Azərbaycan Dövlət Aqrar Universiteti. Fakültə: mühəndislik ixtisasları



Yüklə 249,11 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix21.04.2017
ölçüsü249,11 Kb.
#15055

Azərbaycan   Dövlət   Aqrar   Universiteti. 

 

         Fakültə:          mühəndislik ixtisasları 

          

         Kafedra:         Aqrar fizika və riyaziyyat 

         

         Fənn:               Fizika  

 

         Mühazirəçi:    f.-r.e.n., dosent Ağayev Q.Ü. 

 

 

Ədəbiyyat: 

1.    Савельев И.В. Общий курс физики. I, II, III т.т. М. 1989. 

2.    Friş S.A. Timoryeva A.N. Ümumi fizika kursu. I, II, III             

hissələr, 1962. 

3.  Qocayev N. M. Ümumi fizika kursu. Mexanika. Bakı,1978.  

4.     Xaйкин С.Э. Физические основы механики.М.,1971. 

5.     Ramazanzadə M. H. Fizika kursu. Bakı,1987. 

6.     Кикоин И.К. Кикоин А.К. молекулярная  физика.   М.,1963. 

7.     Kalaşnikov S. Q. Elektrik bəhsi. Bakı,1980. 

8.     Грабовский Р.И. Курс физики. М.  2007 

 

GƏNCƏ-2010 

 

2

                                  Mövzu № 29  Atom fizikası haqqında məlumat. 

1.  Rezerford təcrübəsi. Hidrogen atomu. 

2.  Bor postulatları. 

3.  Hidrogen atomunun kvant nəzəriyyəsi (Bora 

görə). 


4.  Frank və Hers təcrübəsi. 

5.  Kvant ədədləri. 

6.  Pauli prinsipi. Atomda elektron örtüklərin 

quruluşu. 



Rezerford təcrübəsi. Hidrogen atomu. 

   Kütlənin  atomun  daxilində  paylanmasını  tətqiq  etmək  üçün  Rezerford  1906-cı  ildə 



 -

zərrəciklərlə  atomları  zondlayaraq  (



 -zərrəciyin  nazik  təbəqəyə  düşməsi  ilə)  belə  bir  nəticəyə 

gəlmişlər. 

1. 

Atomun bütün (+) yükü və kütləsi toplanmış nüvə onun mərkəzində yerləşir. 



2. 

Nüvə  10


-14

  tərtibli  diametrə  malikdir  və  bu  təxminən  10000  dəfəatomun  öz 

ölçülərindən (~10

-10


m) azdır. 

3. 


Atom bütövlükdə neytraldır, onun elektronlarının sayı nüvənin yükü kimi elementin 

dövri sistemdəki  sıra  nömrəsinə  bərabərdir  və  yüngül olan elektronlar böyük kütləli  nüvəətrafında 

qapalıorbitlərlə hərəkət edir. 

Başqa təcrübələr göstərmişdir ki, atom dayanıqlı və hər bir elementin atomu özünə xas olan xətti 

spektr  verir.  Atomun  Rezerford  modelinin  inkişafında  hidrogen  atomunun  xətti  spektrinin  tədqiqi 

xüsusi rol oynamışdır. Ona görə əvvəlcə hidrogen atomunun xətti spektrini nəzərdən keçirək.

 

 

Közərmiş bərk cisimlər bütöv spektr verir, işıqlanan qaz və buxarların spektrləri xətti və zolaqlı 



olur. Atom xətti, milekul zolaqlı spektr verir. 

Hidrogen atomunun xətti spektrini Balmer müşahidə etmişdir. O müəyyən etmişdir ki, hidrogen 

atomunun  xətti  spektrində  spektral  xətlər,  spektrin  bənövşəyi  hissəsinə  tərəf,  getdikcə  bir  birinə 

yaxınlaşır parlaqlıqlarınıda azaldır. Spektrin  müəyyən  yerində həmin  xətlər birləşib spektrin bütöv 

hissəsini təşkil edir. 

Hidrogen  atomunun  xətti  spektrində  müşahidə  olunan  bütün  xətlərin  tezliyi  aşağdakı  ifadə  ilə 

müəyyən olunur (Balmer düsturu ilə): 







2

2

1



1

n

k

Rc

                              (1) 

Burada:  c-  vakuumda  işıq  sürəti;  R-  Ridberq  sabitidir; 

k

-  baş  kvant  ədədləridir; 



...



..........

3

,



2

,

1







k

k

k

n

 

k-ları eyni olan xətlər qrupuna seriya deyilir. 

Layman seriyası (

1



k

) üçün:            

.......

3

,



2

;

1



1

1

2



2









n

n

Rc

 

Balmer seriyası (



2



k

) üçün:             

.......


4

,

3



;

1

2



1

2

2









n

n

Rc

 

Paşen seriyası (



3



k

) üçün:                

.......


5

,

4



;

1

3



1

2

2









n

n

Rc

alınır. 


