Atom yadrosining tuzilishi (proton, neytron, elektron). II bob.Atomlarning tuzilishi va davriy qonuni

NEYTRON(n) (lot. neuter — na u, na boshqasi) — elektri nolga teng boʻlgan elementar zarracha. zaryad va massa, proton massasidan bir oz kattaroq. Umumiy nom ostida proton bilan birga. Nuklon atom yadrolarining bir qismidir. H. 1/2 spinga ega va shuning uchun itoat qiladi Fermi - Dirac statistikasi(fermion hisoblanadi). oilaga tegishli adra-nov; ega barion soni B= 1, ya'ni guruhga kiritilgan barionlar.

Uni 1932-yilda J.Chedvik kashf etib, berilliy yadrolarini a-zarrachalar bilan bombardimon qilish natijasida paydo boʻladigan qattiq penetratsion nurlanish massasi taxminan protonnikiga teng boʻlgan elektr neytral zarrachalardan iborat ekanligini koʻrsatdi. 1932 yilda D. D. Ivanenko va V. Geyzenberglar atom yadrolari proton va H dan iborat degan gipotezani zaryaddan farqli ravishda ilgari surdilar. zarralar, H. osonlik bilan har qanday energiya va yuqori ehtimollik bilan yadrolar kirib yadro reaksiyalari ushlash (n,g), (n,a), (n, p), agar reaksiyadagi energiya balansi ijobiy bo'lsa. Ekzotermik ehtimoli sekinlashishi bilan ortadi H. teskari proportsional. uning tezligi. Tarkibida vodorod boʻlgan muhitda H.ni tutib olish reaksiyalarining sekinlashuvi ehtimolining oshishi E.Fermi (E.Fermi) va uning hamkasblari tomonidan 1934-yilda H.ning ogʻir yadrolarning boʻlinishiga sabab boʻlish qobiliyati aniqlangan. 1938 yilda O. Gan (O. Han) va F. Strassmann (F. Strassman) tomonidan (qarang. yadro parchalanishi), yadro qurolini yaratish uchun asos bo'lib xizmat qildi va. Atom masofalari tartibidagi de-Broyl toʻlqin uzunligiga ega boʻlgan sekin neytronlarning materiya bilan oʻzaro taʼsirining oʻziga xosligi (rezonans effektlari, diffraktsiya va boshqalar) fizikada neytron nurlarining keng qoʻllanilishiga asos boʻlib xizmat qiladi. qattiq tana. (H.ning energiya boʻyicha tasnifi – tez, sekin, termal, sovuq, oʻta sovuq – sanʼatga qarang. neytron fizikasi.)

Erkin holatda H. beqaror - B-emirilishga uchraydi; n p + e - + v e; uning ishlash muddati t n = 898(14) s, elektron spektrning chegaraviy energiyasi 782 keV ni tashkil qiladi (2-rasmga qarang). neytron beta parchalanishi). IN bog'langan holat barqaror yadrolar tarkibida H. barqaror (eksperimental hisob-kitoblarga koʻra, uning ishlash muddati 10 32 yildan oshadi). Asterga ko'ra. Koinotning koʻrinadigan materiyasining 15% ni 4 He yadrosi tarkibiga kiruvchi H. tashkil etishi taxmin qilinadi. H. asosiy hisoblanadi. komponent neytron yulduzlari. Tabiatdagi erkin H. larda hosil boʻladi yadro reaksiyalari, radioaktiv parchalanishning a-zarralari tufayli, kosmik nurlar va og'ir yadrolarning o'z-o'zidan yoki majburiy bo'linishi natijasida. San'at. H. manbalari hisoblanadi yadroviy reaktorlar, yadroviy portlashlar, protonlarning tezlatgichlari (energetika uchun qarang) va og'ir elementlardan yasalgan nishonlarga ega elektronlar. Energiyasi 14 MeV boʻlgan monoxromatik nurlarning H. manbalari kam energiyali. tritiy yoki litiy nishoniga ega deytron tezlatgichlari va kelajakda CTSning termoyadro qurilmalari bunday H ning kuchli manbalariga aylanishi mumkin. (Sm. .)

Asosiy xususiyatlar H.

Og'irligi h. t p = 939,5731(27) MeV/c 2 = = 1,008664967(34) da. birliklar massasi 1,675. 10 -24 g.H. va proton massalari orasidagi farq maks.dan oʻlchandi. energetikdan aniqlik. proton bilan H. tutib olish reaksiyasining muvozanati: n + p d + g (g-kvant energiyasi = 2,22 MeV), m n- m p = 1,293323 (16) MeV/c 2.

