Atom yadrosi va elementar zarrachalar fizikasi, tezlashtiruvchi texnika

 
 

---

3-Ma‟ruza. (2 soat) 
Mavzu: Elektronlar dastasini moddadan o‟tishi. Gamma 
nurlanishlarning moddadan o‟tishi. Neytronlarning moddadan o‟tishi. 
Reja: 
1. 
Solishtirma ionizatsion energiya yo‟qotish. 
2. 
Alfa zarralarning modda atomlari bilan ta‟sirlashuvi. 
3. 
Ionizatsion tormozlanish. Zarralarning ionizatsion tormozlanishda 
yo‟qotgan energiyasi. 
4. 
Elektronlarning modda atomlari bilan o‟zaro ta‟sirlashuvi. 
5. 
Elastik sochilish. Elektronlarning radiatsion tormozlanishi. 
6. 
Radiatsion va ionizatsion energiya yo‟qotish. 
Zaryadlangan zarralar moddadan o‟tganda o‟z energiyalarini asosan modda 
atomlarini ionlashtirishga va atomlarning uyg‟onishiga sarflaydi. Bunday 
jarayonda energiya yo‟qotish ionizatsion energiya yo‟qotish deyiladi. Zarraning 
birlik uzunlikka teng masofada yo‟qotgan energiyasi solishtirma ionizatsion 
energiya yo‟qotish deyiladi. Alfa-zarra zaryadlangan og‟ir zarra xisoblanadi.
1. Alfa-zarraning moddadan o‟tishi.
Zaryadlangan og‟ir zarralarning moddadan o‟tishida ionizatsion energiya 
yo‟qotish jarayonini ko‟rib chiqamiz. 
Ionizatsion tormozlanish. Ionizatsion tormozlanishda zaryadlangan zarra 
energiyasi modda atomlarini ionlashtirishga va uyg‟otishga sarflanadi. Alfa-
zarralarning modda atomlari bilan o‟zaro ta‟sir kuchlari asosan Kulon kuchlari 
xisoblanadi. O‟zaro ta‟sirda elastik sochilish va modda atomlarini ionlashtirishdagi 
tormozlanish jarayonlari yuz beradi. 
Alfa-zarralar moddadan o‟tganda modda atomlarining musbat zaryadli 
yadrolari ta‟sirida tormozlanadi, modda atomlari elektronlari bilan o‟zaro 
ta‟sirlashganda elektronlar deyarli sochilmaydi, chunki 
𝛼-zarra massasi elektron 
massasidan katta 
Alfa zarralarning tormozlanishi jarayonida uzunlik birligida yo‟qotgan 
energiyasi quyidagi formula orqali ifodalanadi:
̅
(1) 

---

(1) Formulada 
-zarra zaryadi; -zarra tezligi; -1sm
3
moddadagi 
elektronlar soni; 
̅
-zarra tushgan modda 
atomlarining o‟rtacha ionizatsion potensiali, z-yadro zaryadi. 
̅
kattalikning zarra tezligiga bog‟liqligi 1-rasmda keltirilgan. 
̅
2 
1 
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Shunday qilib, zaryadlangan zarraning ionlashtirish uchun sarflanadigan 
solishtirma energiya yo‟qotishi zarra zaryadining kvadratiga, moddadagi 
elektronlar konsentratsiyasiga to‟g‟ri proporsional bo‟lib, zarra massasi 
α
ga 
bog‟liq emas; ya‟ni: 
–
𝜑 (2) 
Bu formulani og‟ir zaryadli zarralarning elektronlar bilan o‟zaro ta‟siri orqali 
tushuntirish mumkin. Zaryadi 
bo‟lgan zarra massasi
va zaryadi e bo‟lgan 
elektrondan 
-masofada -tezlik bilan uchadi. Bu zarraning alohida elektron bilan 
o‟zaro ta‟sirini ko‟raylik. Agar zarra massasi 
α
bo‟lsa, zarra elektron bilan 
to‟qnashganda o‟z harakat yo‟nalishini o‟zgartirmaydi. Zarra bilan to‟qnashgan 
elektron impuls oladi va zarraning harakat yo‟nalishiga perpendikulyar yo‟nalishda 
harakatlanadi. 
∫
(3) 
∫
-zarra bilan elektron o‟zaro ta‟siri vaqtidagi kuch impulsi.
masofada o‟zaro ta‟sir kuchi axamiyatli deb hisoblansa, u vaqtda o‟zaro ta‟sir vaqti 
bo‟ladi. Bunda Kulon o‟zaro ta‟sir kuchi taqriban 
ga teng bo‟ladi. 
Shunday qilib,
(4) 
Bu impulsga to‟g‟ri keladigan kinetik energiya quyidagi ifodaga teng 
bo‟ladi: 
(5) 

---

Elektron zarra bilan o‟zaro ta‟sirida 
kattalikdagi energiyani oladi. Zarra 
esa shuncha energiya yo‟qotadi. Berilgan nishonga olish masofasidagi elektronlar 
soni quyidagicha aniqlanadi: 
(6) 
Bu formulada 
-elektronlar zichligi. Zarraning barcha elektronlar bilan 
o‟zaro ta‟sirlashganida yo‟qotgan kinetik energiyasi quyidagicha aniqlanadi: 
(7) 
U vaqtda zarraning modda atomlarini ionlashtirish jarayonida uzunlik 
birligida yo‟qotgan solishtirma ionizatsiya energiyasi: 
(
)
(8) 
Zarra moddadan o‟tganda to‟liq solishtirma ionlashtirish energiyasini topish 
uchun (8) formulani nishonga olish masofasi 
ning mumkin bo‟lgan barcha 
qiymatlari bo‟yicha integrallash kerak, ya‟ni: 
∫
(9) 
Bu formulada 
va 
lar nishonga olish masifasining chegaraviy 
qiymatlaridir. 
va 
larning qiymatlari hisoblangandan so‟ng 
(
) kattalik
̅
(10) 
ekanligi kelib chiqadi. 
ning qiymati (9) formulaga qo‟yilsa, ionlashtirishda to‟liq solishtirma 
energiya yo‟qotish formulasi kelib chiqadi: 
( 
)
̅
(11) 
Bu formula Bor formulasi deyiladi. Relyativistik effektlar xisobga olinganda 
solishtirma ionizatsiya energiya yo‟qotish formulasi (11) quyidagicha ko‟rinishda 
bo‟ladi: 
( 
)
*
𝛽
𝛽
+ (12) 

---

Bu formulada energiya yo‟qotilishi erg/sm larda o‟lchanadi, minus ishora 
zarra energiyasining kamayishini bildiradi. 
ln (1-
𝛽
) had relyativistik energiyalarda elektronga beriladigan energiya 
ortishini hisobga oladi. 
𝛽
-zarraning kulon maydonining Lorens siqilishini hisobga 
oladi. Lorens siqilishi natijasida zarra traektoriyasidan uzoqroqda yotgan 
elektronlar ham atomdan urib chiqariladi va ionlashtirish uchun energiya 
yo‟qotilishi ortadi. (12)-formula Bete formulasi deyiladi.