Sonralar Breket (

4



k

); Pfund (

5



k



) və Hemfri (

6



k

) spektral seriyaları aşkar edilmişdirlər. 

Nüvəsinin yükü 

ze

 və cəmi bir elektronu olan atomlara (məsələn:

He

+

, Li



++

, Be


+++

 

və.s. ) hidrogenə 



oxşar (bənzər) atomlar deyirlər. 

Hidrogenə bənzər atomlar üçün (1) ifadəsi belə şəkildə yazılır: 







2



2

2

1



1

n

k

c

z

            (2) 

Burada 

-elementin dövri cədvəldəki sıra nömrəsidir. 

k-nın hər bir qiymətinə maksimal tezlikli 







n

 seriyanın sərhədi uyğundur. Bu sərhədə term 

 

n

 deyilir. 


 

3

Hidrogen üçün:                                



2

n

R

T

n



Hidrogenəbənzər atom üçün:          

2

2



n

R

z

T

n

 



Bor postulatları. 

   Hidrogen  atomunun  spektri  və  enerji  səviyyələri  ilk  dəfə  Borun  postulatları  köməyi  ilə  izah 

edillmişlər. Bu postulatlar aşağdakılardır: 

1. 


Atomda  elə  dairəvi  atomlar  var  ki,  həmin  orbitlər  üzrə  hərəkət  edən  elektron 

şüalandırmır. Bu cür orbitlər stasionar orbitlər adlanır. 

2. 

Stasionar orbitlər üzrə hərəkət edən elektronun (L) impuls momenti 



2

h

-nin tam 

mislinə bərabər olur, yəni 



n

h

n

r

m

L

n

n







2

;      



..........



3

,

2



,

1



n

 

burada 



- elektronun kütləsi, 

n

 - onun  -ci orbitdəki sürəti, 

n

-

-ci dairəvi orbitin radiusu, 

san

C

h



34


10

625


.

6

- Plank sabitidir. 



 dairəvi orbitin uzunluğunda yerləşən elektronun de-Broyl dalğalarının sayınabərabərdir: 

n

h

rm

r









2

2



                    











m

h

 

3. 



elektron  bir  stasionar  orbitdən  digərinəkeşərkən  o  orbitlərin  enerjiləri  fərqinə 

bərabər enerji ya udur, ya da şüalandırır 





h

W

W

k

n



 

n

 və 

k



-ci və 

k

-ci orbitlərdəki elektronun enerjisidir. Əgər 



n

>

k

  olarsa, şüalanma baş 

verir.Əgər 



n

<

k

 olarsa, udma baş verir. 

Hidrogen atomunun kvant nəzəriyyəsi (Bora görə). 

Hidrogen atomunun 



1





z

 bir elektronu var. Elektronun 



 radiuslu orbit üzrə hərəkəti zamanı 

ona nüvə tərəfindən təsir edən kulon qüvvəsi 

2

0

2



4

r

e

F

kul



 mərkəzəqaçma qüvvəsi



r

m

F

q

m

2

.



 rolunu 



dörür. Yəni                

q

m

kul

F

F

.



 olduğundan   

2

0



2

4

r



e



r

m

2

    (1)  alırıq.  



Buradan:      

2

0



2

2

4



r

e

m



         (2)   alırıq. 



Elektronun nüvə ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində malik olduğu potensial enerjisi 





r

F

W

kul

P

 r



r

e

2

0



2

4



2

0

2



4

r

e



    (3)  bərabərdir,  



burada (-) işarə onu göstərir ki, elektron sahə qüvvələri təsirindən hərəkət edərsə onun potensial 

enerjisi azalar. 

Elektronun kinetik enerjisi   

2

2





m

W

k

 düsturunda (2) ifadəsini nəzərə alaq:                                



r

e

W

k

0

2



8



             (4). 



(3) və (4)-dən elektronun tam enerjisini tapmaq olar. 





P

k

W

W

W

r

e

0

2



8



r

e

0

2



4





r



e

0

2



8





                  (5) 

Buna görə elektronun nüvəyə nisbətən maqnit momenti : 





2

h



n

r

m

                  



....



,.........

3

,



2

,

1





n

 


 

4

Elektronun  dairəvi  orbitində  tam  sayda  dalğa  uzunluqları 



 

   yerləşməlidir,  yəni   





n

2

 



olur.  Burada  de-Broyla  görə   





m

h

  olduğunu  nəzərə  alaq:   







m

h

n

2

,    və  ya 





n

h

n

r

m





2

.  Bu kvantlanma qaydasıdır. 



Buradan alırıq:                

mr

n



          (6) 

(6) ifadfəsini (2)-də yerinə yazaq:   

2

2



2

2

r



m

n

m



r



e

0

2



4



 

Buradan                    



2

2

2



0

4

me



n

r





          (7) 



Bu ifadədən görünür ki, n ədədi dəyişdikcə Bor orbitinin radiusu diskret olaraq dəyişir. Deməli, 

stasionar orbitlərin radiusları istənilən qiymət ala bilməz: onlar müəyyən kvant şərti əsasında təyin 

edilməlidir. Orbitlərin seçilməsi üçün qəbul olunmuş bu metod kvantlanma metodu adlanır. 

