Kafedrasi kurs ishi

Rezerford tajribalari.1911 -yilda Tomsonning sobiq assistenti professor Emest Rezerford o'zining shogirdlari Gans Geyger va Emest Marsdenlar bilan alfa-zarralaming yupqa metall folgalarda sochilishi ustida bir qator tajribalar o‘tkazdi. Bunday tajribalar atom tuzilishining Tomson modeli yaroqsiz ekanligini koTsatdi. Bu esa Rezerfordning atom tuzilishi to‘g‘risidagi faraziga asosboMdi: atom diametri juda kichik ( m), atomning barcha musbat zaryadi va massasining katta qismi to'plangan yadrodan iborat bo‘lib, yadro (yadro — «mag‘iz» degan ma'noni bildiradi) manfiy zaryadlangan elektronlar buluti bilan o’ralgan. Atomning o’lchami m tartibidadir. Atomning neytralligi esa elektronlarning manfiy zaryadi yadroning musbat zaryadiga tengligidan kelib chiqadi. Alfa-zarralarning sochilishi ustida o‘tkazilgan tajribalarda Rezerford yupqa oltin folgasini (Z= 79) yemirilishida hosil bo'ladigan alfa-zarralar bilan bombardimon qildi. Folgadan o'tayotganda sochilgan alfa-zarralarning sochilish burchagini aniqlagan holda, alfa-zarrani sochayotgan nishon atomlarning (oltin atomlarining) tuzilishini aniqlash mumkin edi. Alfa-zarra geliy atomi yadrosi bo‘lib, ikki proton va ikki neytrondan iborat. Rezerford va Tomas Royds 1909-yilda alfa-zarra zaryadi 2e ga teng ekanligini aniqlagan edilar. Rezerford o‘z modeli va Tomson modeli asosida sochilish burchagi 0ni nazariy hisobladi. Natijalarini tajriba natijalari bilan taqqosladi. Tomson modelida atomga tushgan alfa-zarra dastlabki yo'nalishidan ahamiyatsiz bo'lgan juda kichik burchakka og'adi, bu esa atom ichida elektr maydonining nisbatan kuchsiz ekanligini ko‘rsatadi. Rezerford atomida alfa-zarralarning dastlabki yo'nalishidan og'ish burchagi kattaligi kuzatiladi. Buning sababi atomning barcha musbat zaryadi +Ze kichik hajmda — yadroda to'planganligidir.
Rezerford o‘z tajribalarida radioaktiv poloniy-214 yemirilishida hosil bo‘ladigan energiyasi 7,68 MeV bo‘lgan alfa-zarralardan foydalandi. Alfa-zarralarning parallel dastasi vakuumda qalinligi 6 m bo‘lgan oltin folgaga yo'naltirilgan va unda sochilishi kuzatilgan. Rezerford tajrihasi sxemasi rasmda keltirilgan. Alfa- zarralar manbayi (S) oldiga markazida tirqishi bo‘lgan diafragma (D) qo'yilgan. Manbadan chiqqan alfa-zarralarning tirqishga tushganlari tirqishdan dasta koTinishida chiqib iyumi-nessensiyali ekranga (LE) tushadi. Ekran rux sulfidi (ZnS) bilan qoplangan. Ekranning har bir alfa-zarra kelib urilgan joyida yorug‘ dog'lar- chaqnashlar (ssintillyatsiya) hosil bo'lishi kuzatiladi. Bir sekundda ekranga tushayotgan alfa-zarralar soni juda ko'p bo'lganligi uchun ularning hosil qilgan yorug‘ dog'lari qo'shilib bir-birini qoplagan markaziy yorug' dog'ni hosil qiladi. Endi ekran oldiga qalinligi 6 m bo'lgan ollin folga (OF) joylashtiriladi. Alfa-zarralar oltin folgadan o‘tib ekranga tushadi. Oltin folga bo'lmaganda ekranda hosil bo'lgan markaziy yorug' dog' intensivligi oz bo’lsada kamayadi. Ekranda alfa-zarralar dastasi hosil qilgan markaziy yorug’ dog‘dan tashqarida boshqa yorug’ dog‘lar ham hosil bo‘ladi. Bu yorug‘ dog‘larni oltin folgadan o'tayotganda o'z harakat yo'nalishini o'zgartirgan, ya'ni oltin folga atomlarida sochilgan alfa-zarralar hosil qiladi. Ekranda hosil bo'lgan

