Radioaktivlik xodisasi, radioaktiv yemirilish qonuni, radioaktiv siljish qoidalari

RADIOAKTIVLIK XODISASI, RADIOAKTIV YEMIRILISH QONUNI, RADIOAKTIV SILJISH QOIDALARI.

1896 yilda Fransuz olimi Bekkerel uranning va uran birikmalarining kuzga kurinmas nurlar chikarishini va ular odatdagi nurlarni utkazmaydigan kora kogozdan fotoplastinkaga utib ta'sir etishi natijasida xavoni ionlanishini anikladi. Bu xodisani urganishni Fransuz olimlari Pyer va Mariya Kyurilar davom ettirdilar va 1896 yilda atom massalari 226 va 210 ga teng bulgan, ikki yangi element Radiy (Ra) va Poloniy (Ro) ni kashf etdilar.

M.S.Kyuri taklifiga binoan moddalarning uz-uzidan nur tarkatish xodisasi radioaktivlik deb, bunday xodisaga ega bulgan moddalar esa radioaktiv moddalar deb nomlandi. Radioaktiv nurlar moddalarni (masalan, suv, vodorod xlorid va xokazo) xamda tirik tukimalarni parchalaydi, lekin oz mikdori usimliklar usishiga kumaklashadi. Radioaktiv nurlar, nurlardan tashkil topgan. Masalan, usti teshik kurgoshin idishga radioaktiv preparatni joylashtirib, teshik karshisiga fotoplastinka urnatsak, plastinkada kora doglar paydo buladi.
Bu esa radioaktiv preparatdan kandaydir nurlar tarkalayotganligini isbotlaydi (2-rasm). Agar bu nurlar yuliga magnit yoki elektr maydonini kiritsak fotoplyonkada uch xil dog paydo buladi, bu esa uch xil nur tarkalayotganligini kursatadi. 2-rasmdan kurinadiki, elektr va magnit maydonida nurlarning bir okimi (nurlar) manfiy kutbga, ikkinchi okimi (nurlar) musbat kutbga buriladi, uchinchi okimi nurlar esa uz yunalishini uzgartirmaydi.
 - nurlar musbat zaryadli zarrachalar okimi bulib, ularning zaryadi elektron zaryadidan ikki marta ortik. Bu zaryadning massasi 4 u.b.ga teng.  -zarracha musbat zaryadlangan geliy ioni ekanligi 1909 yilda isbotlandi. U material maydon xarakatida elektron kabul kilib, geliy atomiga aylanadi.

2-rasm. Radioaktiv moddadan chikayotgan nurlarning ajralishi.

 - nurlar katod nurlari kabi, elektronlardan iborat. Bu nurlarning tezligi 300 ming kmG'sek ga yakin.
 - nurlar rentgen nurlari kabi elektroneytraldir, lekin ularning tulkin uzunligi rentgen nurlarinikidan xam kichik. Radioaktiv elementlar uzidan -, -, -nurlarni tarkatishi, ya'ni radioaktiv yemirilishi natijasida yangi elementlar xosil buladi.
Masalan:

Xosil bulgan radon elementi uz navbatida - nurlar tarkatishi natijasida atom massasi 218 ga teng bulgan, kimyoviy xossalari jixatidan poloniy elementiga uxshash yangi radiy A elementi xosil kiladi:

Poloniy xam radioaktiv element, u uz navbatida nur tarkatib yangi radioaktiv element xosil kiladi va bunday radioaktiv yemirilish radioaktiv bulmagan element xosil bulguncha davom etadi.

Biror radioaktiv elementning ikkinchi bir radioaktiv elementga utish katori radioaktiv yemirilish katori deyiladi. Xozirgi vaktda 3ta tabiiy radioaktiv yemirilish katori ma'lum va uchala kator xam radioaktiv bulmagan kurgoshin elementi bilan tugaydi.
I. Kator - atom massasi 235 ga teng bulgan aktiniy uran katori. Bu kator 7 ta  va 4ta  - nur tarkatib, massasi 207 ga teng bulgan barkaror kurgoshin elementini xosil kiladi.
II. Kator - atom massasi 238 teng bulgan uran katori. Bu kator uzidan 8 ta - va 6ta  - nur tarkatib, atom masasi 206 ga teng bulgan kurgoshin elementini xosil kiladi.
III. Kator - atom massasi 232 ga teng bulgan toriy katori. Bu kator uzidan 6 ta - va 4ta  - nur tarkatib atom massasi 208 ga teng bulgan barkaror kurgoshin elementini xosil kiladi.
Agar radioaktiv element  - nur tarkatsa, uning yadro zaryadi ikkita va massasi 4 uglerod birlikka kamayib, element davriy sistemada ikki xona chapga siljiydi. Masalan:

Agar radioaktiv element uzidan  - nur tarkatsa, yadro zaryadi bittaga oshadi, element massasi esa uzgarishsiz koladi va element davriy sistemada bir xona ungga siljiydi. Masalan:

Radioaktiv yemirilish shuni kursatdiki, xar bir sekundda atomlarning bir xil mikdori yemiriladi.Bu mikdor yemirilish konstantasi deyiladi.

