Izoton va magik yadrolar

Информация о документе

Цена	30000UZS
Размер	159.0KB
Покупки	0
Дата загрузки	22 Май 2024
Расширение	docx
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Физика

Продавец

Valmurodov Yorqin

Дата регистрации 09 Май 2024

11 Продаж

Izoton va magik yadrolar

Купить

O‘ZBEKISTON
RESPUBLIKASI OLIY
TA’LIM, FAN VA
INNOVATSIYALAR
VAZIRLIGI
TERMIZ DAVLAT
UNIVERSITETI FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI NAZARIY FIZIKA
KAFEDRASI «ATOM YADROSI VA ELEMENTAR ZARRALAR FIZIKASI»
fanidan
KURS ISHI
Mavzu: Izoton va magik yadrolar
Bajardi: ______ guruh talabasi ___________________________
Kurs ishining rahbari: __________________________
Kurs ishining himoyasi komissiya a’zolari: __________________________
__________________________
TERMIZ 2024
1

KIRISH…………………………………………………………………………… 3
1. Magik sonlar va magik yadrolar………………………………………………... 9
2. Atom yadrosi va izotonlar…………………………………………………….. 15
3. Bog’lanish energiyasi…………………………………………………………. 16
Xulosa…………………………………………………………………………….
2 0
Foydalanilgan adabiyotlar……………………………………………………... 2 2
2

KIRISH
Buyuk ajdodlarimizning ilmiy an’analarini munosib davom ettirgan holda,
XX asrning 40-yillaridan boshlab O zbekistonda fizika fanini rivojlantirishʻ
jarayonida nufuzli ilmiy maktablar tashkil etildi, ularning vakillari х alqaro
mukofotlarga sazovor bo ldi va
ʻ х orijiy akademiyalar a’zolari bo lib saylandi. Eng ʻ
muhim ilmiy yo nalishlarni shakllantirishda Fanlar akademiyasining taniqli ilmiy
ʻ
maktablar yaratgan atoqli fiziklari muhim o rin tutdi. Mamlakatimiz fizika
ʻ
maktabi qattiq jismlar fizikasi, atom yadrosi fizikasi, yarim o tkazgichlar fizikasi,
ʻ
lazer fizikasi va issiqlik fizikasi sohalarida jahon ilm-faniga ulkan hissa qo shdi.
ʻ
[1]
Sh.Mirziyoyev
Yadro fizika – atom yadrosining tuzilishi, xususiyatlari va yadro ichida yuz
beradigan jarayonlarni o‘rganuvchi fandir. XIX asr oxirlariga qadar atom tuzilishi
haqida hyech narsa ma’lum emas edi.
1896 yil A.Bekkerel (1852-1908) radioaktivlikni kashf etdi. Radioaktiv
nurlanishlarning fotoplastinkaga ta’sir etishligini va ionlash xususiyatlarini
aniqladi. Ikki yildan so‘ng Per Kyuri (1859-1906) va Mariya Skladovskaya Kyuri
(1867-1934) uran tuzlarining ham radioaktivlik xususiyatiga ega ekanligini
aniqlashdilar. Radioaktivlik vaqtida uch xil (  ,  ,  ) nurlanish vujudga kelib,
nurlanish intensivligi tashqi ta’sirlarga (temperatura, elektromagnit maydon ta’siri,
deformasiya) boq’liq emas ekanligi aniqlandi. 1900 yili Kyuri, E.Rezerford,
F.Soddilar radioaktiv namunalardan chiquvchi  nur ikki marta ionlashgan geliy
atomi,  nur tez elektronlar oqimi,  esa qisqa elektromagnit to‘lqin ekanligini
aniqladilar. Shuning uchun, radioaktivlikni atom, molekulalarda bo‘ladigan
jarayonlar deb tushuntirib bo‘lmaydi, balki yangi bir soha yadroda deyishlikni
taqoza etadi.
J.J.Tomson 29 aprel 1897 yilda elektronni kashf etdi. 1904 yili esa o‘zining
atom modelini tavsiya etdi, bunga ko‘ra atom o‘lchami R=10 -8
sm bo‘lgan musbat
va manfiy zaryadlarga aralash neytral shar deb, atom nurlanishini kvazielastik
kuchlarga ko‘ra tebranishi tufayli deb qaradi. Atomdagi musbat va manfiy
3

zaryadlarning taqsimlanishi xarakterini o‘rganish maqsadida E.Rezerford va uning
xodimlari  -zarrachalarning moddalarda sochilishini o‘rganishdilar. Tajriba
natijasida  -zarralar o‘zlarining dastlabki yo‘nalishini turli burchak ostida
o‘zgartirgan. Ba’zilari juda katta (deyarli 180 0
gacha) burchakka sochilgan.
Olingan natijalarga asoslanib Rezerford atom ichida juda kichik hajmga to‘plangan
va katta massaga tegishli kuchli musbat elektr maydon (yadro) mavjud
bo‘lgandagina  -zarralar shunday katta burchakka sochilishi mumkin, degan
xulosaga keladi va 1911 yili o‘zining planetar modelini yaratdi. Bu modelga ko‘ra
elektronlar yadro atrofida joylashadi. Elektronlar soni esa shundayki, ularning
yig‘indi manfiy zaryadi yadroning musbat zaryadini neytrallab turadi. Atomning
bunday yadroviy modeliga ko‘ra uning deyarli butun massasi kattaligi taxminan
10 -12
sm ga teng bo‘lgan atomning markazi yadrosida to‘plangan. Rezerford  -
zarralar sochilishini atom markaziy yadro zaryadi Ze ni  -zarraning zaryadi Z
 e ni
nuqtaviy deb, ular orasidagi o‘zaro ta’sirlashuvni Kulon qonuni [2]
(1)
ga bo‘ysunadi deb hisobladi, bunda r-zaryadlar orasidagi masofa. Energiya va
harakat miqdori momentining saqlanish qonuniga ko‘ra sochilish uchun quyidagi
formulani yaratdi
(2)
Bu yerda: dN-sochilish nuqtasidan r masofada d  jismoniy burchakka to‘g‘ri
kelgan va  burchak ostida sochilgan  -zarralar soni;  -  -zarraning sochilishdan
oldingi va keyingi yo‘nalishi o‘rtasidagi burchak; N
o -sochuvchi yaproqchaga
tushayotgan dastadagi  -zarralar soni; t-sochuvchi yaproqcha qalinligi; n
o -
42r
eZe Z F  
 


