Yadro fizikasi kafedrasi mustaqil ish atom fizikasidagi relyativistk effektlar. Lemb-rizerford tajribalari

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI
MIRZO ULUG’BEK NOMIDAGI O’ZBEKISTON
MILLIY UNIVERSITETI
FIZIKA FAKULTETI
YADRO FIZIKASI KAFEDRASI



MUSTAQIL ISH
ATOM FIZIKASIDAGI RELYATIVISTK EFFEKTLAR. LEMB-RIZERFORD TAJRIBALARI
BAJARDI: F-2006 guruh talabasi M.Mahmudjonov
QABUL QILDI: Dotsent M. Mamayusupova
TEKSHIRDI: _________________
MUSTAQIL ISH UCHUN
QO’YILGAN REYTING BALL:

TOSHKENT-2022

MUNDARIJA:
I.Kirish 3
II.Asosiy qism 4
Atom fizikasi xaqida asosiy tushunchalar …………………….4
Relyativistik effektlar 9
Lemb-Rizerford tajribalari 11
VII. XULOSA 13
Foydalanilgan adabiyotlar …………………………….16

KIRISH
Atom fizikasi hozirgi zamon umumiy fizika kursining asosiy bo‘limlaridan biri hisoblanadi. Atom fizikasi moddaning eng kichik zarrasi bo‘lgan atom elektron qobiqlarining tuzilishini, ulaming xususiyatlarini va ulardagi jarayonlar tufayli yuz beradigan hodisalami o ‘rganadigar fandir. Atom fizikasi XIX asr oxiri va XX asr boshlarida yuzaga keldi Lekin bu davrgacha, ya’ni atom fizikasi alohida fan sifatida yuzagj kelganiga qadar moddalar tuzilishi, materiyaning cheksiz bo‘Iinishlar va atom nazariyasi to‘g‘risida qadimgi yunon faylasufiari tomonidar turli fikrlar ilgari surildi, ko‘pgina olimlar tom onidan tajribalai o‘tkazilib, fizik hodisalar kashf qilindi. Tajribalaradan to‘plangar fizik hodisalarni, kashfiyotlami ilmiy jihatdan asoslash, ularn tushuntirish atom fizikasini rivojlantirishni talab qilar edi. Bu es; atom fizikasining taraqqiy etishiga, alohida fan sifatida yuzagi kelishiga olib keldi.


ATOM FIZIKASI XAQIDA ASOSIY TUSHUNCHALAR
Atom fizikasi – fizikaning atom xossalari, elektron qobiqlari tuzilishi, elektronlar va ionlar xos-salari, ularning elektromagnit maydo-nidagi harakatini oʻrganadigan boʻlimi.


Moddalarning atom Atomlardan tashkil topganligini qadimgi yunon faylasuf-mate-rialistlari Epikur, Levkipp va Demo-kritlar aytgan. Demokritning fikricha, bizga uzluksiz boʻlib koʻringan jismlar haqiqatda boʻlinmas mayda zarralardan, ya’ni Atomlar va ular orasidagi boʻshliqdan tashkil topgan; bu Atomlar hamma vaqt harakatda boʻladi. 15 – 18-asrlarda tabi-atni tajriba asosida oʻrganish usullari taraqqiy eta boshlaydi. Hamma fanlar qatori kimyo fani ham rivojlandi. Tajribada olingan natijalar jismlar atomlardan tashkil topgan degan nazari-yani tasdiqlay bordi. Tajribalar kimyo-viy birikma hosil qilishda bir moddaning zarralari ikkinchi modda zarralari orasiga kirib, ular oʻzaro birlashadi va yangi birikma zarralarini hosil qiladi, degan xulosaga keltirdi. Atom fizikasi nazariya-sining rivojlanishida Dalton, fran-suz kimyogari J. L. Prust, Lomonosov va Avogadroning ilmiy gipotezalari katta rol oʻynadi. Avogadro bir xil temperatura va bosimdagi teng hajmli har xil gazlarda molekulalar soni oʻzaro teng degan fikrni aytdi.

