Дәріс тақырыбы: Физика тарихы курсына кіріспе
жүктеу/скачать 1,58 Mb.
|
| Атомдық энергетиканың бастамасы. Изотоптардың ашылуы
ХІХ жүзжылдықтың 20-шы жылдарында ядролық физика бойынша зерттеулер жаңартылды. Кембриджде оң сәулелер бойынша зерттеулерді Д.Д.Томсон жалғастырды. Ол металл цилиндр формалы катоды бар разраядты түтікпен жұмыс істеді. Түтіктің сыртқы катодтық бөлігінде экранға немесе фотопластинкаға түсетін оң сәулелердің жіңішке шоғырын жіберді. Шоғыр конденсатор қатпары қызметін атқаратын темір пластинкамен жабдықталған электромагниттің полюстері арасынан өтеді. Орамаға токты қосқан кезде және пластинаға электрлі кернеу берген кезінде каналдық бөлшектер паралельді электрлі және магнитті өрістің әсеріне ұшыраған. e/m бірдей бөліктік зарядқа,бірақ әртүрлі жылдамдықтарға ие барлық бөлшектер пластинкада параболаның кесінді түрінде із қалдырады (парабола әдісі). Бұл параболалар кескіні бойынша бөлшектің бөліктік заряды туралы қорытынды шығарып және осылай оның табиғатын анықтауға болады. Катодтық сәулелерден айырмашылығы каналдық сәулелер разрядты түтікшеде орналасқан газдың оң зарядталған иондары болды. Әртүрлі газдарды талдай келе Томсон неон үшін қызықты нәтижеге қол жеткізді. Бұл жағдайда интенсивтілігі әртүрлі екі парабола алынды. Ең күрт сызықтың массасы 20-ға, ең әлсіз массасы 22 –ге сәйкес келді. Томсонның қызметкері Френсис Астон ен алғашқы масспектрогарфты құрастырды. Алғашқы зерттеулерде ақ неонннын 20 және 22, хлордың 35,36,37,38, криптонның, сынаптың және басқада элементтердің изотоптарын алды. Басқа конструкцияның спектрографы АҚШ-та 1918 жылы Демпстер құрады. Демпстер Чикагода өзінің электронның зарядын анықтау және фотоэффекті бойынша тәжірибелерімен атақты Роберт Эндрюс Милликен жұмыс істеген райерсоновтық зертханада жұмыс істеді. Осы зерттеулері үшін 1923 жылы Нобель сыйлығын алды. Бөлшектік бөліктері бақыланбайтын электрлік зарядтың болуы туралы Милликеннің қорытындысы венгриялық физиктердің тобымен қаралғанын ескере кетейік. Олар элементарлы зарядтарн аз заряды бар «субэлектронның» табылғанын нақтылады. Слликеннің алғашқы тәжірибесінен бастап 1911 жылдан 1925 жылға дейін созылды, бірақ жеңіске Милликен жетті. Бөлшектік зарядқа ие «кварктер» гипотезасы зерттеу жүзінде әлі күнге дейін нақтыланбады. Расында соңғы жылдары «кварктың» мәселесін щещуде нақты жылжулар байқалды. Бірақ, әзірге оларды бос жағдайда бөлу мүмкін болмай тұр. Бос жағдайда «кварктарды» бөлу мүмкіндігі туралы сұрақтарды нақты шешу үшін , сонымен қатар қарапайым бөлшектер физикасының басқада көптеген құпияларын шешуде өте күшті үдеткіштер, өте жақсы дамыған ЭЕМ-дер құрылып жатыр. Мамандар осы дамыған құрылғыларға үміт артып және «кварктердің» құпияларының жылдам ашылуын күтіп отыр. Ядролық физика атом ядросы мен элементар бөлшектердің құрылымын, қасиеттерін және олардың қатысуымен өтетін құбылысты зерттейтін ғылым Атом ядросы туралы ұғымды ғылымға енгізген Резерфорд №26 дәріс Дәріс тақырыбы: Ядролық физикадағы жетістіктер. Дәріс жоспары 1. Ядроның ыдырауы. Нейтронның ашу тарихы. 