Rezerford tájiriybesi - Atomnıń Tomsom modelı. Rezerford tajriybesı

Rezerford tájiriybesi. Tomson usınıs etken modelde atom massası onıń kólemi boyınsha bir tegis bólistirilgen. Bunday boljawdıń hato ekenligin tez arada ingliz fizigi Ernest Rezerford tastıyıqladı. 1908-1911-jıllarda onıń baslıqlıǵında α-bólekler (geliy yadroları ) dıń metal folga (zer qaǵaz ) de shashırawına tiyisli tájiriybeler ótkerilgen edi. (qarang Alfa jemiriliw). α-bólek juqa folgadan (qalıńlıǵı 1 mkm) ótip hám altıngugurtli qorǵasınnan etilgen ekranǵa túsip, mikroskopda jaqsı kórinetuǵın chaqnashni vujudga keltirar eken. Ekrandı α-bólektiń dáslepki háreket baǵdarında hár qıylı múyeshlerde jaylastırildi hám folgadan ol yamasa bul múyeshka shashılǵan bólekler sanı sanaldi. Kópshilik bólekler folgadan bir az og'ib ótip ketiwi anıqlandi, biraq ayırım jaǵdaylarda (tahminan 10 000 lan birewinde) α-bólektiń 90˚ den úlken múyeshka og'gani gúzetildi.
Bul, eger 15 duymli snaryadni bir bet papiros qaǵazına otganingizda, snaryad qaǵazdan qaytıp kelip, sizge tekkanidek, aqıl bovar etpeytuǵın hal edi
— dep keyinirek eslagan edi Rezerford. α-bólekshelerdiń shashırawına tiyisli tájiriybeler sonı ayqın kórsetdiki, atomning pútkil massası júdá kishi kólemde
— atom yadrosında tóplanǵan bolıp, onıń diametri atom diametrinen 10 000 ret kishi bolıp tabıladı. Kópshilik α-bólekler salmaqli yadro janından, oǵan tiyip ketmasdan ushıp ótedi, biraq bunda ol keyin basıp „sakrab ketiwi“ múmkin.
Rezerford tájiriybeleri atomning yadro modeli ni jaratıw ushın tiykar boldı. Bul model biziń atom dúzilisi haqqındaǵı búgingi qıyallarimizni ańlatadı.
Kompton effekti
Artur Qallı Kompton tárepinen jańalıq ashılǵan komptonning tarqalıwı (kompton effekti dep da ataladı ) zaryadlanǵan bólekshe, ádetde elektron menen óz-ara tásirden keyin joqarı chastotalı fotonning tarqalıwı bolıp tabıladı. Eger bul foton energiyasınıń tómenlewine (tolqın uzınlıǵınıń asıwına ) alıp keletuǵın bolsa (bul rentgen yamasa gamma -nurli foton bolıwı múmkin), bul Kompton effekti dep ataladı. Foton energiyasınıń bir bólegi teris elektronǵa ótkeriledi. Teris Kompton tarqalıwı zaryadlanǵan bólekshe óz energiyasınıń bir bólegin fotonga ótkergende júz boladı.
Kompton shashırawı elastik bolmaǵan shashırawǵa mısal bóle aladı. waqıya júz bergen foton laboratoriya ramkasında energiyanı joǵatadı, bul kóp ásirlik ámeliyat mayısqaq tarqalıw menen anıqlanǵan — sm ramkada tiyisli massalar birdey bolıp qalsa da, jańa túrler jaratılmaydı hám kinetik energiya saqlanıp qalmaydı. elastik dúgilisiw. Komptonning dáslepki tájiriybesinde (1-suwretke qarang) rentgen nurları fotonining energiyası (≈17 kev) atom elektronınıń baylanısıw energiyasınan sezilerli dárejede úlken edi, sol sebepli elektronlar tarqalıwdan keyin erkin dep esaplanıwı múmkin edi. Jaqtılıqtıń tolqın uzınlıǵı ózgeriwine Kompton jılısıwı dep ataladı. Yadroda Kompton tarqalıwı ámeldegi bolsa -de, Kompton tarqalıwı ádetde atomning tek elektronları qatnasıwındaǵı óz-ara tásirdi ańlatadı. Kompton effekti Artur Qallı Kompton tárepinen 1923 jılda Sent-Luisdagi Vashington universitetinde baqlanǵan hám keyingi jıllarda onıń aspirantı YH vu tárepinen tastıyıqlanǵan. Kompton jańa ashılıwları ushın 1927 jılda fizika boyınsha Nobel sıylıqına iye boldı.