Avogadroning bu qonuni har xil elementlarning A. ogirliklarini oʻzaro taqqoslash imkonini berdi. Har bir moddaning gramm-molekulasida molekulalar soni bir xil, ya’ni JV0 = 61023 ga teng ekanligi ma’lum (qarang Avo-gadro qonuni). Avogadro soni ma’lum boʻlsa, har bir A.ning ogʻirligi gramm-molekula ogʻirligini Avogadro soniga boʻlib topiladi. Hatto 19-asr oxirlariga-cha A.ni boʻlinmas zarra deb qaraganlar. 1897 – 98 yillardan Tomson (Lord Kel-vin) A. tarkibida elektronlar bor de-gan farazni aytdi. 1911 yi.aa Rezerford A.ning planetar modelini yaratdi. A. – proton va neytronlardan iborat yadro va uning atrofida aylanuvchi manfiy zaryadli elektronlardan tashkil topgan. Elektron (ye) zaryadi 4,810~10 CGSE ga teng, massasi esa proton massasigi dan 1840-marta kichik boʻlgan zarradir. Pro-766ton vodorod A.ning yadrosidir. Proton zaryadi musbat boʻlib, qiymati elektron zaryadiga teng. Neytron massasi tp taxminan proton massasiga teng, lekin zaryadsiz zarradir. Yadrodagi protonlar soni yadro atrofida aylanuvchi elektronlar so-niga, bu son esa elementlarning davriy tizimidagi oʻrnining raqami, ya’ni A. raqamiga teng. Elementlarning A. ogir-ligidan A. rakamini ayirganda yadrodagi neytronlar soni kelib chiqadi. Daniya fizigi Nils Bor 1913-yilda Rezerford modeliga asoslanib, vodorod A.ning ichki tuzilish nazariyasini yaratdi.


N. Bor atom zarralari murakkab tizim boʻlgani holda muvozanatda boʻlishini birinchi bor tushuntirib berdi. N. Bor A. nazariyasini yaratishda faraz sifatida uchta postulat qabul qiladi.I postulat. Elektron yadro atrofida aylanma harakat qilayotganda oʻz energi-yasini yoʻqotmaydi.II postulat. Elektron yadro atrofida faqat barqaror orbitalardagina aylani-shi mumkin.Shpostulat. Elektron energiyasi kat-ta boʻlgan barqaror orbitadan energiyasi kichik boʻlgan orbitaga oʻtganda ortiqcha energiyasini yorugʻlik nuri, kvant (fo-ton), ya’ni h v sifatida chiqaradi. Bor nazariyasi faqat vodorod va vo-dorodga oʻxshagan atomlar uchungina yaroqlidir. Biroq zaryadlari soni koʻp boʻlgan elementlarning kvant nazariyasi – kvant mexanikani yaratishda Borning atom nazariyasi boshlangʻich qadam boʻlib xizmat qildi. Kvant mexanika N. Bor, V. Geyzenberg, L. de-Broyl, M. Born, A. P. Dirak va boshqa tomonidan yaratildi.Atom fizikasi fizikaning yangi boʻlimi boʻlib, yangi kashfiyotlar bilan boyib bormoqda. Atom fizikasining asosiy boʻlimlari – atom nazariyasi, atom (optik) spektro-skopiya, rentgen spektroskopiyasi, radio-spektroskopiya, lazer spektroskopiyasi, atom va ion toʻqnashishlari fizikasidan iborat. Atomning barcha holat harakte-ristikalarini mukammal aniqlash Atom fizikasining eng muhim vazifasidir. Bunda atom energiyasi qiymatlari – energiya satqi, harakat miqdori momentlarining qiymatlari va atom holatini ifodalovchi boshqa miqdorlar aniqlanadi.



