Fottoefekt nazariyasi - O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi farg’ona davlat universiteti

|
O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi farg’ona davlat universiteti
|
bet | 10/11 | Sana | 15.12.2023 | Hajmi | 62,19 Kb. | | #119056 |
Bog'liq Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi” fanidan kurs ishi m-fayllar.org2.3 Fottoefekt nazariyasi.Fotoeffektning faqatgina birinchi qonunini to‘lqin nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Ammo to‘lqin nazariyasi fotoeffektning ikkinchi va uchinchi qonunlarini tushuntira olmaydi.Haqiqatdan ham to‘lqin nazariyaga asosan fotokatodga tushayotgan ixtiyoriy to‘lqin uzunlikka ega bo‘lgan yorug‘likning intensivligi ortgan sari ajralib chiqayotgan fotoelektronlarning energiyalari ham ortishi kerak edi. Ammo tajribalarning ko‘rsatishicha, fotoelektronlarning energiyasi yorug‘lik intensivligiga mutlaqo bog‘liq emas.To‘lqin nazariyasiga asosan, elektron metalldan ajralib chiqishi uchun kerakli energiyani har qanday yorug‘likdan olishi mumkin, ya’ni yorug‘lik to‘lqin uzunligining ahamiyati yo‘q.
Faqat yorug‘lik intensivligi yetarlicha katta bo‘lishi lozim. Vaholanki, to‘lqin uzunligi qizil chegaradan katta bo‘lgan yorug‘likning intensivligi har qancha katta bo‘lsa ham, fotoeffekt hodisasi yuz bermaydi. Aksincha, to‘lqin uzunligi qizil chegaradan kichik bo‘lgan yorug‘lik intensivligi nihoyat kuchsiz bo‘lsa ham fotoeffekt hodisasi kuzatiladi. Bundan tashqari, nihoyatda kuchsiz intensivlikdagi yorug‘lik tushayotgan taqdirda, to‘lqin nazariyasiga asosan, yorug‘lik to‘lqinlar tashib kelgan energiyalar evaziga metalldagi elektron ma’lum miqdordagi energiyani to‘plab olishi kerak. Bu energiya elektronning metalldan chiqishi uchun yetarli bo‘lgan holda fotoeffekt sodir bo‘lishi kerak. Hisoblashlarning ko‘rsatishicha, intensivligi juda kam bo‘lgan yorug‘likdan Ach ga yetarli energiyani elektron to‘plab olishi uchun soatlab, hattoki kunlab vaqt o‘tishi lozim ekan. Tajribalarda esa metallga yorug‘likning tushishi va fotoelektronlarning vujudga kelishi orasida 10–9 sekundlar chamasi vaqt o‘tadi, xolos.
Demak, yorug‘likning to‘lqin nazariyasi va fotoeffekt hodisasi o‘rtasida ma’lum mos kelmasliklar mavjud. Shuning uchun yorug‘likni uzluksiz elektromagnit to‘lqin jarayoni deb tasavvur qilish yorug‘lik tabiatini to‘la aks ettira olmaydi. Bu fikr 1905-yilda A.Eynshteynni yorug‘likning kvant nazariyasini yaratishiga olib keldi. Eynshteyn Plank gipotezasini rivojlantirib, yorug‘lik ulushlar shaklida chiqarilgani kabi xuddi shunday ulushlar shaklida yutiladi deb hisoblansa, fotoeffekt qonunlarini tushuntirish mumkin deb ko‘rsatadi. Eynshteynning fikricha, yorug‘lik to‘lqinlari energiyasining oqimi uzluksiz bo‘lmasdan, balki energiyaning diskret ulushlari oqimi bo‘lib, ularni kvantlar yoki fotonlar deyiladi. U vaqtda chastotasi n bo‘lgan har bir yorug‘lik fotonining energiyasi quyidagicha bo‘ladi:
Bu tenglikdan fotoeffektning qizil chegarasi – nq aniqlanadi, ya’ni nq=A/h. Chegaraviy chastota – nchtajribada o‘lchanadi, chiqish ishi A esa Jmax=0 bo‘lganda, (2.8) tenglama yordamida hisoblanadi. Eynshteyn tenglamasidan foydalanib, Plank domiysi h ni aniqlash mumkin. Buning uchun yorug‘likning n chastotasini, A chiqish ishini tajribada topish va fotoelektronlarning kinetik energiyasini o‘lchash lozim. Bunday o‘lchash va hisoblashlardan Plank doimiysi uchun h=6,63×10–34 J×s qiymat hosil qilingan. (2.9) ifodaga asosan, qizil chegara tushayotgan yorug‘lik intensivligiga mutlaqo bog‘liq emas,chunki yorug‘lik intensivligi undagi fotonlar sonini xarakterlaydi. Foton energiyasi esa faqat chastotaga bog‘liqdir.
