Таырыбы: Атомны рылысын оыту дістемесі

 

Атомны ядролы рылысы жніндегі ымды енгізу шін, Резерфордтты жа металл фольгадаы -блшектерді шашырауы жнінде жасалан тжірибесіні мнісін сипаттау керек. Оушылара атомдар о заряды бар шапша озалатын жне массасы сутегі атомынан 4 есе лкен болатын -блшектермен атылататынын тсіндірген жн. Бл «снарядтарды» эксперимент жасаушы табиаттан алады, олар радиоактивті ыдырау кезінде пайда болады. Оушылар электр зарядттарыны сер ету кші оларды ара ашытыына байланысты екенін бл кезде біледі. Сана жаынан бл туелділікті таы да бір рет зарядталан гильзаларды кмегімен экспемримент жзінде гильзаларды бір-бірімен ртрлі ашытытара орналастырып крсетуге болады.

Туелділік трінде жазылады.

Резерфорд схемасын талдап тсіндіреді (9-сурет). Бл суретті татаа кескіндеуге болады.

О зарядталан R блшектерді жан-жаа таратып шыарады, ал а диафрагма блшектерді бір шоын бліп алады, бл шо бдан кейін жа алтын б фольгадан теді де, ерекше в экрана тседі, экран блшектерді соысынан люминесценцияланады. Оан тсетін рбір блшек жарыл туызады, бан арап блшекті алай озаланын айтуа болады.

Егер б фольганы алып ойса, онда экранда диафрагмадаы тесікке арсы ашы да пайда болады.

Егер блшектерді жолына фольга ойылса, онда ашы даты интенсивтігі біршама кеміп, бл датан тыс жерде біратар жарыл пайда болады.

Демек, о зарядталан бшектерді бір блігі фольгадан ткенде з озалысыны баытын едуір згертті. Сондытан да фольгада о зарядталан блшектерді аыныны шашырауы жнінде сз болады.

Резерфордты алашы озалыс баытынан біршама ауытыан блшектерді баылап ана оймай тік брыштан лкен браша ауытитын блшектерді де баылауына тура келеді. (9 сурет).

Бл тжірибені нтижелері былай тсіндіріледі.

Блшектерді шашырауы олара фольганы тзетін блшектерді, яни атомдарды сер етуінен болады. Алайда блшектерді біразы ана кбірек ауытиды, демек шып шыан блшектерге атом тгел бгет болмай ол атомны шаын блігі ана блшектерді шашыратады екен. Атомны осы блігіні заряды кп болады, йткені блшектерді ауытуы сирек, біра те лкен брыштара ауытыан. Сонымен бірге, о зарядталан блшектерді ауытуын туызатын о заряды бар атомны шаын блігі деп тжырым айтуа болады.

Атомны лшемі шамамен 10^{-8 см. О зарядталан блшектерді лшемдері шамамен 10-13 см болатын атомны блігі шашырататындыын есептеулерден креміз. Оушылар бл мндерді есте сатааны жн. Атомды сипаттайтын бл шамаларды білу шін физика курсын ары арай оып йрену ажет.}

Егер блшектер атомны о зарядталан шашыранды блігінен алыс болса, онда оларды ауытулары байалмайды. Егерде блшек атомны бл блігіне жаындап келетін болса, онда ол онымен серлесе отырып те кшті ауытиды.

Сонымен Резерфорд тжірибесі негізінде атомдарды рылысы крделі екендігі таайындалан болатын.

Кез-келген элементті атомдары, ядро деп аталан, о зарядталан бліктен трады.

Ядроны рамына о зарядталан элементар блшектер –протондар енеді.

Ядроны айнала, электрон абышасы деп аталатынды тзетін, электрондар озалып жреді.

Протонны шамасы бойынша электрон зарядына те, біра арама-арсы табалы заряды бар. Протон массасы электрон массасынан шамамен 2000 есе арты. Атомдар электр жнінен бейтарап, демек, ядро заряды электрон абышасындаы барлы электрондар зарядына те. Сонымен, атом ядросындаы протондар саны атомны электрон абышасындаы электрон санына те.

Ядродаы протоннан баса да, элементар блшектер - нейтрондар бар. Олар зарядсыз бейтарап блшектер, біра оларды массалары шамамен протон массасына те.

Резерфорд тжірибесіні нтижелері ядро массасыны лшемін жуытап анытауа ммкіндік берді. Ол шін мынадай есепті шыару керек. Алтын атомыны ядросынан 180⁰ брыша шашырау шін, энергиясы, 10 МэВ блшек ядроа андай ашытыа жаындау керек:

Бл есепті шыару шін -блшекті кинетикалы энергиясы кулонды тебілісті потенциялы энергиясына айналатынын айту керек, яни

мнда Ф/м – электрлік траты.

м

-блшектер ядроа нерлым жаыныра шып келетін болса, жне оны энериясы аз болса, онда оларды ядродан тебілуі сорлым кшті болады. Мны мынадай эксперимент арылы крсетуге болады.

Клбеу орналасан изоляцияланан тіректі шына жоары кернеулі кзеткіштен зарядталатын метал шарик жібек жіпке ілініп биіктеу орналастырылады. Бірінші шарикті ядро моделі ретінде, екінші шарикті -блшек моделі ретінде арастыру керек. Малім екінші шарикті зарядтап, яни « -блшекті» тепе-тедіктен ауытытып жіберді. Сонда «ядроны», яни екінші шарикті жаынан ткен блшек тебіледі.

Сйтіп атомны бкіл массасы ядрода жинаталатынын, атом ядросы, атомнан 10⁵ есе аз екенін оушылара тсіндіру ажет.

Атомны рылысы туралы теорияны иындытары туралы оушыларды хабардар ету керек. ХІХ асырда ашылан электронды теорияа сйкес ядроны дей айнала озалан электрон здіксіз энергия шыарады. здіксіз энергия шыару нтижесінде электронны энергиясы азайып аыр аяында электрон ядроа «лап» тседі. Ал бл атомны тратылыына арама-айшы келеді.

Сонымен, Резерфордты атомыны рылысы туралы сынан моделін жетілдіру ажет. Мны 1913 жылы дат физигі Н.Бор жасады.