(7)-ni (5)-də nəzərə alaq:           



2



2

4

2



0

2

4



1



n



me

W







                   (8) 

Bu ifadə elektronun n-ci orbitdəki enerjisini ifadə edir. 

Borun II postulatına görə:                  



k

n

W

W

h



 

və ya                               









2

2



2

W

W

h

W

h

W

n

k

n



 



Buradə 

(8) 


ifadəsini 

nəzərə 


aldıqda 

Balmerin 

empirik 

düsturunu 

alırıq:        













2



2

2

2



3

4

2



0

1

1



1

1

4



4

1

k



n

Rc

k

n

me







            (9) 

Burada :         



3

4

2



0

4

4



1







me

Rc



;  (

m

R

1

10



097

.

1



7



-Ridberq sabitidir). 

Gördüyümüz kimi Bor nəzəriyyəsi təcrübi faktları bütövlüklə izah edir. 

Bor  nəzəriyyəsinin  əsasını  təşkil  edən  enerjinin  diskretliyini  təcrübədə  aşkara  şıxaran  Frank  və 

Hers olmuşdur. 



Frank və Hers təcrübəsi. 

    Seyrəkləşmiş  civə  buxarı  ilə  dolu  öç  elektrodlu  boruda  cərəyan  şiddətinin  sürətləndirici 

potensialdan asılılığını öyrənmək məqsədi ilə aşağıdakı qurğudan istifadə edilmişdir. 

Közərmə  katodundan  çıxan  elektronlar  katod  ilə  tor  arasında 

1

   batareyası  ilə  sürətləndirici 

potensial yaradır. 

Torla  anod arasında  isə 

2

   mənbəyi  vasitəsi 

ilə tormozlayıca sahə yaradılır 



V

U

5

.



0

1



Potensiallar  fərqi 

2

1



 

  olan  sahədə 

sürətlənmiş  elektronun  qazandığı  kinetik  enerji 

belə olacaqdır:               



2



1

2

2







 e



m

 

Bu  elektron  civə  buxarının  atomları  ilə  toqquşarkən  ya  enerjisini  civə  atomuna  verəcək,  sürəti 



azalacaq  və  ya  toqquşma  elestiki  olarsa,  elektron  enerjisini  saxlayacaqdır.  Birinci  halda 

tormozlayıcı (T-A) sahə elektronun anıd üzərinə  düşməsinə  mane olacaqdır,  ikinci  halda  isə  mane 

ola bilməyəcəkdir. 

Borun  I  postulatına  görı  cıvə  buxarının  atomları  istənilən  miqdarda  enerji  uda  bilməz.  Civə 

buxarının  atomları  ilə  toqquşma  zamanı  elektron  elə  miqdarda  enerji  (

eV

86

.



4

)  atomun  bir  enerji 

səviyyəsindən digər enerji səviyyəsinə keşməsinə kifayət etmiş olsun. Civə buxarının atomları üçün 


 

5

bu  enerji 



eV

86

.



4

  olduğundan  katodla  tor  arasında  potensiallar  fərqi  1·



eV

86

.



4

;  2·


eV

86

.



4



eV

86

.



4

;........  olan  hallarda  elektronla  atonların  zərbəsi  qeyri-elastiki  olacaq  və  anod  cərəyanı 

kəskin olaraq azalacaqdır. 

Bu  təcrübəeyni  zamanda  Borun  III  postulatının  da  doğruluğunu  isbat  edir.  Zərbə  qeyri-elastiki 

olarsa, civə buxarının atomu 

eV

86

.



4

enerji udacaq bir enerji səviyyəsindən digərinə keçir və atom 

həyəcanlanmış olur. Atom  normal  halına keçərkən artıq enerjisini 



k

n

W

  monoxromatik dalğa 

şəklində şüalandırdığından yazmaq olar: 







h

E

E

k

n

eV

86

.



4

 

Buradan 



0

2537 A



E

E

hc

k

n





. Bu da təcrübədən alınan ədədə çox yaxın bir ədəddir. 



Kvant ədədləri. 

    Atomda hər bir elektronun vəziyyəti dörd kvant ədədi ilə xarakterizə olunur. Bu kvant ədədləri 

bunlardır: 

- baş kvant ədədi, 

l

- orbital kvant ədədi, 



l

- maqnit kvant ədədi və S-spin kvant ədədi. 

1. 


-  baş  kvant  ədədi  atomda  elektronların  enerji  səviyyələrini,  yəni  elektronun  nüvədən 

uzaqlaşma  məsafəsini  müəyyən  edir. 



