«физика» ПӘні бойынша оқУ-Әдістемелік кешен 050113 – «Биология» мамандығы үшін
Ядролардың құрамы. Электрлік жене бариондық
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
| Ядролардың құрамы. Электрлік жене бариондық зарядтар
Ядроның құрамы туралы мәселе 1932-жылы Чедвик нейтронды ашқанға дейін шешусіз калды. Чэдвик, 1930-жылы Боте мен Беккер ашкан, б-бөлшектердің жеңіл ядролармен соктығысулары кезінде бөлініп шығатын, зат арқылы өту қабылеті жоғары бөлшектердің массасын анықтады. Ол егер осы бөлшектің сутегі және азот ядроларымен серпімді соқтығысуы кезінде импульс пен энергия сақталса, оның массасы кандай деген сұраққа жауап іздеді. Есептеулер ол бөлшектің массасы протонның массасына тең дерлік екенін көрсетті. Ол бөлшек нейтрон (n) деп аталды. Зат аркылы өтімділігі жоғары болуы үшін, оның электр заряды нөлге тең болуы керек. Нейтрон ашылғаннан кейін көп ұзамай Е.Н.Гапон мен Д.Д.Иваненко және В.Гейзенберг ядроның протондық-нейтрондық моделін ұсынды. Казіргі кезде ядроның протон-нейтрондық құрамы ешкім күмәнданбайтын, жалпы жұртшылық қабылдаған және тәжірибе жүзінде дәлелденген деп есептеледі. Ол бойынша : Атом ядролары бақыланатын элементар бөлшектер-протондар мен нейтрондардан тұрады. Протон мен нейтронньщ иір және піа массалары өзара жуық және электронның массасынан 2000 есе дерлік артық: тр=1836,1Афн= К007276 м.а.б., тп=1838,6тс = 1,0086652 м.а.б. Протон электр зарядталған, оның заряды он, және абсолют мәні электронның зарядына тең. Нейтрон электр бейтарап 1950-1980 жылдардағы зерттеулер протон мен нейтронный, және т.б. көптеген элементар деп аталатын бөлшектердің, шындығында элементар емес, өзіндік құрамы бар, күрделі бөлшектер екенін көрсетті. Бірақ олар үшін элементар оөлшектер деген ат сак.талған. Ядродағы бөлшектерді бытырап кетуден сақтап т^ратын және онын беріктігін қамтамасыз ететін күштер ядролық әсерлесу куштері немесе ядролық күш деп аталадыд Ядролық күштер электромагниттік күштерден әлдеқайда күштірек. Қазіргі, 20- ғасырдың аяқ шебіндеіі, қальштаскан көзқарас бойынша бұл күштер, күшті әсерлесу к\7лтерінің протон мен нейтронды кұрағаннан кейінгі қалдығы болуы керек. Ядролық әсерлесу үшін протон мен нейтронның касиеттері мүлдем бірдей, олардың бірінен-бірін айныту мүмкін емес. Сондықган көп жағдайларда оларды нуклон деген жалпы атпен атайды. Атомның электрлік бейтараптьіғьш қамтамасыз ету \тпін оньщ қүрамындағы электрондардьщ санымен ядроньщ қүрамындағы протондар саны бірдей Ж болуы керек. Ядродағы нуклондардьщ жалпы саны массалық сан А деп аталады. Осыдан ядроның к^рамындағы нейтіюндар саны Н=Б-Ж. Ядроларды сипаттаған кезде нейтіэондар саны сирек қолданылады. Ядронын құрамын сипаттайтын шамалар ретінде онын Ж атомдық номері мен Б массалық саны қолданылады. Біз де әрі қарай осы шамаларды пайдаланамыз жөне нейтрондар саны керек болғанда, оны Б-Ж деп аламыз. Атомдык. номері Ж, массалык, саны А ядроны £Х деп белгілейді. Мүндағы Х-атомдық номері Ж элементтің химиялық белгісі. Элементтщ химиялык, белгісі оньщ атомдық нөмерін де ашлқтайтьш болғандыктан кейде оньщ атомдық нөмерін көрсетпейді. Мысалы, єLi7 деген белгі атомдық нөмері 3 Литий элементінің массалық саны 7-ге тең атомынын ядросының белгісі. Бүл ядроның қүрамында 3 протон, 7-3 = 4 нейтрон бар. Протон мен нейтронды бүл ереже бойыншл, сөйкес j с = с0, чз түрінде белгілейді. Массалық