 














2
sin 2
1
2
16 4
2
2
2
2
0 0 

 
d
v m
Ze
r
t N n dN

sochuvchi moddaning 1 sm 3
dagi yadrolar soni; m , v -mos ravishda zarraning
massasi va boshlanq’ich tezligi.
(1) formulada.dN
d
Sin 4
(3)
Tajribalar (2) formulaning to‘g‘ri ekanligini tasdiqladi, ya’ni  -zarralar moddadan
o‘tayotganda og‘ir zaryadli zarralardan kulon kuchi ta’sirida sochilishligini, hamda
 -zarralar bilan sochuvchi yadro orasidagi masofa 10 -12
sm bo‘lganga qadar to‘g‘ri
ekanligini tasdiqlaydi. Rezerford taklif etgan atomning planetar modeli atomning
barqarorligini, spektrning diskretligini tushuntira olmaydi. Chunki atom qobig‘ida
elektron yadro atrofida aylanib turar ekan. Zaryadli zarra elektrodinamika
qonunlariga ko‘ra o‘z energiyalarini nurlab borishligi lozim va nihoyat elektron
yadroga kelib tushishligi kerak.
Bu qarama – qarshilikni 1913 yili daniyalik olim N.Bor o‘z postulatlari bilan
bartaraf etdi. N.Bor postulatalariga ko‘ra atomda elektronlar aniq barqaror
orbitalarda (K, L , M ,...) harakatlanadilar. Har bir orbita bir-birlaridan muayyan
masofada joylashgan aniq energiyaga egadirlar, bunda energiya yutmaydi yoki
chiqarmaydilar. Energiya yutish va chiqarish faqatgina elektronning bir orbitadan
ikkinchisiga o‘tishida ro‘y beradi. N.Bor o‘z postulatalari bilan atom yadrosidagi
jarayonlarni klassik tasavvurlashdan kvant tasavvurlashga asos soldi. Shunday
qilib, klassik fizika qonunlaridan kvant fizikaga o‘tish davri boshlandi.
1926 yili Geyzenberg, Shredingerlar mikrodunyo jarayonlarini kvant
mexanikasi qonunlariga ko‘ra tushuntira boshladilar. Kvant mexanikasiga ko‘ra
zarralar harakatini o‘rganishda ularning harakat trayektoriyasini, bir vaqtda turgan
joyi va tezliklarini aniq bilish mumkin emas.
5
 
const 2


Geyzenberg noaniqlik prinsipini, Shredinger kvant fizikaning to‘lqin
nazariyasini ishlab chiqdi. 1919 yil Aston mass-spektograf yaratdi va atomning
massalarini aniq o‘lchash imkoniyatini berdi. Element massalari har xil bo‘lgan
izotoplar aniqlandi. Rezerford birinchi marotaba alfa-zarralar bilan azot 7
14 N
yadrosini bombardimon qilib
2
4α+ 7
14 N → 8
17 O +1
1H yadro reaksiyasini amalga
oshirdi. Bu hodisa insoniyatning tabiat kuchlari ustidan erishilgan dastlabki
g‘alabasi edi. Reaksiyada vujudga kelgan vodorod atomining yadrosi barcha
yadrolar tarkibiga kiruvchi elementar zarra ekanligi aniqlandi va proton (p) deb
nom berildi. Proton birinchi degan (yadro tarkibiga kiruvchi birinchi zarra)
ma’nosini anglatadi. Proton massasi m
p =1836,1 m
e , zaryadi q
p =1,6*10 -19
Kl
elektron zaryadiga teng ishorasi qarama-qarshi.
Proton kashf etilgandan so‘ng yadroning proton-elektron modeli yaratildi,
lekin bu model yadro momentlarini tushuntira olmadi.
Yadro ichki sirlarini o‘rganish uchun yuqori energiyali tezlatgichlar qurila
boshlandi. Shu maqsadda elektrostatik generator Van-de-Graf: E.Lourens
tomonidan siklotron yaratildi. 1932 yili D.Chedvik (1891-1974) zaryadsiz massasi
proton massasiga yaqin m
n =1838,6 m
e neytral zarra neytronni kashf etdi.
Neytron kashf etilgach, D.D.Ivanenko, Geyzenberglar atom yadrosining
proton-neytron modelini tavsiya etishdilar. Bu modelga ko‘ra atom yadrolari
proton va neytronlardan tashkil topgan deb qaraladi. Hozirgi kungacha ham
shunday tasavvur saqlanib kelmoqda. D.Kokroft, E.Uoltonlar sun’iy tezlashtirilgan
protonlar bilan birinchi yadro reaksiyasini amalga oshirdi. K.Anderson kosmik
nurlar tarkibida pozitron (e +
) ni kashf etdi. Kosmik nurlar va yadro nurlanishlarni
o‘rganish uchun Vilson kamerasi va fotoemulsiya usullari yaratildi. Yadro tarkibini
o‘rganish bilan bir vaqtda yadro kuchlar xususiyatlari aniqlashga jiddiy e’tibor
qaratildi. I.E.Tamm 1895-1971, D.D.Ivanenko va 1907-1981, keyinchalik 1935
yillarda yapon olimlaridan X.Yukavalar yadro kuchlar oraliq mezon zarralar
yordamida amalga oshadi deb qarab o‘zlarining mezon nazariyasini ishlab
chiqishdilar.
6

