Mavzu: Atom tuzilishi

MAVZU: Atom tuzilishi. tomson modeli.
rezerford tajribalari
REJA:


I. Atom tuzilishi.
II. Tomson modeli.
III. Atomning planetar modeli.

MAVZU: ATOM TUZILISHI. TOMSON MODELI.
REZERFORD TAJRIBALARI
Atom qanday tuzilishga ega? Uni tashkil etgan zarralar o'zaro qanday munosabatda? degan savollarga javob topish oson kechmadi. XIX asrning oxirida birinchi elementar zarra bo'lgan elektronning, rentgen nurlarining, radioaktivlik hodisasining kashf etilishi atomning murakkab tuzilishga ega ekanligidan darak beradi. 1897-yilda ingliz fizigi J. J.Tomson elektron zaryadining massasiga nisbatini oichadi. Bu nisbat —=1,76 • 10" C/kg ga teng chiqdi. XX asr boshlarida amerikalik fizik Milliken tomonidan electron zaryadi aniq o'lchandi. e = 1,6 • Ю^-19 C. Bundan uning massasi m, = 9,1 • 10^-31 kg ga tengligi hisoblab topildi. Elektron atom tarkibiga kiradi va manfiy zaryadga ega. Umuman olganda, atom elektr jihatidan neytraldir. Demak, atomda musbat zaryadga ega bo'lgan qismi bor. Shundan kelib chiqib ilk bor atom tuzilishi haqida J. J. Tomson o'z modelini taklif qildi.
Tomson modeli. Modelga ko'ra atom musbat zaryadlangan shar shaklida bo'lib, unda elektronlar xuddi mayiz solingan «keks»day joylashadi. Musbat zaryad miqdori elektronlar zaryadiga teng bo'ladi. Zichligi butun shar hajmida bir xil.

₇

Li.
Rezerford tajribalari. Buyuk ingliz olimi Ernest Rezerford (1871 — 1937) 19Q6-yilda Tomson modelining to'g'riligini tekshirish uchun quyidagicha tajribani o'tkazdi. Tajriba uchun juda yupqa (shildiroq metall qog'oz, konfet o'raladigan) oltin folga olib, unga energiyasi (tezligi) juda katta bo'lgan a-zarralar oqimini yo'naltiradi (ayrim moddalar o'z-o'zidan shunday zarralar chiqarib turadi. Bu 41-mavzuda o'rganiladi) a-zarralarning massasi, elektron massasidan 8000 marta katta, zaryadi musbat bo'lib, elektron zaryadidan ikki barobar ko'p. Tezligi yorug'lik tezligining qismini tashkil etadi.


Rezerford tajribasining chizmasi 71-rasmda keltirilgan. a-zarralar chiqadigan modda qo'r-g'oshin qobiq ichiga joylangan bo'lib, unda kichik tirqish qoldirilgan. Tirqishdan chiqqan a-zarralar yo'lda F folgaga uriladi. Undan sochilib o'tgan zarralar yarim shaffof E ekran-ga tushadi va unda chaqnash hosil qiladi. Bu chaqnash M mikroskop yordamida kuzatil-gan. Ekranni mikroskop bilan siljitib, a-zarralarning sochilishini o'rganish mumkin. Kuzatishlar shuni ko'rsatdiki, ayrim zarralar o'z yoiini sezilarli darajada o'zgartirmay o'tib ketadi (72-rasmda, 1). Ayrimlari o'tish paytida ma'lum в burchakka og'adi (72-rasm­da, 2). Ba'zilari esa orqaga qaytadi (72-rasmda, 3). Bundan Rezerford quyidagi xulo-salarni chiqaradi:
a)atom zichligi butun hajmida bir xil emas .O'rtasida zichlik juda yuqori,chetlarida kichik;
b) atomning deyarli butun massasi markazda to'plangan va musbat zaryadga ega.
Hisoblashlar shuni ko'rsatadiki, atomning musbat zaryadlangan marka-ziy qismining oichami ~Ю¹²—10¹³ sm. Atomning o'lchami 10 ⁸ sm ekanligi hisobga olinsa, markaziy qismi 10—100 ming marta atom o'lchamidan kichik.
Atomning planetar modcli. Rezerford o'z tajribalariga asoslanib, atomning xuddi Quyosh sistemasiga o'xshash modelini taklif qiladi. Shunga ko'ra, uni atomning planetar modeli deb ataladi. Modelga ko'ra, atom markazida yadro joylashgan bo'lib, musbat zaryadga ega. Atomning deyarli barcha massasi (—99,98 %) yadroga to'plangan. Elektronlar yadro atrofida xuddi sayyoralar singari orbitalar bo'ylab aylanib yuradi (73-rasm). Shu aylanish tufayli, manfiy zaryadli elektron musbat zaryadli yadroga tortilib, qulab tushmaydi.
Planetar model a-zarralar sochilishini tushuntirsa-da, boshqa qiyin-chilikni vujudga keltirdi. Elektronlar orbita bo'ylab harakatlanganda tezla-nishga ega bo'ladi. Tezlanish bilan harakatlangan elektron elektromagnit to'lqinlarni nurlantirishi kerak (qarang, 8-sinf). Nurlanish elektronning kine-tik energiyasining sarflanishiga va tezligining kamayishiga olib keladi. Natijada elektron spiral shakldagi trayektoriya bo'ylab yadroga qulab tushishi kerak. Hisoblashlar bu voqea 10⁸ s davomida ro'y berishi kerakligini ko'rsatadi. Aslida atom istalgancha hech qanay nurlanmasdan mavjud bo'ladi.
Bor postulatlari. Modeldagi kam-
chilikni tuzatish uchun 1913-yiIda da-niyalik fizik Nils Bor o'zining postu-
E₁
I l

I
I

I I
I l
I I



Borning birinchi postulati:
Atom sisteinasi faqat maxsus statsionar holatda bo'lishi mum­kin. Bu holatning har biriga aniq bir £ energiya mos keladi. Atom statsionar holatda nurlanmaydi va nur yutmaydi.
Borning ikkinchi postulati: Atom bir barqaror holatdan ik-kinchisiga o'tganda elektromag­nit energiya kvantini yutadi yoki chiqaradi. Yutilgan yoki chiqa-rilgan energiya


ga teng




latlarini taklif qildi (postulat, geometriyadagi aksiomaga o'xshash ma'noga ega, ya'ni isbotsiz qabul qilinadi) (15-lavha).
Bor postulatlari yadrosida bitta proton va atrofida bitta elektron aylanib yurgan vodorod atomini tushuntira oldi. Qo'yilgan muammolarni yechish jarayonida yangi fan — kvant mexanikasi vujudga keldi. Ular bilan o'qishning yuqori bosqichida tanishasiz.

i

I