Atom yadrosining tarkibi va tuzlishi

Y adro tuzilishi haqida nimalarni bilamiz? Qariyb yuz yil muqaddam fizik Proout davriy sistemadagi elementlar notekis shakllar emas, balki birikmalardir degan fikrni ilgari surgan, shuning uchun ham zaryadlar, ham yadrolarning massalari ham vodorodning o'zi butun va ko'p sonli zaryadlari orqali ifodalanishini kutish mumkin edi. Biroq, bu mutlaqo to'g'ri emas. Elektromagnit maydonlar yordamida atom yadrolarining xususiyatlarini o'rgangan fizik Aston, atom og'irligi butun emas va ko'p bo'lmagan elementlar, aslida, turli xil atomlarning birikmasidan iboratligini va bitta modda emasligini aniqladi. Agar atom og'irligi butun son bo'lmasa, barcha izotoplarning aralashmasini kuzatamiz. Bu nima? Agar atom yadrosining tarkibi haqida gapiradigan bo'lsak, izotoplar bir xil zaryadga ega, ammo turli xil massalarga ega.

. Atom markazida yadro joylashgan va uning atrofida turli orbitalar bo'yicha elektronlar tinimsiz harakat qiladi. Atom yadrosi atomning markaziy qismida joylashgan bo'lib, proton va neytronlardan tashkil topgan. Atomning ichki tuzilishi qanday? - bu savol XX asr boshlarigacha yechilmay keldi. Shu davrga qadar faqat atomning o'lchami 10^-8 sm atrofida ekanligi, musbat va manfiy zarralar esa atom ichida muallaq harakatda ekanligi, hamda elektron massasi atom massasiga nisbatan bir necha ming marta kichik bo'lishligi ma'lum edi, xolos.

Yana bir elementar zarra - neytronni 1932-yil Chedvik aniqladi. Shundan so'ng fizik D.D.Ivanenko va nemis olimi V.Geyzenberg bir-biridan mustaqil ravishda atom yadrosi proton va neytronlardan tashkil topgan, degan fikrni ilgari surdilar. Shu tariqa atom yadrosining proton-neytron modeli yaratildi. Proton va neytronning birgalikdagi nomi nuklon deb ataladi. Bu nom lotincha NUCLEUS yadro degan so'zdan olingan bo'lib, u proton va neytron yadroviy zarralar ekanligini anglatadi. Atom yadrosi ikki xil elementar zarralar - proton va neytronlardan iboratdir. Proton massasi (m_p) taxminan neytron massasi (m_n) ga teng, elektron massasi (m_e) dan ~2000 marta katta:

m_p=1836,15 m_e=1,67265*10^-24 g.

m_n=1838,68 m_e=1,67495*10^-24 g.

Proton musbat zaryadli, zaryad mikdori elektron zaryadiga teng ishorasi qarama-qarshi. Neytron zaryadsiz neytral zarra. Proton va neytronlar xususiy momentga, spinga ega S=1/2. Fermi-Dirak statistikasiga bо‘ysunuvchi fermionlardir. Atom fizikasidan ma’lumki zaryadli, massali elektron mexanik momentga ega bо‘lish bilan bir vaqtda magnit momentga ham ega bо‘lish kerak

Protonning ham spini elektron zaryadi va spiniga teng, massasi esa katta bо‘lgani uchun magnit momenti

(yadro magnetoni) ga teng bulishi kerak edi.
_B=1836,1 _yam
Lekin proton magnit momenti kutilgan qiymatdan (1_yam) dan katta 2,79_yam ekanligini kо‘rsatadi.

Neytron ham neytral zarra bо‘lishiga qaramasdan magnit momentga ega ekan. Neytron magnit momenti _n=-1,91_yam. Magnit momentining ishorasi manfiyligi spin yо‘nalishiga qarama-qarshi yо‘nalishda ekanligini bildiradi.

Proton va neytronlarning magnit momentlarining boshqacha bо‘lishligi bu zarralarning murakkab tо‘zilishga ega ekanligini kо‘rsatadi.