Radioaktiv element dastlabki mikdorining yarim yemirilishiga ketadigan vakt yarim yemirilish davri deyiladi va T xarfi bilan belgilanadi.
Yarim yemirilish davri T kuyidagi formula bilan topiladi;
T=(1/k)ln² yoki T=0.693/k
bu yerda; k-yemirilish konstantasi.

ATOM TUZILISHI. TOMSON MODELI. REZERFORD TAJRIBASI. ATOM YADRO MODELI. VODOROD ATOMINING NURLANISH SPEKTRI. BOR POSTULATLARI. VODOROD ATOMINING BOR NAZARIYASI. FRANK-GERTS TAJRIBASI.

Gazlar kinetik nazariyasinisini tushuntirishda eng foydali bo’lgan atom “bo’linmas”ligi tushunchasi ko’p eksperimental faktlarni talqin qilishda XIX asrning oxirlarigacha eng foydali ta’limo t bolib keldi, lekin XIX asr oxirlariga kelib katod nurlarining kashf etilishi, birinchi elementar zarracha – elektronning kashf etilishi, radioaktivlik hodisasining kashf etilishi va boshqa hodisalar atom murakkab tuzilishiga ega, ekanligi haqida dalolat

berdi, bu hodisalar kvant xarakteriga ega bo’lib, atom tuzilishi, haqida yangi tasavvur, yangi model tuzilishi lozimligini ko’rsatdi. Atom modeli birinchi bor Tomson tomonidan o’rtaga tashlandi.
1)Atomning Tomson modeli. Birinchi atom modelini nazariy yo’l bilan 1904-yil Tomson kashf qiladi. Uning fikriga asosan atom bir tekis musbat zaryadlangan shardan iborat bo’lib, uning ichida elektronlar harakat qiladi, deyiladi. Atomning bunday modelini keksga o’shatish mumkin. Tomson hisoblariga asosan bunday atomning radiusi taxminan ~10^-8sm ~A tartibida bo’lishi kerak. Tomson modeliga asosan atomni massasi uning butun hajmi bo’ylab joylashgan. Atomni atrofida va ichida kuchli elektr maydoni yuzaga kelmaydi
2) Rezerford modeli. Atomning planetar yadroviy modeli. Tomson modelini to’g’ri-noto’g’riligini isbotlash maqsadida 1911-yilda E. Rezerford -zarrachalar (-zarrachalar ikki marta ionlashgan gelliy atomidir) bilan yupqa oltin plastinkasini (folgani) bombardimon qiladi. Bunda -zarrachalar oltin plastinkadan turli burchaklarga sochiladi. Sochilgan -zarrachalar ichida 180ga sochilganlari ham bo’ldi. Mana shu sochilishlarni tadqiq qilgan E. Rezerford quyidagi xulosalarga keladi.–zarrachalarini bunday burchaklarga sochilishi uchun atom atrofida va asosanichida kuchli elektr maydon bo’lishi kerak:–zarrachalarni bunday burchaklarga sochilishi uchun atomni massasi uning butun hajmi bo’lab tarqalgan emas, balki uning massasi asosan biror-bir kichik hajmda to’plangan bo’lishi kerak va bu hajm musbat zaryadga ega bo’lishi kerak.
Shu xulosalarga asoslanib Rezerford atomning planetar modelini kashf etdi va Tomson modeli noto’g’ri ekanligini isbot qildi. Bu modelga asosan atom markazida musbat yadro va bu yadroning atrofida, Quyosh atrofidagi planetalaraylanishiga o’xshash, manfiy zaryadlangan elektronlar aylanadi, bu modelga misol vodorod atomidir. Vodorod atomi esa sodda atom, uning yadrosida bitta proton bor. Atomning qariyb hamma massasi yadroda joylashgan.
Bor postulatlari:
1.Elektronlar yadro atrofida ma’lum stasionar orbitalarda aylanib, bu orbitalarga E1, E2, E3, ... En uzlukli, diskret qiymatli energiyalar to’g’ri keladi. Elektron stansionar orbitalarda anylanganda, atom tashqariga energiya chiqarmaydi. Shuning uchun hamda bu atomlarning stansionar holati deyiladi.
2.Elektronlar stansionar orbitalarda uzlukli (kvantlangan) impuls momentiga ega bo’ladi.
1913 yilda N. Bor avvalgi fikrlarni butunlay inkor etmasdan, atom tuzilishi haqidagi nazariyasini ilgari surdi. Bor o'z nazariyasini ikkita postulatga asosladi.
Birinchi postulat elektron yadro atrofida faqat ma'lum statsionar orbitalarda aylanishi mumkinligini aytadi. Ularning ustida bo'lib, u nurlanmaydi va energiyani o'zlashtirmaydi (3-rasm).