-in  qiyməti  artdırca  atomda  elektronların  nüvə  ilə  əlaqə 

enerjisi azalır 

                                

,.....


6

,

5



,

4

,



3

,

2



,

1



n

 

Elektron örtükləri: K,L,M,N,O,P..... 



Atomda 

-i eyni olan elektroinlar atomda elektron örtüyü (təbəqəsi və ya qabığı) əmələ gətirir. 

-in hər qiymətinə uyğun enerji səviyyələri K,L,M,N,O,P və.s. ilə göstərilir. 

2. 


l

-  orbital  (əlavə,azimutal)  kvant  ədədi  elektronun  impuls  momentini  xarakterizə  edir  və 

orbitin dartılma dərəcəsini müəyyən edir. 



1



......

,.........

3

,

2



,

1





n

l

   


və 



1



l

l

L

l

 



Bor-Zommerfeld modelinə əsasən ellipsin kiçik yarım oxunun (b)  böyük yarım oxuna olan (a) 

nisbəti aşağdakı şərti ödəməlidir: 



n

l

a

b

1



      


- baş kvant ədədi, 

l

- orbital kvant ədədidir. 

Məsələn:  hidrogen  atomunun  əsas  orbiti  üçün 

=1  onda 



0

1 


 n



l

 

olur və 



1



a



b

 yəni orbit çevrə formasındadır. 



=3, 

l

=0  vəziyyəti  3S  səviyyətini  göstərir. 

3

1



a

b

  olur,  orbit  ən  çox 

dartılmış olur. 

=3 və 

l

=1 vəziyyəti 3p səviyyətinə uyğun olur, 

3

2



a

b

 qiymətini alır, 

orbitin az dartıldığını göstərir. 

=3  və 

l

=2  vəziyyəti  3d  səviyyəstinə  uyğundur, 

1



a



b

  olur,  bu  da  orbitin  çevrə  olduğunu 

göstərir. 

Elektron  müəyyən  elektron  örtüyü  adlanan  səviyyədə  yerləşdikdə,  orbital  kvant  ədədinə  (



l

uyğun yarım səviyyələr uyğun gəlir. Bu yarım səviyyələr belə işarə olunurlar: 



                                 

,.....


,

4

,



3

,

2



,

1



n

 

Yarım səviyyələr: s, p, d, f, g...... 



Hər bir elektron örtüyündə olan layların sayı (n) baş kvant ədədinə bərabərdir. Məsələn: 

=1 ( K səviyyəsi) 1s; 

=2 (L səviyyəsi) 2s və 2p; 

=3 (M səviyyəsi) 3s, 3p və 3d yarım səviyyələrindən ibarətdir və.s. 

 

6

3. 



-  maqnit  kvant  ədədi  xarici  maqnit  sahəsində  elektronun  orbitinin  istiqamətlənməsini 

müəyyən edir. Başqa sözlə 



elektronun orbital impuls momenti 

 


e

L

 və onunla bağlı olan orbital 



maqnit momentinin fəzadakı vəziyyətini müəyyən edir. 

 cəmi 



1

2 


l

 qiymət ala bilir. 



l

m





..

,.........



4

,

3



,

2

,



1

,

0



 

Xarici  sahənin 

 

B

  təsirindən  atomda  elektron 



1



2 

l

  sayda  orbitlər  üzrə  hərəkət  edə  bilər. 

Xarici  maqnit  sahəsində orbitlər  elə  istiqamətdə  yönəlməlidir ki,  həmin orbitlər üzrə  hərəkət edən 

elektronun  impuls  momenti 

 

e

  sahə  istiqamətində 

 


B

  olan  ox 



 

  üzərindəki  proyeksiyası 

2

h



-nin  tam misillərinə bərabər olsun, yəni impuls momenti də 



sahə istiqamətində kvantlanır:              



m



L

ez



burada  

l

m





..

,.........



4

,

3



,

2

,



1

,

0



 (cəmi



1

2 


l

 qiymət) 

4.  qeyri  müəyyənlik  prinsipinə  görə 

e

L

    vektoru  fəzada 



-in 

qiymətində müəyyən (konkret) vəziyyəti ola bilməz- o həmişə oxu 

ətrafında fırlanır (θ bucaqlı konus əmələ gətirir) 

         S-spin  kvant  ədədi  elektronun  spin  vektorunun  hansı 

istiqamətdə  yönələ  biləcəyini  müəyyən  edir.  Elektronun  öz  oxu 

ətrafında fırladığından, o məxsusi impuls momentinə 



s

L

 malik olur. 



1





S



S

L

s



 

Təcrübi  olaraq  Ştern  və  Herlax  müəyyən  etmişlər  ki,  elektronun  spini 

2

1



  bərabərdir.  Digər 

tərəfdən elektronun spini, spin kvant ədədi ilə (S)    hasilinə bərabərdir: 



S

 . buradan aydın olur ki, 

spin  kvant  ədədi  ancaq  iki  qiymət  ala  bilir: 

2

1





S

,  bu  simvolik  olaraq 

  kimi  güstərilir. 

