16 ma’ruza. Vakuumda magnit maydoni reja: Vakuumda magnit maydoni

ATOMNING TUZILISHI.

XX asrning boshlariga kelib, J.Perrenning Broun harakatiga bag’ishlangan tajribalaridan so'ng moddalarning atom tuzilishi to'liq tasdiqlandi. Ikkinchi tomondan, elektroliz, gazlarning ionlanishi, katod nurlari, fotoeffekt va radioaktivlikni tadqiq qilish atomlar ichida elektronlar mavjudligini bihobarin, atomning tuzilishi murakkab ekanligini isbotlab, atomning bo'linmas deyilgan asriy tushunchaga chek qoydi. Shu davrgacha faqat atomning o'lchami 10^-10 m ekanligi va elektronning massasi vodorod atomi massasidan 1836 marta kichikligi ma'lum edi xolos.

Atomdagi zaryad va massa taqsimotini ingliz olimi E.Rezerford tekshirishiga muvaffaq bo'ldi. Buning uchun u og'ir elementlarning, xususan oltin, mis va boshqa modda atomlarini  -zarrachalar bilan bombardimon qildi.  - zarracha nima? U butunlay ionlashgan geliy atomidan, massasi elektron massasidan 8000 marta katta bo'lib, zaryadi musbat va absolyut qiymatiga elektron zaryadidan ikki marta katta, ya'ni q₂= 2e = 3,2^-19 Kl teng, tezligi esa juda katta bo lib, 2107m/s ga teng.

Rezerford tajribasining sxemasi ushbu rasmda tasvirlangan. -zarracha manbai radioaktiv preparat radiy (Ra) iugichka kanal ochilgan qo'rg'oshin silindrga joylashtiriladi. -zarracha oqimi D diafragmadan o'tib, tekshirilayotgan material (oltin, mis va hokazo) dan yasalgan yupqa plastinkalarga tushadi va undan sochilgan zarrachalar rux sulfid bilan qoplangan ekranga tushadi. Har bir zarracha ekranga kelib urilganda yorug'lik chaqnaydi sintillyatsiyalanadi va bu chaqnash mikroskop M da kuzatiladi. Qurilma havosi so'rib olingan idishga joylashtiriladi.

Tajribaning ko'rsatishicha  -zarrachalar yupqa plastinkadan bemalol o'tgan, ba'zilari esa ma'lum bir burchakka og'ib o'tgan. Lekin kamdan-kam zarachalar 900 dan katta burchakka hatto 1800 ga og'ganligi aniqlangan. Quyidagi rasmda yadrodan turli masofada uchib o'tgan a-zarrachaning trayektoriyasi tasvirlangan.

Yupqa plastinkadan -zarrachaning o'z yo'nalishini deyarli o'zgartirmasdan o'ttshi oltin atomlari ichida bo'shliq fazo mavjud ekanligini tasdiqlaydi. -zarrachaning orqaga qaytishi esa atomning musbat zaryadi va massasi fazoning juda kichik sohasiga mujassamlashganligini ifodalaydi. Shuning uchun ham v tezlik bilan uchib kelayotgvn -zarracha R masofagacha yaqin kelib, orqaga qaytadi. Binobarin, a-zarrachaning kinetik energiyasi atomning musbat zaryadi bilan -zarracha zaryadi q ning o'zaro potensial energiyasiga teng, уа'ni;

Bunda R - atom o'lchamiga nisbatan juda kichik bo'lgan masofa, ₀ - elektr doimiysi.

Rezerford turli burchak ostida sochilgan -zarrachalarni sanab, atom yadrosi haqidagi g'oyani ilgari surdi. Bu g'oyaga binoan, atomning massasi va zaryadi atomning markazida joylashgan juda kichik о' lchamli yadroda mujassamlashgan.

Rezerfordning hisoblashicha, yadroning o'lchami (diametri) 10^-13 sm tartibda ekan. Bu atomga yadro 10 - 100 ming marta kichik. Keyinchalik yadroning zaryadi ham aniqladi. Yadroning zaryadi q = Ze bo'lib, bunda e- elementar zaryad (ya'ni elektron zaryadi) ning absolyut qiymati Z -mazkur kimiyoviy elementning Mendeleev davriy sistemasidagi tartib nomeri.
Atomning planetar modeli va uning kamchilgi.

1911 yili Rezerford ko'pgina tajriba natijalarini tahlil qilib, atomning planetar modelini yaratdi. Bu modelga muvofiq atomning markazida butun massasi yig'ilgan musbat zaryadli yadro joylashgan bo'lib, uning atrofida elektronlar xuddi quyosh planetalari singari aniq orbitalar bo'ylab harakatlanadi. Butunicha olib qaraganda atom neytral bo'lgani uchun atom ichidagi elektronlar soni, yadro zaryadi singari Mendeleev davriy sistemasidagi tartib nomerga teng bo'ladi.

Masalan, vodorod atomi (1H1) ning yadrosi atrofida 1 elektron, geliy atomi (²Ne₄) ning yadrost atrofida elektron. natriy atomi (11Na₂₃) ning yadrosi atrofida ikki elektron, uran atom (⁹²U₂₃₅) ning atrofida 92 elektron aylanadi. Bu model atom tuzilishini o'rganishda muhim qadam bo'ldi.

Rezerfordning atom planetar modeli atomning barqarorligini va uning atomi chiziqli spektr nurlanish qonuniyatini tushuntirishga ojizlik qildi. Bunday atom nurlanishi bilan atomning planetar tulilishi o'rtasidagi ziddiyatdan iborat muammoni birinchi bo'lib daniyalik buyuk fizik Nils Bor yechishga muvaffaq bo'ldi.