Chiqish ishi turli metallar uchun turlicha bo‘ladi va bir necha elektron voltni tashkil qiladi. Kaliy, natriy va miss metallarida fotoeffektning qizil chegarasi (to‘lqin uzunliklarda) tegishlicha 551; 543 va 277 nm ga teng bo‘lganda chiqish ishi tegishlicha 2,25; 2,28 va 4,48 eV ni tashkil qiladi.Eynshteyn tenglamasining asosida elektron faqat bitta fotonni yutadi degan tasavvur yotadi. Lekin intensivligi juda katta bo‘lgan yorug‘liklar uchun fotoeffekt qonunlari o‘z kuchini yo‘qotadi. Haqiqatdan ham intensivligi juda katta bo‘lgan yorug‘lik bilan tajriba olib borilayotgan bo‘lsa, metalldagi elektronga bir vaqtning o‘zida ikkita foton tushishi mumkin. Bu holda elektron yutgan energiya ikkala foton energiyalarining yig‘indisiga teng.
Bunda sodir bo‘ladigan fotoeffektni ko‘p fotonli fotoeffekt deb ataladi. Tabiiyki, ko‘p fotonli fotoeffektning qizil chegarasi kichik chastotalar (katta to‘lqin uzunliklar) sohasiga siljiydi.
Fotoeffektning kvant nazariyasining muvaffiqiyati yorug‘likning kvant tabiatini namoyon qiluvchi isbotlardan biridir. Keyinchalik yorug‘likning kvant tabiati ko‘pgina tajribalarda ham tasdiqlandi.
Gamma nurlanish yadroning uyg’ongan holatidan asosiy holatiga o’tganida vujudga keladi. Gamma-nurlar to’lqin uzunligi qisqa bo’lgan elektromagnit to’lqinlardir. Gamma-nurlar energiyalari ortishi bilan to’lqin uzunliklari kamayib boradiGamma nurlar gamma kvantlar deb ataluvchi zarralar oqimidan iborat. Gamma-kvantlar energiyasi bir necha o’n KeV dan yuqori bo’lib, hozirgi zamon tezlatkichlarida 20 MeV energiyaga qadar gamma-kvantlar hosil qilinishi mumkin. gamma-kvantlar modda atomlari va elektronlari bilan elektromagnit maydon vositasida ta’sirlashadi. Gamma-kvantlarning atom elektronlari va yadrolari bilan to’qnashishi kam, shunday bo’lsada to’qnashishi natijasida o’z yo’nalishini keskin o’zgartirib sochiladi. Gamma kvantlar moddadan o’tganda energiyasi o’zgarsa ham tezligi o’zgarmaydi, ular yorug’lik tezligida harakatlanadi. Gamma-kvantlar moddadan o’tganda moddada yutilish yoki sochilish jarayonlari yuz beradi. Gamma-nurlarning moddada sochilishi natijasida uning intensivligi eksponensial qonun asosida o’zgaradi, ya’ni Bu formulada
-gamma-kvantlarining boshlang’ich intensivligi,
-x qalinlikdagi moddadan o’tgandan keying intensivligi,
-x qalinlikdagi moddada yutilish koeffitsienti,
sm-1 birlikda o’lchanadi. Ko’p xollarda massaviy yutilish koeffitsienti deyiladigan
kattalikdan foydalaniladi, 𝜌-modda zichligi. Massaviy yutilish koeffitsienti
sm2/g larda o’lchanadi, u vaqtda modda qalinligi g/sm2 larda o’lchanadi. Yutilish koeffitsienti gamma-nurlarning modda bilan o’zaro ta’sirini to’liq tushuntiradi, chunki yutilish koeffitsienti yutilish, sochilish jarayonlarining to’la effektiv kesimi bilan bog’liq. Gamma-nurlar moddadan o’tganda asosan uch xil jarayon yuzaga keladi: fotoeffekt, kompton effekt va elektron-pozitron juftining hosil bo’lishi.