Elektronun spini onun yükü və kütləsi kimi ayrılmaz xassəsidir. 



Pauli prinsipi. Atomda elektron örtüklərin quruluşu. 

Beləliklə  atomda elektronun kvant səviyyəsi dörd kvant ədədi  ilə təyin olunur. Pauli prinsipinə 

(1925) görə hər bir kvant vəziyyətində dörd kvant ədədi eyni olan ancaq bir elektron ola bilər. 

Hər  bir  elektron  örtüyü  olan  laylarda  (s,p,d,f,g,h)  olan  elektronların  sayı:  2



1



2 

l

  düsturu  ilə 

təyin olunur. Məsələn: S layında (l=0) ancaq iki elektron ola bilər ki, bumlarda spinin işarəsi ilə bir 

birindən fərqlənməlidirlər. P layında (l=1), 6 elektron ola bilər, bunlar öç maqnit ədədi ilə fərqlənir 

və bunların hər birinin spini də müxtəlif olmalıdır. d layında (l=2), 10 elektron ola bilər. 

Hər bir layda olan elektronların sayı işarə olan hərflərin qüvvəti kimi göstərilir. 

Elektronların  atomdaelektron  təbəqələri  arasında  paylanması  Pauli  prinsipi  və  enerjinin 

minimum  prinsipinə  tabedir.  Elektron  hallarının  enerjisi  əsasən  n  və  l  kvant  ədədləri  ilə  müəyyən 

olunur. Atomun  bbir  haldan digərinə keçməsi kvant ədədlərinin dəyişməsi  və elektron təbəqəsinin 

dəyişməsi ilə müşayət olunur. 

1. 

hidrogen atomunda K səviyyəsində 1 elektron (1s) var. 



2. 

He atomunda K örtüyündə 2 elektron (fərq spinlə ↑↓)  olur (1s

2

). 



3. 

Li-1s

2

2s



2

4. 



Be-1s

2

2s



2

5. 



B-1s

2

2s



2

2p

1



........................... 

........................... 

55. Cs-1s

2

 2s


2

 2p


6

 3s


6

 3p


6

 3d


10

 4s


2

 4p


6

 4d


10

 5s


2

 5p


6

 6s 


Atom elektron örtüyündə (K,L,M,N,........) olan elektronların sayı 



2

1

0



2

1

2



2

n

l

N

n

l





 düsturu 

ilə təyin olunur. Məsələn: K örtüyü üçün n=1, N=2; L örtüyü üçün n=2, N=8; örtüyü üçün n=3, 

N=18  və.s.  


 

7

                                           Mövzu  № 30 Nüvə fizikası haqda məlumat. 

1.  Atom nüvəsinin quruluşu. Proton və neytron. 

Izotoplar. Nüvə daxilindəki çevirmələr. 

2.  Kütlə defekti. Rabitə enerjisi. 

3.  Radioaktivlik. 

4.  Radioaktiv çevirmə (parçalanma) qanunu. 

Atom nüvəsinin quruluşu. Proton və neytron. Izətroplar. Nüvə daxilindəki çevirmələr. 

     1932-ci  ildə,  neytronun  kəşfindən  sonra,  D.İvanenko  və  V.Heyzenberq  atom  nüvəsinin 

modelini  vermişlər. Hər bir atomun  nüvəsi  iki  növ zərrəciklərdən- proton (p) və neytronlardan (n

ibarətdir. Proton və neytrona birlikdə nuklon deyirlər. 

 

Proton  (p)  (+)  yüklü  (



Kl

e

q

p

19

10



6

.

1







)  zərrəcikdir,  onun  yükü  bir 

elementar elektrik yükünə, kütləsi isə 



e

p

m

v

k

a

m

1836


.

.

.



1



 bərabərdir. Proton hidrogen atomunun 

nüvəsidir. 

 

Neytron  (n)  yüksüz  zərrəcikdir,  onun  kütləsi  təxminən  protonun  kütləsinə 



bərabərdir. 

Atomun nüvəsini xarakterizə edən əsas kəmiyyətlər yük ədədi Z və kütlə ədədidir A. 

 

Z  yük  ədədi  nüvəyə  daxil  olan  protonların  sayını  göstərməklə  bərabər  nüvənin 

yükünü  xarakterizə  edir  (nüvənin  yükü  (+Z)-dir)  və  elementin  periodik  (dövri)  cədvəlindəki  sıra 

nömrəsini göstərir. 

 

A kütlə ədədi nüvədəki bütün nuklonların sayına bərabərdir. Kütlə ədədi elementin 

atom çəkisinin tam hissəsinə bərabərdir. 

Nüvəni 


A

Z

    və  ya 

A

Z

  kimi  işarə  edirlər.  Nüvədəki  protonların  sayı  Z,  neytronların  sayı 

N=A-Z bərabərdir. 

