Bu ifodadagi _ya- yadroviy magneton deb ataladi; _ya – yadroviy zarralarning magnit momentlarini o‘lchash uchun qo‘llaniladigan kattalikdir. Agar Bor magnetonidagi elektron massasi m_e o‘rniga proton massasi m_r ni qo‘ysak,

(16.3)

yadroviy magneton ifodasini hosil qilamiz.

D.I. Mendeleev davriy sismtemasidagi elementlarning tartib nomeri Z shu element atomi yadrosining zaryadini aniqlaydi, ya’ni q_ya=+Ze.

YAdro tarkibidagi barcha protonlar soni Z va barcha neytronlar soni N ning yig‘indisi, yadrodagi nuklonlar sonini ifodalaydi.

(16.4)

yadroning massa soni deb ataladi. Z- yadro atomining tartib nomeri.

Berilgan yadroning massa “defekti” quyidagiga tengdir:

(16.5)

Bunda - yadro tarkibidagi barcha protonlar massasi, - barcha neytronlar massasi, M_ya – yadro massasi,

m_r=1,6726510^-27 kg =1,00759 m.a.b.

m_n=1,6749510^-27kg=1,00899 m.a.b.

Yadroning bog‘lanish energiyasi W_b massa “defekti” bilan quyidagicha bog‘lanishga ega:

(16.6)

Yadroning bog‘lanish energiyasi W_b ni MEV larda hosil qilinsa, bu formula quyidagi ko‘rinishda yoziladi:

(16.7)

Soddining siljish qonuni:

a) - emirilish:

-emirilishida radioaktiv element davriy sistemasida massa sonini 4 ga kamaytirib, chapga ikki raqamga siljiydi, masalan;

b) ^-- emirilish:

-emirilishida radioaktiv element davriy sistemada massa sonini o‘zgartirmasdan o‘ngga bir nomerga siljiydi, masalan;

v) ⁺- emirilish:

g) - emirilish:

a) - nurlar: Geliy atomlarining oqimi.

b) - nurlar: Tez uchayotgan elektronlar oqimi.

v) - nurlar: qisqa to‘lqin uzunligiga ega elektron to‘lqinlar. -nurlar eng o‘tuvchi nurlardir. Eng qattiq -nurlar qalinligi 5 sm bo‘lgan qo‘rg‘oshin qatlamidan yoki qalinligi bir necha yuz metr bo‘lgan havo qatlamidan o‘tadi; kishi tanasidan bemalol o‘tib ketadi.