Физикалық құбылыстарды модельдеу. Атом физикасы. Вильсон камерасы
жүктеу/скачать 1,66 Mb.
|
| Атом физикасы. Вильсон камерасы.
Барлық заттар бөлінбейтін аса ұсақ бөлшектерден – атомдардан тұрады деген ұғым ерте қалыптасқан болатын. Егер атом шындығында заттың бөлінбейтін алғашқы кірпіштері болса табиғаттағы кездесетін сан алуан заттарға сан алуан атомдар сәйкес қойылуы тиіс. Бұлай болуы бір жағынан күмән туғызады. Физика ғылымының дамуы барысында XIX ғасырдың аяғына қарата атомның қасиеттеріне байланысты жаңа тәжірибелік деректер жинала бастады. Мысалы М.Фарадей 1833 жылы электролиз құбылысын зерттеу барысында электролит ертінділеріндегі ток иондардың реттелген қозғалысы екенін анықтады. Ал 1897 жылы Дж.Томсон сиретілген газдардағы электр разрядын зерттеу барысында қыздырылған немесе ультракүлгін жарықпен сәулелендірілген кез- келген химиялық элементтің атомы өзінен теріс зарядталған бөлшектерді шығатынын анықтады. Осылай алғашқы элементар бөлшек - электрон ашылды. Атом құрлысының күрделілігіне нұсқайтын тағы бір бұлтартпас факт 1869 жылы орыс ғалымы Д.И.Менделеев ашқан химиядық элементтердің периодтылық заңы. Атомдық масса өскен кезде элементтердің қасиеттерінің қайталануын атомның құрамына кіретін бөлшектердің саны өскен кезде оның ішкі құрылымының қандай да бір ерекшелігінің қайталануымен түсіндіруге болатындай. Атомды күрделі жүйе деп ұйғарып, оның алғашқы моделін ұсынған ғалым - Дж.Томсон. Томсон моделі бойынша атом дегеніміз радиусы шамамен 10-10 м болатын шар. Бұл шардың бүкіл көлемі оң зарядталған, ал теріс зарядталған электрондар оның ішінде су тамшысының ішінде жүзіп жүрген түйіршіктер тәрізді қозғалып жүреді (7.1 - сурет) . Томсон моделі атомның бірқатар қарапайым қасиеттерін сәтті түсіндіргенімен көп жағдайда қиыншылыққа тірелетін. Осы тұрғыдан атом құпиясына тереңірек үңіліп, оның жаңа бір моделін ұсынған ғалым ағылшын оқымыстысы Э.Резерфорд болатын. Ол өз тәжірибелерінде аса шапшаң а-бөлшектер жұқа алтын фольгадан шашыраған кездегі бұрыштық таралуын зерттей келе атомның планетарлық моделі деп аталатын моделін ұсынды. Резерфордтың бұл моделі бойынша атомдағы оң зарядтар Томсон моделіндегідей бүкіл көлемде таралмай, керісінше, оның орталығында жинақталады. Оны атом ядросы деп атайды. Ал электрондар болса Күн жүйесіндегі планеталар тәрізді ядроны айнала қозғалып жүреді (7.2 - сурет). Электрондардың массасы аса аз болғандықтан атомның бүкілдей дерлік массасы ядрода шоғырланған. Ядроның өлшемі атомның өлшемімен салыстырғанда шамамен 103 еседей кіші. Тәжірибелік ядролық физиканың тамаша құралдарының бір - Вильсон камерасы. Оның жұмыс істеу принципі мынадай: Қақпағы әйнектен жасалған цилиндр тектес ыдыстың ішінде спирттің буымен қаныққан ауа бар. Егер поршенді тез қозғап, цилиндрдің көлемін кенет ұлғайтсақ, адиабаталық үрдістің салдарынан ондағы ауа мен бу салқындайды да аса қаныққан күйге өтеді. Егер дәл осы мезетте камера арқылы зарядталған бөлшек өтсе, оның қозғалысының бойындағы аса қаныққан бу бөлшектері конденсацияланып, ұсақ тамшылар пайда болады. Ол тамшыларды трек деп атайды. Осы сәтте бүкіл камераны жарқ еткен жарықпен сәулелендірсек, бұл тректер суреттің қара фонындағы ақ жолақтар түрінде көрінеді (7.6-сурет). Дәл өлшеулер жүргізу үшін әдетте Вильсон камерасын тұрақты магнит өрісіне орналастырады. Онда бұл өрістің салдарынан қозғалып бара жатқан зарядталған бөлшектердің траекториясы қисаяды. Сыртқы магнит өрісінің индукциясы белгілі болған жағдайда бөлшек траекториясының өрісінің индукциясы белгілі болған жағдайда бөлшек траекториясының қисықтық радиусын өлшеу арқылы оның массасы мен зарядын және энергиясын анықтаудың мүмкіндігі бар.[2] Пайдаланылған әдебиеттер: https://stud.kz/referat/show/71244 https://infourok.ru/kursti-zhmis-atom-fizikasi-566402.html жүктеу/скачать 1,66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|