1. Атом ядросының құрамы, зарядтары, массасы
Әлфа – ыдырау теориясының элеметтері. Туннельдік эффект
жүктеу/скачать 3,96 Mb.
|
Ядеркаааааааааааааааааа
| 26.Әлфа – ыдырау теориясының элеметтері. Туннельдік эффект. Өткен бапта қарастырылған мөлдірлік коэффициенті D ядроның ішіндегі оның шетіне жақын альфа бөлшектің ядродан шығуының ықтималдылығын анықтайды. Тәжрибеде өлшенетін ыдырау тұрақтысын анықтау үшін тағы екі шаманы білу қажет. Ол ядрода нейтрон мен протондардың альфа-бөлшекке топталуының Р ықтималдылығы мен құрылған -бөлшектің ядроның қабырғасымен соқтығысу жиілігі. Осыларды ескеріп ыдырау тұрақтысын (3.53) деп алуға болады. Альфа-бөлшектердің пайда болу Р ықтималдылығын есептеудің анық қалыптасқан теориясы жоқ. Сондықтан әртүрлі моделдер қолданылады. Ядроның -бөлшектік моделі бойынша ядролар дайын -бөлшектерден (класстерлерден тұрады). Мұндай ядролар үшін, әрине, P=1. Бірақ, мұндай жағдайлар сирек кездеседі. Зерттеулер көбінесе ядроның құрамында -бөлшектердің жоқтығын, олардың альфа-ыдырау алдында ғана құралатынын көрсетеді. Жұп-жұп ядроларда дайын протондық және нейтрондық қосақтар бар. Альфа-бөлшектердің олардан құралуы оңайырақ, ондай ядролар үшін Р бірге жақын. Бөлшектердің ядроның қабырғасына-потенциялық тосқауылдың шетіне соғылу жиілігі оның ядроны өту уақытына кері шама (3.54) Мұндағы -альфа-бөлшектің жылдамдығы, R-ядроның радиусы. шамасын, көбіне, экспонента алдындағы көбейткіш деп атайды. Жоғарыда қарастырылған түсіндірме бойынша (3.55)
Ландау бұл көбейткішті деңгейлерінің ара қашықтығы, ядроның қарастырылатын деңгейлерінің орташа ара қашықтығына тең, осциллятордың жиілігіне тең деп жобалады (3.56) Екі пайымдау үшін де бұл көбейткіштің мәні . Осылардан альфа-ыдырау тұрақтысы үшін (3.57)шығады. Осыдан (3.58) Оны қарапайым түрлендірулердің көмегіме (3.59) түріне келтіруге болады. Бұл өрнек Гейгер-Нетолл формуласына ұқсас және оның дәлірек түрі болып табылады. (3.59)-формуласы кинетикалық энергияның аз (2.5 еседей) өзгерісіне ыдырау тұрақтысының аса үлкен өзгерісінің сәйкестігін түсіндіреді. (3.57) формуласы ыдырау тұрақтысы мен бөлшектердің кинетикалық энергиясын ғана байланыстырмайды. Ол ыдырау тұрақтысының ядроның Z заряды мен R радиусына тәуелділігін де өрнектейді. альфа-ыдырау кезінде бөлшекке оның кинетикалық энергиясынан біраз биік потенциялық тосқауылдан өтуге тура келеді. Сондықтан, альфа-ыдыраудың баяу өтуі таңғарларлық емес. Керісінше, оның жалпы өтетіндігіне таңғалуға болады. Классикалық физикада мұндай оқиға мүлдем мүмкін емес. Микробөлшектердің қозғалысы классикалық физикамен емес кванттық физикамен түсіндіріледі. Олардың мұндай тосқауылдан өту мүмкіндігі бар. Бөлшектер үшін тосқауылда тесік бар сияқты, бөлшектер тосқауылдан сол тесіктер арқылы, таудағы тесік (туннел) арқылы көлік өтетініне ұқсас, өтетін сияқты. Бұл құбылыс т уннелдік өту немесе туннелдік эффект деп аталды. Бұл құбылысты анығырақ түсіну үшін, бір мөлшерлі, тікбұрышты потенциялық тосқауылды қарастырайық (3.6-сурет). Бұл жағдайда потенциялық энергияның мәндері мынадай: . Бөлшектің осы потенциялық тосқауылды өту мүмкіндігі қандай? Кинетикалық энергиясы Т Kванттық механикада бөлшектің қозғалысы толқындық функциямен анықталады, ал оның шаршысы бөлшекті берілген орында табудың ықтималдылығының тығыздығын береді. Толқындық функцияны табу үшін (3.36) Шредингер теңдеуін шешу керек. Мұндағы m-бөлшектің массасы (дәлірек m бөлшек пен ядроның келтірілген m=MМя/(Мя+М) массасы), Е-толық энергия, V-бөлшектің потенциялық энергиясы, -Ла-Пласс операторы. Бір мөлшерлі қозғалыс үшін, теңдеу қарапайым түр қабылдайды. Бөлшек қозғалатын кеңістікті үш өңірге бөліп, әр өңір үшін Шредингер теңдеуін шешуге болады: 1 өңір: х<0, V=0; T=E: 2 өңір: 0 х х0; V=V0>E (3.38) 3 өңір: х>x0 ; V=0: E=T (3.37) Бұл теңдеулердің шешімдері: 1-өңір үшін мұндағы , теңдеудің оң жағындағы бірінші мүше түсетін толқынға, ал екінші мүше шағылған толқынға сәйкес келеді. 2-өңір үшін . 3-өңір үшін болады. Бұл жерде біз үшінші өңірде шағылған толқынның болмайтынын, яғни exp(-іkx) алдындағы коэффициенттің в=0 болатынын ескердік. Бірінші өңірден үшінші өңірге өткен бөлшектердің үлесі, мөлдірлік Д коэффициентімен анықталады. Ол өткен бөлшектер мен түскен бөлшектердің ағындарының тығыздықтарының қатынасына тең (3.39) жүктеу/скачать 3,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|