Termiz davlat universiteti fizika-matematika fakulteti nazariy fizika kafedrasi - bet 5

I=
Biroq yadrolarning tajriba yo’li bilan aniqlangan spinlarining qiymatlari bunga mutlaqo tugri kelmaydi. Massa soni juft bo’lgan yadrolarning spini butun sonli qiymatga ega (7 ning juftligi ahamiyatga ega emas). Bundan tashqari, noaniqliklar munosabatiga ko’ra ham yadroda elektronlar mavjud bo’lishi mumkin emas: ΔpΔr≥h Agar yadroda elektron bo’ladigan bo’lsa, uning o’rnining noaniqligi Δr~10-13 sm ga ekvivalent bo’lganligidan, elektron impulsining bunga mos noaniqligi bo’ladi. Δp ning bu qiymatiga energiya to’g’ri keladi, bu esa yadroning bog’lanish energiyasi bo’yicha taxmin qilinadigan qiymatga qaraganda juda katta. 1932-yilda Chadvik neytronni kashf qildi. Shu kashfiyot yadro fizikasi fanining rivojlanishiga turtki bo’ldi. Shu yilning o’zidayoq, Ivanenko va Geyzenberg deyarli bir vaqtda va bir-biridan mustaqil ravishda yadroning hozirgi paytda umumiy qabul qilingan proton-neytron modelini taklif qildilar. Bu modelga ko’ra, yadro Z proton va (A—Z) neytrondan tashkil topgan. Neytronlar spini yarim sonli (±h/2,) qiymatga va harakat miqdorining orbital momenti hamisha butun sonli qiymatga ega bo’lganligidan, A nuklondan tuzilgan yadrolar tajribaga to’la mos keladigan spinlarga ega bo’lishi kerak:
I=
Shunday qilib, zamonaviy tasavvurlarga ko’ra, atom yadrosi tarkibiga proton va neytronlar kiradi. Shuning uchun bu zarralar nuklonlar degan umumiy nomda yuritiladi («nuklon» lotincha so’z bo’lib, yadro, mag’iz ma’nosini anglatadi).
Nuklid, izotop, izobar, izoton, izomer va «ko’zgu» yadrolar
Atomlar massasi butun sondan birmuncha farq qiladi. Yadroning m.a.b. dagi massasiga eng yaqin butun son yadroning massa soni A deb olindi. Massa soni atom yadrosidagi nuklonlar (protonlar va neytronlar) sonini bildiradi. Berilgan element atomining yadrosi shu elementning ximiyaviy simvoli bilan belgilanadi va simvolning chap tomoniga yuqoriga — massa soni, chap tomoniga pastga esa yadroning zaryadi — Z, o’ng tomoniga pastga esa neytronlar soni N yoziladi. Masalan, uglerod yadrosi 12 nuklon (6 tasi proton) ga, yadrosi 23 nuklonga (bundan 11 tasi proton) ega va hokazo. Shunday qilib, atom yadrosi tarkibida Z ta proton va N=(A—Z) ta neytron bor. Bir xil elektr zaryadiga (Ze), ya’ni bir xil sonli protonga, ammo har xil massa soniga ega bo’lgan atom yadrolari izotoplar deb ataladi. Masalan, tabiatda kislorodning uchta , , turgun izotoplari, kremniyning ham uchta , , turgun izotoplari uchraydi va hokazo. Ba’zi berilliy, fosfor, margumush, vismut kabi elementlar bittadan barqaror izotopga ega bo’lgan holda qalay 10 ta barqaror izotopga ega. Izotoplar bir xil ximiyaviy va optik xususiyatlarga ega. Tabiatda uchraydigan ko’pchilik ximiyaviy elementlar bir necha izotoplarning aralashmasidan iborat. Shuni eslatib o’tamizki, atomning fizik-ximiyaviy xususiyatlari nuqtai nazaridan muhim xarakteristikasi uning massasi emas, balki yadroning zaryadidir. Haqiqatan ham, lar massalarining har xilligiga qaramay, bir elementning atomlari, va lar esa o’zlarining massa sonlari bir xil bo’lishiga qaramay, har xil ximiyaviy elementning atomlari hisoblanadi. Massa, soni bir xil bo’lgan, ya’ni bir xil sonli nuklonlardan iborat, ammo har xil 2 ga ega bo’lgan atom yadrolari izobar yadrolar deb ataladi. Lekin bir xil A bo’lganda ham izobar yadrolar massa bo’yicha birmuncha farq qiladi, masalan:
va hokazo.