1934 yili I.Kyuri va F.Jolio-Kyurilar su’niy radioaktivlik hodisasini E.Fermi
 -yemirilish nazariyasini yaratdi.
1937 yil K.Anderson, S.Nedermeyerlar kosmik nurlar tarkibida  -mezon
zarralar ochildi. Bu vaqtga kelib ko‘plab elementar zarralar va bu zarralarning bir-
birlariga o‘tishliklari o‘rganila boshlandi.
1939-1945 yillar og‘ir yadrolarning neytronlar ta’sirida bo‘linishini bu bilan
katta energiya ajralishini, ya’ni yadro zanjir reaksiyalari amalga oshirildi.
Yadro bo‘linish nazariyasini 1939yil Ya.I.Frenkel, N.Bor va J.Uylerlar tomchi
modeliga asosan ishlab chiqishdi. E.Fermi boshchiligida AQSh da 2-dekabr 1942
yil atom reaktori ishga tushdi. 1944-1945 yillarda V.I.Veksler, E.Mak-Millan
zaryadli zarra tezlatgichlariga avtofazirovka prinsipini ishlab chiqdilar bu esa o‘z
navbatida tezlatgichlar energiyasini bir necha tartib oshirish imkoniyatini berdi.
1946 yildan boshlab ko‘plab (betatron, sinxrotron, sinxrofazotron, chiziqli
rezonans) tezlatgichlar qurila boshlandi.[3]
Tezlatgichlar yaratilishi ko‘plab elementar zarralar (mezonlar, adronlar,
giperonlar, rezonans zarralari) ochilishiga va ularning xususiyatlarini o‘rganish,
bundan tashqari, turli yadro reaksiyalarini o‘tkazish imkoniyatini berishdi.
Bu davrga kelib ko‘plab yadro modellari yaratildi. 1954 yil 27 iyunida sobiq
SSSRda birinchi atom elektro-stansiyasi (AES) ishga tushirildi. Bu bilan yadro
energiyasidan tinchilik maqsadida foydalanish davrini boshlab berdi, hozirgi
vaqtda yuzlab (AES) lar ishlab turibdi. Yadro ichki energiyalardan foydalanishning
yana bir turi yengil yadrolar qo‘shilishi (sintez) reaksiyalari ya’ni termoyadro
reaksiyasi hisoblanadi. Hozirgi vaqtda termoyadro reaksiyasini boshqarish eng
aktual muammo, bu muammo hal etilsa, insoniyatning energiyaga bo‘lgan ehtiyoji
to‘la qondirilgan bo‘lur edi.
Mavzuning dolzarbligi: Hozirgi vaqtda yadro fizika fani oldida: yadro
kuchlar tabiatini, elementar zarralar xususiyatlarini hamda termoyadro reaksiyasini
boshqarish kabi eng muhim muammolar turibdi.
Bu xil muammolarni hal etishda, yagona nazariyani yaratishdagi asosiy
qiyinchilik shundan iboratki, yadrodagi nuklonlar orasidagi o‘zaro ta’sirlashuv
7

kuchlarini bilmaymiz (yadro kuchlari tabiatda eng katta kuch, bu kuchdan katta
kuchga ega emasmiz, qisqa masofada R~10 -13
sm, ta’sirlashuv vaqti t=10 -23
s
bo‘lganligi uchun). Ikkinchi tomondan nuklonlar orasidagi ta’sirlashuvni
bilganimizda ham ta’sirlashuv qiymatini hisoblash uchun matematik hisoblash
imkoniyatiga ega emasmiz, chunki yadro ko‘p nuklonli sistema. Hozirgi zamon
EHM ham hisoblash uchun ojizlik qiladi.
Shuning uchun hozirgi yaratilayotgan nazariyalar tajriba natijalarini umumiylashga
asoslangan fenomenologik xususiyatga egadir. Yadro fizika fani hozirgi zamon
tezlatkichlari, qayd qiluvchi detektorlar, kameralar, EHM lar, elektron avtomatik
qurilmalar yordamida rivojlanib bormoqda. Yadro fizika taraqqiyoti energetika,
geologiya, tibbiyot, avtomatika, ekologiya kabi ko‘plab sohalarda keng
qo‘llanilmoqda.
Mavzuning maqsad va vazifalari: Yadroning turli modellariga ko`ra yadro
kvant xarakteristikalarini o`rganish.yadroning spini, orbitasi, izomer holatlari bilan
tanishish.
8

1. Magik sonlar va magik yadrolar
Qator o‘tkazilgan tajribalar yadrolar xususiyatlari massa sonining
o‘zgarishligi bilan davriy o‘zgarishligini ko‘rsatdilar. Nuklonlar soni 2, 8, 20, 50,
82, 126 ga teng bo‘lgan yadrolar barqaror tabiatda ko‘proq tarqalgan, bog‘lanish
energiyalari va uyg‘onish energiyalari yuqori, reaksiya effektiv kesimi kichik,
radioaktiv oilalar yemirilib shu yadrolarga kelib to‘xtaydi (barqarorlashadi).
Bundan tashqari elektr kvadrupol momentlari nol bo‘lishadi. Bu sonlarga magik
sonlar, yadrolarga magik yadrolar deb ataladi.
Bog‘lanish energiyasi 1
1H ,1
2H ,2
3He ,2
4He dastlabki uchta yadroga nuklon
qo‘shilish energiyalari 2,2; 5,5; 20,6 MeV magik yadroda eng katta. Lekin
24He ga
yana bir nuklon qo‘shilsa energiya manfiy
2
5He uchramaydi.
Tabiatda tarkalishi
2040Ca - tabiiy aralashmaning 97% tashkil etsa, qo‘shni 1836Ar
-0,3%,
2244Ti esa tabiatda uchramaydi. Yoki tabiiy radioaktiv qator Z =82, N =126
bo‘lgan ikki marta magik yadro
82
208 Pb ga kelib to‘xtaydi. Yadrolar elektr
kvadrupol momentlari magik yadrolarda nol bo‘ladi va keyin magik sonlardan
so‘ng kvadrupol moment ishorasini o‘zgartiradi va magik sondan kancha
uzoklashsa kvadrupol moment oshib boraveradi.
Yuqorida bayon qilingan yadro xususiyatlarining davriy o‘zgarishi
yadrodagi nuklonlar ham atom elektronlari qobiqda harakatlanganliklari kabi
qobiqlarda harakatlanadilar deyishlik imkonini beradi.
Qobiqli modelning mualliflari M.G.Mayer (1906-1972), O.Xankel,
X.Yensen (1907-1973) va Zyuslar hisoblanadilar.[4]
Qobiqli modelga ko‘ra nuklonlar yadro zichligi (  =2*10 14
g/sm 3
) bo‘lishiga
qaramasdan, yadro ichida bir-birlari bilan to‘xnashmay, o‘zaro moslashgan holda
butun nuklonlar tomonidan vujudga kelgan yadro maydonida deyarli aloqasiz
orbitalarda harakat qiladilar deb qaraladi. Bunday holda atomdagi elektron harakati
kabi nuklonlar harakati ( n , l , j , m ) kvant sonlari bilan xarakterlanadi. Proton va
9

