Лекция бөлшектердің шашырауы үшін тиімді қима
-ЛЕКЦИЯ АЛДЫҢҒЫ ТЕОРИЯНЫ ҚОЛДАНУ. АУЫР СУТЕГІ ИЗОТОПЫНЫҢ АШЫЛУЫ
жүктеу/скачать 2,65 Mb.
|
| 12-ЛЕКЦИЯ
АЛДЫҢҒЫ ТЕОРИЯНЫ ҚОЛДАНУ. АУЫР СУТЕГІ ИЗОТОПЫНЫҢ АШЫЛУЫ Ридберг константасының ядро массасына тәуелділігі сутектің ауыр изотопын табу үшін қолданылды. Бұл ашудың кезеңдері атмосферадағы асыл газдардың ашылу тарихын еске түсіреді, ол аргоннан басталып, белгілі болды, атмосфералық азоттың атомдық салмағы мен зертханалық жағдайда әртүрлі химиялық қосылыстардан алынған азоттың атомдық салмақтары арасындағы кішкене сәйкессіздік. Бұл оқиға тұрақтыларды неғұрлым дәл анықтау мағынасының керемет көрінісі болып табылады және XIX ғасырдың ақырғы жаратылыстанушыларының бірінің: «қанша ашылым алтыншы ондықтың айналасында жатыр!» Деген нақыл сөзін дәлелдейді. Ауыр сутектің ашылу тарихы келесідей. Астон массасының спектрографын қолданып жасаған сутегінің атомдық салмағын шартты түрде 16.00000 қабылданған оттегінің атомдық салмағына қатысты 1.00778 ± 0.000015 берді. Бұл мән химиялық анықтамадан анықталған сутектің атомдық салмағына өте сәйкес келді: 1.00777 ± 0.0002. Бұл өлшеулер кезінде оттегінің изотоптары жоқ деп болжалды. Алайда, көп ұзамай атмосфералық оттегі екі изотоптардың қоспасы екені анықталды: O16 және O18, олардың мөлшері тұрақты қатынасы 630: 1. Осы жағдайды ескере отырып, Бердж және Менцель сутегі атомының массасының спектрографиялық және химиялық анықтаулардан сәйкес келуі шын мәнінде иллюзиялық және іргелі қателікке негізделгеніне назар аударды. Шындығында, масс-спектрографтағы әр жол бір нақты изотопқа сәйкес келеді. 16.00000 массаға жататын сызық O16 оттегінің изотопына жатады, ал химиялық анықтауда 16 массасы O16 +1/630 O18 қоспасына қате қосылды. Егер біз массалық спектрдегі оттегі сызықтарын химиялық тәжірибелердегі оттегінің орташа массасына, яғни, O16 +1/630 O18, шартты түрде жатқызсақ, онда сутектің атомдық салмағына, осылайша химиялық масштабқа азайтылған кезде едәуір аз сан алынады: 1 , 00756. Химиялық жолмен анықталған сутектің атомдық салмағының 1.00777-1.00756 = 0.00021, яғни шамамен 0,02% артық екендігі Бердж мен Менцель-ге қарапайым сутегі туралы болжам жасауға түрткі болды. Химиктер өз тәжірибелерінде айналысатын, кем дегенде екі изотоптың қоспасын білдіреді: массасы 1-ге жуық және массасы ауыр (дөңгелек сандармен) 2. Масса спектрографиялық және химиялық атомдық салмақтардың айырмашылығынан олар изотоптар мөлшерінің қарапайым мөлшердегі қатынасын анықтады сутегі және алынған H1: H2 = 4500: 1. Ауыр изотоптың ашылуына екі изотоптың да массалық қатынасы әсер етті. Әдетте изотоптардың массаларындағы айырмашылық өте аз болады, нәтижесінде олардың қасиеттері соншалықты жақын, сондықтан изотоптың жиналуы өте қиын, бұл жерде бір изотоптың массасы екіншісіне қарағанда екі есе көп. Нәтижесінде олардың қасиеттері айтарлықтай ерекшеленеді. Осыны пайдаланып, Юури және оның қызметкерлері ауыр сутегі үлесінің жасанды өсуіне қол жеткізді: олар 3 л сұйық сутекті бірнеше миллиметр Hg қысымымен мұқият булануға жіберді. Жеңіл сутектің булану жылдамдығы ауыр болғандықтан көп болуы керек, өйткені бұл буланған кезде қоспада жиналуы керек. Сұйық сутегі мөлшерін 3 л-ден текше сантиметр фракцияларына жеткізе отырып, олар қалған бөлігін ағызу түтігіне енгізіп, Ридберг константасының айырмашылығына байланысты ауыр сутектік сызықтарды жарыққа қатысты ауыстыру керек деп үміттеніп, спектрді суретке түсірді. Бұл іс жүзінде расталған. 143-сурет. Жеңіл және ауыр сутегіге арналған «Лиман» сериясының алғашқы төрт мүшесінің суреті. 143-суретте Лиман сериясының алғашқы төрт мүшесінің жеңіл (H1) және ауыр (H2) сутегі қоспалары көрсетілген фотосуреттері көрсетілген. Сызықтардың жылжуын айқын көруге болады. Тиісті толқын ұзындығы XII кестеде келтірілген, онда ауыр сутегі сызықтары λD -мен белгіленеді (ауыр сутегі дептерий деп аталады, оған химиялық таңба D берілген). Кестенің соңғы екі бағанында H және D үшін Ридбергтің тұрақты мәндерінің көмегімен өлшенген және есептелген ∆𝜆 айырмашылықтары көрсетілген, есептелген және бақыланатын мәндердің Δ-ға сәйкес келеді. 144-сурет. Hα (төменгі сызық) және Dα (жоғарғы сызық) толқындарының ұзындығын салыстыру. 144-сурет - жеңіл және ауыр сутектегі Бальмер сериясының бірінші сызығының (Hα) фотосуреті. XII кесте.
Кейінірек көріп отырғанымыздай, ауыр сутегі дейтерийі әртүрлі қосылыстардағы жеңіл сутекті алмастырушы ретінде қызықты ғана емес, сонымен қатар оның ядролық физикаға қолданылуы үшін де өте маңызды, мұнда дейтерий детерон ядросы ядролық ыдырауға қолданылатын ең қолайлы қабықтардың бірі болып табылады. жүктеу/скачать 2,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|