áhhó jılı shveytsariyalíq mektep fizika oqítíwshısı Balmer kózge kórinetuǵın oblastta vodorod atomınıń spektral sızıqlarınıń jaylasıwında málim bir nızamlılíqtıń barlıǵın sezdi. Balmerdiń anıqlawınsha tolqın uzınlíqtıń kemeyiwi menen olar arasındaǵı aralíq hám kemeyip barar eken. Kóp jıllíq izleniwlerden soń tolqın uzınlíqları anıq bolǵan bul tórt spektral sızıqların bir ulıwma formula menen ańlatıw mumkinligi anıqlandı:
bul formulada 0=qúńú А0 , formuladagı n ge q,ń,ó hám ú mánisler berib, vodorod atomınıń kózge
kórinetuǵın |
oblasttaǵı tórt |
spektral |
sızıqlarınıń |
tolqın uzınlıǵın |
esaplawımız |
mumkin. |
Tómendegi |
birinshi |
tablitsada |
tájriybede baqlanǵan tolqın uzınlíq |
penen (4.ń) |
formula |
járdeminde esaplap tabılǵan tolqın uzınlíqtıń sáykes keliwi kórsetilgen. |
|
|
|
|
|
|
á-tablitsa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sızıqlar |
n |
Esaplap tabılǵan |
Baqlanǵan tolqın |
|
|
|
|
tolqın uzınlíq , А0 |
uzınlíq |
, А0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N - qızıl |
q |
úóúǵ,h0 |
úóúǵ,w9 |
|
|
N - jasıl |
ń |
ńhúá,qh |
ńhúá,qq |
|
|
N - kók |
ó |
ńqń0,óá |
ńqń0,ńw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N - fiolet |
ú |
ń10á,wh |
ń10á,wń |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.ń) formuladaǵı 0 Balmer seriyasındaǵı eń kishi tolqın uzınlíq ekenligi málim boldı. Yaǵnıy,
0
im n 0 3646 A
n
Spektrdegi nızamlılíqtı tolqın uzınlíq arqalı emes, tolqın jiyiligi menen ańlatıw qolaylı. Jiyilik penen tolqın uzınlíq arasındaǵı baylanıstı esapqa alıp, Balmer formulasın jaqtılíq jiyiligi ushın jazamız
|
4 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
cR |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
(4.ó) |
|
|
|
n2 |
|
|
n2 |
|
|
n2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
H 2 |
2 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
(4.ó) formuladaǵı Rn = =(109úwwóh,á 0,h)m bolıp, ol vodorod spektrindegi barlíq sızıqlar ushın tiyisli bolıp, Ridberg turaqlısı dep ataladi. R=cRn hám Ridberg turaqlısı dep júritiledi hám onıń mánisi R=q,ǵ9 . 10áó s-á ekenligi anıqlanǵan.
Keyinchelik vodorod atomı spektrinde kózge kórinetuǵın ultrafiolet (uf) hám infraqızıl (iq) oblastlarda hám spektral sızıqlar tabıldı. Spektral sızıqlar toplamına spektral seriyalar dep ataladí. Bul tabılǵan sızıqlar hám Balmer formulası arqalı ańlatıladı. Tek shegaralíq tolqın uzınlıǵı hám (4.ó) ańlatpanıń skobka ishindegi bólshekleri menen parıqlanadı. Balmer formulası ulıwma halda
|
|
1 |
|
1 |
|
min |
cRH |
|
|
|
|
|
|
(4.ú) |
|
2 |
n |
2 |
|
m |
|
|
|
|
|
kóriniste ańlatıladı.(4.ú) formulasındaǵı m hám n nıń mánisine qarap, vodorod atomıdaǵı turli spektral seriyalardı payda etiw mumkin:
|
m 1; n 2,3,4, . . ., |
cR |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лайман сериясы |
|
12 |
n 2 |
|
|
H |
|
|
|
|
|
m 2; n 3,4,5, . . ., cR H |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бальмер сериясы |
|
2 |
2 |
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m 3; n 4,5,6, . . ., cR H |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пашен сериясы |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
m 4; n 5,6,7, . . ., cR H |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Брэкет сериясы |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
m 5; n 6,7,8, . . . , cRH |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пфунд сериясы |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
Layman seriyası spektral sızıqları spektrdiń UF oblastında jaylasqan. Balmer seriyasındaǵı sızıqlar spektrdiń kózge kórinetuǵın oblastında jaylasqanın bilemiz. №alǵan spektral seriyalar barlıǵı spektrdiń İ№ oblastınan orın alǵan.
