p
M
m
.
Yadroning o’lchami juda kichik bo’lgani uchun, masalani echimini engillashtirish
maqsadida yadroni “nuqta” deb hisoblash mumkin. Atomning bunday modelida
modelning roli potenstialga ega bo’lgan elektrostatik maydon hosil qiladi, deb qarash
mumkin.
ez
V
)
(
,
bu erda e - elementar zaryad; Z- atom tartib raqami.
Birinchi yaqinlashda atom nazariyasining masalasi bunday elektrostatik maydonda
elektrotning harakatini tadqiq qilish hisoblanadi.
Elementar zaryad e kattaligi bog’lanishning konstantasi rolini o’ynaydi, elektron
elektromagnit maydon bilan qanchalik kuchli bog’langanini ko’rsatadi. Bunday
bog’lanishning kuchini xarakterlash uchun yuqorida ko’rsatilgan o’lchov birligida
mc
/
masofada turgan ikki elektronning itarilish elektrostatik energiyasini quyidagicha
hisoblash mumkin bo’ladi:
2
2
)
(
mc
mc
e
2
3
1
(7, 29720 0, 00003) 10
137
e
c
.
8
Konstanta
atom fizikasida yupqa struktura doimiyligi deb nomlanadi. Bu
kattalik tabiiy o’lchov birligida elementar zaryadning kvadratini tavsiflaydi.
kattalikning sonli miqdori juda kichik, bunday bo’lishi elektromagnit
ta’sirlanishning “kuchsiz” ligini ifodalaydi: bir-biridan
mc
/
masofada turgan ikki
elektronning elektrostatik energiyasi, ularning elektronning tinchlikdagi energiyasidan
kichik ekanligini ko’rsatadi. Yupqa struktura doimiysi tabiatning haqiqiy fundamental
konstantalaridan biri bo’lib hisoblanadi,
kattaligning nazariy tushunchasi yo’q. Agar
katta miqdorda bo’lganida, dunyo boshqacha ko’rinishda bo’lar edi deb tushunish
mumkin.
Elektron massasi
ni topish formulasida qatnashmagani sababli zaryadi e
bo’lgan, ixtiyoriy elementar zarracha uchun elektromagnit bog’lanish konstantasi bo’lib
hisoblanadi.
Bor vodorod atomining yarim mumtoz nazariyasini taklif etdi va xususiy holda
uning atom o’lchamini quyidagi formula bilan ifodalashni taklif etdi:
.
10
29
,
5
)
2
(
9
2
2
2
cм
me
h
a
o
Shuni ko’rsatish joizki, atom o’lchami uning bog’lanish energiyasi masalasiga
bevosita bog’liq. Agar elektron va yadro o’rtasidagi masofa aniq bo’lsa, unda atomni
tartib qismlariga bevosita ajratishdagi ishini baholash mumkinligi kelib chiqadi. Kattalik
o
a
- birinchi Bor radiusini ifodalaydi. Konstanta
0
a
ham boshqa mazmunga ega:
o
a
1
ning teng o’rtacha miqdori vodorod atomining asosiy holatida
r
1
ga teng, (bu erdagi
r
-
elektron bilan protoni o’rtasidagi masofa).
o
a
ning fizik ma’nosi elektron va proton
o’rtasidagi “tipik” masofasi ma’nosini belgilaydi.
Hozirgi zamon atom fizikasi fani, texnikasi va energetikasining katta yutug’i bu
atom va yadro fizikasining intensiv rivojlanishidir. Hozirgi zamon atom va yadro fizikasi
modda tuzilishi to’g’risidagi bilimning asosi deb aytilsa mubolag’a bo’lmaydi. Bundan
tashqari moddalargina (gazlar, suyuqliqlar, qattiq jismlar) emas, balki elektr, yorug’lik
va materiyaning boshqa qo’rinishlari atomistik tabiatga ega. Xuddi shunday va materiya
harakati atomistik qonunlari bilan aniqlanadi. Aytilganlarga asosan xulosa qilish
9
mumkinki, materiyaning tuzilishi va harakati to’g’risidagi atomistiq bilim hozirgi zamon
fizikasida ollohning bergan bilimi bo’ladi.
Hozirgi zamon atom va yadro fizikasi olimlar oldida zaruriy filosofik
muammolarni olib keldi: materiyaning vositali va bevositali muammosi; zarrachalar va
to’lqinlarning dualizmi, zarrachalarning bir xil shakldan boshqa shaklga o’zaro o’tishi
shular jumlasidandir. Aniqroq qilib aytilganda bunday muammolarga zarrachalarning
maydon bilan, fazoning materialligi, eleqtron-pozitron vakuum muammolari va h.q.