Fotoeffekt va kompton effektlarida gamma-kvantlarning atom elektronlari bilan to’qnashishida yuz beradi. Elektron-pozitron jufti hosil bo’lishi gamma-kvantlarning atom yadrosi bilan ta’sirida sodir bo’ladi va yuqori energiyalarda bu jarayonning effektiv kesimi (sodir bo’lish ehtimoliyati) ortadi.
Gamma-kvantlar modda atomlaridagi bog’langan elektronlar bilan ta’sirlashganida, o’z energiyasini berib yutiladi va atomdan elektronni urib chiqaradi. Bunday jarayon fotoeffekt hodisasi deyiladi. Fotoeffekt jarayonida atomga gamma-kvant energiyasining bir qismi beriladi. Energiyaning bu berilgan qismi atom bilan elektronning bog’lanish energiyasini uzishga sarflanadi. Gamma kvant energiyasining qolgan qismi atomdan uzib chiqarilgan elektronga kinetik energiya sifatida beriladi. U vaqtda elektron kinetik energiyasi quyidagicha ifodalanadi:Bu formulada
-gamma-kvant energiyasi,
-elektronning
-qobiqdagi bog’lanish energiyasini ko’rsatuvchi ionlashtirish potensiali yoki elektronning bog’lanish energiyasi deyish mumkin;
-atomdan uzib chiqarilgan elektronning kinetik energiyasi. Fotoeffekt hosil bo’lishi uchun gamma-kvant energiyasi elektronning atomdagi bog’lanish energiyasidan katta bo’lishi kerak, ya’ni
Fotoeffekt jarayoni ichki K, L va boshqa qobiqlarda yuz berganda uzib chiqarilgan elektronlarning bo’shagan o’rinlariga yuqori qobiqdagi elektronlar o’tishi sodir bo’ladi. bunday elektronlar o’tish jarayonida xarakteristik rentgen-nurlari chiqariladi. Fotoeffekt hodisasi sodir bo’lganda qo’zg’algan, ya’ni elektroni urib chiqarilgan atom Oje elektronlarini ham chiqarishi mumkin. Bunda atomning qo’zg’alish energiyasi qobiqdagi elektronlarga beriladi. Natijada diskrit energetik spektrini hosil qiladigan elektronlar hosil bo’ladi. shunday qilib fotoeffekt jarayoni faqat atomda bog’langan elektronlardagina yuz beradi. Atomdagi elektronning bog’lanish energiyasi qancha katta bo’lsa, fotoeffekt hodisasining yuzaga kelish ehtimoliyati shuncha katta bo’ladi.
Fotoeffekt kesimi
va
ga bog’liq bo’ladi. Fotoeffekt kesimi 𝜎f – fotoeffektning yuz berish ehtimolini bildiradi. Atomda turli qobiqlardagi elektronlarning bog’lanish energiyasi turlicha bo’lgani uchun fotoeffekt kesimi ham o’zgaradi. K-qobiqdagi elektron uchun bog’lanish energiyasi
kichik bo’lganda effektiv kesim (𝜎k) quyidagicha hisoblanadi.
bo’ladi. Bu ifoda fotoeffekt hosil bo’lishining chegaraviy energiyasini bildiradi, ya’ni bunda elektronning atomdan chiqish ishi uning bog’lanish energiyasiga teng bo’ladi. Shu energiyaga mos keluvchi gamma-kvant to’lqin uzunligi fotoeffektning qizil chegarasi deyiladi va quyidagicha aniqlanadi:gamma nurlari, yoki gamma nurlanishi (belgi γ yoki ), penetratsion shaklidir elektromagnit nurlanish dan kelib chiqqan radioaktiv parchalanish ning atom yadrolari. U eng qisqa to'lqin uzunlikdagi elektromagnit to'lqinlardan iborat va shuning uchun eng yuqori darajani beradi foton energiyasi. Pol Villard, frantsuz kimyogar va fizik, o'rganish paytida 1900 yilda gamma nurlanishini topdi nurlanish tomonidan chiqarilgan radiy. 1903 yilda, Ernest Rezerford ushbu nurlanish deb nomlangan gamma nurlari ularning nisbatan kuchli kirib borishiga asoslanadi materiya; 1900 yilda u parchalanish nurlanishining kamroq penetratsion ikki turini nomlagan (kashf etgan Anri Bekerel) alfa nurlari va beta nurlari kuchning ko'tarilish tartibida.
Radioaktiv parchalanish natijasida hosil bo'lgan gamma nurlari bir necha kiloelektronvoltgacha bo'lgan energiya oralig'ida (keV) taxminan 8 megaelektronvoltgacha (~ 8)MeV), yadrolarda odatdagi energiya darajalariga mos keladigan uzoq umr ko'rishlari bilan mos keladi. Parchalanishni aniqlash uchun gamma nurlarining energiya spektridan foydalanish mumkin radionuklidlar foydalanish gamma-spektroskopiya. Juda yuqori energiyali gamma nurlari 100-1000 teraelektronvoltda (TeV) kabi manbalardan diapazon kuzatilgan Cygnus X-3 mikroquasar.
Yerdan kelib chiqqan gamma nurlarining tabiiy manbalari asosan radioaktiv parchalanish va atmosferadagi o'zaro ta'sirning ikkinchi darajali nurlanishi natijasida yuzaga keladi. kosmik nur zarralar. Biroq, boshqa noyob tabiiy manbalar mavjud, masalan quruqlikdagi gamma nurlari, yadroga elektron ta'siridan gamma nurlarini hosil qiladi. Gamma nurlarining taniqli sun'iy manbalariga kiradi bo'linishkabi sodir bo'lgan narsalar kabi yadro reaktorlariva yuqori energiya fizikasi kabi tajribalar neytral pion parchalanishi va yadro sintezi.
Gamma nurlari va X-nurlari ikkalasi ham elektromagnit nurlanishdir va ular bir-biriga to'g'ri kelganligi sababli elektromagnit spektr, terminologiya ilmiy fanlar orasida turlicha. Fizikaning ayrim sohalarida ular kelib chiqishi bilan ajralib turadi: Gamma nurlari yadroviy parchalanish natijasida hosil bo'ladi, rentgen nurlarida esa yadro tashqarisida. Yilda astrofizika, gamma nurlari an'anaviy ravishda mavjud deb ta'riflanadi foton energiyalari 100 dan yuqorikeV va mavzusi gamma nurlari astronomiyasi, 100 keV dan past nurlanish esa quyidagicha tasniflanadi X-nurlari va mavzusi Rentgen astronomiyasi. Ushbu konventsiya atigi 100 keVgacha bo'lgan energiyaga ega bo'lgan dastlabki sun'iy rentgen nurlaridan kelib chiqadi, aksariyat gamma nurlari yuqori energiyaga tushishi mumkin edi. Astronomik gamma nurlarining katta qismi Yer atmosferasi tomonidan tekshiriladi.
Gamma nurlari ionlashtiruvchi nurlanish va shu tariqa biologik xavfli hisoblanadi. Yuqori penetratsion kuchi tufayli ular suyak iligi va ichki organlarga zarar etkazishi mumkin. Alfa va beta nurlaridan farqli o'laroq, ular tanadan osongina o'tib ketadi va shu bilan qo'rqinchli bo'ladi radiatsiyadan himoya qilish qo'rg'oshin yoki beton kabi zich materiallardan himoya qilishni talab qiladigan qiyinchilik.
Gamma nurlarini oynadan aks ettirish mumkin emas va ularning to'lqin uzunliklari shunchalik kichikki, ular detektorda atomlar orasidan o'tib ketadi. Bu shuni anglatadiki, gamma nurlari detektorlari ko'pincha zich joylashgan olmoslarni o'z ichiga oladi.
Kashf etilgan birinchi gamma nur manbai bu edi radioaktiv parchalanish deb nomlangan jarayon gamma yemirilishi. Ushbu turdagi parchalanish jarayonida hayajonlangan Yadro deyarli darhol hosil bo'lganidan keyin gamma nurini chiqaradi.[eslatma 1] Pol Villard, frantsuz kimyogari va fizigi, 1900 yilda chiqadigan nurlanishni o'rganayotganda gamma nurlanishini topdi radiy. Villard uning tasvirlangan radiatsiyasi avvalroq "radioaktivlik" deb nomlangan beta nurlarini o'z ichiga olgan radiumning ilgari tasvirlangan turlaridan ko'ra kuchliroq ekanligini bilar edi. Anri Bekerel 1896 yilda va alfa nurlari 1899 yilda Rezerford tomonidan kamroq penetratsion shakl sifatida topilgan. Ammo Villard ularni boshqa fundamental tur deb atashni o'ylamagan.[1][2] Keyinchalik, 1903 yilda Villard radiatsiyasi ilgari nomlangan nurlardan tubdan farq qiladigan turga ega deb tan olindi Ernest Rezerford, Villard nurlarini 1899 yilda Rezerford farq qilgan beta va alfa nurlariga o'xshatib "gamma nurlari" deb atagan.[3] Radioaktiv elementlar chiqaradigan "nurlar" turli xil materiallarga kirib borish kuchiga qarab nomlangan bo'lib, yunon alifbosining dastlabki uchta harfidan foydalanilgan: alfa nurlari eng past penetratsion, so'ngra beta nurlari, so'ngra gamma nurlari eng ta'sirchan. . Ruterford shuningdek, gamma nurlari burilmaganligini (yoki hech bo'lmaganda emas, balki) ta'kidladi osonlik bilan magnit maydon bilan boshqa xususiyat, ularni alfa va beta nurlaridan farq qiladi.
Gamma nurlari dastlab alfa va beta nurlari kabi massaga ega zarralar deb o'ylangan. Ruterford dastlab ular juda tez beta-zarralar bo'lishi mumkin deb hisoblar edi, ammo ularning magnit maydon tomonidan burilmasligi ularning zaryadsizligini ko'rsatdi.[4] 1914 yilda gamma nurlari kristall sirtlardan aks etishi kuzatilib, ularning elektromagnit nurlanish ekanligini isbotladi.[4] Rezerford va uning hamkasbi Edvard Andrade radiumdan gamma nurlarining to'lqin uzunliklarini o'lchab, ularning rentgen nurlariga o'xshashligini, ammo qisqa to'lqin uzunliklarida va (shu tariqa) yuqori chastotada ekanligini aniqladi. Bu oxir-oqibat ularga ko'proq energiya berish deb tan olindi foton, ikkinchi muddat umuman qabul qilinganligi bilanoq. Keyinchalik gamma parchalanishi odatda gamma foton chiqarishi tushunilgan.
Yerdagi gamma nurlarining tabiiy manbalariga tabiiy ravishda paydo bo'lgan gamma parchalanishi kiradi radioizotoplar kabi kaliy-40, shuningdek, bilan har xil atmosfera ta'siridan ikkinchi darajali nurlanish sifatida kosmik nur zarralar. Yadro kelib chiqishi bo'lmagan gamma nurlarini ishlab chiqaradigan ba'zi noyob quruq tabiiy manbalar chaqmoq chaqmoqda va quruqlikdagi gamma nurlari, bu tabiiy yuqori energiya kuchlanishidan yuqori energiya chiqindilarini ishlab chiqaradi. Gamma nurlari juda yuqori energiyali elektronlar hosil bo'ladigan bir qator astronomik jarayonlar natijasida hosil bo'ladi. Bunday elektronlar mexanizmi orqali ikkilamchi gamma nurlarini hosil qiladi dilshodbek, teskari Kompton tarqalishi va sinxrotron nurlanishi. Bunday astronomik gamma nurlarining katta qismi Yer atmosferasi tomonidan tekshiriladi. Gamma nurlarining taniqli sun'iy manbalariga kiradi bo'linishkabi sodir bo'ladi yadro reaktorlari, shu qatorda; shu bilan birga yuqori energiya fizikasi kabi tajribalar neytral pion parchalanishi va yadro sintezi.
Nurlantirish yoki ko'rish uchun ishlatiladigan gamma nurlarini chiqaradigan materialning namunasi gamma manbai sifatida tanilgan. U shuningdek a radioaktiv manba, izotop manbai yoki radiatsiya manbai, ammo bu umumiy atamalar alfa va beta-chiqaruvchi qurilmalarga ham tegishli. Gamma manbalari odatda radioaktiv ifloslanishni oldini olish uchun muhrlanadi va og'ir ekranlashda tashiladi.
Gamma nurlari gamma parchalanishi paytida hosil bo'ladi, bu odatda parchalanishning boshqa shakllari paydo bo'lgandan keyin paydo bo'ladi, masalan alfa yoki beta-versiya yemirilish. Radioaktiv yadro an emissiyasi bilan parchalanishi mumkin zarracha. The qiz yadrosi natijalar odatda hayajonlangan holatda qoladi. Keyinchalik gamma nurlari fotonini chiqarib, pastroq energiya holatiga parchalanishi mumkin, bu jarayon gamma parchalanishi deb ataladi.
Hayajonlangan yadrodan gamma nurlarining chiqishi uchun atigi 10 ta talab qilinadi−12 soniya. Gamma parchalanishi ham kuzatilishi mumkin yadroviy reaktsiyalar kabi neytron ushlash, yadro bo'linishi, yoki yadro sintezi. Gamma parchalanishi, shuningdek, boshqa yadroli radioaktiv parchalanishlardan so'ng atom yadrolarining ko'plab hayajonlangan holatlarini bo'shashish rejimidir. beta-parchalanishUshbu davlatlar yadroviy zarur tarkibiy qismga ega ekan aylantirish. Yuqori energiyali gamma nurlari, elektronlar yoki protonlar materiallarni bombardimon qilganda, hayajonlangan atomlar xarakterli "ikkilamchi" gamma nurlarini chiqaradi, bu bombardimon qilingan atomlarda hayajonlangan yadro holatlarini yaratish mahsulotidir. Bunday o'tishlar, yadro gammasining bir shakli lyuminestsentsiya, mavzuni shakllantirish yadro fizikasi deb nomlangan gamma-spektroskopiya. Flüoresan gamma nurlarining shakllanishi radioaktiv gamma parchalanishining tez turidir.
Ba'zi hollarda, beta-zarrachaning yoki boshqa qo'zg'alish turining chiqishini kuzatadigan hayajonlangan yadro holati o'rtacha qiymatdan barqarorroq bo'lishi mumkin va metastable hayajonlangan holat, agar uning parchalanishi o'rtacha 10 dan 100 dan 1000 baravar ko'proq vaqt talab qilsa−12 soniya. Bunday nisbatan uzoq umr ko'rgan hayajonlangan yadrolar deyiladi yadro izomerlariva ularning parchalanishi muddati tugaydi izomerik o'tish. Bunday yadrolar mavjud yarim umr osonroq o'lchanadigan va kam uchraydigan yadro izomerlari gamma nurlarini chiqarmasdan oldin hayajonlangan holatda bir necha daqiqa, soat, kun yoki ba'zan uzoqroq turishga qodir. Shuning uchun izomeriya o'tish jarayoni har qanday gamma emissiyasiga o'xshaydi, ammo bu yadrolarning oraliq metastabil qo'zg'aladigan holat (lar) ini o'z ichiga olishi bilan farq qiladi. Metastabil holatlar ko'pincha yuqori bilan ajralib turadi yadro aylanishi, gamma parchalanishi bilan spinning o'zgarishini talab qiladigan, faqatgina 10 ga teng bo'lgan bitta birlik o'tish o'rniga−12 soniya. Yadroning qo'zg'alish energiyasi kichik bo'lganda ham gamma parchalanish tezligi sekinlashadi.[5]
Har qanday hayajonlangan holatdan chiqadigan gamma nurlari energiyasini to'g'ridan-to'g'ri istalganiga o'tkazishi mumkin elektronlar, lekin, ehtimol, atomning K qobiq elektronlaridan biriga aylanib, uni shu atomdan chiqarib yuborilishiga olib keladi, bu jarayon odatda " fotoelektr effekti (tashqi gamma nurlari va ultrabinafsha nurlar ham bu ta'sirga olib kelishi mumkin). Fotoelektr effekti bilan ichki konversiya gamma-nurli foton oraliq zarracha sifatida ishlab chiqarilmaydigan jarayon (aksincha, "virtual gamma-nur" jarayonni vositachilik qiladi deb o'ylash mumkin).
Gamma nurlari ko'plab jarayonlarda hosil bo'ladi zarralar fizikasi. Odatda, gamma nurlari mahsulotidir neytral parchalanadigan tizimlar elektromagnit ta'sir o'tkazish (a o'rniga zaif yoki kuchli o'zaro ta'sir). Masalan, an elektron-pozitronni yo'q qilish, odatdagi mahsulotlar ikkita gamma nurli fotondir. Agar yo'q qilinadigan elektron va pozitron tinch holatda bo'lsa, hosil bo'lgan gamma nurlarining har biri ~ 511 energiyaga ega keV va ~ ning chastotasi 1.24×1020 Hz. Xuddi shunday, neytral pion ko'pincha ikkita fotonga aylanadi. Boshqa ko'plab hadronlar va massiv bosonlar shuningdek, elektromagnit ravishda parchalanadi. Kabi yuqori energiya fizikasi tajribalari Katta Hadron kollayderi, shunga ko'ra, sezilarli darajada radiatsiyaviy himoya qilishni qo'llang.[iqtibos kerak] Chunki subatomik zarralar asosan to'lqin uzunliklari atom yadrolariga qaraganda ancha qisqa, zarralar fizikasi gamma nurlari odatda yadro yemirilish gamma nurlariga qaraganda bir necha daraja kuchliroqdir. Gamma nurlari energiya jihatidan elektromagnit spektrning yuqori qismida joylashganligi sababli, nihoyatda yuqori energiyali fotonlar gamma nurlaridir; masalan, ega bo'lgan foton Plank energiyasi gamma nurlari bo'ladi. Gamma nurlari osmonida (o'ngdagi rasmga qarang) ko'proq tarqalgan va uzoqroq muddatli gamma nurlari hosil bo'ladi. pulsarlar Somon yo'li ichida. Osmonning qolgan qismidagi manbalar asosan kvazarlar. Pulsarlar magnit maydonlari bo'lgan nurlanish nurlarini hosil qiluvchi neytron yulduzlar deb hisoblanadilar va baquvvat, keng tarqalgan va juda yaqin manbalar (odatda faqat o'z galaktikamizda ko'rinadi) kvazarlar yoki nodirroq gamma-nurli yorilish gamma nurlarining manbalari. Pulsarlar nisbatan uzoq umr ko'rgan magnit maydonlarga ega bo'lib, ular relyativistik tezlikda zaryadlangan zarralarning yo'naltirilgan nurlarini hosil qiladi, ular yaqin atrofdagi gaz yoki changga tushganda gamma nurlarini chiqaradi (bremsstrahlung) va sekinlashadi. Bu yuqori energiyali fotonlarni ishlab chiqarishga o'xshash mexanizm megavoltaj radiatsiya terapiyasi mashinalar (qarang dilshodbek). Komptonning teskari tarqalishi, unda zaryadlangan zarralar (odatda elektronlar) yuqori energiyali fotonlarni kuchaytiradigan kam energiyali fotonlarga energiya beradi. Fotonlarning relyativistik zaryadlangan zarracha nurlariga bunday ta'siri gamma nurlarini hosil qilishning yana bir mexanizmi hisoblanadi. Magnit maydoni juda yuqori neytron yulduzlari (magnetarlar), astronomik deb o'ylagan yumshoq gamma repetitorlari, nisbatan uzoq umr ko'rgan yana bir gamma nurlanish manbai.
Xulosa
Men ushbu “Gamma nurlanishning modda orqali o’tishi .Fottoeffekt,Kompton effekt,elektron-pozitron jufti hosil bo’lishi va bog’liqlik tomonlari” nomli kurs ishimda -Hozirgi vaqtda yadro fizikasi fani oldida yadro kuchlar tabiatini, elementar zarralar xususiyatlarini hamda termoyadro reaksiyasini boshqarish kabi eng muhim muammolar turibdi. Turli xil muammolarni hal etishda, yagona nazariyani yaratishdagi asosiy qiyinchilik shundan iboratki, yadrodagi nuklonlar orasidagi o'/.aro ta’sirlashuv kuchlarini bilmaymiz (yadro kuchlari tabiatda eng kutla kuch, bu kuchdan katta kuchga ega emasmiz, ta’sirlashuv qisqa musofada. Ikkinchi tomondan nuklonlar orasidagi ta’sirlashuvni bilganimizdaham tu 's irlash u v qiym atini hisoblash uchun m atem atik hisoblash imkoniyatiga ega emasmiz, chunki yadro ko‘p nuklonli sistema.
Masalan, alfa-radioaktiv yadrolar yemirilishda 4-9 Me V energiyali alfa-zarralar oqimi hosil bo'ladi. Kosmik nurlar tarkibida juda katta energiyali zarralar ham uchraydi. Lekin intensivligi kam bo'lganligi uchun ulardan yadroviy reaksiyalami amalga oshirishda foydalanib Detektorlarni ikkita toifaga - hisoblagichlar va zarralar izlarini hosil qiluvchilarga ajratish mumkin. Zarralar hisoblagichlarda elektr impulsi hosil qilishga, bu bilan zarralar oqimini, massa, zaryad, tezlik va energiyalarini va h.k. aniqlash mumkin.Izli detektorlarda zarra izini, harakat yo‘nalishini boshqa zarra, yadrolar bilan to‘qnashuv jarayonlarini, yemirilish va boshqa ko‘plab ta’sirlashuv xususiyatlarini aniqlash mumkin. Zaryadsiz zarralar muhit bilan ta’sirlashganda ionizatsiya hosil qilmaydi, bu zarralami ta’sirlashuvida hosil boiuvchi ikkilamchi zaryadli zarralarga ko‘ra, qayd qilinadi.Hisoblagich detektorlarga- ionizatsiyali kamera, proporsional, Geyger- Myuller, ssintillyatsiyali, Cherenkov hamda yarim hisoblagichlar, izli detektorlarga-Vilson, pufakli kameralar, qalin qatlamli fotoemulsiya, keng oraliqli uchqunli kamera va strimerli kameralar,kiradi. Shunday qilib, kuchli o’zaro ta’sir uyg‘ongan yadroda nuklonlararo uyg'onish energiyasini intensiv ravishda qayta taqsimlab turishini ta’minlaydi.
Kom paund yadro o ‘zining qanday vujudga kelganligini butunlay«unutgandan» so‘ng yemirilish amalga oshiriladi. Men ushbu “ Qobiqli modelga ko’ra yadro kvant xarakteristikalarni aniqlash spin,orbita juftlik,izomer holatlari beta yemirilish ehtimoliyati”.Hozirgi vaqtda yadro fizikasi fani oldida yadro kuchlar tabiatini, elementar zarralar xususiyatlarini hamda termoyadro reaksiyasini boshqarish kabi eng muhim muammolar turibdi.
|
| |