Guruch. 3. Bor atomi tuzilishi modeli. Elektron bir orbitadan ikkinchi orbitaga o'tganda atom holatining o'zgarishi.
Har qanday statsionar orbita bo'ylab harakatlanayotganda, elektronning energiya ta'minoti (E 1, E 2 ...) doimiy bo'lib qoladi. Orbita yadroga qanchalik yaqin bo'lsa, elektron energiya zahirasi E 1 ˂ E 2 …˂ E n . Orbitalardagi elektronning energiyasi tenglama bilan aniqlanadi:

Bu yerda m – elektron massasi, h – Plank doimiysi, n – 1, 2, 3... (1-orbita uchun n=1, 2-orbita uchun n=2 va hokazo).
Ikkinchi postulatda aytilishicha, bir orbitadan ikkinchisiga o'tayotganda elektron energiyaning kvantini (qismini) yutadi yoki chiqaradi.
Agar atomlar ta'sirga (isitish, nurlanish va hokazo) duchor bo'lsa, u holda elektron energiya kvantini o'zlashtirib, yadrodan uzoqroq orbitaga o'tishi mumkin (3-rasm). Bunday holda, atomning hayajonlangan holati haqida gapiriladi. Elektronning teskari o'tishida (yadroga yaqinroq orbitaga) energiya nurlanish energiyasining kvanti - foton shaklida chiqariladi. Spektrda bu ma'lum bir chiziq bilan belgilanadi. Formula asosida
,
Bu erda l - to'lqin uzunligi, n = yaqin va uzoq orbitalarni tavsiflovchi kvant raqamlari, Bor vodorod atomi spektridagi barcha seriyalar uchun to'lqin uzunliklarini hisoblab chiqdi. Olingan natijalar eksperimental ma'lumotlarga mos keldi. Uzluksiz chiziqli spektrlarning kelib chiqishi aniq bo'ldi. Ular elektronlarning qo'zg'aluvchan holatdan statsionar holatga o'tishi paytida atomlar tomonidan energiya chiqarish natijasidir. Elektronlarning 1-orbitaga o'tishlari Liman seriyasining chastotalar guruhini, 2-chi - Balmer seriyasini, 3-Paschen seriyasini tashkil qiladi (4-rasm, 1-jadval).

Guruch. 4. Elektron o'tishlar va vodorod atomining spektral chiziqlari o'rtasidagi muvofiqlik.
Vodorod spektri qatorlari uchun Bor formulasini tekshirish
Biroq, Bor nazariyasi ko'p elektronli atomlar spektrlaridagi chiziqlarning bo'linishini tushuntirib bera olmadi. Bor elektronning zarra ekanligidan kelib chiqdi va elektronni tasvirlashda zarrachalarga xos qonuniyatlardan foydalangan. Shu bilan birga, faktlar to'planib bordi, bu elektronning namoyon bo'lishga qodirligini ko'rsatadi va to'lqin xususiyatlari. Klassik mexanika bir vaqtning o'zida moddiy zarrachalar va to'lqin xususiyatlariga ega bo'lgan mikro-ob'ektlarning harakatini tushuntira olmagan. Bu muammoni kvant mexanikasi hal qildi - fizik nazariya, juda kichik massaga ega bo'lgan mikrozarrachalarning umumiy harakati va o'zaro ta'sirini o'rganish
Xususiyatlari elementar zarralar, atom hosil qiladi
Bo'lmoq muhim qadam fizikaning rivojlanishida. Ruterford modeli katta ahamiyatga ega edi. Atom tizim sifatida va uni tashkil etuvchi zarralar aniqroq va batafsil o‘rganildi. Bu yadro fizikasi kabi fanning muvaffaqiyatli rivojlanishiga olib keldi.