Proton va neytronlarning magnit momentlarini proton va neytronlar markazlarida yalang‘och proton (neytron) va atrofida mezon buluti bor, bular bir-birlariga uzviy almashinib turadilar deyilsa tushunarli bо‘ladi. Masalan, proton magnit momentini tushuntirish uchun: markazida yalong‘och neytron n₀ atrofida ⁺-mezon holatida t vaqt tursa, (1-t) vaqtda markazida yalong‘och proton p₀ atrofida ⁰-mezon holatida (1-rasm) bо‘lsin, u holda о‘rtacha magnit momenti

1
-rasm.

_p=(_n+_+)t+(_p+_ )(1-t)=_t+_pt-_pt=(6,6_yam+_yam-_yam)t>_yam (1)

Bunda yalang‘och proton p_o magnit momenti _p=1 yam, ⁺-mezon massasi proton massasidan 6,6 marta kichik bо‘lgani uchun magnit momenti 6,6_yam teng. n_o , ^o-mezonlar magnit momentlari nolga teng. (1) formuladan kо‘rinib turibdiki, proton о‘rtacha magnit momenti yadro magnetonidan katta. Xuddi shuningdek neytron magnit momentini ham t vaqt ichida yalang‘och n₀ va ^o-mezon buluti va (1-t) vaqtda yalang‘och p_o va ^--mezon bulutidan iborat deb qarash mumkin. (2-rasm)


2 - rasm.
Neytronning о‘rtacha magnit momenti
(2)
demak neytron magnit momenti nol bо‘lmasdan manfiy (-1,91_yam) bо‘lishligi, protonning magnit momenti, 1_yam bо‘lmasdan 2,79_yam bо‘lishligi tushinarli.

Erkin holatda p-barqaror, n-esa radioaktiv 12 minutdan keyin yemiriladi. Yadro ichida neytron, protonlar bir-birlariga о‘tib turishadilar. Proton va neytronlar spinlari teng, massalari deyarli teng, bir-birlariga uzviy almashinib turadi, yadro kuchlari ham bir xil zarralar hisoblanadi, bir sо‘z bilan nuklon deb ataladi. Nuklonlar uchun yadro kuchlari bir xil bо‘lgan faqat elektromagnit maydonga nisbatan ikkita erkinlik darajasiga ega bо‘lgan aynan bir xil (zaryadli proton, zaryadsiz neytron) zarralardir.

Yadro kuchlari ta’sirida proton va neytronlar birikib turli yadrolarni hosil qiladilar.
2.Atom yadrosining asosiy xususiyatlari va yadroni xarakterlovchi kvant sonlarni tushuntirish
Atom yadrosi turg‘un (barqaror), yoki radioaktiv bо‘lishi mumkin. Bu yadrolar massa soni A, elektr zaryadi Z, massasi M, massasiga bog‘lik tо‘la bog‘lanish energiyasi Yeb, radiusi (о‘lchami) R, spini I, magnit momenti , elektr kvadrupol momenti Q, izotopik spini T va shu yadroning tо‘lqin funksiyasiga xos bо‘lgan juftligi R bilan xarakterlanadi. Radioaktiv yadrolar yana yemirilish turi, yarim yemirilish davri, yemirilish natijasida hosil bо‘lgan , ,  nurlarning energiyasi bilan ham xarakterlanadi.

Atom yadrolari yana о‘zlarining energetik holatlari bilan xarakterlanib, eng kichik energiyali holatiga yadroning asosiy holati va undan yuqori energiyaga ega bо‘lgan holatlarga о‘yg‘ongan holatlar deb ataladi. Yuqorida sanab о‘tilgan yadro xususiyatlarining deyarli hammasi yadroning asosiy ham о‘yg‘ongan holatlari uchun xosdir. Massa soni A va zaryadi Z dan tashqari hamma xususiyatlari holat energiyasi о‘zgarganda о‘zgarishi mumkin. О‘yg‘ongan holatdagi yadro xususiyatlariga yana yadroning bir energetik holatdan ikkinchisiga о‘tish usuli, yadroviy reaksiyalar kо‘rilganda zarraning yadro bilan yoki yadrolarning о‘zaro ta’sirlashish kesimi va yadroviy reaksiyalarda ajralgan energiya, ikkilamchi zarralarning burchak taqsimoti va boshqa kattaliklar bilan xarakterlanadi.