neytronlar alohida energiya oshishi tartibida ketma-ket energiya holatlariga
joylashadilar.
Eslatma: Pauli prinsipiga ko‘ra har bir proton holatida N =2 j +1 tadan oshik
bo‘lmagan protonlar tura oladi. Xuddi shuningdek neytron holatida ham N =2 j +1 ta
neytron bo‘ladi. l -moment orqali N =2(2 l +1) nuklon joylasha oladi. Yadroda yopiq
qatlamlar bor deb qarashlik uchun quyidagi shartlar bajarilishi kerak:
1. Nuklonlar Fermi-Dirak statistikasiga bo‘ysungan bo‘lishi
2. Har bir nuklonning harakati orbital kvant soni bilan xarakterlanishi kerak.
Birinchi shart bajariladi nuklonlar femionlar Pauli prinsipiga bo‘ysunadilar.
Ikkinchi shart hozirgacha nazariy asoslangani yo‘q. Nuklonlarning yadroda o‘zaro
kuchli kiska masofada ta’sirlashuviga ko‘ra nuklonlarni sferik simmetrik
maydonda bir-birlari bilan aloqasiz harakatlanadilar deyishlik mumkin.
Yuqorida aytilganlardan ko‘rinib turibdiki, biz tanlaydigan yadro
potensialida nuklonlar tekis taksimlanishi, ya’ni nuklonlarning markazdagi zichligi
maydonning boshqa nuktalaridagi zichligidan farq qilmasligi, (
dU
dr )r=0
= 0
bo‘lishi.
Bundan tashqari potensial qiymati yadro chegarasiga yaqinlashganda nolga
intilishi kerak.
(
dU
dr )>|U
r|
agar r=R
Yuqoridagi talablarga javob beradigan potensial to‘gri burchakli potensial ura
hamda garmonik ossillyatordir.
1) To‘g‘ri burchakli potensial ura
U (r)=¿{−U0=const ¿¿¿¿ r< R
r> R
2) Garmonik ossillyator potensiali
U(r)=¿{−U0[1−
r
R]
2
¿¿¿¿ r< R
r> R
Xususiy holda garmonik ossillyator yechimi
ε= [2(n− 1)+l]hω 0= n0hω 0
10

n-tebranish kvant soni, l-orbital harakat miqdori momenti.
Xususiy holda garmonik ossillyatorning turli xolatlari yadroni energiya sathlari
sistemasini beradi (1 va 2 jadvallar).
1-jadval. Xususiy holda garmonik ossillyatorning turli xolatlari yadroni energiya
sathlari sistemasini
n / l s
0 P
1 d
2 f
3 g
4 h
5 i
6
1 0 1 2 3 4 5 6
2 2 3 4 5 6 7 8
3 4 5 6 7 8 9 10
4 6 7 8 9 10 11 1
2-j а dv а l. Xususiy holda garmonik ossillyatorning turli xolatlari yadroni energiya
sathlari sistemasini
N Qоbiq Juftligi Хilmа-хil
kаrrаsi S а th nukl.
to‘l а s о ni
0 1 s + 2 2
1 1 p – 6 8
2 2 s , 1 d + 12 20
3 2 p , 1 f – 20 40
4 3 s , 2 d , 1 g + 30 70
5 3 p , 2 f , 1 h – 42 112
6 4 s , 3 d , 2 g , 1 i + 56 168
Bu yerda n-son sathlar tartib rakami, l-orbital kvant soni, magnit kvant soni m-1
dan m+1 gacha bo‘lgan 2(2l+1) kiymatni qabul qiladi. Ossillyator h olatining
juftligi  =(-1) l
l-orbital kvant soni juft bo‘lsa h olat juftligi juft, l-son toq bo‘lsa
h olat juftligi toq. Har bir holat 2(2l+1) yoki (n+1)(n+2) karrali turlangan (aynigan)
xilma-xillik karrasiga ega bo‘ladi. Jadvaldan ko‘rinishicha garmonik ossillyator
11

uchun yadrolarda nuklonlar soni 2, 8, 20, 70, 112 va 168 bo‘lganda to‘liq qobiqlar
vujudga keladi. Oldingi uchta son sehrli sonlarga to‘g‘ri keladi. Qolgan sehrli
sonlarni turli potensiallar tanlash va o‘zgartirish bilan erishib bo‘lmaydi. Shu
vaqtga qadar energiya sathlarini faqat n, l-kvant sonlari bilan tavsiflab kelgan edik.
Bu muammoni nemis olimasi M.Gippert-Mayer ta’sirlashadigan spin-orbital
kuchlarni kiritishlik bilan hal qildi.[5]U ls= − U (r)(ls )
bunda s -nuklonlar spini, U ( r )-nuklondan yadroning markazigacha bo‘lgan masofa r
ga bog‘liq funksiya.
I= (l+s)2= l2+s2+2(ls )
dan
(ls )=
1
2
(I
2
− l
2
− s
2
)= ¿
{
1
2
l;I=+
1
2
¿¿¿¿ (4)