Yük ədədləri (Z) eyni, kütlə kütlə ədədləri müxtəlif olan nüvələrə izotrop, kütlə ədədi eyni, yük 

ədədləri müxtəlif olan nüvələrə isə izobar deyirlər. 

Məsələ 1: hidrogenin üç izotopu var: 

1

1

 adi hidrogen və ya protiy; 



2

1

- ağır hidrogen və ya 

deyteriy; 

3

1



-  çox  ağır  hidrogen  və  ya  tritiy  (bu  radioaktivdir).  Oksigenin  uç  stabil  izotopu  var: 

16

8



O

;

;



17

8

O

;

;

18



8

O

 

Məsələ 2: 



40

18

Ar

 və 

40

20



Ca

- izobardırlar. 

Neytronların sayı eyni olan nüvələrə izoton deyirlər (məsələn: 

13

6



C

 və 


14

7

N

). 

Z  və  A  eyni  olan,  yarım  parçalanma  periodları  müxtəlif  olan  nüvələrə  izomer  deyirlər. 



Məsələn: 

80

35



Br

 iki izomeri var; birinin 



q

d

T

 18



2

1

, digərinin 



saat

T

4

.



4

2

1 



Nüvələrin radiusu çox kiçikdir. 



Fermi

A

sm

A

r

nьv

3

.



1

10

3



.

1

13



3





 

sm

Fermi

13

10



1



 

sm

r

hidrogen

13

10



3

.

1





             

sm

r

uran

13

10



5

.

7





 

Deməli nüvənin həcmi onun kütləsi ilə matənasibdir (yəni nuklonların sayı ilə) 

Neytronların sayının protonların sayına 

Z

N

 olan nisbət 1-dən- 16-dək dəyişir. Nüvədəki əlavə 

neytronlar  nüvəni  möhkəmlədirlər,  onlar  protonların  kulon  itələməsini  kompensasiya  edərək 

nüvənin dayanıqlığını təmin edirlər. 

Ancaq 

Z

N

  nisbəti  enerji  baxımından  sərfəli  olmazsa  nüvə  dayanıqsız    olur  və  parçalanaraq 

dayanıqlı sistemlər yaradır. 

Nüvənin spini onu təşkil edən nuklonların spinlərinin vektorial cəminə bərabərdir. 



P, n, və e spin momentləri eynidir və 

2



 bərabərdir, spinləri isə 

2

1



-dir. 

 

8

Nuklonların  sayı  (A)  tək  olarsa  nüvənin  spini  kəsr  ədəddir,  cüt  olarsa  ya  tam  ədəddir 



(

2

1



14

7

H



N

), yaxud sıfırdır (

12

8

O



12

6



C

). 


Nüvənin  bu  modeli  əsasında  Pauli  β-parçalanmasını  izah  etmişdir.  β-parçalanmada  nüvədən 

elektrondan  başqa,  yüksüz  çox  kiçik  kütləli  digər  bir  zərrəcikdə  atılır.  Bu  zərrəciyi  neytrino 

adlandırmışdır. Nəzərə alaraq neytrinonun mövcud olması belə təsdiq edilirdi. 

2



 spinli neytronun P və e-na çevrilməsində onların spinləri 

 


  paralel olarsa cəmi moment 

 və 



 

  əks olarsa cəmi moment sıfra bərabər ola bilər. Impuls momentinin saxlanması qanunu 

ödənməsi üçün 

2



 spinli üçüncü zərrəcikdə əmələ gəlməlidir. Bu da neytrinodur. 

Neytrino  maddə  ilə  çox  zəif  əlaqədədir.  Neytrinonu 

0

0

   işarə  etsək  neytronun  çevrilmə 



realsiyası belə yazılar. Sərbəst halda n stabil deyil (yəni radioaktivdir), o özbaşına parçalanaraq P-a 

çevrilir və elektronla (

0

1



), antineytrino (

0

0



~

 ) buraxır. Parçalanma yarımperiodu 

12



 dəqiqədir. 



  çevrilmədə:   



enerji

e

p

n





0

0

0



1

1

1



1

0

~



 



  çevrilmədə: 

0

0



0

1

1



0

1

1







e

n

enerji

p

 - pozitron (

0

1



) atılır. 

Belə çevrilmədə məlumdur: 

0

0

1



0

0

1



1

1







n

e

p

 

Bu  çevrilmədə  nüvə  öz  elektronlarından  birini  “tutur”  və  neytrino  “atır”.  Nəticədə  nüvə 



protonlarının biri neytrona çevrilir və nüvənin yükü (e) bir qədər azalır. 

Kütlə defekti. Rabitə enerjisi. 

     Nüvədəki nuklonlar bir biri ilə nüvə qüvvəsi  ilə bağlıdır. Bu nə qravitasiya, nə elektrik, nə 

də maqnit qüvvəsidir. Nüvə qüvvəsi yüksüz neytronları bir biri ilə nağladığı kimi neytronla proton 

arasında da təsir göstərir. Hazirda bu qüvvənin təbiəti tamamilə aydınlaşdırılmayıbdır. 

