18. Атомның рентген сәулесі туралы түсінік. Рентгендік спектрлердің түрлері қандай? Мозли заңын рентген сәулесінің қай түріне қолданады?

Рентген сәулесі — гамма- және ультракүлгін сәулелер арасындағы диапазонды қамтитын электрмагниттік толқындар. Толқын ұз. 2 ангстремнен кіші Рентген сәулесі шартты түрде қатаң, 2 ангстремнен үлкен Рентген сәулесі жұмсақ Рентген сәулесі деп аталады. Рентген сәулесін 1895 ж. неміс физигі В.К. Рентген ашқан. Ол 1895 — 97 ж. Рентген сәулесінің қасиеттерін зерттей отырып, алғашқы рентген түтігін жасады. Рентген сәулесінің түрлі материалдар мен адам денесінің жұмсақ ұлпаларынан өтіп кететіні байқалған соң, оны медицинада кеңінен қолдана бастады. 1912 ж. Рентген сәулесінің дифракциясы ашылып, кристалдардың құрылымы периодты болатыны дәлелденді. 20 ғ-дың 20-жылдары рентгендік спектрлер материалдарға элементтік талдау жасауға, 30-жылдары заттың электрондық энергетик. құрылымын зерттеуге қолданыла бастады. Рентген сәулесі түзілу механизміне байланысты үздіксіз және сызықтық болады. Үздіксіз Рентген сәулесі зарядталған шапшаң бөлшектердің (мыс., катодтан ұшып шыққан электрондар) нысана атомдарының сыртқы электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде, ал сызықтық Рентген сәулесі — ішкі электрондық қабаттармен әсерлесуі нәтижесінде пайда болады. Рентген сәулесінің затпен әсерлесуі кезінде Рентген сәулесі жұтылады, шашырайды немесе фотоэффект құбылысы байқалады. Спектрдің ұзын толқын аймағында Рентген сәулесінің жұтылуы, қысқа толқын аймағында — шашырауы басымырақ болады. Рентген сәулесінің жұтылу дәрежесі оның толқын ұзындығының () және элементтің реттік номерінің (Z) артуына байланысты тез өседі. Рентген сәулесінің тірі организмдерге әсері оның тіндерін (ұлпаларын) иондау дәрежесіне қарай пайдалы немесе зиянды болуы мүмкін. Рентген сәулесінің жұтылуы -ға байланысты болғандықтан, оның қарқындылығы Рентген сәулесінің биол. әсерінің өлшемі бола алмайды. Рентген сәулесінің затқа тигізетін әсерінің сандық шамасын есептеумен рентгенометрия айналысады, оның өлшем бірлігі Р (рентген).

Мозли заңы. Атомның әрбір электроны ядро мен “ішкі” және “сыртқы” электрондар тудыратын электр өрісінде болады. Сыртқы электрондар өрісінің ішкі электрондар энергиясына ешқандай әсері жоқ десе де болады. Сондықтан рентгендік деңгейлердің энергиясы бірінші жуықтауда сутегі тәрізді атомдар формуласына ұқсас формуламен есептеледі:

. (11.2)

Сутегі атомы формуласынан айырмашылығы бұл формулада _nl түзетуі бар. Осы түзету тасалау (экрандау) тұрақтысы деп аталады; ол ядро өрісінің электрондармен экрандалуын ескереді. _nl Z-ке тәуелді емес деуге болады, бірақ n мен -ге тәуелді. Жеңіл атомдардың К-қабығындағы электрондар үшін осы қабықтың негізінен екінші электроны экрандаушы әсер етеді; осы жағдайда 1. Жеңіл атомдардың L-қабығының электрондар үшін 8. _nl-ның дәл мәндері тек тәжірибе жүзінде анықталуы мүмкін. Электронынан айрылған атом энергиясы оң таңбалы. Сондықтан, (11.2) формула мен сутегі атомы үшін формуланың таңбалары әр түрлі болады.

Энергияның сақталу заңына сәйкес рентген кванттарының энергиясы атомның алғашқы және соңғы күйлері энергияларының айырымына тең

(11.3)

Экрандау тұрақтысын деңгейлер үшін емес, тікелей спектрлік сызықтар үшін енгізуге болады. Сонда (11.3) формула ықшамдырақ түрге келеді

. (11.4)

(11.3) формуладан элемент неғұрлым ауыр болса, оның шыға-ратын сипаттамалық рентген сәуле-лерінің толқыны, соғұрлым қысқа (жиіліктері үлкен) болатыны көрі-неді. Сөйтіп рентген сәулесінің толқынының ұзындығы элементтің атомдық нөміріне тәуелді. Осы заңдылықты 1913 ж. ағылшын физигі Мозли тәжірибе жүзінде ашқан. Ол К-серияның берілген сызығы жиілігінің квадрат түбірінің элементтіңZ атомдық нөміріне тәуелділігі сызықтық байланыспен өрнектелетінін тағайындаған (11.5-сурет):

(11.5)

мұндағы С,  – тұрақтылар. С мен -ның басқа мәндері бар осы формула L-серия үшін де, тағы басқа сериялар (М, N,...) үшін де дұрыс болады. Осы формула Мозли заңы деп аталады. Бір элементтен келесі элементке ауысқанда сипаттамалық рентгендік спектрлердің ығысуын осы формула анықтайды.

19. Атомның магниттік моменті, орбиталық магниттік моменті,спиндік магниттік момент туралы айтыңыз. Атомның толық магниттік моментіне қалай түсінік бересіз? Ланде факторының формуласын жазып, түсінік беріңіз.

Орбиталық магнитік момент. Атомның L механикалық моментімен  магниттік момент байланысқан болады. Сонда L және  шамалары бір-бірінен тұрақты көбейткішпен ғана өзгеше болатындықтан, бұлардың қасиеттері ұқсас: магниттік және механикалық моменттер бірдей ережелер бойынша квантталады.

Стационарлық күйде тек_L магниттік моменті модулінің және оның проекцияларының біреуінің кезкелген z өсіне проекциясының нақты мәндері болады. Атомның L_L орбиталық механикалық моменті және оның z өсіне L_Lz проекциясы