Atom tuzilishini batafsil tekshirishda qoʻlga kiritilgan nati-jalardan fizikaning koʻpgina boʻlimlaridagina emas, balki kimyo, astrofizika va boshqa fan sohalarida ham juda koʻp foydalaniladi. Spektral chiziqlarning kengayishi va siljishini oʻrganish muhit (suyuklik, kristall)ning ma’lum qismidagi maydonlar va uning holati haqida fikr yuritishga im-kon beradi. Elektron zaryad zichligining taqsimlanishini va tashqi kuchlar ta’si-rida uning qay tariqa oʻzgarishini bi-lish atom hosil qilishi mumkin boʻlgan kimyoviy bogʻlarni, kristall panjarasidagi ion harakatini aniqlash uchun juda muhimdir. Atom va ionlarning tuzili-shi va energiya sathi harakteristikalari haqidagi ma’lumotlar kvant elektro-nika qurilmalari uchun katta ahamiyatga egadir. Atom va ionlar toʻqnashganda ularning ionlashishi, uygʻonishi, qayta zaryadlanishi haqidagi bilimlar plazma fizikasida muhim oʻrin tutadi. Atomlar energiya sathlarining tuzilishini bilish astrofizika uchun juda zarur. Shunday qilib, Atom fizikasi tabiat fanlari bilan chambarchas bogʻliqdir. Atom haqida Atom fizikasi yaratgan tasavvur dunyoni bilish uchun ham ahamiyatga ega. Turli moddalarning turgʻunligi, Yerdagi oddiy temperatura va bo-simda kimyoviy elementlarning boshqa elementlarga aylanmasligi atomning "turgʻunligi"ga bogʻliq. Tashqi sharoit oʻzgarganda atom xossalari va holatining oʻzgara olishi, atomning "plastik" boʻlishi elementar zarralardan birining ikkinchisiga aylanishi yoʻllarini koʻrsatib berib, murakkab tizimlarning paydo boʻlishi sabablarini ochadi. Shu kunlarda Atom fizikasi modda tuzilishi haqidagi tasavvurlarni kengaytiruvchi alohida fanga aylanib qoldi. Modda tuzilishi nazariyasi ancha murakkab boʻlib, fizi-kaning deyarli barcha yutuqlari va hozirgi zamon matematik apparatning qudratiga 767tayangan. Soʻnggi yillarda atom spektro-skopiyasining plazma diagnostikasiga, astrofizik tadqiqotlarga, gazli la-zerlar spektroskopiyasi va boshqa sohalarga tatbiqi ancha rivoj topdi.

Ammo bu masalalarni yoritish atom spektrlari nazariyasiga, atomda yuz berayotgan radi-atsion jarayonlarning ehtimolligi va koʻndalang kesimi kabi muhim harakte-ristikalarga tegishli tayin hisoblarni oʻtkazishni talab qiladi.


RELYATIVISTIK EFFEKTLAR
Elektromagnit maydon elektrodinamikaning ob’ekti va u c – tezlikda tarqaladi. Shu sababli elektromagnit maydon relyativistik ob’ektdir. Ma’lumki, v³0,1c tezliklarda sodir bo’ladigan jarayonlarni relyativistik fizika o’rganadi. Chunki, bunday tezliklarda relyativistik effektlar o’zini namoyon qiladi. Shu sababli ham elektrodinamikaning asosiy tenglamasi – Maksvell tenglamalari sistemasi (elektromagnit maydon tenglamalari sistemasi) ni relyativistik ko’rinishda yozish zaruriyati tug‘iladi. Chunki maydon tenglamalari Lorents almashtirishlariga nisbatan kovariant bo’lishi, ya’ni ular o’z ko’rinishlarini barcha inertsial sistemalarda o’zgartirmasliklari kerak. Biz shu paytgacha Maksvell tenglamalari sistemasining 3-o’lchovli ifodasidan foydalanib keldik va ularning kovariantligi yaqqol ko’rinmas edi. Relyativistik fizikada esa 4-o’lchovli fazo-vaqt o’rinli bo’lgani uchun Maksvell tenglamalari sistemasini 4-o’lchovli ko’rinishda ifodalash zarur bo’ladi. Buning uchun elektromagnit maydon potentsiallari A r va j ni ustun-matritsa ko’rinishida birlashtiramiz


Dalamber 4-operatoridan, yani 4-o’lchovli Dalamber operatori