1-rasm[11]
Har qaysi orbital moment l ga mos keluvchi sath ikkita, ya’ni nuklon spinining
orbital-moment yo‘nalishiga paralel ( I=l+S ),yoki antiparallel ( I=l-S ), bo‘lgan
holatlarga ajraladi. Bunda harakat miqdori momenti katta bo‘lgan I=l+s h olat I=l-s
xolatdan energiyasi kichik bo‘ladi.
Spin-orbital ajralish l-ning ortishi bilan oshib boradi.
l ≥3 qiymatidan boshlab spin-orbital ta’sirlashuv tufayli ajralgan sathlar bir
qobiqda boshqa qobiqka o‘tib ketadi.
12

Masalan, 3-qobiqka 1g
9/2 4-qobiqka 1h
11/2 , 5-qobiqka 1i
13/2 ko‘shilishi bilan
50,82,126 sonlari hosil bo‘ladi. Bir zarrali qobiq modeli uchun hosil qilingan
energetik sathlar 3-rasmda keltirilgan.
Yadroning asosiy holatining spini proton va neytronlar soni juft bo‘lganda 0 ga
teng bo‘ladi, toq nuklonli yadro uchun esa o‘sha toq proton yoki toq neytronining
tula spini I=l±s bilan aniqlanadi. Yadro toq-toq bo‘lsa yadroning spini shu ikki toq
nuklonlar momentlarining yigindisi bilan aniqlanadi va h.k.
Masalan, 715N -yadrosini olaylik.
Bu yadro spinining 7-proton holat spini xarakterlaydi,yadrodagi 8-neytron
juft bulgani uchun spin 0 buladi. Sxemaga ko’ra 7-proton 1P
1/2 holatni egallaydi,
demak
715N spini I=1/2, orbita R-holat bo‘lgani uchun l=1 juftligi toq, I=l-s
bo‘lgani uchun orbital moment bilan xususiy moment antiparallel. Bu yadroning
uygonish h olati asosiy 1R
1/2 - h olatga eng yaqin h olat 1d
5/2 - bo‘lishi lozim.
Bir zarrali qobiq modeliga ko‘ra energetik sathlar 3- rasmda keltirilgan.
Yana bu modelga ko‘ra asosiy holat spini-orbita soni va parallel yoki
antiparallelligi ma’lum bo‘lganda Shmidt modeliga ko‘ra magnit momentini
hisoblash mumkin.
Yadroning qobiqli modeli yadrolarda uchraydigan izomer holatlarni va izomer
yadrolarning to‘p-to‘p bo‘lib uchrashini ya’ni “izomer orolchalar” bo‘lishligini
tushuntiradi.
Izomer yadrolar bir hil proton va bir hil neytron sonlariga ega bo‘lishiga
qaramasdan yarim yemirilish davri, to‘la bog‘lanish energiyasi, spinlari bilan
farqlanadi.
Izomer holatlarda energiyalari yaqin lekin kvant sonlari spin va juftliklari
bir-birlaridan keskin farq qiladilar. Bunday holatlar 3-jadvalga ko‘ra:
1). 2p
1/2 -1g
9/2 holatlar o‘rtasida bunga toq proton (z)va neytronlar (n) soni 39 - 49
oralig‘idagi yadrolar.
2). 1h
11/2 →2d
3/2 ,1h
11/2 →3S
1/2 holatlar o‘rtasida N va Z 65-81 bo‘lgan.
13

3). Ii
13/2 →3P
1/2 , 1i
13/2 →3R
3/2 ,1i
13/2 →2f
5/2 holatlar o‘rtasida N va Z soni 101 - 125
soni orasida bo‘lganlar yadrolarda izomer holatlar kuzatiladi.
Izomer holatlar barchasida juftlik o‘zgartirishi bilan elektromagnit o‘tishlar
multiptolligi 4 - 5 va undan yuqori tartibda bo‘ladi.
Qobiqni modelga ko‘ra yadro beta yemirilish ehtimoliyatini aniqlash
mumkin.
Ma’lumki beta yemirilish izobar yadrolar o‘rtasida ro‘y beradi. Bunda dastlabki
yadro xususiyatini toq proton (neytron) holati xarakterlasa hosilaviy yadro
hususiyatini neytron (proton) holati bilan xarakterlanadi. Beta yemirilish
ehtimoliyati esa bu holatlar kvant sonlarining (spin, orbita, juftlik) kanchalik
o‘zgarishiga bog‘liq. Masalan quyidagi ikkita  - yemirilishni ko‘raylik:917 F8⃗β+ 817 O 9
va 50123 Sn 73⃗β− 51123 Sb 73 . Birinchi  +
-yemirilishda 917F ning 9-protoni
8
17O
ning 9-neytroniga o‘tadi. Qobiqli modelga ko‘ra bu ikki nuklon holatlari bir xil
bo‘lib 1d
5/2 bo‘ladi. Bu beta o‘tishdan keyin spin, orbita juftlik o‘zgarmaydi. Bu xil
o‘tishlar o‘ta ruhsat etilgan o‘tishlar.
Ikkinchi
50123 Sn 73⃗β− 51123 Sb 73  -
yemirilishda kalay 50123 Sn ning 1h
11/2 holatdagi
73-neytroni,
51123 Sb ning 51-proton holatiga mos keluvchi 1g
7/2 holatiga o‘tadi. Bu
bilan spin  I=2 orbita  l=1 ga juftlik o‘zgarishi ro‘y beradi. Bu xil beta o‘tish
oldingiga nisbatan qiyinlashgan bo‘ladi.
Yadroning qobiq modelining yuqorida aytilgan yutuklariga qaramay, uning
qo‘llanish sohasi juda cheklangan. U sferik yadrolar asosiy va o‘yg‘otilgan
holatlarining hususiyatlarini yaxshi to‘shuntiradi. Bu model berk qobiq o‘rtasiga
mos keluvchi juft-juft yadrolarda kuzatiladigan aylanma strukturaga ega bo‘lgan
energiya holatlarini tushuntira olmaydi. Bunday yadrolarning elektr kvadrupol
momenti, E
2 xarakterdagi  -o‘tishlar ehtimolligi nazariy kiymatlarga qaraganda
katta bo‘lib chiqadi. Yadroning qobiq modelining bu kamchiliklari tabiiydir,
chunki potensial shakli sferik simmetriyaga ega va nuklonlar o‘zaro
ta’sirlashmaydi, yadroning mexaniq, magnit va elektr momenti oxirgi toq
14

