4
193
• IV fəsil •
Atom və atom nüvəsi
•
1. Elektronun kütləsi
,
·
, protonun kütləsi isə
,
·
-dır. Bu
kəmiyyətləri atom kütlə vahidi (a.k.v) ilə ifadə edin.
2. Nüvənin protonları arasındakı məsafə 1fm-dir. İki proton arasındakı Kulon qarşılıqlı
təsir qüvvəsini hesablayın.
3. Radonun yarımçevrilmə periodu 3,8 gündür. Radonun kütləsi neçə gündən sonra 4 dəfə
azalar?
4. Radiumun yarımçevrilmə periodu 1600 ildir. Bu maddədə 3200 ildən və 4800 ildən
sonra radioaktiv nüvələrin hansı hissəsi çevrilməz qalar?
5. Zərrəciklər sisteminin kütləsinin 25 atom kütlə vahidi qədər dəyişməsi onun
enerjisinin nə qədər dəyişməsi deməkdir (hesablamanı 0,0001 dəqiqliklə aparın)?
6.
elementi 3
və 2
çevrilmələrinə məruz qaldı. Yeni yaranan Y elementində yük
və kütlə ədədini təyin edin.
N
ÜVƏNİN RABİTƏ ENERJİSİ. KÜTLƏ DEFEKTİ
Çalışma
4.4
4.10
Atom nüvəsi hansı zərrəciklərdən ibarət əlaqəli fiziki sistemdir?
Yəqin ki, nüvənin kütləsi onu təşkil edən zərrəciklərin kütlələri
cəminə bərabərdir; bəs siz necə düşünürsünüz: bu belədirmi?
Bilirsiniz ki, atom
nüvəsi
əlaqəli
fiziki sistemdir.
“Nüvənin” kütləsini təyin edək.
Təchizat: atom modeli konstruksiyasından
kürəciklər (8 ədəd qırmızı, 10 ədəd ağ
rəngdə), tərəzi, çəki daşları, sellofan torba.
İşin gedişi:
1. İş vərəqinə 4.2 cədvəlini köçürün.
Cədvəl 4.2.
Qırmızı rəngli kürəciklərin küt-
ləsi –“neytronun” kütləsi, (kq)
Ağ rəngli kürəciklərin kütləsi –
“protonun” kütləsi, (kq)
Qırmızı və ağ rəngli kürə-
ciklərin birlikdə kütləsi –
“nüvənin” kütləsi, (kq)
2. Qırmızı rəngli kürəcikləri tərəzidə çəkib nəticəni cədvəldə qeyd edin – bu, “neytronların”
kütləsi olacaq.
3. Ağ rəngli kürəcikləri tərəzidə çəkib nəticəni cədvəldə qeyd edin – bu, “protonların”
kütləsi olacaq.
4. Bütün kürəcikləri sellofan torbaya töküb kütlələrini ölçün və aldığınız ifadəni cədvəldə
qeyd edin – bu isə “nüvənin” kütləsi olacaqdır.
Nəticəni müzakirə edin:
“Nüvənin” kütləsi ilə onu təşkil edən “proton” və “neytronların” kütlələri cəmi arasında
hansı münasibət aşkar etdiniz?
Ola bilərmi ki, nüvənin kütləsi onu təşkil edən proton və neytronların kütlələri cəmindən
kiçik olsun? Nə üçün?
Araşdırma
1
194
Aparılan çoxsaylı eksperimentlərdən qeyri-adi fakt aşkar edilmişdir:
nüvənin kütləsi
onu təşkil edən nuklonların (proton və neytronların) kütlələri cəmindən həmişə kiçikdir.
.
Bu o deməkdir ki
, nuklonların kütlələri cəmi ilə həmin nuklonlardan ibarət nüvə-
nin kütləsi arasında fərq – kütlə defekti mövcuddur:
∆
. (1)
Burada M
N
– nüvənin kütləsi, Z və N – uyğun olaraq nüvədəki proton və ney-
tronların sayı, m
p
–
protonun kütləsi, m
n
– neytronun kütləsi,
m – kütlə defektidir.
Nuklonlar nüvəni əmələ gətirdikdə nüvənin kütləsi nə üçün kütlə defekti qə-
dər azalır?
Nuklonlar sistemindən nüvə əmələ gələn zaman kütlənin azalması bu sistemin
enerjisinin
rabitə enerjisi (
) qədər azalması deməkdir.
Rabitə enerjisi – nüvəni sərbəst nuklonlara ayırmaq üçün lazım olan minimum
enerjidir.
Nüvənin rabitə enerjisini hesablamaq üçün A.Eynşteynin kütlə ilə enerji arasın-
dakı əlaqə düsturundan istifadə edilir:
∆
∆
və ya
·
. (2)
Müxtəlif kimyəvi elementlərin nüvələrinin rabitə enerjisini hesablamaq üçün
proton və nüvə kütlələrinin əvəzinə uyğun olaraq hidrogen atomunun kütləsinin
(
) və kimyəvi elementin atom kütləsinin (
) qiymətindən istifadə etmək
əlverişlidir. Bu halda (2) ifadəsini belə də yazmaq olar:
·
. (3)
1 a.k.v -ə uyğun gələn enerjinin 931,5 MeV olduğunu nəzərə alsaq, (3) ifadəsini
aşağıdakı kimi də yazmaq olar:
· 931,5
. (4)
Bəzi zərrəciklərin və kimyəvi elementlərin atomlarının kütlələri cədvəl 4.3-də verilmişdir.
Cədvəl 4.3.
Zərrəcik və kimyəvi
element
Kütləsi
Kimyəvi element
Kütləsi
a.k.v.
a.k.v.
Elektron (
)
0,0005486
Litium (
)
6,941
Proton ( )
1,0072765
Karbon (
)
12,0
Neytron ( )
1,008665
Karbon (
)
13,003354
Hidrogen (
)
1,007825
Uran (
)
235,04418
Deyterium (
)
2,014102
Uran (
)
238,05113
Tritium (
)
3,016062
Neptunium (
)
239,05320
Helium (
)
4,002603
Plutonium (
)
239,05242
Helium (
)
3,016042
Nüvələrin dayanıqlığı
xüsusi rabitə enerjisi adlanan kəmiyyətlə xarakterizə olunur.
Xüsusi rabitə enerjisi – nüvənin bir nuklonuna düşən rabitə enerjisidir.
.
