|
PHl"
E = mc2 =
1,66 10 “24g -9 • 1020 —
= 14,94 -10
^ erg
= 931,5
MeV.
s
'
Yadro fizikasida massa va energiya
e V
(elektronvolt) larda oichanadi.
leF = 4,8 10
~l0C G SE
-----
B = 1,6-10~>2erg = 1,6-10~,9J :
300
yoki
1
eV=l,6-lO~19 K!-l
F=l,6-10“19J
1
e V
dan katta birliklari
keV, MeV, G eV
va h.k. Bunda:
1 k eV = 103eV;
14
www.ziyouz.com kutubxonasi
1 MeV = 106 eV;
1 GeV = 109 eV.
Nisbiylik nazariyasiga asosan massa bilan tezlik orasidagi bog‘lanish:
M
=
(
1
.
2
.
2
)
Bu yerda
M
\ a
M0— 9
tezlik bilan harakat qilayotgan va tinch holatdagi
jismlar massasi.
Relyativistik m exanikaga asosan
9
tezlik bilan harakat qilayotgan
jismning to‘la energiyasi
E = M0c2+T
(1.2.3)
bo‘ladi, bunda
M0c2
jism ning tinch holatdagi energiyasi, T -u n in g kinetik
energiyasi.
Ikkinchi tom ondan
E
=
MC2 =
jismning kinetik energiyasi:
m
J -
M 0C 2
/ , _ £
r c2
b o ‘Igani uchun harakatdagi
T = -
M 0c2 = M 0c
2
r~l
(1.2.4)
Yadro fizikasida yana quyidagi formula ham ishlatiladi.
E = ^ M 0c4 + P 2
c
2
(1.2.5)
Bu formulada
P = M v =
M 0p c
■J
i
-
p
1
M -
massali jism ning relyativistik impulsidir uni
E = Mc
2 dan keltirib
chiqarish mumkin.
Haqiqatan:
15
www.ziyouz.com kutubxonasi
g i = M 2
c
4 =
* * y . = M 2
0
c
4 + M 2
0{32
c
* - M 2
0J32
c
■2
r
il
4
Relyativistik holat uchun kinetik energiya
T
va impulsi
P
orasidagi
bog‘lanishni (1.2.3), (1.2.5) formulalarga ko‘ra, keltirib chiqarish mumkin:
Atom yadrosi nuklonlardan iborat murakkab sistema boMgani uchun uning
energiyasi nuklonlar ichki harakat energiyasi bilan belgilanadi. Nuklonlar
ichki harakat energiyasi qancha katta bo‘lsa, shuncha tinch holatdagi massasi
M0
=
E/
c2 katta bo‘ladi. Yadroning asosiy holatiga tinch holatdagi massaning
va energiyasining eng minimal qiymati mos keladi. Ya’ni nuklonlar
harakatining minimum harakati (chastotasi) asosiy ho lat deyiladi. Yadro
tashqaridan energiya qabul qilsa, energiyasi o rta d i, natijada yadro diskret
E.
uyg‘o n g a n £ ,,£ 2, ...holatlargao‘tadi,m osravishdam assasiham AM = —
gaortadi (1.3-rasm).
1.3-rasmda E0 energiya yadroning asosiy holati,
E x, E2
lar uyg'ongan
holat energiyalari. Har bir yadro o‘ziga xos uyg‘onish energiyakriga ega
b o iad i, yadroning uyg‘onish energiyasi qanday y o i bilan uyg‘onishiga
b o g iiq emas.
M 0c 2 + T =
t
J
m oc
4 + P 2c2
yoki
r ( 2 M / + r ) =
? V
(
1
.
2
.
6
)
E,
Eo / / / / / / / / /
1,3-rasm. Yadroning asosiy va uyg‘ongan holatlari.
16
www.ziyouz.com kutubxonasi
Barcha yadro jarayonlari energiyaning saqlanishi bilan ro‘y beradi.
Atom massalarining aniq qiymati mass-spektrometrik texnika yordamida
tajribada aniqlanadi. Mass-spektrometrlaming har xil turlari mavjud. Odatda
musbat zaiyadlangan ionlarning zaryadi ulam ing massasiga bo‘lgan nisbati
elm,
m agnit va elektr m aydonlarning um um iy ta ’siri natijasida ionlar
dastasining og‘ish kattaligi orqali aniqlanadi.
H ozirgi zam on m ass-sp e k tro m e trla ri vo d o ro d d an to rtib ham m a
elementlaming massalarini millionning 0,02 ulushi qadar aniqlikda o ‘lchash
imkonini beradi.
