1,Atom tuzilishining modellari
1897 yilda J.Tomson tomonidan elektron kashf qilindi. 1901 yilda esa Tomson atom tuzilishining birinchi modelini taklif qildi. Tomson modeliga asosan atom musbat zaryadlangan sfera bo‘lib, unda manfiy zaryadlangan elektronlar taqsimlangan. Sferaning yig‘indi musbat zaryadi elektronlarning yig‘indi manfiy zaryadiga teng bo‘lib, atom sistemasi bir butun holda neytraldir.
Musbat zaryadlangan sferaning o‘lchami butun atomning radiusi tartibida, ya’ni 10–10m. Atomning nurlanishi elektronlarning muvozanat holatlari atrofida kichik tebranishlari natijasida hosil bo‘ladi.
6
holda quyidagi eng ko’p o’rganuvchilar tomonidan qayd etilgan qiyinchiliklarni e’tiboringizga havola etamiz: Atomning nurlanishi elektronlarning muvozanat holatlari atrofida kichik tebranishlari natijasida hosil bo‘ladi. Tomson modelida atomga tushgan alfa-(a) zarra juda kichik burchakka og‘adi.
|
Bu
|
esa
|
Tomson
|
atomi
| |
ichkarisida
|
elektr
|
maydoni–
| |
ning
|
kuchsiz
|
ekanligini
| |
ko‘rsatadi.
|
Bir
|
|
tekis
| |
zaryadlangan sfera
|
ichidagi
| |
maydon
|
kuchlanganligi
| |
quyidagi
|
formula
|
orqali
| |
aniqlanadi:
|
|
|
|
|
|
|
|
E(r)=
|
|
r (0£ r £ R).
|
(4.1)
|
|
|
|
|
|
R3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bu formulada e – sfera zaryadi, R – uning radiusi, r – elektronning muvozanat holatdan chetlanishi. Muvozanat holatdan (sfera markazidan) r – oraliqda turgan elektronga ta’sir etadigan kvazielastik kuch quyidagicha ifodalanadi:
f =(-e)E = -
|
e2
|
r = -kr
|
(4.2)
|
|
R3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Biror yo‘l bilan muvozanat holatdan chiqarilgan electron
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2
|
|
|
|
| |
=
|
k
|
=
|
|
,
|
(4.3)
|
| |
m
|
|
mR3
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
chastota bilan tebranadi.
(4.3) formulada m – elektron massasi, R – atom radiusi, e – elektron zaryadi. Tomson modelidan foydalanib atom radiusi (o‘lchami) aniqlangan. (4.3) formuladan:
7
|
æ
|
e
|
2
|
ö1/ 3
|
|
| |
ç
|
|
|
÷
|
(4.4)
|
|
|
|
|
|
R =ç
|
|
|
2 ÷.
|
|
è m
|
Ø
|
|
|
Spektrning ko‘rinadigan sohasida λ=6×10–5sm to‘lqin uzunligiga, =3×1015s–1 chastota mos keladi. U vaqtda (4.4)ga asosan atom radiusini hisoblash mumkin (e=1,6×10–19Kl, m=9,11×10–31kg).
|
æ
|
2,56 ×1038
|
ö1/ 3
|
10
|
| |
ç
|
|
|
|
|
|
÷
|
» 3×10 m.
|
|
|
31
|
|
|
|
|
R =ç
|
9,11×10
|
×9
|
×10
|
30 ÷
|
| |
è
|
|
ø
|
|
|
R ning bu qiymati atomning gazokinetik o‘lchamiga to‘g‘ri keladi.Buni Tomson modelining tasdig‘i ham deyish mumkin. Keyinchalik Tomson modelining yaroqsizligi aniqlandi. Tomson modeli hozirgi vaqtda atom tuzilishi haqidagi tasavvurlarning rivojlanish bosqichlaridan biri sifatida tarixiy ahamiyatga egadir.
Atom fizikasi – fizikaning atom xossalari, elektron qobiqlari tuzilishi, elektronlar va ionlar xos-salari, ularning elektromagnit maydo-nidagi harakatini o‘rganadigan bo‘limi. Moddalarning atom (A.)lardan tashkil topganligini qadimgi yunon faylasuf-mate-rialistlari Epikur, Levkipp va Demo-kritlar aytgan. Demokritning fikricha, bizga uzluksiz bo‘lib ko‘ringan jismlar haqiqatda bo‘linmas mayda zarralardan, ya’ni A.lar va ular orasidagi bo‘shliqdan tashkil topgan; bu A.lar hamma vaqt harakatda bo‘ladi. 15 – 18-asrlarda tabi-atni tajriba asosida o‘rganish 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 o‘zaro 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 o‘ynadi. Avogadro bir xil temperatura va bosimdagi teng hajmli har xil gazlarda molekulalar soni o‘zaro teng degan fikrni aytdi. Avogadroning bu qonuni har xil elementlarning A. ogirliklarini o‘zaro taqqoslash imkonini berdi.
