Elektron, neytron va atomlarning difraksiyasi; Radioaktiv yemirilishlar

• Tekshirdi: Tursunova.Z

Reja:

• Reja:
• Elektron, neytron va atomlarning difraksiyasi;
• Radioaktiv yemirilishlar;
• Nishonlangan atomlar va ularning qo’llanilishi;

• х

• Zarralarning difraksiyasi

• Zarrachalarning11difraksiyasi,tarqoq111mikro- qismlar (elektronlar, neytronlar, atomlar va boshqalar) suyuqliklar va gazlarning kristallari yoki molekulalari tomonidan tarqalishi, Ushbu turdagi zarrachalarning boshlang'ich nuridan, qo'shimcha ravishda bu zarralarning burilish nurlari paydo bo'ladi.
• Bunday burilgan nurlarning yo'nalishi va intensivligi sochuvchi ob'ektning tuzilishiga bog'liq.

• х

• Zarralarning difraksiyasini faqat kvant nazariyasi asosida tushunish mumkin.
• Difraktsiya to'lqin hodisasidir, u har xil tabiatdagi to'lqinlar tarqalganda kuzatiladi: yorug'likning difraksiyasi, tovush to'lqinlari, suyuqlik yuzasidagi to'lqinlar va boshqalar.
• Klassik fizika nuqtai nazaridan zarrachalarning tarqalishida difraksiyani amalga oshirish mumkin emas.

• Kvant mexanikasi to'lqin va zarralar orasidagi farqni qoydi.
• Mikro ob'ektlarning xatti-harakatlarini tavsiflovchi kvant mexanikasining asosiy ta'minoti to'lqin zarralari dualizmi, ya'ni. mikrozarralarning ikkilamchi tabiati. Shunday qilib, ba'zi bir hodisalardagi elektronlarning xatti-harakatlari, masalan, Uilson kamerasida ularning harakatini kuzatishda yoki fotoelektrda elektr zaryadini o'lchashda, zarralar haqidagi g'oyalar asosida tasvirlash mumkin. Boshqalarda, ayniqsa difraktsiya hodisalarida, bu faqat to'lqinlar tushunchasi asosida. Frantsuz fizigi L. de Broyl tomonidan ifoda etilgan "materiya to'lqinlari" g'oyasi zarrachalarning difraksiyasi bo'yicha tajribalarda ajoyib tarzda tasdiqlandi.

• х

• х

• Zarralarning difraksiyasi bo’yicha kvant mexanikasidan qilingan yorqin tajriba bu korpuskulyar-to’lqin dualizmi, 1927-yilda amerikalik 2ta olim K.Devidson va L.Jermer tomonidan elektronlar difraksiyasi monokristall nikelda tajriba qilingan

• Zarralarning difraksiyasi bo'yicha tajribalar
• va ularning kvant mexanik talqini.

• "Некоторые исследователи -
• Дэвисон и Джермер и молодой Томпсон -
• приступили к выполнению опытов,
• за которые ещё несколько лет назад
• их бы поместили
• в психиатрическую лечебницу

• для наблюдения за их
• душевным состоянием.

• Но они добились
• у с п е х а !"

• х

• Kristallar yuqori darajadagi birxil tartiblikda joylashgan.
• Ulardagi atomlar uch o'lchovli davriy kristall panjarada joylashgan, ya'ni. mos keladigan to'lqin uzunliklari uchun fazoviy difraktsiya panjarasini hosil qilgan

• Nikelning monokristallarida elektron difraksiyasi

• х

• Agar elektronlarni U kuchlanishli elektr maydon tezlashtirsa, u holda ular kinetik energiyaga ega bo'ladi :K = eU, (е – elektronning zaryadi), shundan so’ng tenglik quyidagicha bo’ladi:
• son qiymatlar esa:

• (5)

• Nikelning monokristallarida elektron difraksiyasi

• Buyerda U B bilan ifoda etilgan, bu esa λ – в Å (1 Å = 10–10 м).

• х

• 100 V darajadagi U kuchlanishida, 1 Å darajadagi λ bilan "sekin" elektronlar olinadi.
• Bu qiymat bir necha Å yoki undan kam bo'lgan kristallardagi atomlararo masofalarga yaqin d va difraksiyaning paydo bo'lishi uchun zarur bo'lgan λ ≤ d nisbati bajariladi.

• Nikelning monokristallarida elektron difraksiyasi

• Ni монокристалл

• пики дифракции

• поток электронов

• To'lqinlarning kristalli panjara bilan difraksiyasi parchalanish markazlari qat'iy tartibda joylashgan parallel kristallografik tekisliklar tizimlari tomonidan tarqalishi natijasida yuzaga keladi. Kristalldan aks etganda difraksiyaning maksimal miqdorini kuzatish sharti Vulf Breggov holati:

• х

• (6)

• Ni монокристалл

• пики дифракции

• поток электронов

• Devidson va Djerem tajribasida elektronlarnoing <> nikel kristalli yuzasidan muayyan burchaklarda aks ettirishida maksimalliklar bor edi.