Nuklonlar  arasındakı  məsafə 

13

10



5

.

0



sm-dən  az  olduqda,  bu  cəzbetmə  qüvvəsi  dəfetmə 



qüvvəsinə  çüvrilir.  Nuklonlar  arasındakı  məsafə 

13

10



3



  sm  olduqda  bu  təsir  qüvvəsi  praktiki 

olaraq yoxa çıxır. 

Nüvədə nuklonları bir birindən ayırmaq üçün lazım olan enerji nüvənin rabitə enerjisi adlanır. 

Nüvədən bir nuklonu ayırıb uzaqlaşdırmaq üçün görülən işə nuklonun rabitə enerjisi deyilir. 

Nüvənin  kütləsinin  təyin  edilməsi  güstərir  ki,  nüvənin  sükunət  kütləsi  onu  təşkil  edən 

nuklonların sükunət kütləlkərinin cəmindən həmişə kiçikdir:                    



nuklon

nьv

m

m



Bunun səbəbi nuklonlar birləşərək nüvə əmələ gətirərkən enerjinin ayrılmasındandır. 

Bu (



nьv



m

 və 


nuklon

m

) kütlələrin fərqinə nüvənin kütlə defekti deyilir: 

m



nuklon

m

-



nьv

m

   və ya   









nьv

n

p

m

m

Z

A

m

Z

m

Enşteyn düsturuna görə nuklonlardan nüvə əmələ gələn zaman ayrılan enerji belə hesablanır. 













nьv

n

p

rab

m

m

Z

A

m

Z

c

m

c

W

2

2



Burada: 




nьv

m

=

e



atom

m

Z

M



 olduğundan 







e

atom

n

p

rab

Zm

M

m

Z

A

m

Z

c

W





2

  və ya 







atom

n

e

p

rab

M

m

Z

A

m

m

Z

c

W





)

(



2

     alırıq. 



Radioaktivlik. 

    Atom  nüvəsinin  özbaşına  digər  nüvələrə  çevrilməsinə  təbii  radioaktivlik  deyilir.  Nüvə 

reaksiyası vasitəsi ilə əldə edilən nüvənin radioaktivliyinə süni radioaktivlik deyilir.  

Nüvələrin  radioaktiv  çevrilməsi  zamanı  müxtəlif  növ  şüalanma  (







,

,



şüalanma)  və  bir  sıra 

elementar zərrəciklərlə müşayət olunur. təcrübə yolu ilə    







,

,



 şüaların aşağdakı xassələri təsdiq 

edilmişdir.  



 

9

1.  α-şüalanma  (alfa-zərrəciklər)  müsbət  2e  yüklü  olub  helium  (

4

2

He )  nüvələri  selidir,  və 



onlar nüvədən 

saat

km

4

10



~

 sürətlə,2-5 MeV enerji ilə çıxır. 



   çevrilmə kütlə ədədi 

200




A

 və 


yük  ədədi 

82



Z

  olan  ağır  nüvələrin  ağır  xassəsidir. 



   zərrəciklərin  əmələ  gəlməsi  prosesi  qğır 

nüvələrin  daxilində  onların  parçalanması  zamanı  baş  verir. 



   zərrəciklərin  hər  biri  2p  və  2n-dan 

ibarətdir. 

  

  zərrəciklərin maddə ilə güclü qarşılıqlı əlaqədə olduğundan o qazlara 





d

atm

p

1

0



- bir 

neçə sm , bərk cisimlərə 



sm

4

10



~

, mayelərə və bioloji hüceyrəyə - 0.1 mm-dək nüfuz edir. Kağız və 

ya paltar  

  zərrəcikləri heç buraxmır. 

2.  β-şüalanma  (β-zərrəciklər)  böyük  sürətlə  hərəkət  edən  elektronlar  (

0

1





)  və  ya  pozitronlar 

(

0



1



)-dir.  Elektronlar  və  pozitronlar  nüvə  daxilində  n-un-p-na  çevrilməsi  nəticəsində  yaranır 

(dayanıqsız olan artıq neytronları olan nüvələrdə): 

0

0



0

1

1



1

0

~







e



p

n

 və ya  p-un-n-na  çevrilməsi 

zamanı  (n-lar  çatmayan  nüvələrdə): 

0

0



0

1

1



0

1

1







e



n

p

.    Bu  reaksiyalarda  zərrəciyin  spinləri, 

yükləri  və  enerjisi  cəmi  sabit  qalır.  β-zərrəciyin  enerjisi  10  MeV-ədək  olur.  Onların  ionlaşdıma 

qabiliyyəti   



   zərrəciklərinkindən  yüzlərlə  azdır.  Ona  görə  də  onlar  maddəyə  daha  çox  nüfuz 

edirlər (qazlara-10

2

m, metallarda ~mm, bioloji hücüyrələrdə- 15mm-dək) 



3.γ-şüalanma  adətən  α  və  β-  çevrilmə  zamanı  baş  verir.  γ-şüalanmanın  spektrinin  diskret 

olması  (habelə 



 -şüalarının  spektrinin  diskretliyi)  belə  nəticə  çıxarmağa  imkan  verir  ki,  nüvənin 

enerji  spektri  diskretdir.  Bu  nəticə  γ-şüalanmanın  mexanizmini  aydınlaşdırmağa  imkan  verir. 