Atom yadrolari massasini boshqa usullarda ham yuqori aniqlikda o ‘lchash
mumkin. Masalan, yadroviy reaksiyalar, radioaktiv yemirilishlarda energiya
balansini tahlil qilishlik va radiospektroskopik, m ikroto‘lqin va boshqa
usullar.
Yadrodagi nuklonlar miqdorlariga qarab, izotop, izobar, izoton, ko‘zguli
yadrolar deb ataladi.
Bir xil zaryadga (
Ze
), ya’ni bir xil sonli protonga, ammo har xil massa
soni
Aga.
ega bo‘lgan yadrolarga izotop lar deb ataladi.
Masalan,
lsO, llsO, ls O
protonlar soni bir xil, neytronlar soni turlicha,
bu yadrolar elementlar davriy sistemasida bir joyda joylashadi. Izotoplar
bir xil kimiyoviy va optik xususiyatlarga egadir. Lekin fizik xususiyatlari
massa soni, toq-juftliklari va hokazolari turlichadir.
Massa soni
A
bir xil, zaiyadlari har xil yadrolarga izob ar y a d ro la r deb
ataladi.
Masalan:
l04Be, l0B,
'6°C
Izobarlarning kimiyoviy xususiyatlari turlicha, fizik xususiyatlari, nuklon
soni bir xil bo‘ ladi. Lekin massa sonlari bir xil bo‘ lganda ham izobar yadrolar
massalari birmuncha farq qiladi.
Birinchi yadroning protonlari ikkinchi yadroning neytronlariga, ikkinchi
yadroning protonlari birinchi yadroning neytronlariga teng bo‘ lsa, k o ‘zguli
y a d ro la r deb ataladi.
Masalan:
\ n —> \ p ,
\ H 2^ > \ H e x, 7
4B e4-> lL i4
Ko‘zguli yadrolardan biri radioaktiv bo‘ladi. Har qanday o ‘zgarishlardan
so‘ng bir-biriga o ‘tadi.
17
www.ziyouz.com kutubxonasi
Bu yadro xususiyatlari bir-biriga ancha yaqin. K o‘zguli yadrolar yadro
kuchlar tabiatini va yadro kuchlarga elektromagnit maydonning hissasini
aniqlashdakengqo‘llaniladi.Neytronlari birxil bo‘lgan yadrolarga izotonlar
deb ataladi.
Masalan:
7V8,
0 8 [19F
%.
1.3-§. Y adrolarning o ‘lcham i va zichligi
Yadro o ‘lchami - yadroning mavjudlik sohasi yoki yadro kuchlarning
ta’sir sferasidir.
Yadroning o ‘lchami (radiusi)
R~10 l5m
b o iib , atom radiusidan 105
marotaba kichikdir.
Yadro oicham ini tajribada aniqlashning ko‘pgina usullari bor. Masalan,
elektron va neytronlarning atom yadrosidan sochilishiga ko‘ra, undan
tashqari yadro radiusini «ko‘zgu» yadrolarga, protonlarning elektrostatik
ta’sir energiyasini o‘rganish,
/J
-mezonlar rentgen nurlanishni o ‘rganish va
alfa radioaktiv yadrolaming yemirilish qonunini o ‘rganish yo‘li bilan ham
aniqlash mumkin. Yuqorida sanab o ‘tilgan usullar yadroviy kuchning o‘zaro
t a ’sir sohasini yoki elektrom agnit o ‘zaro ta ’sir sohasini aniqlashga
asoslangan. Turli usullar yadro taxminan shar shaklida ekanligi va aniq
chegaraga ega ekanligini hamda radiusi
R = R0A m
(1.3.1)
massa soniga bog‘liq ravishda otrib borishligini ko‘rsatadi. Bu yerda
RQ
-
doimiy kattalik. Uning qiymati yadro radiusini turli usullarda aniqlashga
ko‘ra,
Rq =
(1,2-
h
l,4 )F g a te n g (1 Fermi = 10"l3x/w).
Tez neytronlarning sochilishiga oid tajribalardan
R0 =
1,4F, a -
parchalanish natijalaridan
RQ =
1,3F, zaryadli zarralar ta ’sirida bo‘ladigan
yadro reaksiyalari natijalariga ko‘ra
R0 =
1,6F.
Yadroni shar shaklida deb qarab, (1.3.1) ifodadan hajm birligidagi zarralar
sonini topamiz:
Do'stlaringiz bilan baham: |