сан бірінші рет, массаның атомдық бірлігімен өлшенген, атом массасына ең жақын бүтін сан ретінде енгізілген. Сондыктан, оны аса жоғары дәлдікті қажет етпейтін көптеген есептеулерде, әсіресе массалардың қатьшасы кіретін өрнектерде, ядроньш массасының орнына пайдалануға болады. Атомдык номерлері Ж бірдей, ал массалық сандары әртүрлі ядролар изотоптар деп аталады. Мысалы, табиғатта 18-элемент аргонның қүрамында 18,20,22 нейтгрондары бар үш изотопы кездеседі. Массалық сандары бірдей, ал атомдық нөмерлері әртүрлі ядролар үшін кейде изобарлар деген ат қолданылады. Мысалы ядросы мен 20 Са ядросы изобарлар. Ал нейтрондарьшьщ саны (Б-Ж) бірдей, А мен Ж әртүрлі ядроларға тағылған изотондар деген ат қолданылмайды дерлік. Әртүрлі изотоптардың ядролық қасиеттері мүлдем әртүрлі. Ал бір элементтің изотоптарының химиялық кдсиеттері мүлдем бірдей, ал физикалық кясиеттері бірдей дерлік. Атом ядросының электр заряды Ze (өлшем бірлігі ретінде электронньщ зарядының сан мәнін алса, Z), оның атомдық нөмеріне тең, протонның Ж санымен анықталады. Электр заряды берілген элементтің барлық изотоптарьшьщ (сутегінен баска) химиялық қасиеттерін анықгайды. Электр заряды ядролық физикада карастырылатын барлық (электромагниттік, ядролық жөне нәзік) әсерлесулер кезінде сақгалады. Электр зарядының сақталу заңы ядролық реакиияға немесе радиоактивтік ыдырауға катысатын ядролардын біреуінщ зарядын олар үтдін зарядтардьщ теңдеуінен табуға мүмкіндік туғызады. Ядроның электр заряды жиынтықтык, сипаттама, ол ядроның түтас зарядын ғана анықтап, зарядтың ядроның көлемі бойынша тарал>ъі туралы мәліметтер бермейді. Ядролық реакциялар мен тұрленулер барысында массалық сан да (нуклондар саны) сақталады: әсерлесуге дейінгі бөлшектердін массалық сандарыньщ қосындысы, одан кейінгі бөлшектердің массалық сандарыньш қосындысына тең. «СЭлементар бөлшектер үшін массалық сан орнына бариондық заряд (бариондық сан) В шамасы крлданылады. Барлық барион деп аталатын бөлшектердің, оның ішінде протон мен нейтронный, да, бариондық зарядтары 1, кварктардың бариондық зарядтары 1/3, ал баска бөлшектердің бариондык. заряды нөлге теңд Антибөлшектердің бариондық зарядтары теріс таңбамен алынған бөлшектердід бариондық зарядтарына тең. Ядроның массалык саны Б оның кұрамындағы нуклондардьщ саны, демек оньщ бариондық заряды болады. Ядро үпіін В=А. Сонымен, /ядролар мен элементар бөлшектер кзтысатын барлық әсерлесулерде бариондық заряд сакталады. > Бариондық зарядтың сақталу заңы кейбір баска шамалардьщ (энергияның, импульстың, импульс моментінің, электр зарядының) сақталу зандары бойынша рүқсат етілген құбылыстардын; (мысалы, протонның нықтығын) өтпейтін себебін түсіндіреді. Бариондык, зарядтың сақталу заңьі ядроның да нықтығын камтамасыз етедг. Сонымен, ^табиғаттагы барльщ заттардың іргесін қүратын атомдардың қүрамъша, толып жаткдн сан алуан элементар бөлшектердің үшеуі ғана : протон, электрон, нейтрон кіреді. Баскд бөлшектер реакциялар мен түрленулер кездерінде ғана байқалады. Табиғатта атомдық нөмерлері Ж 0 мен 92 арасындағы ядролар кездеседі. Жасанды ядролық атомдық нөмерлері Ж=Й07 дейін жетеді. Атомдық нөмерлері Ж=П,43,61, > 84 нық, радиоактивтілікке душар емес адролар жоқ. Белтілі ядролардың массалық сандары А 1 мен 260 арасында жатады. А =5,8 жөне А > 210 нық ядролар жоқ. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|