8
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 bo‘lsa, har bir A.ning og‘irligi gramm-molekula og‘irligini Avogadro soniga bo‘lib topiladi. Hatto 19-asr oxirlariga-cha A.ni bo‘linmas 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 bo‘lgan zarradir. Pro-766ton vodorod A.ning yadrosidir. Proton zaryadi musbat bo‘lib, 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 o‘rnining 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 bo‘lgani holda muvozanatda bo‘lishini birinchi bor tushuntirib berdi. N. Bor A. nazariyasini yaratishda faraz sifatida uchta postulat qabul qiladi.I postulat. Elektron yadro atrofida aylanma harakat qilayotganda o‘z energi-yasini yo‘qotmaydi.II postulat. Elektron yadro atrofida faqat barqaror orbitalardagina aylani-shi mumkin.Shpostulat. Elektron energiyasi kat-ta bo‘lgan barqaror orbitadan energiyasi kichik bo‘lgan orbitaga o‘tganda ortiqcha energiyasini yorug‘lik nuri, kvant (fo-ton), ya’ni h v sifatida chiqaradi. Bor nazariyasi faqat vodorod va vo-dorodga o‘xshagan atomlar uchungina yaroqlidir. Biroq zaryadlari soni ko‘p bo‘lgan elementlarning kvant nazariyasi – kvant mexanikani yaratishda Borning atom nazariyasi boshlang‘ich qadam bo‘lib xizmat qildi. Kvant mexanika N. Bor, V. Geyzenberg, L. de-Broyl, M. Born, A. P. Dirak va boshqa tomonidan yaratildi.Atom fizikasi fizikaning yangi bo‘limi bo‘lib, yangi kashfiyotlar bilan boyib bormoqda.
9
Atom fizikasining asosiy bo‘limlari – atom nazariyasi, atom (optik) spektro-skopiya, rentgen spektroskopiyasi, radio-spektroskopiya, lazer spektroskopiyasi, atom va ion to‘qnashishlari 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 qo‘lga kiritilgan nati-jalardan fizikaning ko‘pgina bo‘limlaridagina emas, balki kimyo, astrofizika va boshqa fan sohalarida ham juda ko‘p foydalaniladi. Spektral chiziqlarning kengayishi va siljishini o‘rganish 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 o‘zgarishini bi-lish atom hosil qilishi mumkin bo‘lgan kimyoviy bog‘larni, 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 to‘qnashganda ularning ionlashishi, uyg‘onishi, qayta zaryadlanishi haqidagi bilimlar plazma fizikasida muhim o‘rin tutadi. Atomlar energiya sathlarining tuzilishini bilish astrofizika uchun juda zarur. Shunday qilib, Atom fizikasi tabiat fanlari bilan chambarchas bog‘liqdir. Atom haqida Atom fizikasi yaratgan tasavvur dunyoni bilish uchun ham ahamiyatga ega. Turli moddalarning turg‘unligi, Yerdagi oddiy temperatura va bo-simda kimyoviy elementlarning boshqa elementlarga aylanmasligi atomning "turg‘unligi"ga bog‘liq. Tashqi sharoit o‘zgarganda atom xossalari va holatining o‘zgara olishi, atomning "plastik" bo‘lishi elementar zarralardan birining ikkinchisiga aylanishi yo‘llarini ko‘rsatib berib, murakkab tizimlarning paydo bo‘lishi sabablarini ochadi. Shu kunlarda Atom fizikasi modda tuzilishi haqidagi tasavvurlarni kengaytiruvchi alohida fanga aylanib qoldi. Modda tuzilishi nazariyasi ancha murakkab bo‘lib, fizi-kaning deyarli barcha yutuqlari va hozirgi zamon matematik apparatning qudratiga 767tayangan.
10
So‘nggi 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 ko‘ndalang kesimi kabi muhim harakte-ristikalarga tegishli tayin hisoblarni o‘tkazishni talab qiladi.
|
