Kurs ishining vazifalari:
- umumiy o’rta ta’lim maktablarida fizika va kimyo kursida atom
tuzilishini o’qitilishini bayon etish;
- fizika va kimyo kursida atom tuzilishini o’qitilishidagi nomuvofiqliklarni
aniqlash;
- atom tuzilishi tarixini bayon etish orqali atom modellarini evolyutsion
tarzda ko’rsatib berish.
Endi umumiy o’rta ta’lim maktabi fizika va kimyo kurslarida atom
tuzilishini o’rganishga oid tushunchalarni keltiramiz.
2. Umumiy o’rta ta’lim maktabi fizika kursida atom tuzilishining
o’qitilishi.
Atom tuzilishining murakkab ekanligining kashf etilishi hozirgi zamon
fizikasining qaror topishida eng muhim bosqich bo’ldi va fizikaning kelgusidagi
butun taraqqiyotiga o’z ta’sirini ko’rsatdi.
15
Atom tuzilishining miqdoriy nazariyasini yaratish jarayonida atom
spektrlarini tushuntirishga imkon yaratildi, mikrozarralar harakatining yangi
qonunlari - kvant mexanikaning qonunlari kashf etildi.
Atom tuzilishini o’rganishda dastlab J. J. Tomson taklif etgan atom
modeli haqida ham to’xtalib o’tish zarur. Tomson fikriga ko’ra, atomning
musbat va manfiy zaryadi atomning hajmida bir xil zichlik bilan tekis
taqsimlangan bo’ladi. Masalan, eng oddiy atom bo’lmish vodorod atomi musbat
zaryadlangan shar ichida tekis taqsimlangan elektronli sistema tarzida taklif
etiladi va bunda atom keksga o’xshatilib elektron unda mayiz singari joylashgan
deyish mumkinligi aytiladi.
Rezerford 1908-1911 yilllarda yupqa plastinkani
-zarralar bilan
bombardimon qilish bo’yicha tajribalar o’tkazdi.
-zarralarning sochilishiga
qarab esa atom ichida musbat zaryadning va uning massasi taqsimlanishi
xarakterini aniqladi.
Rezerford tajribalarining sxemasi 1- rasmda ko’rsatilgan.
1
2 3
4
1-rasm. Rezerford tajribasining sxemasi.
Radioaktiv preparat, masalan radiy bo’ylamasiga ingichka kanal
ochilgan qo’rg’oshin silindr 1 ichiga joylashtiriladi. Kanaldan chiqayotgan
-
zarralar oqimi tekshirilayotgan materialdan (oltin, mis va hakozo) yasalgan
yupqa fol’ga 2 ga tushadi. Sochilgan
-zarralar rux sulfid bilan qoplangan
yarim shaffof 3 ekranga tushadi. Har bir zarra ekranga kelib urilganda yorug’lik
chaqnaydi (stsintillyatsiya bo’ladi) va bu chaqnashni mikroskop 4 da kuzatish
mumkin. qurilma havosi so’rib olingan idish ichiga joylashtirilgan.
16
Asbob ichida vakuum bo’lganida folga bo’lmasa, ekranda
-zarralarning
ingichka oqimi hosil qiladigan stsintillyatsiyalardan iborat yorug’ yo’l hosil
bo’ladi. Biroq, dasta yo’liga folga qo’yilganda sochilish tufayli
-zarralar
ekranda kattaroq yoyilgan doira bo’yicha taqsimlanadi.
Eksperimental qurilmani o’zgartirib, Rezerford
-zarralarning bir qismi
(taxminan yigirma mingdan bittasi) 90 gradusdan katta burchakka og’ishini
aniqladi (2- rasm).
2 – rasm.
-zarralarning burchakka og’ishi.
Haqiqatdan, Tomson modeli bo’yicha bu natijani oldindan bilish
mumkin emas edi. Bunday taqsimlanganda musbat zaryad
zarrani orqaga
irg’itib yuborishi uchun yetarli darajadagi intensiv elektr maydon hosil qila
olmaydi. Maksimal itarishish kuchi Kulon qonuniga muvofiq aniqlandi:
2
0
max
4
R
q
q
F
a
(1)
Bunda
a
q
zarraning zaryadi,
q
-atomning musbat zaryadi,
R
-uning
radiusi,
0
-elektr doimiysi.
Bir tekis zaryadlangan sharning elektr maydoni uning sirtida maksimal
bo’ladi va sharning markaziga yaqinlashgan sari nolga kamayib boradi. SHuning
uchun
R
radiusi qanchalik kichik bo’lsa,
zarralarni itaruvchi kuch shunchalik
katta bo’ladi.
Rezerford tajribalaridan atomning planetar modeli bevosita kelib
chiqadi. Markazda atomning deyarli butun massasi yig’ilgan musbat zaryadli
yadro joylashgan. Butunicha atom neytraldir. SHuning uchun atomdagi
17
elektronlar soni, yadroning zaryadi singari, elementning davriy sistemadagi
tartib nomeriga teng. Ravshanki, elektronlar atomda tinch tura olmaydi, chunki
bunda ular yadroga qulab tushgan bo’lar edi. Ular yadro atrofida xuddi quyosh
atrofida planetalar aylangani (3-rasm) singari harakatlanadi.
3-rasm. Planetar model.
Elektronlar harakatining bunday xarakteri yadro tomonidan Kulon
kuchlarining ta’siri bilan aniqlanadi.
Lekin bu model atomning mavjudlik faktini, uning turg’unligini tushuntirib
berishga qodir emas edi. Atom nazariyasida nihoyatda mushkul ahvoldan qutulish
yo’lini 1913 yilda daniyalik buyuk fizik Nils Bor atom tabiatidagi jarayonlar
haqidagi kvant tasavvurlarni yanada rivojlantirish natijasida ko’rsatib berdi. Lekin
u klassik fizika yo’l qo’yadigan harakatlarga ba’zi cheklashlarni qo’ydi, xolos.
N.Bor o’zining postulatlarini berdi. Bu postulatlar kvant mexanikaning
yaratilishiga olib keldi va ular quyidagilardan iborat:
Borning birinchi postulatiga muvofiq, atom sistemasi har biriga muayyan
E
n
energiya mos keladigan alohida statsionar yoki kvant holatlaridagina bo’la
oladi. Atom statsionar holatda yorug’lik chiqarmaydi.
Borning ikkinchi postulatiga muvofiq, atom katta energiyali
n
E
statsionar
holatdan kam energiyali E
m
statsionar holatga o’tganida yorug’lik nurlanadi.
Nurlangan fotonning energiyasi statsionar holatlar energiyalarining farqiga teng
bo’ladi:
m
n
nm
E
E
h
(2)
Bunday nurlanish chastotasini quyidagicha ifodalash mumkin:
h
E
h
E
h
E
E
m
n
m
n
(3)
+e
-e
r
18
Nur yutilganda atom kam energiyali statsionar holatdan katta energiyali
statsionar holatga o’tadi.
Nyuton mexanikasi qonunlari va mumkin bo’lgan statsionar holatlarni
tanlab olishga imkon beruvchi kvantlash qoidasini qo’llab, Bor elektronning
mumkin bo’lgan orbitalari radiuslari hamda statsionar holatlarning energiyalarini
hisoblashga erishdi.
Natijada vodorod atomi nurlanish spektriga mos holda hisoblangan to’lqin
uzunliklar qiymatlari tajribada olingan qiymatlarga mos kelishi kuzatilib, Bor
nazariyasi atom tuzilishini to’g’ri tushuntiruvchi nazariya sifatida shakllangani
aniq bo’lib qoldi.
| 