Nüvələr  adətən  müxtəlif  energetik  hallarda  ola  bilir.  Məsələn: 

n

W

W

W

..

,.........



,

2

1



.  Bir  enerjihaldan 

 


i

 o birinə 

 


k

 keçid 

ki

h

  enerjisinin şüalanması ilə nəticələnir: 

k

i

ki

W

W

h



 

Nüvənin  şüalanması  nəzəriyyəsi də atomun şüalanması  nəzəriyyəsi kimidir. Ölçmələr göstərir 



ki,  bu  enerji  böyükdür(

eV

6

5



10

10

~



).  Bu  γ-şüaların  uzunluğu  çox  kiçik  olması  deməkdir 

(

nm

1

.



0



γ-şüaları    sərt  (böyük 



   olan)  elektromaqnit  dalğasıdır  və  α  və  β-şüalara  nisbətən  çox  böyuk 

nüfuzetmə qabiliyyətinə malikdir (qazlara-10

2

m, metallarda 5 sm-dək) 



Radioaktiv çevrilmə (parçalanma) qanunu. 

Radioaktiv  şüalanmanın  intensivliyi  zaman  keçdikcə  azalır,  çünki  şüalanma  nəticəsində 

radioaktiv maddənin miqdarı azalır. 

1905-ci    ildə  Fon  Şveydler  belə  nəticəyə  gəlmişdirki,vahid  zamanda  çevrilən  atomların  sayı 

atomların ümumi sayı ilə mütənasibdir. 

Fərz edək ki, verilmiş anda radioaktiv elementin atomlarının sayı N olmuşdur. Əgər 



dt

 zaman 


fasiləsində  şüalanan  atomların  sayı 

dN

  olarsa, 



dt

dN

  radioaktiv  maddənin  aktivliyi  adlanır  və     



N

dt

dN

~

 olur. 



Onda azalan (-) atomların sayı belə olar:    

Ndt

dN



 

Burada 


-  parçalanma  sabiti  adlanır  və  radioaktiv  maddənin  parçalanma  sürətini  xarakterizə 

edir. 

Buradan 


dt

N

dN



. Bu ifadəni inteqrallayaq: 





t



N

N

dt

N

dN

0

0



  

Burada 



0

N

- başlanğıc (t=0) anda və - t anındakı radioaktiv atomların sayıdır. 



t

N

N

t

N

N







0

0

ln



ln

ln

 



 

10

t



e

N

N



0

     və ya   



t

e

N

N



0

      (1) 



 bu radioaktiv parçalanma qanunudur. 

t zaman müddətində parçalanan atomların sayı: 

)

1

(



0

0

0



0

t

t

e

N

e

N

N

N

N







bərabərdir. 



Parçalanma  sürəti  adətən  yarımparçalanma  periodu  (T)  ilə  xarakterizə  edilir.  Götürülmüş 

radioaktiv  maddənin  atomlarının  yarısının  parçalanmasına  lazım  olan  zaman  müddətinə 

yarımparçalanma  periodu  deyilir,  yəni  t=T  olanda 

2

1



0



N



N

  olur  və  (1) 

düsturundan alırıq: 

T



2

1

ln



    və ya  





,

2

ln



T

          



2

ln





T

    (2) 


693

.

0



2

ln



 

Burada 




1



radioaktiv atomun yaşama müddətidir. 

Radioaktiv  elementlər  aktivliyi  ilə  xarakterizə  edilir.  Aktivlik  vahid 

zamanda parçalanmış atomların sayı ilə təyin olunduğundan yaza bilərik: 

T

N

dt

dN

A

2

ln





          

 





san

parcalanma

el

bek

Bk

A



ker

 

Bk



ri

k

10

10



7

.

3



ü

1



yəni,1q Ra-un 1sn-də parçalanan atomların sayı 

10

10

7



.

3



-dur. 

Qrafikdə 





1



 radioaktivnüvənin ortayaşamamüddətidir. 

Bk

A

400


 olarsa, heç bir təhlükəsizlik tədbiri görmək lazım deyil. 



Bk

A

1000


olarsat\hlükəsizliktədbirlərə ehtiyacvar. 

olarsa, 

xüsusi 


təhlükəsizlik 

tədbirlərinə 

ehtiyac 

var.


 

 

 



 

 

 



Bk

A

7

10





Yüklə 249,11 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin