431
25-MA’RUZA.ATOM VA YADRO FIZIKASI
Atom va yadro fizikasiga oid umumiy muloxazalar. Yadro kuchlari va modellari.
Reja:
1. Atom va yadro fizikasiga oid umumiy muloxazalar.
2. Atom yadrosining tuzilishi va uni xarakterlovchi asosiy kattaliklar.
3. Yadro modellari
4. Yadroning boglanish energiyasi. Solishtirma boglanish energiyasi. Massa defekti
5. Yadro kuchlari. Yadroning spini va magnit momenti
Gazlar kinetik nazariyasini tushuntirishda eng foydali bulgan atom «bulinmas»ligi
tushunchasi kup eksperimental faktlarni talkin kilishda X1X asrning oxirlarigacha eng foydali
ta’limot bulib kelgan. Lekin X1X asr oxirlariga kelib, katod nurlarining kashf etilishi, birinchi
elementar zarracha – elektronni, radioaktivlik xodisasini kashf etilishi
va boshka xodisalar
atom murakkab tuzilishga ega ekanligi xakida dalolat beradi. Atom modeli birinchi bor
Tomson tomonidan urtaga tashlandi.
1. Atomning Tomson modeli. Birinchi atom modelini nazariy yul bilan 1904 yil
Tomson kashf kildi. Uning fikriga asosan atom bir tekis musbat zaryadlangan shardan iborat
bulib, uning ichida elektronlar xarakat kiladi deyiladi. Tomson xisoblariga asosan bunday
atomlarning radiusi taxminan 10
-8
sm ~ Å tartibida bulish kerak. Tomson moduliga asosan
atomni massasi uning butun xajmi buylab joylashgan. Atomni atrofida va ichida kuchli elektr
maydoni yuzaga kelmaydi.
2. Rezerford modeli. Atomning planetar yadroviy modeli. Tomson modelini tugri–
notugriligini isbotlash maksadida E. Rezerford 1911 yilda
-zarrachalar (
-zarrachalar ikki
marta ionlashgan geliy atomidir) bilan yupka oltin plastinkasini bombardimon kiladi.
Bunda
-zarrachalar oltin plastinkadan turli burchaklarga sochiladi. Sochilgan
-zarrachalar ichida
180
0
ga sochilganlari xam buldi. Mana shu sochilishni tadkik kilgan Rezerford kuyidagi
xulosalarga keldi:
a).
-zarrachalarni bunday burchaklarga sochilishi uchun atom atrofida va asosan
ichida kuchli elektr maydon bulishi kerak.
b).
-zarrachalarning bunday burchaklarga sochilishi
uchun atomni massasi uning
butun xajmi buylab tarkalgan emas, balki uning massasi asosan biror bir kichik xajmda
tuplangan bulishi kerak va bu xajm musbat zaryadga ega bulishi kerak.
Shu xulosalarga asoslanib Rezerford atomning planetar modelini kashf etdi va Tomson
modeli notugri ekanligini isbot kildi. Bu modelga asosan atom markazida musbat yadro va bu
yadroning atrofida Kuyosh atrofidagi planetalar aylanishiga uxshash,
manfiy zaryadlangan
elektronlar aylanadi. Bu modelga misol vodorod atomidir. Atomning kariyb xamma massasi
yadroda joylashgan. Sababi elektron proton massasining, ya’ni vodorod atomi yadrosi
massasining 1/1840 ulushini tashkil kilib, moddaning atom massasiga deyarli ta’sir etmaydi.
Atom elektroneytral zarrachadir, chunki atomda kancha proton bulsa,
shuncha elektron xam
bor, ya’ni yadroning zaryadi elektronlarning tula zaryadiga teng.
N. Bor Rezerfordning atom modelini kamchiliklarini xisobga olib, Plankning
elektromagnit nurlanishlar diskret porsiyalarida ruy berish xakidagi goyasini xisobga olgan
xolda atomlarning uzidan nur chikarish va yutishining uzining kuyidagi uchta postulati
yordamida tushuntirib berdi.
2. Atom yadrosining tuzilishi va uni xarakterlovchi
asosiy kattaliklar
Ma’lumki, atom yadrosi 1911 yilda Rezerford tomonidan oltin zarini
-zarrachalar bilan
bombardimon kilish natijasida, atomni planetar modeli kashf kilingan paytda yaratilgan edi.
Rezerford fikriga kura atom yadrosi musbat zaryadlangan kichik xajmdan iborat edi. 1919
yilda Rezerford proton — ikkinchi elementar zarrachani kashf kilgandan keyin, atom
yadrosining tuzilishi tugrisida dastlabki fikrlar paydo bula boshladi.
1932
yilda
Chedvik
neytronni
kashf
kilgandan
sung,
rus
fizigi
D. D. Ivanenko va nemis fizigi V. Geyzenberg yadro proton va neytron-lardan tuzilgan degan
432
gipotezani urtaga tashladi. Bu gipotezaning tugriligi tajribalarida isbotlandi.
Yadro tarkibiga
kirgan protonning massasi elektronning massasidan 1836 marta katta bulib, zaryadi esa
musbat elektron zaryadiga teng, yani ye=1,610
-19
Kl. Proton turgun elementar zarrachadir.
Yadro tarkibiga kirgan ikkinchi elementar zarracha neytron esa neytral zarracha bulib,
zaryadga ega emas, massasi elektronning massasidan 1883 marta katta.
Neytronning urtacha
yashash vakti
=11,2 min. bulib, kuyidagi sxema buyicha yemiriladi.