nuklonning momentidan iborat deb faraz qilindi. Bu kamchiliklarni hisobga olgan
yadro modeli yadroning umumlashgan modeli deb ataladi.[6]
15

2. Atom yadrosi va izotonlar.
Atom yadrolari massasini boshqa usullarda ham yuqori aniqlikda o‘lchash
mumkin. Masalan, yadroviy reaksiyalar, radioaktiv yemirilishlarda energiya
balansini tahlil qilishlik va radiospektroskopik, mikroto‘lqin va boshqa usullar.
Yadrodagi nuklonlar mikdorlariga qarab izotop, izobar, izoton, ko‘zguli yadrolar
deb ataladilar.
Bir xil zaryadga ( Z e) ya’ni bir xil sonli protonga, ammo har xil massa soniga A ega
bo‘lgan yadrolarga izotoplar deb ataladi.
Masalan, 8
16 О ,8
17 О ,8
18О protonlar soni bir xil, neytronlar soni turlicha,
elementlar davriy sistemasida bir joyda joylashadi. Izotoplar bir xil ximiyaviy va
optik xususiyatlarga egadirlar. Lekin fizik xususiyatlari massa soni, toq-juftliklari
va hokazo turlichadir.
Massa soni A bir xil zaryadlari har xil yadrolarga izobar yadrolar deb ataladi.
M:
4
10 Ве , 5
10 В ,6
10 С
Izobarlar ximiyaviy xususiyatlari turlicha, fizik xususiyatlar, nuklon soni bir xil
bo‘ladi. Lyokin bir xil A bo‘lganda ham izobar yadrolar massalari birmuncha farq
qiladilar.
Birinchi yadroning protonlari ikkinchi yadroning neytronlariga, ikkinchi
yadroning protonlari birinchi yadroni neytronlariga teng bo‘lsa ko‘zguli yadrolar
deb ataladi.
M:
0
1n→ 1
1P , 1
3H 2→ 2
3He 1, 4
7Be 3→ 3
7Li 4
Ko‘zguli yadrolardan biri radioaktiv bo‘ladi. Har qanday o‘zgarishlardan so‘ng bir-
biriga o‘tishadilar.[7]
Bu yadro xususiyatlari bir-birlariga ancha yaqin. Ko‘zguli yadrolar, yadro
kuchlar tabiatini va yadro kuchlariga elektromagnit maydonining hissasini
aniqlashda keng qo‘llaniladi. Neytronlari bir xil bo‘lgan yadrolarga izotonlar deb
ataladi.
M:
7
15 N 8,8
16 O 8,9
17 F8
16

3. Bog‘lanish energiyasi
Yadro bog‘lanish kuchlari tufayli A nuklondan, ya’ni Z-proton va N=A-Z
neytrondan tashkil topgan sistemadan iborat. Agar yadroni uni tashkil qiluvchi
nuklonlarga ajratmoqchi bo‘lsak, bog‘lash kuchining ta’siriga qarshi ish bajarish
kerak. Bu ishning kattaligi bog‘lanish energiyasi yoki yadro barqarorligining
o‘lchamidir. Bog‘lanish energiyasi nuklonlarga kinetik energiya bermasdan
nuklonlar orasidagi bog‘lanishni (o‘zaro aloqani) uzish uchun kerak bo‘lgan
energiyaga aytiladi.
Bu energiyani yadrodagi nuklonlarning o‘zaro ta’sir (yadro kuchlar)
qonuniyati hozircha noma’lum bo‘lsa ham, energiyaning saqlanish qonuni va
nisbiylik nazariyasining massa bilan energiyani bog‘laydigan E=mc 2
ifodasidan
foydalanib topish mumkin.
Agar yadroning massasi M(A,Z) ni, uni tashkil qilgan nuklonlar massa
soniga tug‘ri keluvchi massalari yig‘indisi [Zm
p +Nm
n ] ga solishtirsak, birinchi
massa ikkinchisidan bir oz  m ga kichik ekanligini ko‘ramiz. Bu massalarning
farqi massa defekti deb atalidi. Δm = [Zm p+(A− Z )m n− M (A ,Z )]
(5)
Bu yerda Zm
p -protonlar massasi, (A-Z)m
n -neytronlar massasi, M(A,Z)-yadroning
massasi.
Massa defekti nuklonlarning jipslashib yadro hosil qilish natijasida ajralib chiqqan
E bog‘lanish energiyasining kattaligini ifodalaydi.
Ebog '= Δ mc 2= [Zm p+(A− Z )m n− M (A ,Z )]c2
(6)
Hozirgi vaqtda yadro massasini yuqori aniqlikda o‘lchashlik defekt massani ya’ni
yadro bog‘lanish energiyasini katta aniqlikda hisoblash imkoniyatini yaratdi.
Bog‘lanish energiyasi formulasini neytral atomlar massalari orqali ifodalash
kulaydir, chunki odatda jadvallarda atom massalari keltiriladi. Buning uchun
proton massasini o‘sha yadro atomining massasi bilan almashtiriladi va atomdagi
tegishli elektronlarning massasi hisobga olinadi:
17