Massa soni A=36 dan boshlab juft A ga ega bo’lgan yadrolar uchun izobarlar odatda juft-juft bo’lib uchraydi, masalan:
va hokazo, hammasi bo’lib 58 ta izobarlar jufti bor.
Bir necha izobar yadrolar uchlik (triada) izobarlarni hosil qiladi:
Bir xil massa sonlariga va bir xil atom nomerlariga ega bo’lishlariga qaramay, radioaktiv xususiyatlari bilan bir-birlaridan farq qiluvchi yadrolar izomer yadrolarga misol bo’la oladi. Garchi 234Pa bir necha yillardan beri ma’lum bo’lsa ham, izomeriya hodisasi to 1937-yili sun’iy olinadigan radioaktiv elementlar o’rtasida yana bir juft brom-80 izomeri topilgunga qadar katta e’tibor qozonmadi. Hozirgi vaqtda 300 dan ortiq yadro izomeriyasi ma’lum. Izomerlar — bu aynan bir turdagi, lekin turli energetik holatlarda bo’lgan yadrolardir. Bu holatlar barqaror bo’lmay, ularning har biriga ma’lum o’rtacha yashash vaqti to’g’ri keladi. Ba’zi bir yadrolarda hatto ikkitadan ortiq izomer holatlarning mavjudligi kuzatilgan. Masalan, ga yarim parchalanish davrida mos ravishda 60 kun, 1,5 min va 21 min bo’lgan uchta aktivlik mos keladi. Yadro izomerlarining qo’zg’algan holatlarini belgilash uchun «m» belgi ishlatilib, u massa sonidan so’ng qo’yiladi. Agar asosiy holatdan tashqari ikki va undan ortiq izomer holatlar mavjud bo’lsa, ular qo’zg’alish energiyasining ortib borish tartibida m1, m2 va h.k. belgilar bilan belgilanadi. Masalan, surmaning izomerlari (60 kun, asosiy holat), (1,3 min), (21 min) ko’rinishda yoziladi. Izomer yadrolar alohida nuklidlar bo’la olmaydi
Ba’zan «ko’zgu» yadrolar tushunchasidan ham foydalaniladi. Masalan, Z proton va N neytrondan iborat atom yadrosi bor deb faraz qilaylik. Protonlari soni bu yadroning neytronlari soniga teng (Z1=N) neytronlari soni esa protonlar soniga teng (N1=Z) bo’lgan ikkinchi yadro birinchi yadroga nisbatan «ko’zgu» yadro deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda, birinchi yadroning hamma protonlari 19 neytronlar bilan, neytronlari protonlar bilan almashtirilsa, birinchi yadro bilan birgalikda «ko’zgu» yadrolar juftini tashkil qiluvchi ikkinchi yadro hosil bo’ladi. Bunday «ko’zgu» yadrolar juftining birinchisi neytron va proton hisoblanadi. Yengil yadrolar sohasida «ko’zgu» yadrolar juftiga misol qilib
ni ko’rsatish mumkin. «Ko’zgu» yadrolardan ikkalasining xususiyatlari birbiriga ancha yaqin, lekin ulardan biri ko’pincha radioaktiv bo’ladi.
Bir xil sonli neytronlarga, lekin har xil sonli protonlarga ega bo’lgan atom yadrolari izotoplar deb ataladi. Izoton yadrolarga misollar: N=1 bo’lganda N=2 bo’lganda bo’lganda va hokazo. Atom yadrosining tarkibini ifodalash uchun A, Z , N, T sonlarining istalgan bir juftidan foydalanish mumkin. Ko’pincha, massa soni A va tartib nomeri Z dan yoki neytronlar soni N va tartib nomeri Z dan foydalaniladi.
|