Атом ядросы: Нұсқалар арасындағы айырмашылық
Content deleted Content added
Өңдеу түйіні жоқ |
Өңдеу түйіні жоқ |
||
2-жол:
'''Атом ядросы ''' — протондар мен нейтрондардан (нуклондардан) құралатын атомның ең ауыр, орталық бөлігі.
Атом ядросының заряды. Атом ядросының негізгі сипаттамаларының бірі оның электр заряды болып табылады. Атом ядросының зарядын алғаш рет 1913 жылы Г.Мозли өлшеген. Ал ядроның зарядын тікелей өлшеуді ағылшын физигі Дж.Чедвик 1920жылы
жүзеге асырды. Атом ядросының заряды элементар электр зарядының Менделеев кестесіндегі химиялық элементтің Z реттік нөміріне көбейтіндісіне тең болады:
q=Z * е. (8.1)
Сонымен, Менделеев кестесіндегі химиялық элементтің реттік нөмірі кез келген элемент атомының ядросындағы оң зарядтардың санымен анықталады. Сондықтан элементтің Z реттік нөмірін зарядтық caн деп атайды.
Атом ядросының массасы. Атом ядросының физикалық қасиеттері оның зарядымен қатар массасымен де анықталады. Ядроны сипаттайтын шамалардың ең маңыздыларының бірі — масса. Ядролық физика иондар мен атом ядросының массасын көбінесе масс-спектрографтың көмегімен анықтайды. 8.2-суретте масс-спектрографтың сұлбасы келтірілген. Зерттелетін заттың атомдары иондық көзде (ИК) оң иондалып, әлсіз электр
өрісінің әсерінен D1 диафрагма арқылы әр түрлі жылдамдықпен өтеді. D1 және D2 диафрагмалары арасында оң иондар электр өрісінде үдемелі қозғалады. Және осы
мезетте оң иондарға индукциясы В0 болатын магнит өрісі де әсер етеді. Осылайша үдетілген оң иондар, оған бір-біріне перпендикуляр бағытталып әсер ететін Е0 электр
және В0 магнит өрістері арқылы сұрыпталып өтеді. D2 диафрагма арқылы бұрылмай өтуі үшін Ғ =Ғм немесе qE0=vqBQ шарты орындалуы керек. Бұл теңдеуден жылдамдықты анықтайық:
(8.2)
Осы жылдамдыққа ие болған оң иондар біртекті В магнит өрісінде орналасқан ВК вакуумдік камераға өтеді. Магнит өрісінің индукция векторы В иондардың жылдамдық векторына перпендикуляр орналаскан. Магнит өрісінде козғалған оң иондарға модулі Ғ= qvB болатын Лоренц күші әрекет етеді. Иондар осы күштің әрекетінен шеңбер бойымен қозғалады. Жартылай шеңбер сыза отырып, массалары бірдей иондар ФП фотопластинаның түрлі орындарында тіркеледі.
ғп= Ғт немесе М * — = qvB болғандықтан, ионның массасын
(8.3) Formul
өнергі бойынша жоғары дәлдікпен анықтайды. Атом ядросының массасын М әрпімен белгілеу қабылданған.
Ядролық физикадағы өлшем бірліктер. Өлшем бірліктерінің Халықаралык жүйесіндегі қолданылатын ұзындықтың, массаның және т.б. өздеріңе таныс өлшем бірліктерімен қатар, ядролық физикада арнайы бірліктер қолданылады. Бұл қажеттілік ядролық процестердің субатомдық әлемде өтетінінен туындайды.
Мысалы, ядролық физикадағы ең үлкен қашықтық атом радиусының өзі 10-10 м-ге тең. Ұзындық бірлігі ретінде ферми алынады: Іфм = 10~15 м. Массаның бірлігі ретінде көміртегі С атомы массасының бөлігі алынады, ол массаның атомдық бірлігі болып
табылады:
1 м.а.б.=1,660546-10~27 кг, 1 кг=6,023091Ю26 м.а.б.
Салыстырмалы атомдық масса Ar= атомның абсолюттік массасында неше массаның атомдық бірлігі бар екенін көрсетеді.
Мысалы, сутегі үшін Ar= 1,00783, көміртегі үшін Ar=12,0, оттегі үшін Ar=15,99482.
Ядролық физикада энергияны электронвольтпен өлшейді, 1 эВ =1,6-1019 Дж.
Еселік мәндер де қолданылады: 1 кэВ =103 эВ; 1 МэВ =106 эВ;1 ГэВ =109 эВ.
Көбінесе элементар бөлшектердің массаларын массаның атомдық бірлігімен қатар энергияның өлшем бірлігі МэВ немесе ГэВ-пен де өлшейді. Сондықтан массаның атомдық бірлігіне сәйкес болатын энергияның эквивалентін анықтайық. Масса мен энергияның өзара байланыста болатыны Эйнштейннің Е0=т0с2 формуласынан белгілі.
Тыныштықтағы бөлшектің массасы т 0 = 1 м.а.б. Сонда
E0=1,605402-10 -27 • 2,99792458 Ю1 6 Дж=1,49242-10 10 Дж = 931,49432 МэВ » 931,5 МэВ болады. Олай болса, 1 м.а.б.-не энергияның 931,5 МэВ шамасы сәйкес келеді. Мысалы, электрон массасының энергиялық эквиваленті т0=9,Ю93897-10-31кг = 5,485779-Ю 4 м.а.б.=0,5109906 МэВ~ 0,511 МэВ.
Атомдағы электрондар массасы ядроның массасымен салыстырғанда өте аз, оны ескермеуге болады. Сондықтан массаның атомдық бірлігімен алынған және атом массасына ең жақын бүтін санды массалық сан деп атайды. Оны А әрпімен белгілейді. Ол жоғары дәлдікті қажет етпейтін есептеулерде, әсіресе массалардың қатынасы кіретін
өрнектерде ядро массасының шамасы ретінде қолданылады. Мысалы, гелий атомының массасы МНе =4,0026 м.а.б. болса, массалық саны А=4 болады.
Атом ядросының пішіні мен өлшемі. Көптеген эксперименттік зерттеулер атом ядросының пішіні сфера тәрізді болатынын көрсетті. Атом ядросының радиусын мына формула бойынша жуықтап анықтауға болады:
R = R0AK
мұндағы R0 = 1,25 = 1,25 • 10~15 м, A — массалық сан. Ал ядроның радиусы оның массалық санының кубтық түбіріне пропорционалдығынан ядролық заттың орташа тығыздығы үшін
шығады, мұндағы Мя = (тр + mj -А — ядроның массасы. Есептеулер жуықтап алғанда ядролық заттың орташа тығыздығы р ~ 2,7 • 1017 мЩ - екенін көрсетті. Заттың осындай тығыздығы ғарыштағы нейтрондық жұлдыздар-пульсарларға да тән көрінеді.
| |||