Qarshi muhandislik iqtisodiyot

3.Yadro  massasi  va  bog’lanish  inergiyasi.  Turli  kimyoviy  elementlar 

izotoplarining  massalari  mass-spektrometr  deb  ataluvchi  qurilmalar  yordamida 

yetarlicha  aniqlik  bilan  o'lchanadi.  Mass-spektrometrlarning  tuzilishi  rasmda 

tasvirlangan.  Ion  manbaida  (IM)  jism  atomlari  musbat  zaryadlangan  ionlarga 

aylantiriladi.  So'ngra  D

1

  va  D

2

  tirqishli  to'siqlar  oralig’ida  q  zaryadli  ionlar  q  U 

energiyagacha tezlatiladi, ya'ni vakuum kameraga (VK) kirayotgan ionlar uchun 

 

qU

mV



2

2

     

munosabat o'rinli bo'ladi. Bunda  m  -  ionning  massasi, V  -  uning tezligi. Vakuum 

kamerada  ionlarga  perpendikulyar  yo'nalishdagi  bir  jinsli  magnit  maydon  ta'sir 

etadi.  Bu  maydon  ta'sirida  ion  aylanma  taryektoriya  bo'yicha  harakatlanadi.  R 

radiusli  aylana  bo'ylab  harakatlanayotgan  ionga  ta'sir  etuvchi  markazdan  qochma 

kuch  induksiyasi  B  bo'lgan  magnit  maydon  tomonidan  ta'sir  etuvchi  Lorens 

kuchiga teng, ya'ni 

---

qVB

R

mV



2

        

 

tenglamalarni birga yechsak, 

m

qR B

U



2 2

2

 

 

ifodani hosil qilamiz. Demak, m 

massa  va  q  zaryad  bilan 

xarakter-lanuvchi 

ionning 

induksiyasi  B bo'l-gan  bir  jinsli 

maydondagi 

aylanma 

trayektoriyasining  radiusi  U 

tezla-tuvchi 

potentsial 

bilan 

aniqlanadi. 

Shuning 

uchun 

tezlatuvchi  potentsial-ni  asta-sekin  o'zgartirib,  ion  orbita-sining  radiusini  kamera 

radusiga  moslashtirish  mumkin.  Natijada  ionlar  D

3

  to'siqdagi  tirqishdan  o'tib  E 

elektrometrga tushadi, bu esa o'z navbatida elektrometr tokining qiymatini keskin 

oshishiga  sabab  bo'ladi.  (2.4)  ifodadan  foydalanib  ion  massasi  aniqlanadi.  Yadro 

massasi  haqida  axborot  olish  uchun  ion  massasidan  uning  tarkibidagi  barcha 

elektronlar  massalalarini  ayirish  kerak,  albatta.  Mass-spektrometrlar  yordamida 

olingan  ma'lumotlar  shuni  ko'rsatadiki,  yadroning  massasi  uning  tarkibidagi 

nuklonlar  massalarining  yig’indisidan  kichik.  Masalan,  He

4

  yadrosining  massasi 

4,001523 m.a.b. ga teng. Bu yadro ikki proton va ikki neytrondan tashkil topgan. 

Bu nuklonlarning umumiy massasi      

2 m

р 

+ 2 m

n 

=  (2 



 1,007276 + 2 



 1,008665) m.a.b. = 4,031882 m.a.b. ga 

teng.  Demak,  He

4

  yadrosining  massasi  uning  tarkibidagi  nuklonlarning  umumiy 

massasidan 



m  =  (2m

р

+  2m

n

)  -  m

Не

4

  =  (4,031882  -  4,001523)  m.a.b.  =  0,030359 

m.a.b.  qadar  kichik.  Bu  muammoni  qanday  tushunmoq  kerak.  Mazkur  savolga 

javob  berish  uchun  nisbiylik  nazariyasining  asosiy  xulosalaridan  biri  bo'lgan 

energiya  va  massaning  ekvivalentligi  haqidagi  prinsipga  murojaat  qilamiz.  Bu 

printsipning  ta'kidlashicha,  agar  sistema  biror 



W  energiya  yo'qotsa  yoki  qo'shib 

olsa, uning massasi 

Э

D

3

D

1

D

2

ВК

ИМ