N.Bor tájriybede baqlanǵan vodorod atomı spektri hám nurlanıw kvantı túsiniklerin sheberlik menen ulıwmalastırıp, á9áq jılı atomnıń jańa teoriyasın jarattı.
N.Bor (áhhó-á9úǵ) bul teoriyanı jaratıwda absolyut qara deneniń nurlanıwı túsindirip bergen Planktıń energiya kvantı haqqındaǵı gipotezasın atomdaǵı elektronlarǵa qollanıp, elektronlar qálegen orbitalarda aylanbastan tek ruxsat etilgen orbitalar boyínsha aylanadı degen juwmaqqa keldi. Bunday juwmaq nátiyjesinde ol atom spektriniń sızıqlı bolıw sebebin ańsatlíq penen túsindirip berdi. Bunnan tısqarı Bor elektronnıń ruxsat etilgan orbitalar radiuslarınıń qanday anıqlanıwın taptı. Bor óziniń atom teoriyasına dáliyllewsiz qabıl etiliwshi úsh postulottı tiykar etip aldı. Bul postulotlar tómendegicha táriyplenedi.
1-postulot
Atom uzaq waqıt statsionar halatlarda bolıwı mumkin. Atomnıń statsionar halatına elektronnıń statsionar orbitalarda aylanıwı sáykes keledi. Elektronlar statsionar orbitalarda aylanǵanda atom jaqtılíq shıǵarmaydı hám jutpaydı. Atomnıń hár bir statsionar halatına E á, Eǵ, Eq,..., energiya mánisleri tuwrı keledi.
2-postulot
Atomdaǵı elektron qálegen orbitalar boylap aylanbastan impuls momenti Plank turaqlısına eseli bolǵan orbitalar boylap aylanadı:
Bunda n=á,ǵ,q,..., mánislerin qabıl etedi. Ol elektronnıń orbita tártip nomerin kórsetedi hám bas kvant sanı dep ataladi. belgi Plank turaqlısı h tıń ǵ ǵa qatnasına teń:
n
2
3-postulot
Elektron bir statsionar orbitadan shıǵaradı yaki jutadı. Nurlanǵan energiyaları ayırmasına teń:
basqa statsionar orbitaǵa ótkende atom jaqtılíq kvantın yaki jutılǵan kvant energiyası elektronnıń orbitadaǵı
h =En - Em (4.h)
Bu ańlatpada n hám m lar orbita tártip nomerleri. Kóbinese á- hám ǵ-postulotlardı birlestirip Bordıń eki postulotı bar dep kórsetiledi. Bordıń ǵ-postulotınıń jaratılıwında Plank turaqlısınıń ólshem birliginiń impuls momenti ólshem birligine sáykes keliwi tiykarǵı túrtki boldı. Yaǵnıy,
mvr= к г м2 с =n . m . s = j . s
с2
Kvant mexanıkası boyínsha ǵ-postulotdaǵı n orbita uzınlıǵına jaylasatuǵın de-Broyl tolqınlarınıń sanına teń:
ǵr=nB
h
B= m
bolǵanı ushın
h
ǵr=n m
yaki
h m r=n 2 =n
bolıp, Bordıń ǵ-postulotınıń matematik ańlatpasi kelip shıǵadı.
Elektron joqarı orbitadan tómengi orbitaǵa tússe, atom jaqtılíq kvantın shıǵaradı. Tómengi orbitadan joqarı orbitaǵa shıǵıwı ushın bolsa sırttan jaqtılíq kvantı jutıwı kerek.