Ebog 'l= {ZM аt(1
1H )− Zm e+(A− Z)mn− [M аt(A,Z)− Zm e]}c2=
= [ZM аt(1
1H )+(A− Z)mn− M аt(A,Z)]c2Yadro bog‘lanish energiyasining bitta nuklonga to‘g‘ri keluvchi qiymati
solishtirma bog‘lanish energiyasi deb ataladi.
ε=
E bog 'l
A
(7)
Yadroning mustahkamligini xarakterlashda bog‘lanish energiyasidan tashqari
zichlashish koeffitsiyenti ishlatiladi. Har bir nuklonga to‘g‘ri keluvchi defekt
massaga zichlashish (upakovka) koeffitsiyenti deb ataladi.[8]
f=
Δm
A
(8)
Mavjud yadrolar solishtirma bo g‘ lanish energiyasining massa soniga bog‘li q lik
grafigi 2-rasmda keltirilgan.
2-rasm. Mavjud yadrolar solishtirma bo g‘ lanish energiyasining massa soniga
bog‘li q lik grafigi[12]
Solishtirma bog‘lanish energiyasi juda yengil elementlardan tashqari barcha
elementlar uchun taxminan bir xildir. Massa soni A>11 bo‘lgan yadrolarda
o‘rtacha solishtirma bog‘lanish energiyasi 7,4 dan 8,8 MeV. Eng katta kiymat
18

$(~8,8 meV) massa sonlari A=60 (temir va nikel)ga yaqin sohasiga to‘g‘ri keladi. Argon 40 dan kalay-120 gacha bo‘lgan oraliqda E=8,6 MeV deyarli o‘zgarmaydi. Og‘ir elementlar tomoniga borgan sari egrilikning maksimumdan pasayishi ancha sekin sodir bo‘ladi. Nihoyat, eng og‘ir yadrolarda bir nuklonga to‘g‘ri keladigan o‘rtacha solishtirma bog‘lanish energiyasi taxminan 7,5 MeV ni tashkil etadi. Ancha yengil elemenlar tomon pasayishi A ning kamayib borishi bilan tezrok sodir bo‘ladi. Solishtirma bog‘lanish energiyasi yadrodagi nuklonlarning (proton va neytronlarning) toq yoki juftligiga bog‘liq ekan. Odatda juft-juft yadrolarning bog‘lanish energiyasi toq-toq yadrolarning E bogl energiyasidan sezilarli katta bo‘ladi. Juft-toq yoki toq-juft yadrolarning E bogl energiyasi ham juft-juft va toq-toq yadrolar bog‘lanish energiyalaridan farq qiladi. Eng katta bog‘lanish juft-juft yadrolarga, eng kuchsiz bog‘lanish toq-toq yadrolarga to‘g‘ri keladi. [9] Haqiqatdan, har xil element izotoplarining barqarorligi Z va N larning juft yoki toqligiga bog‘liq. Masalan, turg‘un izotoplarning ko‘pchiligida A juft bo‘ladi. Juft-toq va toq-juft yadrolarning turg‘unligi juft-juft yadrolarnikiga nisbatan kamroq. Toq-toq yadrolarning ko‘pchiligi beqarordir. Tabiatda fakat 4 ta turg‘un toq-toq yadrolar uchraydi. 1 2H ,3 6Li ,5 10 B,7 14 N . Proton va neytronlar soni “sehrli” (magik) sonlar deb nom olgan 2, 8, 20, 50, 82, 126 sonlarga teng bo‘lganda yadrolar, ayniqsa, katta turg‘unlikka ega bo‘lib, tabiatda keng tarqalgan. Protonlar va neytronlar soni “sehrli” songa teng bo‘lsa, yadrolar, ayniqsa, juda katta turg‘unlikka ega bo‘lib, ular ikki qarra “sehrli” yadrolar deb ataladi. Tajribada aniqlangan yadro boq’lanish energiyasini tahlil qilishlik ko‘pgina yadro xususiyatlari to‘g‘risida xulosalar chiqarish imkoniyatini beradi. 1. O‘rtacha solishtirma bog‘lanish energiyasi ko‘pgina yadrolar uchun 8 MeV\ nuklon ga teng. Bu elektronning atomda bog‘lanish energiyasidan juda katta. Masalan, vodorod atomida elektronning bog‘la-nish energiyasi (ionizasiya potensiali) 13,6 eV. Eng og‘ir elenment atomlarida ham K-elektronning bog‘lanish energiyasi 0,1 MeV dan oshmaydi. Demak, yadro kuchi ta’siri tufayli nuklonlar yadroda bir-birlari bilan juda qattiq bog‘langan. Shuning uchun ham tabiatda 19$ $uchraydigan gravitasiya, elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta’sirlardan farqli ravishda yadroviy kuch kuchli o‘zaro ta’sir etuvchi kuch deb ataladi. 2. Solishtirma bog‘lanish energiyasining o‘rtacha qiymatining (8 MeV\nuklon) o‘zgarmas bo‘lishligi yadro kuchlari qisqa masofada ta’sirlashuv xarakteriga ega deyishlikka asos bo‘ladi. Ta’sir sferasi nuklonlar o‘lchamidan hatto, undan ham kichik, yadroda har bir nuklon o‘ziga yaqin turgan nuklonlar bilangina ta’sirlasha oladi deb karaladi. Haqiqatdan ham yadrodagi A nuklon qolgan (A-1) nuklonlar bilan ta’sirlashganda bog‘lanish energiyasi E ~ A ( A -1) massa sonini A 2 - bog‘liq bo‘lgan bo‘lar edi. Aslida bog‘lanish energiyasi E=  A- massa sonining A 1 -birinchi darajasiga bog‘liq, demak, yadro kuchlari to‘yinish xarakteriga ham ega ekan. 3. Yadro energiyasi qaysi jarayonlarda vujudga kelishligi qancha energiya ajratishligini bilish mumkin. Yengil yadrolar ko‘shilib (sintez) og‘irroq yadrolar hosil qilishsa solishtirma bog‘lanish energiyalari farqiga to‘g‘ri keluvchi energiya ajraladi termoyadro reaksiyasi.[10] M: 1 2Н + 1 3Н → 2 4Не + n+17 ,59 meV 2 3Не + 1 2Н → 2 4Не + р+18 ,3 meV Bundan tash q ari o g ‘ir yadrolar bo‘linishidan o‘rta yadrolar hosil bo‘lishsa ham, yadro energiyalari ajralishligi mumkin ekanligi aniqlandi. 20$

