A. S. (guruh rahbari); Fattohov

Qo‘shimcha adabiyotlar

[1] — 453—56-betlar, [9] — 248—50- betlar,
[3] — 183—89- betlar, [10] — 308- bet.

Nazorat uchun savollar

1. 
   Foton nima? U qanday xususiyatlarga ega?
   
2. 
   Yorug‘lik bosimini mavjudligini tushuntiruvchi tajribalarni izohlang.
   
3. 
   Fotografiya jarayonini qisqacha so‘zlab bering.
   
4. 
   Kinoda ovoz yozib olish va qayta eshittirish sxemasini tushuntiring.
   
5. 
   Yorug‘likning to‘lqin va korpuskular xossalari namoyon bo‘luvchi hodisalarga misollar keltiring.
   

24- ma’ruza
Atom fizikasi. Atomning Òomson modeli.
Rezerford tajribasi.
Atomning yadroviy planetar modeli
Hozirgi zamon atom fanining, texnikaning va energetikaning ulkan yutuqlari — atom va yadro fizikasining intensiv rivojlanishi natijasidir. Agar biz hozirgi zamon atom va yadro fizikasi modda tuzilishi haqidagi ta’limotning negizi hisoblanadi desak, mubolag‘a bo‘lmaydi. Bundan tashqari, nafaqat modda (gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlar), balki materiyaning elektr, yorug‘lik va boshqa turlari ham atomistik tabiatga ega. Shuning bilan bir qatorda materiya harakati ham atomistik qonunlar bilan aniqlanadi. Aytilganlardan, materiya tuzilishi va harakati haqidagi atomistik ta’limot hozirgi zamon fizikasida hukmron tminotdir, degan xulosa kelib chiqadi. Atom fizikasi fizika fanining mustaqil bo‘limi bo‘lib, atom tuzilishini va xossalarini hamda atom doirasida sodir bo‘luvchi jarayonlarni o‘rganadi. Atom fizikasida kvant fizika qonunlaridan keng ko‘lamda foydalaniladi.
XIX asrning oxirlariga kelgunga qvadar grek faylasuflari Levkipp, Anaksagor, Empedokl, Demokrit, Epikur tomonlaridan ilgari surilgan atom — materiyaning so‘nggi bo‘linmas zarrasi degan ta’limot ustun bo‘lib keldi. Birinchi elementar zarra — elektron, rentgen nurlari, radioaktivlik hodisasining kashf etilishi, XX asr boshlariga kelganda atom materiyaning oxirgi bo‘linmas zarrasi emasligini ko‘rsatadi. Demak, atom murakkab tuzilishga ega ekan.
109

81. 
    rasm.
    

Uning murakkab tuzilishini isbotlovchi birinchi nazariy modelni 1903 yilda elektron kashf etgan mashhur ingliz fizigi
J. Òomson taklif qildi.
Ushbu modelga asosan atom musbat elektr zaryadi bilan bir tekis zaryadlan- gan sferadan iborat bo‘lib, ichida elektron joylashgan bo‘ladi (82- rasm). Sferaning yig‘indi musbat zaryadi elektron zaryadiga teng bo‘lib, atom bir butun holatda elektr

neytraldir. Bunday atomning massasi uning butun hajmi bo‘ylab bir tekis taqsimlangan bo‘lib, atomdagi barcha elektr zaryadlari unda kuchli elektr maydonini yuzaga keltira olmaydi.
Bu atomning radiusini baholaylik. Izolyasiyalangan atom chiqarayotgan spektr xarakterini tushuntirish uchun nurlanayotgan atomdagi elektron teboanma harakat qiladi va demak,
muvozanat holat atorfida f = –kr ko‘rinishdagi kvazielastik kuch bilan tutib turiladi, deb faraz qilamiz, bunda r — elektronning muvozanat holatidan chetlashishi. Elektrodinamikada bir tekis zaryadlangan sfera ichidagi maydon kuchlanganligi quyidagicha topiladi:

E (r ) 
1 e _r
_{ R}³
(0  r
 R),

(24.1)

bunda: e — sfera zaryadi, R — uning radiusi. U holda muvozanat holatidan (sfera markazidan) r oraliqda turgan elektronga

f  eE  
1 e² _r

 kr

_{ R}³
(24.2)

kuch ta’sir qiladi. Bunday sharoitda biror yo‘l bilan muvozanat holatdan chiqarilgan elektron


  
(24.3)

siklik chastota bilan tebranadi (m — elektron massasi). Oxirgi ifodadan

^{R } (24.4)
110

ni topish mumkin. Elektronning tebranish chastotasini

_{ } c


munosabatdan topilsa va bunda ^{  0, 6} mkm (spektrning ko‘rinuv-
chan sohasi) deb olinsa, bu to‘lqin uzunligiga ^{  3  1015 c1} chas- tota mos keladi.