Máselen, elektron energiyası úlken bolǵan ǵ-halatdan, energiyası kishi bolǵan á-hálatga túskende atomnan nurlanatuǵın jaqtılíq kvantı energiyası elektronnıń halatlardaǵı energiyalarınıń ayırmasına teń:
h =Eǵ - Eá
Nurlanatuǵın jaqtılíq jiyiligi
|
|
|
|
|
= |
E 2 E1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
boladı. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nemets fizikleri D.Frank (áhhǵ-á9úń) hám |
|
К |
А |
|
G.Gertslar |
(1887-1914) |
1913 jılı |
tosıwshı |
potentsiallar |
|
|
|
usılı |
|
menen |
|
|
gaz |
atomları |
menen |
elektronlar |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
soqlıǵısqanda atom energiyasınıń diskret halda ózgeriwin |
V |
|
|
|
dáliylledi. Olardıń tájriybe sxeması 4-súwrette kórsetilgen. |
|
|
|
|
|
Bunda hawası sorıp alınǵan shiyshe ıdıs ichine áq |
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pa basım astında sınap puwları qamalıp, ıdıstıń eki chetine |
|
|
|
|
katod K hám |
|
anod A jaylastırılǵan. Katod hám anodlar |
|
|
+ |
- |
arasına T metall túr elektrod ornatılǵan. |
|
|
|
|
Katodtan ushıp shıqqan elektronlar katod penen setkaǵa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
berilgan oń potentsial tásirinde tezletiledi hám elektronlar |
|
|
|
|
alǵan kinetik energiya mǵ/ǵ= eUá teńlikten tabıladı. Setka |
|
|
|
|
menen |
A |
anod |
arasına |
elektronlardı toqtatıwshı onsha |
+ |
- |
|
|
úlken bolmaǵan (- 0,óV) Uǵ teris |
kernew beriledi. Katod |
4-сурет |
|
|
menen setka arasındaǵı maydanda tezlik alǵan elektronlar |
|
|
sınap atomları menen soqlıǵısadı. Soqlıǵısqannan keyin |
|
|
|
|
|
|
|
|
energiyası toqtatıwshı potentsialdı jeńe alǵan elektronlar |
anodǵa shekem jetip baradı. Elektronlar |
anodǵa shekem jetip barıwı ushın olardıń energiyası |
|
|
|
|
|
mv2 |
eU |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
184 |
|
|
|
|
|
|
bolıwı kerek. Elektronlar sınap atomları menen elastik emes soqlıǵısqan waqıtta atomlar qozǵan halatǵa keledi. Bor atom teoriyasına muwapıq hár bir atom málim bir qozǵan halatǵa ótiwi ushın ol anıq bir mániske iye bolǵan energiya alıwı kerek, yaǵnıy elektrondı tómengi qáddiden bazı bir joqarı qáddige ótiwi atomǵa usı qáddilerdiń energiyaları ayırmasına teń energiya bergende boladı. Bul energiyanıń elektron zaryadına qatnası atomnıń qozıw potentsialı dep ataladí. Elektronlardıń energiyası atomdı qozdırıw ushın jeterli bolǵanda onı sınap atomları menen elastik emes soqlıǵısıwı júz beredi. Elastik emes soqlıǵısqanda elektronlardıń energiyası bir tegis kemeymesten, diskret halda yaki basqacha aytganda portsiya menen, anıq bir energiya bólegi muǵdarına ózgeriwi kerek. Bizge belgili, eUá energiyalı elektronnıń energiyası sınap atomları menen elastik emes soqlıǵısıw hám toqtatıwshı potentsial tásirinde kemeyedi:
E= eUá - E - eUǵ
Bul ańlatpada eUá hám eUǵ energiyaları anıq, elektronlardı sınap atomları menen soqlıǵısqanda energiyasınıń E muǵdarına kemeyiwin galvonometrdan ótip atırǵan anod togın ólshep anıqlaw mumkin.
|
|
|
|
|
Anod togın elektronlarǵa tezlik beriwshi |
|
|
|
|
|
potentsialǵa baylanıslı grafigi 5-súwrette kórsetilgen. |
ТОК |
|
|
|
|
Grafikten |
korınib turuptı, anod toki potentsial ń,9V ǵa |
|
|
|
|
jetkenshe bir tegis artıp baradı hám keyin birden |
|
|
|
|
kemeyip ketedi. Soń 9,hV hám áń,wV potentsiallarda |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hám anod togınıń maksimumları baqlanadı. Anod togın |
|
|
|
|
|
ń,9V, 9,hV hám áń,wV potentsiallarda keskin kemeyip |
|
|
|
|
|
ketiwine |
energiyası |
ń,9 eV, ǵ-ń,9eV |
hám q-4.9eV |
0 |
5 |
10 |
15 |
V, В |
bolǵan elektronlardıń |
sınap atomları |
menen elastik |
|
|
|
|
|
emes soqlıǵısıwı sebep boladı. |
|
|
5-сурет. |
|
|
Frank hám Gertslerdiń bul tájriybesi atomlar |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
energiyası |
úzliksiz halda emes, balki |
diskert halda |
|
ózgeriwin |
kórsetip, Bor |
atom teoriyasınıń durıslıǵın tastıyıqladı. |
|
Bekkemlew ushın sorawlar:
1.N.Bor qanday teoriya jarattı?