Fizikaning “Atom fizikasi” bo’limida atomning elektron qobig’i tuzilishi va
atomlarning asosiy xossalari: kimyoviy, elektr, optikaviy va b.q. ko’rib o’tiladi.
Atom to’g’risidagi bilimlar qadim zamonda tug’ilgan edi. Grek faylasuflari
Levklipp (500 yil bizning eramizgacha), Anaksagor (500-428 yil bizning eramizgacha),
Empedokl (492-432 yillar bizning eramizgacha), Demokrat (460-370 yil bizning
eramizgacha), Epikur (341-270 yil bizning eramizgacha) jismlarning atom tuzilishi
haqidagi bilimlar o’sib keldi. Bu sohada Demoqratning xizmatlari juda katta, u olam
bo’sh fazodan va cheksiz ko’p bo’linmaydigan materiya zarrachalar-atomlardan iborat
deb hisoblagan. Barcha jismlar o’zlarining shakli, holati va taqsimlanishi bilan farq
qiladigan atomlardan tuzilgan, Atomlarning qo’shilishi va ajralishi yo’li bilan jismlar
paydo bo’ladi va yo’qoladilar. Demokrat g’oyasining kamchiligi shundaki, u bo’sh fazo
mavjud deb hisoblagan. Demokratning bu g’oyasiga Aristotel teskari qarab,
materiyaning uzluksizligi asosida uningcha bo’sh fazo bo’lishi mumkin emas deb
qaraydi, yana Aristotel atomlarning bo’linish g’oyasiga ham qarshi chiqdi.
Shunday qilib o’sha zamonda materiyaning tabiatiga qarab (birinchidan materiya
bo’linadi va ikkinchidan materiyaning uzluksiz ekanligidan kelib chiqqan holda) ikki
qarama-qarshi g’oyalar paydo bo’ldi.
Atomistika XVII-XVIII asrlarda boshqa barcha fanlarga o’xshash atomistika ham
ko’zga ko’rinarli mufaffaqiyatlarga erishdi. Lekin shu davrning buyuk olimlari
G.Galiley (1564-1642) va Rene Dekart (1596-1650) atomistikaning tarafdorlari
bo’lmadilar. Ularning g’oyalari bo’yicha materiya zarrachalardan iborat deb qaradilar.
P.Gassendi (1592-1655) Demokratning g’oyasini rivojlantirib bo’linmas atomlar orasida
bo’sh fazolar mavjud deb qaradi.
10
Materiyaning atomistik tuzilishi va harakati yo’nalishida M.V.Lomonosovning
(1711-1765) buyuk ishlari misol bo’ldi.
XIX asr xalq xo’jaligining keskin rivojlanishi, bug’ dvigatellarning yaratilishi,
barcha fan sohalarning taraqqiyoti bilan xarakterlandi.
1811 yilda buyuk italiyalik fizik-ximik Avogadro (1776-1856), franstuz fizik-
ximik Gey-Lyussak (1778-1850) ishlariga tayangan holda bir xil tashqi holatda:
temperatura (haroratda); bir xil hajmda barcha gazlarning molekulalar soni bir xil bo’ladi
degan kashfiyotlar yaratildi. Shundan keyin atomistik bilim gipotezasidan ilmiy
nazariyaga o’tishga to’g’ri keldi, bu esa moddalarning tuzilishi to’g’risidagi bilimlarning
boyishiga asos bo’ldi.
XIX asrda moddalarning molekulyar-kinetik nazariyasi, 1827 yilda esa ingliz
olimi Broun mikroskopik zarrachalarning uzluksiz xaotik harakati yaratildi.
1860 yillardan qeyin moddalarning molekulyar-kinetik nazariyaga ta’luqli
tadqiqotlarga bir qancha dunyo olimlarining ilmiy ishlarini va ixtirolarini qo’shsa
bo’ladi: nemis fiziklari A.Kryoniga (1822-1879), R.Klauzius (1822-1888); ingliz
fiziklari D.Djoul (1818-1889), D.K.Maksvel (1831-1879); avstraliyalik fiziq
L.Bolstman(1844-1906); polshalik fizik M.Smoluxovskiy (1872-1917) va b.q.shular
jumlasidandir.
Buyuk russ kimyochi D.I.Mendeleevning (1834-1907) kimyoviy elementlarning
davriy qonunini yaratilganidan keyin atom to’g’risidagi bilimlar yana boyidi. Bu qonun
atom va molekulalar tuzilishining murakkab masalalarini echishda yo’l boshlovchi bo’lib
xizmat qildi.