2. Ядроның нейтрондық моделі. 3. Ғарыштық сәуле шығару. Позитронды ашу. Үдеткіштер Ядроның ыдырауы Тұрақты элементтердің изотоптарын анықтау, элементік зарядтың өлшемдерін нақтылау соғыстан кейінгі физиканың алғашқы жеңістері болды. 1919 жылы жаңа жаңалық ашылды – ядроның жасанды ыдырауы. Бұл жаңалықты Резерфорд Кембридждегі Кавендиш зертханасында ашты. Резерфорд а-бөлшектердің жеңіл атомдармен соғысуын зерттеді. а-бөлшектердің мұндай атомдардың ядроларымен соғысуы оларды жеделдету керек. Мысалы а-бөлшек сутегі ядросымен соқтығысқан кезде ол өз жылдамдығын 1,6 есе арттырады. Ядро а-бөлшектердің энергиясының 64 пайызын алып қояды. Ядролардың бқлаййша жылдамдығын көкіртті мырыш экранына соғылуы кезінде пайда болатын сцинтилляциялармен анықтауға болады. Оларды шынында да Марсден 1914 жылы бақылаған болатын. Резерфорд Марсденнің тәжірибесін жалғастырды.Олардың нәтижесі «а-бөлшектердің жеңіл атомдармен соқтығысуы» деген жалпы атауға ие болған төрт мақалада 1919 жылы жарияланды. Көптеген тәжірибелер арқылы Резерфорд соқтығысулар нәтижесінде максималды жүгірген бөлшектер шығатындығын көрсетті. Жылдам а-бөлшектердің соққылары кезінде азот ядроларының ыдарау құбылысы ашылды, сутегінің ядросы атомдар ядросының құрамдас бөлігін білдіретіндігі туралы пікір айтылды. Соның салдарынан Резерфорд ядроның құрамдас бөлігіне арнап «протон» терминін ұсынды. 1920 жылы 3 маусымда Резерфорд «Атомның нуклеарлы құрылы» деген атаумен бакериандық лекциясын оқыды. Бұл лекцияда а-бөлшектердің атомдар ядроларымен соқтығысуы мен азот ядроларының ыдырауы жөніндегі зерттеулерінің нәтижелері туралы хабарлап, Резерфорд 3-2 массалы ядроларды және сутегі ядроның массасындай ядролардың болуы мүмкін, алайды нөл зарядты деген болжам жасады. Тыңдаушыларға нейтрон мен сутегінің ауыр изотобының болуы туралы гипотеза айтылды. Бұл гипотеза М.Склодовский-Кюри ұсынған гипотеза негізінде айтылды. Ол гипотезаға сенсек, атомдар ядросы сутегі ядролары (протондар) мен электрондардан тұрады. Бұл А және Z ядролық сандарын түсіндірді. Алайда ядроның мұндай сипаттамасы А массалық сан мен Zзаряд ретінде жеткіліксіз болды. 1924 жылы Паули ядрода орбиталық электрондардың қозғалысына ықпал етуші магниттік кезеңі болады деп болжаған еді. 1930 жылы азот ядросы Бор статистиксына бағынышты екендігі анықталды, дей тұрғанмен, ол 2 бөлшектен тұрады (14 протон, 7 электрон). Бұл дерек ғылымда азоттық апат деген атауға ие боды. 1927жылы жүргізілген тәжірибе көрсеткендей, β-сәулелердің толық энергиясы бастапқы және соңғы ядролар энергиясының айырмасынан аз, яғни β –құлдырау кезінде ядро шығаратын энергияның бір бөлігі жоқ болып кетеді. Энергияеың сақталу заңына қарама-қайшы келеді. Азоттық апат және βспектрлер мәселесінің шешу табиғатта - нейтрон деп аталатын ауыр бөлшектердің және Фермидің ұсынысы бойынша нейтрино, яғни кішкентай нейтрон деп аталатын жеңіл бейтарап бөлшектер бар деген түсінік негізінде мүмкін болды. жүктеу/скачать 1,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|