2.Bor óz teoriyasın qanday teoriyaǵa tiykarlanıp jarattı?
3.Kvantlanıw dep nege aytıladı?
4.Bor postulatların aytıp beriń.
5.Statsionar halatlar haqqındaǵı postulat neden ibarat?
6.Frank-Gerts tájriybesin túsindirip beriń.
32-tema. Atom yadrosınıń dúzilisi. Yadro kúshleri. Radioaktivlilik
Jobası:
1. Yadrolíq kúshler.
2. Atom yadrosınıń quramı.
3. Atom yadrolarınıń baylanıs energiyası.
4. Radioaktiv ıdıraw nızamı.
Atom yadrosın qurawshı nuklonlar arasında protonlardıń kulonlíq iyterisiw kúshlerinen kóp ese úlken yadroǵa tán ayrıqsha kúshler tásir etedi. Olar yadrolíq kúshler dep ataladı.
Eksperimentlerdiń berilgenleri járdeminde (yadrolarda nuklonlardıń shashırawı, yadrolíq aylanıwlar 8.t.b) yadrolíq kúshler gravitatsiyalíq elektr hám magnitlik óz-ara tásirlesiwlerden anaǵurlım artıq ekenligi dáliyllengen.
Yadrolíq kúshlerdiń tiykarǵı qásiyetlerin atap keteyik`
q)yadrolíq kúshler tartısıw kúshleri boladı~ w) yadrolíq kúshleri qısqa tásir etiwshi boladı
–olardıń tásiri shama menen q0-qt m qashıqlíqlarda bilinedi. Nuklonlar arasındaǵı qashıqlíq artqanda yadrolíq kúshler 0 ge shekem tez kemeyedi. Al olardıń tásir etiw radiusınan kóp kishi qashıqlíqlarda elektr kúshlerinen bir neshe ese úlken boladı (tap sol qashıqlíqta tásir etiwshi protonlar kúshlerinen)~
e)yadrolíq kúshlerge zaryadlíq kúshler tán~ eki protonlar yamasa eki neytronlar, yamasa proton hám neytron arasındaǵı tásir etiwshi yadrolíq kúshler shama jaǵınan birdey. Bunnan yadrolíq kúshler elektr tábiyatqa iye emes ekenligi kelip shıǵadı.
r)yadrolíq kúshlerge toyınıw qásiyeti tán, yaǵnıy yadrodaǵı hár bir nuklon oǵan eń jaqın nuklonlardıń sheklengen sanı menen óz ara tásirlesedi~
t)yadrolíq kúshler óz-ara tásirlesiwshi nuklonlardıń spinleriniń óz ara orientatsiyalarınan ǵárezli. Máselen, proton hám neytron tek olardıń spinleri parallel orientatsiyalanǵan shártinde
deytrondı ( 12 H -izotoptıń yadrosı) payda etedi~
y) yadrolíq kúshler oraylíq emes, yaǵnıy olar óz-ara tysirlesiwi nuklonlardı orayların tutastırıwshı sızıq boyínsha tásir etpeydi.
Atom yadrosınıń quramı
Ne ushın bir ximiyalíq elementtiń izotopları hár qıylı massaǵa iye? Bul sorawǵa atom yadrosı qanday bólekshelerden turatuǵının hám hár qaysı yadroda olardıń sanın bilip juwap beriwge boladı.
Rezerford óziniń tájriybesinde atomnıń barlíq oń zaryadı atom yadrosında toplanǵanın anıqladı.
Yadrodaǵı oń zaryadqa iye bólekshelerdiń sanı (olar protonlar degen atamanı aldı) Mendeleev tablitsasındaǵı elementtiń tártiplik sanına te4. Bizler yadrodaǵı protonlar sanı onıń zaryad sanın Z anıqlaytuǵının kórip turmız.
á9á9 jılı Rezerford birinshi márte yadrolíq aylanıwdı ámelge asırdı. Onıń járdeminde ol eksperimente atom yadrosı quramına shınında da protonlar kiretuǵının dáliyledi. Ol joqarı energiyalı - bóleksheleri menen azot 147 N yadroların bombaladı. Rezerford ótkizgen yadrolíq reaktsiyanıń sxeması mınaday
147 N 24He 178 O 11P
bunda 178 O -kislorod izotopı, 11 P -proton. Yadrolíq reaktsiyalar dep atom yadrolarınıń basqa atom yadroları menen yamasa elementar bóleksheler menen óz-ara tásirleskende bolatuǵın yadrolíq aylanıwlarǵa aytıladı.
Keyin proton bólinip shıǵatuǵın yadrolíq reaktsiyalar - bóleksheler menen alyuminiy, ftor atom yadroların bombalaǵanda ámelge asırıldı.
186
Proton |
zaryadı Q 1,6 10 19 Кл |
hám massası m |
p |
1,6724 10 27 |
Кл bolǵan – oń |
|
|
|
|
|
zaryadlanǵan elementar bólekshe. |
|
|
|
|
Protiy |
1 H - vodorod yadrosınıń izotopı bir protonnan turadı (sebebi A=Z=q) Vodorodtıń |
|
1 |
|
|
|
|
basqa izotoplarınıń – deyteriy 12 D hám tritiy 31T -diń zaryadlíq sanları da birge teń, yaǵnıy bul yadronıń hár biriniń quramına tek ǵana bir proton kiredi. Ne ushın onda deyteriydiń massalíq sanı ekige, al tritiydiń massalíq sanı úshke teń? Bunı atom yadrolarınıń quramına protonnan basqa neytronlar dep atalǵan zaryadlanbaǵan bóleksheler kiredi degen boljaw menen túsindiriwge boladı. Neytronlardıń massası protonlar massasına jaqın. Bunday boljaw birinshi márte qow0 jılı Rezerford tárepinen aytılǵan. Kóp waqıt dawamında neytronlardı ashıwǵa arnalǵan baslamalar sátsiz boldı. Eń sońında qoew jılı Rezerford laboratoriyasınıń xızmetkeri Chedvik atom yadrolarınıń quramına shınında da neytronlar kiretuǵının eksperimente dáliyllewshi yadrolíq reaktsiyanı ámelge asırdı. -bóleksheler menen 69 Be berilliy yadroların bombalap, ol
69 Be 24He 126 C 01n
reaktsiyanı ámelge asırdı, bunda 126 C - uglerodtıń izotopı, 01 n -neytron.
Neytron massası mn 1,6748 10 27 кг zaryadlanbaǵan neytral bólekshe.
qoew jılı rus fizigi İvanenko hám nemets fizigi Geyzenberg bir-birinen ǵárezsiz izotoplardıń bar bolıwın túsindiretuǵın atom yadrosınıń proton-neytron modelin usındı. Bul modelge muwapıq atom yadrosı protonlar hám neytronlardın turadı (olardı ulıwma bir atama – nuklonlar menen biriktiredi).
Joqarıda aytıp ketkendey yadrodaǵı protonlar sanı Z teń yadrodaǵı neytronlar sanın N menen belgileydi. Proton hám neytronlardıń massaları bir-birinen az parıqlanǵan sebepten, onda massalíq san A nuklonlardıń ulıwma sanın belgileydi, ol proton hám neytronlar sanınıń qosındısı boladı`
A=Z+N (q)
(q) İvanenko-Geyzenberg formulası dep ataydı.
Yadronıń proton – neytronlíq modeline muwapıq, izotoplar – birdey sandaǵı protonlarǵa, biraqta hár qıylı sandaǵı neytronlarǵa iye yadrolar.
Atom yadrolarınıń baylanıs energiyası
İvanenko-Geyzenberg formulasına muwapıq atom yadrosındaǵı nuklonlardıń ulıwma sanı A=Z+N, bunda Z-protonlar sanı, N- bul yadrodaǵı neytronlardıń sanı, Birinshi kóz-qarastan bul yadroǵa kiriwshi protonlar hám neytronlardıń tınıshlíq massalar qosındısı (yaǵnıy Zmp+Nmn), bul yadronıń tınıshlíq massası Mge teń bolatuǵınday kórinedi. Biraqta Mass-spektrometrler járdeminde atom yadroları massalarınıń ólshewleri yadronıń tınıshlíq massası hár dayım onıń quramına kiriwshi nuklonlar tınıshlíq massası qosındısınan massa defekti dep atalatuǵın bazı bir shamaǵa kishi bolatuǵının kórsetti. Demek, m (Zmp Nmn ) M (3.y.q)
Bólek nuklonlar atom yadrosına birikken gezde massa defektiniń payda bolıw sebebin anıqlaw ushın yadronıń baylanıs energiyası túsinigin kiritiw zárúrli. Joqarıda aytılıp ketkendey, nuklonlar yadroda tartılıwdıń yadrolíq kúshleri menen uslap turıladı. Yadrolíq tartılıw kúshlerin
jeńip, yadronı neytronlar hám protonlar – qurawshı bólekshelerge bóliwge zárúrli sarp etiletuǵın
E energiyanı atom yadrosınıń baylanıs energiyası dep ataydı.
Energiyanıń saqlanıw nızamına muwapıq, egerde yadro bólek nuklonlardan payda bolsa, onda ol qurastırılǵan gezde yadronıń baylanıs energiyası nurlanıw túrinde bólinip shıǵadı. Eynshteynniń massa hám energiyanı óz-ara baylanıs nızamınan
E=mcw (w)
Massa hám energiyanıń ekvivalentligi kelip shıǵadı. Yadro bólek nuklonlardan payda bolǵan gezde baylanıs energiya menen birgelikte massanıń belgili muǵdarı alıp ketilgendey boladı, ol massa defektiniń payda bolıwına alıp keledi. (w) den
|
|
|
|
|
E mc 2 |
(e) |
kelip shıǵadı. (q) di (w) ge qoyıp, |
|
E ((Zm |
p |
Nm |
n |
) M ) c2 |
(4) alamız. (4) |
formula atom yadrosınıń baylanıs |
|
|
|
|
|
energiyasın anıqlaydı.
Baylanıs energiyasına sonday anıqlama beriw múmkin. Yadronı sol yadro quramındaǵı proton hám neytronlarǵa ıdıratıp jiberiw ushın kerek bolǵan energiya baylanıs energiyası delinedi. Mısalı, qozǵalıwshı bir geliy atomı yadrosın nuklonǵa ajıratıw ushın ǵh,ń·10ú eV energiya zárúr yamasa normal jaǵdayda sm kólemde bolǵan ǵ,w·10á9 dana geliy atomı yadrosın ıdıratıw ushın á,ǵ·10h Dj energiya zárúr.
Jeńil yadrolardı biriktiriw usılı menen de yadrolíq energiyadan paydalanıw múmkin. Mısalı, deyteriy hám tritiydiń sintezinde -bólekshe hám neytron payda boladı. Sol reaktsiyada , MeV energiya ajıraladı, yaǵnıy qozǵalıwshı bir nuklonǵa , MeV energiya tuwrı keledi.
Yadrolar sintezi ámelge asıwı ushın olar bir-biri menen yadrolíq kúshlerdiń tásiri bolatuǵın aralíqqa shekem jaqınlasıwı kerek. Biraq yadrolardıń bul dárejede jaqınlasıwına Kulon iyterisiw kúshleri sebepli olar arasında payda bolatuǵın potentsial tosqınlíq qarsılíq kórsetedi.
Radioaktiv zatlar nurlanıwlarınıń biologiyalíq tásirinde tiri toqımalar atom hám molekulaların buzǵan halǵa ótkeriw hám ionlastırıw jetedi.
Zaryadlı bóleksheler, dene atomlarınıń elektronları menen tásirlesedi. Nátiyjede dene atomları ionlasadı yamasa qozǵan halǵa ótedi. Zaryadlı bólekshe elektron menen qozǵalıwshı bir soqlıǵısıwda óz energiyasınıń bir bólimin joǵaltadı.
Radioaktiv ıdıraw nızamı.
Frantsuz fizigi A.Bekkerel (1852-1908) 1896jılı uran duzlarınıń lyuminestsentsiyasın úyrenip atırǵanda olar óz-ózinen fotoplastinkaǵa tásir etetuǵın, hawanı yonizatsiyalaytuǵın, jińishke metall plastinkalardan ótetuǵın, bir qatar zatlardıń lyuminestsentsiyasın tuwdıratuǵın belgisiz tábiyattaǵı nurlardı shıǵıratuǵın oylamaǵan jerden ashtı. Bul qubılıstıń izertlewin dawam etip, erli zayıplılar Mariya (qiyu-qoer) hám Per Kyuriler Bekkerel nurlanıwı tek ǵana uran duzlarına emes, al kópshilik awır elementlerge, máselen, toriy hám aktiniyge tán ekenin ashtı. Olar taǵı da metall uran alınatuǵın uran rudası uran nurlanıwınıń intensivliginen kóp ese artıq intensivliktegi nurlanıwı shıǵaratuǵının kórsetti.
Usınday jol |
menen Bekkerel nurlanıwına iye eki jańa element bólip shıǵarıldı` |
poloniy( 210 Po ) hám radiy ( 226 Ra ) |
84 |
88 |
Ashılǵan nurlanıw radioaktiv nurlanıw dep ataladı, al radioaktiv nurlanıw shıǵarılatuǵın qubılıstıń ózi radioaktivlik dep ataladı.
dáste (
Keyingi tájiriybeler radioaktivlik nurlanıw xarakterine ximiyalíq birikpeniń túri, agregat halı, mexanikalíq basım, temperatura, elektr hám magnit maydanlar, yaǵnıy atom elektron qabatshasınıń halın ózgeriske alıp keletuǵın barlíq tásirler, tásirin tiygizbeytuǵının kórsetti. Demek, elementtiń radioaktivlik qásiyetleri tek yadro strukturasına baylanıslı.
*ázirgi waqıtta radioaktivlik dep bazı bir atom yadrolarınıń óz-ózinen(spontan) hár qıylı túrdegi radioaktiv nurlanıwlar hám elementar bóleksheler shıǵarıp, basqa yadrolarǵa ótiwlerin túsinedi.
Radioaktivlik tábiyiy (tábiyatta bar turaqlı emes yadroda baqlanadı) hám jasalmaǵa (yadrolíq reaktsiyalar arqalı alınǵan izotoplarda bayqaladı) bólinedi. Bul radioaktivliktiń eki tipi arasında printsipial ayırmashılíq joq, sebebi eki jaǵdayda da radioaktiv aylanıw nızamları birdey.
Radioaktiv nurlanıw quramalı dúziliske iye. Elektr maydanında radioaktiv nurlanıwdıń jińishke dástesi e qurawshıǵa jiklenedi(1-súwret) ` q) hálsiz awısatuǵın oń bóleksheler dástesi ( nurlanıw)` w) kúshli awısatuǵın teris bóleksheler dástesi ( nurlanıw)~ e) awıstırılmaytuǵın nurlanıw). Bul qurawshılardıń tereń izertleniwi olardıń tábiyatın hám tiykarǵı
qásiyetlerin anıqlawǵa múmkinshilik berdi.
-bóleksheler elektr hám magnit maydanları menen awıstırıladı, joqarı yonizatsiyalawshı uqıplılíq hám kem ótiwshilik uqıplılíqqa iye (máselen,0-0,tmm qalıńlíqtaǵı alyuminiy qabatı menen jutıladı). - nurlanıw bul geliy yadrolarınıń aǵımı` -bóleksheniń zaryadı +we, al
|
massası |
4 He geliy izotopınıń massası menen sáykes keledi. -bólekshelerdiń elektr hám magnit |
|
|
2 |
|
|
|
maydanında awısıwı boyínsha olardıń |
Q |
salıstırmalı zaryadı anıqlanadı. Bul zaryadtıń mánisi |
|
m |
|
|
|
|
olardıń tábiyatı haqqındaǵı túsiniktiń durıs ekenligin tastıyıqladı.
-bóleksheler elektr hám magnit maydanları menen awıstırıladı~ olardıń bólekshelerge qaraǵanda yonizatsiyalawshı qásiyeti anaǵurlım kishi (shama menen eki tártipke), al ótiwshilik uqıplılıǵı anaǵurlım úlken (shama menen wmm qalıńlíqtaǵı alyuminiy qabatı menen jutıladı) nurlanıw tez elektronlardıń aǵımı (bul olardıń salıstırmalı zaryadın anıqlawdan kelip shıǵadı).
- nurlanıw elektr hám magnit maydanları menen awıstırılmaydı, salıstırmalı kishi yonizatsiyalawshı uqıplılíqqa hám úlken ótiwshilik uqıplılíqqa (máselen, t sm qalıńlíqtaǵı qorǵasın qatlamınan ótedi) iye. - nurlanıw kristallardan ótkende difraktsiya qubılısı bayqaladı.
1-súwret. α, β, γ nurlarınıń elektr maydanında auısıwı
-nurlanıw judá kishkene tolqın uzınlíqlı 10 10 qısqa tolqınlı elektromagnitli nurlanıw hám usınıń saldarınan ayqın bilinetuǵın korpuskalíq qysiyetlerge iye, yaǵnıy ol - kvantlar (fotonlar) aǵımı boladı.