• Ushbu maksimalliklarni aks ettirgan elektronlar to’plami Vulf Breggov holati ga javob beradi:
• va ularning ko'rinishini boshqa yo'l bilan izohlab bo'lmaydi, to'lqinlar tushunchasi va ularning difraksiyasi asosi bundan mustasno; Shunday qilib, zarrachalarning to'lqin xususiyatlari - elektronlar eksperimental tarzda isbotlangan.

• х

• Yuqori kuchlanishli elektr kuchlanishlarida (o'nlab kV) elektronlar materiyaning ingichka plyonkalari orqali kirib borish uchun etarli kinetik energiyani oladi (qalinligi taxminan 10-15 sm, ya'ni minglab Å).
• Keyinchalik tezkor elektronlarning uzatish diffraksiyasi deb ataladigan narsa paydo bo'ldi, bu birinchi bo'lib ingliz olimi J. J. Tomson va sovet fizigi P. S. Tartakovskiy tomonidan alyuminiy va oltinning polikristalli plyonkalarida o'rganilgan.

• х

• Manashulardan so’nggina atom hatto molekulalarning difraksiyasining hosil bolishini kuzatish amalga oshdi!
• Mutlaqo T haroratdagi idishda gaz holatida bo'lgan massasi M bo'lgan atomlar to'lqin uzunligiga mos keladi:

• (7)

• k –Bolsman doimiysi,
• K = 2/3kT – atomning o’rtacha kinetic energiyasi

• х

• Yorug'lik atomlari va molekulalari (H, H2, He) va yuzlab darajadagi Kelvin harorati uchun to'lqin uzunligi ham taxminan 1 Å .
• Difraksiyalanuvchi atomlar yoki molekulalar deyarli kristallga chuqur singib ketmaydi, shuning uchun ularni quyidagicha tushunsak bo’ladi: difraktsiya kristal yuzasidan tarqalganda, ya'ni tekis difraktsiya panjarasida bo'lgani kabi sodir bo'ladi.

• х

• Diagrammalar bilan hosil qilingan molekulyar yoki atom nurlar to’plami kristallga yo'naltirilgan va u yoki bu tarzda "aks ettirilgan" difraktsiya nurlarini o'rnatadi.(фиксируют )

• Shu tarzda nemis olimlari O. Stern va I. Estermann hamda 30-yillar boshidagi boshqa tadqiqotchilar. atom va molekulyar nurlarning difraksiyasini kuzatgan

• х

• Keyinchalik proton difraksiyasi, shuningdek, neytronlar difraksiyasi ham o’rganildi.

• Shunday qilib, to'lqin xususiyatlari istisnosiz barcha mikroqismlarga xos ekanligi eksperimental ravishda isbotlandi.

• Keyinchalik proton
• neytron va vodorod
• atomlarining difraksiyasi
• o’rganildi

• Картина дифракции электронов на слюде

• Прозрачный слоистый минерал – слюда.

• Картина дифракции нейтронов на кварце

• Это означает, что волновые
• свойства присущи всем
• частицам микромира.

• 1927 yilda J.P. Tompson va mustaqil ravishda P.S. Tartakovskiy elektron plyonka metall plyonkadan o'tib ketganda difraksiyani oldi.
• 1949 yilda sovet olimlari L.M. Biberman, N.G. Sushkin, V.A. Ishlab chiqaruvchiga xuddi shu tajriba berildi, ammo elektron nurining intensivligi shunchalik kuchsiz ediki, elektronlar qurilmadan amalda birma-bir o'tib ketdi. Biroq, uzoq vaqt ta'sir qilishdan keyin rasm bir xil edi. O'sha. har bir alohida elektron to'lqin xususiyatlariga ega ekanligi isbotlandi.

• х

• х

• Bir vaqtning o'zida materiyaning ikkilamchi tabiati - to'lqin-zarrachalik ikkilikini o'rnatishda juda muhim rol o'ynagan (va shu tariqa kvant mexanikasining eksperimental asoslanishi bo'lib xizmat qilgan) zarralar difraksiyasi uzoq vaqt tuzilmani o'rganish uchun materiyaning asosiy ish uslublaridan biriga aylandi. Moddaning atom tuzilishini tahlil qilishning ikkita muhim zamonaviy usuli zarrachalarning difraksiyasiga asoslangan. – elektronografiya va neyronografiya.