V.Kruks (1832-1919) va D.D.Tomsonlarning (1856-1940) katod nurlarini kashf
qilganlarida ular elektronlar oqimini kashf etganlarini payqab qolishdi. Keyinchalik esa
ular tomonidan elektron zaryadi va massasi aniqlandi.
1911 yilda D.D.Tomson tomonidan atom tuzilishi modeli yaratildi. Tomson
bo’yicha atom musbat zaryadlangan shar shaklida bo’lib uning ichida manfiy
zaryadlangan elektronlar mavjud. Bunday model noto’g’ri bo’lsa ham, lekin o’sha
zamonda moddalarning elektr, optik va boshqa xossalarini tushuntirib berishga qodir
bo’lib qoldi.
11
1896 yilda franstuz fizigi Anri Bekkerel (1852-1908) radiaktiv hodisasini yaratdi.
Bunday hodisani Per Kyuri (1859-1909) va Mariya Sklodovskaya-Kyuri (1867-1937) va
ingliz fiziki Rezerfordlar tekshirib moddalarning asosiy xossalarini va radiaktiv
hodisasining sabablarini aniqladilar. Aniqlashlaricha bir qator og’ir yadrolar (uran, radiy
va b.q) ko’zga qo’rinmaydigan nurlarni nurlaydilar.
Rezerford tez
-zarrachalarni turli elementlarning atomlari bilan to’qnashtirganda
tajriba natijalariga qarab xulosa qiladiki, atom barcha massasini o’z ichiga olgan va
musbat zaryadga ega bo’lgan kichik hajmga ega bo’lgan, uning diametri esa taxminan
10
-13
sm ga teng bo’lgan yadroga ega. Atomning bu qismi (yadrosi) atom o’lchamidan
yuz ming marta kichik bo’ladi.
Birinchi bo’lib atomning musbat zaryadlangan qismini Rezerford yadro deb
nomladi. Bunga asosan atomning yadroviy (yoki planetar) modeli yaratildi. Tomson
modelini o’zgartirgan atomning bunday yadroviy modeli hozirgi kungacha atom tuzilishi
to’g’risidagi tassavvurlar asosi bo’lib kelmoqda.
Yorug’lik nurlanishining kvant tabiati va yorug’lik jarayonlarning ochilishi
yorug’lik tabiatining ikki xil tabiatga ega ekanligiga olib keldi. Lui de-Broylning
taxminlariga asosan harakatlanayotgan har bir zarrachaga to’lqin tarqalishi to’g’ri keladi.
Amerikalik fiziklar Devvison va Djermer 1927 yilda tajribalar asosida elektronlarning
difrakstiya hodisasini aniqlab zarrachalarning to’lqin tabiatga ega ekanligini
tasdiqladilar. Zarrachalar korpuskulyar va to’lqin tabiatga ega ekanligi atomning ichki
tuzilishi to’g’risidagi tassavvurlarni yanada yangi nazariyalar bilan boyitdi. Bu sohada
kerakli usullar va tadqiqotlar sovet fiziklariga tegishli: Ya..I.Frenkel, V.A.Foq,
D.D.Ivanenko, I.E.Tamm, L.D.Landau,A.A.Sokolov, A.S. Davidov va b.q.
-zarrachalarning azot yadrosi bilan to’qnashgandan keyin vodorod atomi
yadrosi va proton yuzaga kelishini 1919 yilda Rezerford aniqladi, bunday hodisa sun’iy
ravishda atomlarning bir ko’rinishidan boshqasiga o’tishining boshlanishi davri bo’lib
qoldi. 1919 yildan boshlab ingliz fizigi Aston tomonidan izotoplar kashf qilindi, franstuz
fiziklari I.Kyuri (1897-1956) va F.Jolio-Kyuri (1900-1958) va ingliz fiziki Chadvik
neytrinoni kashf qilishdi, bular esa yadro fizikasining kelib chiqishiga asos bo’lib qoldi
[3].
12
Shunday qilib atom fizikasi XX asrning 20-yillarida fan sifatida shakllana bordi.
Buning sababi esa o’sha yillari buyuk ilmiy kashfiyotlarning ochilgani bo’ldi. Bulardan
ba’zilarini qisqa mazmunda keltiramiz.
1874 y.-Stoni, Faradey va Avogadro sonlaridan elib chiqib
Do'stlaringiz bilan baham: |