Yarım ıdıraw periodı.
Radioaktivlik ıdıraw yamasa ıdıraw degenimizde óz-ózinen bolatuǵın yadrolardıń tábiyiy radioaktivlik aylanıwların túsinemiz.
Radioaktiv ıdırawǵa ushırap atırǵan atom yadrosı analíq, al payda bolǵan yadro-qızlíq dep ataladı.
Radioaktivlik ıdıraw teoriyası radioaktivlik ıdıraw statistika nızamlarına baǵınatuǵın ózózinen bolatuǵın protsess degen boljawǵa tiykarlanıp dúziledi. Radioaktivlik ıdıraw óz-ózinen bolatuǵın sebepten t dan t+dt waqıt intervalına shekem ıdıraǵan yadrolar sanı dN waqıt aralıǵı dt hám t waqıt momentine shekem ıdıramaǵan yadrolar sanı N-ge proportsyonal`
dN Ndt (3.w.q)
bunda -berilgen radioaktivlik zat ushın radioaktivlik ıdırawdıń turaqlısı dep atalatuǵın turaqlı
‘’minus’’ belgisi ıdıraw |
protsessinde |
|
radioaktivlik |
yadrolardıń |
ulıwma sanı kemeyetuǵının |
kórsetedi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
dN |
|
dt, |
|
dN |
|
dt |
ln |
N |
t |
alamız. |
|
|
N |
|
|
N |
0 |
|
N |
|
|
0 |
|
N |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N N |
0 |
e t |
(3.w.w.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bunda N0 (t 0 |
waqıt |
momentinde) |
ıdıramaǵan |
yadrolardıń |
dáslepki sanı, N t waqıt |
momentinde ıdıramaǵan yadrolardıń sanı (3.w.w) |
formula radioaktivlik ıdıraw nızamın ańlatadı, |
oǵan muwapıq ıdıramaǵan yadrolar sanı waqıt ótiwi menen eksponenta boyínsha kemeyedi. |
Radioaktivlik |
ıdıraw |
protsessiniń |
intensivligin |
eki shamalar sıpatlaydı` yarım ıdıraw |
periodı Tq/w radioaktiv yadro yadrolarınıń qosındı jasaw dawamlılıǵı t onıń ortasha jasaw waqıtı. Yarım ıdıraw periodı T q/w – ıdıramaǵan yadrolar sanı ortasha eki ese kemeyetuǵın waqıt aralıǵı.
Onda (3.w.w)– ge muwapıq
N0 N0 e T
2
bunnan
T1/ 2 ln 2 / 0.693
Tábiyiy radioaktivlik elementlerdiń yarım ıdıraw periodları sekundtıń on millyonnan bóleklerinen kóp millyonlar jıllarǵa shekem mánislerge iye.
dN yadrolarınıń qosındı jasaw dawamlılıǵı tdN Ntdt - ǵa te4. Bul ańlatpanı t - nıń
barlíq múmkin bolǵan mánisleri boyínsha integrallap hám dáslepki yadrolar sanı |
N 0 -ǵa bólip, |
radioaktivlik yadronıń ortasha jasaw waqıtın |
alamız. |
|
|
|
|
|
|
1 |
Ntdt |
1 |
|
N te t dt te t dt |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
N |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
Solay etip, radioaktiv yadronıń ortasha jasaw waqıtı – radioaktivlik ıdıraw turaqlısı -ǵa |
keri shama. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Radioaktiv derektegi nuklidtiń |
(protonlar sanı Z |
hám |
neytronlar sanı |
N menen |
ayırılatuǵın atom yadrolarınıń ulıwma ataması) aktivligi A dep, N ıdıraǵan yadrolardıń sanınıń ol ıdıraw bolǵan t waqıt aralıǵına qatnasına aytamız`
A N (3.w.e) t
(3.w.q) hám (3.w.e) ańlatpalardan A N kelip shıǵadı. Sİ de aktivliktiń birligi Bekkerel (Bk)` qBkqs ishinde bir ıdıraw akti bolatuǵın nuklidtiń aktivligi. Usı waqıtqa shekem yadrolíq fizikada, radioaktiv derektegi nuklid aktivliginiń sistemadan tıs birligi - kyuri (Ki) qollanıladı.
qKi=e,u q0q0Bk