Tásir júdá zárúrli, sebebi ol jaqtılıqnı tek tolqın hádiysesi retinde túsintirip bolmaslıǵın kórsetedi. Tóbesonning tarqalıwı, zaryadlanǵan bólekler tárepinen tarqalǵan elektromagnit tolqındıń klassik teoriyası, tómen intensivlikdagi tolqın uzınlıǵı daǵı jılısıwlardı túsintirip bere almaydı : klassik tárzde, elektr maydanınıń zaryadlanǵan bóleksheni salıstırmalı tezlikke tezlestiriwi ushın etarli intensivlikdagi jaqtılıq nurlanıw basımınıń keyin basıp qaytıwına alıp keledi hám tarqalǵan jaqtılıqtıń Doppler jılısıwı menen baylanıslı, biraq tolqın uzınlıǵınan qaramastan, etarli dárejede tómen jaqtılıq intensivliginde effekt óz basımshalıq menen kishi boladı. Sonday etip, eger biz tómen intensivlikdagi Kompton tarqalıwın túsindiriwshi bolsaq, jaqtılıq ózin bólekshelerden shólkemlesken sıyaqlı tutıwı kerek. Yamasa elektrondı erkin dep esaplaw múmkin degen shama nadurıs bolıp, nátiyjede yadro massasına teń bolǵan sheksiz elektron massası payda boladı (mısalı, rentgen nurlarınıń elastik tarqalıwı haqqındaǵı tómendegi túsindirmege qarang). Komptonning tájiriybesi fiziklarni jaqtılıq energiyası jaqtılıq tolqınınıń chastotasına proportsional bolǵan bólekshege uqsas ob'ektler aǵımı (fotonlar dep atalatuǵın kvantlar ) retinde qaraw múmkinligine ishentirdi.
Kompton tájiriybesiniń sxematik diagramması. Chapdagi grafit nıshanında komptonning tarqalıwı júz boladı. Jarıq saylanǵan múyesh astında tarqalǵan rentgen fotonlarini ótkeredi. Tarqalǵan fotonning energiyası ionlanıw kamerası menen birgelikte ońındaǵı kristallda Bragg tarqalıwı járdeminde olshenedi; kamera bir tarqalǵan fotonlarning energiyasın emes, bálki waqıt dawamında tóplanǵan ulıwma energiyanı ólshewi múmkin edi.
Suwretde kórsetilgeni sıyaqlı, elektron hám foton ortasındaǵı óz-ara tásir nátiyjesinde elektronǵa energiyanıń bir bólegi beriledi (onı keyin basıp qaytarıw ), qalǵan energiyanıń fotonı bolsa túp nusqadan basqa jóneliste shiǵarıladı, sol sebepli sistemanıń ulıwma impulsi da saqlanıp qaladı. Eger tarqaq foton ele da etarli energiyaǵa iye bolsa, process tákirarlanıwı múmkin. Bul stsenariyde elektron erkin yamasa erkin baylanısqan dep esaplanadı. Komptonning individual shashıraw processlerinde impulsning saqlanıwın Bothe hám Geiger hám de Kompton hám Simon tárepinen eksperimental tekseriw BKS teoriyasın biykarlaw etıwde zárúrli áhmiyetke iye boldı.
Komptonning tarqalıwı fotonlar materiya menen óz-ara tásirlashganda tórtew básekilashuvchi processlerden biri bolıp tabıladı. Jumsaq rentgen nurları arqalı kórinetuǵın jaqtılıqqa sáykes keletuǵın bir neshe ev den bir neshe kev ge shekem bolǵan energiyalerde foton tolıq sıpalıwı múmkin jáne onıń energiyası óz atomınan elektrondı shıǵarıp jiberiwi múmkin, bul fotoelektr effekti dep ataladı. Joqarı energiyalı fotonlar 1. 022 Mev hám odan joqarı yadronı bombardimon etiwi hám elektron hám pozitron payda bolıwına alıp keliwi múmkin, bul process jup islep shıǵarıw dep ataladı ; hátte joqarı energiyalı fotonlar (keminde 1. 670 Mev shegaralıq energiyadan tısqarı ) 1. 670 Mev, qatnasqan yadrolarǵa qaray), fotoparchalanish dep atalatuǵın processda yadrodan nuklon yamasa alfa bóleksheni shıǵarıp jiberiwi múmkin. Komptonning tarqalıwı intervensiya energiya regionindegi eń zárúrli óz-ara tásir bolıp, foton energiyaleri fotoelektr effektine tán bolǵanınan úlkenlew, lekin jup islep shıǵarıw shegarasınan kemrek.
|