Xulosa
Atom yadrosi ikki xil nuklon, n va p lardan tashqil topgan murakkab
kvantomexanik sistemadir. Nuklonlarning o‘zaro ta’sir konunlariga asoslanib,
atom yadrosi xususiyatlarini bayon etish, yadro strukturasini aniqlash va har xil
sharoitlarda unda sodir bo‘layotgan jarayonlarni tadqiq qilish yadro fizika bo‘yicha
olib borilayotgan ilmiy tadqiqot ishlarining asosiy vazifasini tashqil qiladi.Ikki
nuklon orasidagi o‘zaro ta’sir etuvchi kuch to‘g‘risida ma’lumot olishning bevosita
usuli nuklonni nuklonda sochilishini o‘rganish va 2
N ning xususiyatlarini tahlil
qilishdan iboratdir.
Hisoblashlar uchun ikki nuklon orasida ta’sir etuvchi kuchning kattaligini
emas (fazoviy, spin, izospin) koordinatalar funksiyasi potensial energiyasini bilish
kerak bo‘ladi. Biroq yadro potensiali kulon va gravitasion potensiallariga nisbatan
ancha murakkab.Garchi hozircha yadro potensialini analitik ravishda ifodalash
mumkin bo‘lmasa ham uning ayrim xususiyatlari hakida yetarlicha ma’lumotga
egamiz. Yadro potensiali sferik simmetriyaga ega emas. Bunga 2
N ning kvadrupol
momentga ega bo‘lishi misoldir. Yadro potensiali chekli radiusga ega. U 0,5*10 -15
m dan kichik masofalarda chukurligi bir necha 10 MeV bo‘lgan tortishish
potensiali potensial o‘ra bilan almashinishi mumkin. Yadro kuchlari atomlarni
molekulalarda birlashtirib turuvchi ximiyaviy kuchlarga nisbatan million marta
katta bo‘lsa ham ta’sir radiuslari kichik bo‘lganligidan ular nisbatan zaif tuyuladi.
Hozircha yadro xususiyatlarining barcha ta’sirlarini hisobga olgan hisoblashning
iloji yo‘q. Real yadroning xarakteristikalarini emas, balki matematik va fizik
jihatdan soddalashtirilgan yadro modellari deb ataladigan har xil sistemalarning
xususiyatlarini hisoblashga to‘g‘ri keladi. Yadro modeli tajriba natijalariga
asoslangan holda tanlab olinadi, so‘ngra bu modelga mos keluvchi turlicha
taxminlar ishlab chiqiladi. Demak birgina fizik jarayonni bayon qilish uchun
turlicha modellar mavjud bo‘lishi mumkin.
Yadroning xususiyatlarini hisoblash mumkin bo‘lishi uchun model yetarli
darajada sodda bo‘lishi shu bilan birga hech bo‘lmaganda u real yadrolarning
xususiyatlarini taxminan aks etishi lozim. Har qanday model yadro xususiyatlari
21

haqidagi fizikada mavjud bo‘lgan bilimlarning xulosasi va umumlashuvidan
iboratdir. Har qanday model yadro xususiyatlarini to‘la aks ettira olmaydi. Shuning
uchun har bir modelning qo‘llanish chegarasi mavjud. Model tadqiqotlarni davom
ettirishda asosiy yo‘nalishni kursatadi va har xil xossalarni ma’lum nuqtai nazarda
turib bir-biri bilan bog‘lanishga imkon beradi.

22

Foydalanilgan adabiyotlar
1. Sh.M.Mirziyoyev,,Qonun ustuvorligi va inson manfaatlarini taminlash-yurt
taraqqiyoti va xalq farovonligining garovi” Toshkent 2016
2. M o‘minov T.M., Xoliqulov A.B., Xushmurodov Sh.X. Atom yadrosi va
zarralar fizika. Oliy o‘quv yurtlarining fizik bakalavr ta’lim yo‘nalishi talabalari
uchun o‘quv qo‘llanma. Toshkent-2009. 171-202 -betlar.
3. R.B.Bekjonov. Atom yadrosi va zarralar fizika. T.1995. 367-432 betlar.
4. Muminov T.M.,Xoliqulov A.B.,Xushmurodov Sh.X. Atom yadrosi va zarralar
fizika maruzalar matini Samarqand, 2001.
5. K.T.Teshaboyev. Yadro va elementar zarralar fizika. T.1992. 163-189
6. Д.С.Сивухин. Общий курс физики. X .2.М.1989.236-304 с.
7. К.Н.Мухин. Экспериментальная ядерная физика. T .1, М.1974.438-574
8. Ю.М.Широков, Н.П.Юдин. Ядерная физика. М.1980. 535-620 с.
9. А.И.Наумов. Физика атомного ядра и элементарных частиц. M . 1984.
10. П.Е.Калпаков. Основы ядерной физики. М.1969, 324-336
11. Wikipediya.org
12. https//saviya.uz
13. https//element.ru
14. https//uz.denemetr.com
23

Купить

Похожие документы
Harakat qonuni berilgan nuqtaning tezlanishi EHM dasturida hisoblash
Chegaraviy masalalar
Mexanik sistema dinamikasining umumiy teoremasi
Jismning og`irlik markazi
Nazariy mexanika faniga kirish

Информация о документе

Продавец

Izoton va magik yadrolar

Похожие документы