yorug‘ dog'lar lupa yoki mikroskop (M) orqali kuzatiladi. Bu tajribada quyidagi hollar muhimdir: oltin atomining diametri 3 m, u vaqtda qalinligi 6 m bo’lgan oltin folgada 3300 atom qatlami bo‘lib, bunda atomlar zich joylashadi. Shuning uchun alfa-zarralar oltin folgadan o'tganda taqriban 3000 ta oltin atomlari bilan to‘qnashadi. Alfa-zarralarning ko‘pchilik qismi folgadan o‘tganda oltin atomlarida 1 3 daraja bo’lgan kichik burchaklarda sochilishi kuzatilgan. Lekin sochilgan alfa-zarralar orasida 150° burchakgacha yetadigan katta burchaklarda sochilgan alfa- zarralar mavjudligi ham aniqlangan. Bunday katta burchaklarda sochiladigan alfa-zarralar soni juda oz bo’lgan. Masalan, folgaga tushgan 8000 ta alfa-zarradan faqat bitta alfa-zarra 90° dan katta burchakka sochilgan. Katta tezlikdagi alfa-zarrani katta burchakka og‘dirish uchun unga katta kuch bilan ta’sir qilish kerak. Rezerford tajribada kuzatilgan natijalardan quyidagi xulosaga keldi: har bir katta burchakka sochilish, bu qandaydir biror nuqtaviy kuch markazining unga yaqin masofada uchib o‘tayotgan alfa-zarra hilan yakka ta'sirlashuvi natijasidir. Bunday kuch markazi esa musbat zaryadlangan atom yadrosi edi. Demak, atomga tushgan alfa- zarralarning atomda katta burchakka sochilishi atom ichida musbat zaryadning juda kichik hajmda to'planganligini va uning kuchli elektr maydonini hosil qilishini ko'rsatadi. Alfa-zarra o‘zi geliy atomi yadrosidir. Bu ikki yadro orasidagi elektrostatik o‘zaro ta'sirlashuv alfa-zarraning katta burchaklarda sochilishiga sabab bo‘ladi. Alfa- zarralarning o‘z harakati yo'nalishidan og'ishini (sochilishini) ularning Vilson kamerasidagi izlarining fotosuratlaridan ko‘rish mumkin.

Rasmda alfa-zarraning kisloroddagi izi tasvirlangan. Odatda alfa-zarralar izlarining oxiri bir-biridan farq qilmaydi. Lekin rasmdagi izlar orasida oxiri siniq yoki vilka ko‘rinishida bo'lgan izlar ham kuzatiladi. Bu izlar alfa-zarralaming yadro bilan to'qnashuvlari natijasida hosil bo'lgan. To'qnashish natijasida alfa-zarraning harakat yo'nalishi keskin o‘zgargan va to'qnashish tufayli harakatga kelgan yadro esa yangi iz qoldirgan, bu iz alfa-zarra izi bilan vilka hosil qilgan. Bu fotosurat katta og‘ish hurchaklari yakka to'qnashish natijasida hosil bo‘lishini ko'rsatadi. Atom ichida juda kichik hajmga (o'lchami sm) va katta massaga ega bo'lgan musbat zaryad — yadro kuchli elektr maydonni hosil qiladi. Demak, atom ichida musbat zaryad kichik hajmga to'plangan, bu hajm yadro deyiladi. Bu xulosa atom tuzilishining yadroviy modeli edi. Uchib kelayotgan alfa-zarralarning atom ichida yadro hosil qilgan kuchli elektr maydoniga tushganlari maydon ta'sirida o‘z yo'nalishini o'zgartiradi, ya'ni katta burchaklarda sochiladi. Agar musbat zaryad atomda katta hajmda taqsimlangan bo'lganda, atom ichida kuchli elektr maydoni bo'lmasdi. U vaqtda atomga tushgan alfa-zarralar o‘z yo'nalishni o‘zgartirmay, sochilmay to‘g‘ri o‘tib ketgan bo‘lardi.
0‘tkazilgan tajribalarning natijalarini Rezerford quyidagicha tushuntirdi: atomning juda kichik hajmida musbat zaryad joylashgan, uning atrofldagi atomning barcha qismi esa manfiy zaryadli elektronlar bulutidan iborat bo‘lib, bu elektronlarning to'liq manfiy zaryadi kichik hajmdagi musbat zaryadga miqdor jihatidan teng. 0‘tkazilgan tajribalaming bunday natijalari Rezerford farazining to‘g‘riiigini tasdiqladi. Bunday tajribaiar, hisobiashlar natijasida atomning yadroviy modeli yaratildi. Bu model ko‘pincha planetar model deb yuritiladi, chunki atomning yadroviy model asosidagi tuzilishi Quyosh tizimi tuzilishiga o'xshatiladi, ya'ni yadroni Quyoshga, elektronlar esa planetalarga o‘xshatiladi.