Uni va
e  1, 6  10^19C, _{  8, 85  10}^{12 Ф} _,
m  9,1  10^31kg
larni

0 _м

(24.4)ga qo‘yib, Òomson atomining radiusi
R  3  10^10 м=3 A^

ekanligini topamiz. Demak, atom radiusining tartibi 10^–10 m yoki 10^–8 sm tartibida bo‘lib, u atomning gazokinetik o‘lchamlari bilan mos tushar ekan.
Atomning Òomson modeli nazariy bo‘lganligi uchun uni tajribada tekshirish lozim edi. Ushbu ishni Rezerford va uning shogirdlari 1906—1911- yillarda fundamental tajribalar asosida amalga oshirishdi. Bunda ular o‘zidan - zarralarni chiqaruvchi radioaktiv moddalardan foydalandilar va - zarralarning boshqa moddalar bilan to‘qnashuvlarini o‘rgandilar, - zarra butunlay ionlashgan geliy atomi bo‘lib, uning massasi elektron massasidan taxminan 8000 marta katta, musbat zaryadi esa moduli jihatidan elektron zaryadidan ikki marta kattadir. - zarralarning tezligi juda katta — yorug‘lik tezligining 1/15 ulushiga tengdir. Rezerford tajribasining g‘oyasi juda sodda edi. Agar atomning Òomson modeli haqiqatga to‘g‘ri kelsa, juda yupqa metall plyonka (folga)dan tez harakatlanuvchi - zarralarning ensiz dastasi o‘tkazilganda, tajriba o‘tkazuvchilar bu zarralarning sezilarli og‘ishlarini kuzatmasliklari kerak. Rezerford bu zarralar bilan og‘ir elementlarning atomlarini bombardimon qildi. Elektronlarning zaryadi manfiy va massasi juda kichik bo‘lganligidan, ular - zarralarning trayektoriyasini sezilarli o‘zgartira olmaydi.
Atomning musbat zaryadli qismigina - zarralarning sochilishiga (harakat yo‘nalishining o‘zgarishiga) sabab bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, - zarralarning sochilishiga qarab atom ichida musbat zaryadning va massaning taqsimlanish xarakterini aniqlash mumkin.
Rezerford tajribasining sxemasi 83- rasmda ko‘rsatilgan. Rezerford moddadan chiqayotgan - zarralar oqimi diafragma orqali o‘tgandan so‘ng tekshirilayotgan moddadan (oltin, mis va boshqa) yasalgan yupqa folgaga tushadi. Folga atrofida aylana oluvchi rux sulfid qoplangan ekranning - zarralar tushgan joyida chaq-
111

radioaktiv modda

diafragma sochuvchi

fol’ga
ekran
mikroskop

81. 
    rasm.
    

nashlar paydo bo‘ladi. Chaqnashlar mikroskop yordamida kuzatiladi.

Òajribalarning ko‘rsatishicha, qalinligi bir necha ming atom- lararo masofaga teng bo‘lgan plyonkadan o‘tishda -zarralar o‘z harakat yo‘nalishlarini o‘zgartirar, ya’ni sochilar ekan. Sochil- gan - zarralar ichida 90° va undan kattaroq burchakka, masalan 180° burchakka sochilgan - zarralarni kuzatish mumkin. Dar- haqiqat, musbat zaryad atomning butun hajmi bo‘ylab taq- simlangan deb hisoblansa, bunday natijani tasavvur qilish mumkin emas edi. Bunday taqsimlanganda musbat zaryad - zarrani orqaga itarib yuborishi uchun yetarli darajadagi kuchli elektr maydon hosil qila olmaydi. Bu natijalarni tahlil qilib, Rezerford - zarralarning sochilishini, agar musbat zaryadlar va atom massasi folga hajmi bo‘yicha bir tekis emas, balki fazoning juda kichik sohasiga yig‘ilgan deyilsa, osongina tushuntirish mumkin, degan xulosaga keladi. Ana shunga ko‘ra, Rezerford atom yadrosi — atomning deyarli butun massasi va butun musbat zaryadi yig‘ilgan kichik o‘lchamli jism ekanligi haqidagi g‘oyani ilgari surdi, shu bilan birga Òomsonning nazariy atom modeli noto‘g‘ri ekanligini isbot qildi.
Rezerford o‘z tajriba natijalariga asoslangan holda atomning