Elektr zaryadi H. Q n = 0. Eng aniq to'g'ridan-to'g'ri o'lchovlar Q n elektrostatikda sovuq yoki oʻta sovuq H. nurlarining burilish yoʻli bilan bajariladi. maydon: Q n<= 3·10 -21 uni elektron zaryaddir). Cosv. elektr ma'lumotlari. makroskopik neytrallik. gaz miqdori beradi Qn<= 2 10 -22 e.

Spin H. J= 1/2 bir jinsli boʻlmagan magnit maydonda H.ni nurning boʻlinishi boʻyicha bevosita tajribalar natijasida aniqlandi. maydonni ikki komponentga ajrating [umumiy holatda komponentlar soni (2 J + 1)].

Mos keluvchi zamonaviy asosida adronlar tuzilishining tavsifi. kuchli o'zaro ta'sir nazariyasi - kvant xromodinamikasi- nazariy jihatdan javob beradi. Biroq, ko'pchilik uchun qiyinchiliklar vazifalari ancha qoniqarli. natijalar elementar ob'ektlar sifatida ifodalangan nuklonlarning mezon almashinuvi orqali o'zaro ta'sirining tavsifini beradi. Tajriba. bo'shliqlarni o'rganish. tuzilishi H. yuqori energiyali leptonlarning (zamonaviy nazariyada nuqta zarralari sifatida qaraladigan elektronlar, muonlar, neytrinolar) deytronlarga tarqalishi yordamida amalga oshiriladi. Protonda sochilishning hissasi chuqurlikda o'lchanadi. tajriba va def yordamida ayirish mumkin. hisoblash. protseduralar.

Elektronlarning deytronda elastik va kvazelastik (deytronning bo'linishi bilan) tarqalishi elektr zichligining taqsimlanishini topishga imkon beradi. zaryad va magnit. moment H. ( shakl omili H.). Tajribaga ko'ra, magnit zichlikning taqsimlanishi. moment H. bir necha tartibning aniqligi bilan. foiz elektr zichligi taqsimotiga to'g'ri keladi. proton zaryadiga ega va RMS radiusi ~0,8·10 -13 sm (0,8 F) ga teng. Magn. shakl omil H. juda yaxshi atalmish tomonidan tasvirlangan. dipol f-loy G M n = m n (1 + q 2 /0,71) -2 , bu yerda q 2 - o'tkazilgan impulsning kvadrati (GeV/c) 2 .

Elektrning kattaligi haqidagi savol yanada murakkabroq. (zaryad) shakl omili H. G E n. Deytron tomonidan sochilish bo'yicha tajribalardan shunday xulosaga kelish mumkin G E n ( q 2 ) <= O'tkazilgan impulslarning kvadratlari oralig'ida 0,1 (0-1) (GeV/c) 2 . Da q 2 0 nol elektr tufayli. zaryad H. G E n- > 0, lekin eksperimental ravishda aniqlash mumkin dG E n ( q 2 )/dq 2 | q 2=0 . Bu qiymat maks. aniq o'lchovlardan topilgan tarqalish uzunligi H. ogʻir atomlarning elektron qobigʻida. Asosiy bu shovqinning bir qismi magnit bilan belgilanadi. moment H. Maks. aniq tajribalar ne-tarqalish uzunligini beradi lekin ne = -1,378(18) . 10 -16 sm, bu hisoblanganidan farq qiladi, magn tomonidan aniqlanadi. moment H.: a yo'q \u003d -1,468. 10 -16 sm. Ushbu qiymatlar orasidagi farq o'rtacha kvadrat elektrni beradi. radiusi H.<r 2 E n >= = 0,088(12) Fili dG E n ( q 2)/dq 2 | q 2 \u003d 0 \u003d -0,02 F 2. Ma'lumotlar parchalanishining katta tarqalishi tufayli bu raqamlarni yakuniy deb hisoblash mumkin emas. berilgan xatolardan oshib ketadigan tajribalar.

H.ning koʻpchilik yadrolari bilan oʻzaro taʼsirining xususiyati ijobiydir. koeffitsientga olib keladigan sochilish uzunligi. sinishi< 1. Благодаря этому H., падающие из вакуума на границу вещества, могут испытывать полное внутр. отражение. При скорости u < (5-8) м/с (ультрахолодные H.) H. испытывают полное отражение от границы с углеродом, никелем, бериллием и др. при любом угле падения и могут удерживаться в замкнутых объёмах. Это свойство ультрахолодных H. широко используется в экспериментах (напр., для поиска ЭДМ H.) и позволяет реализовать нейтронооптич. устройства (см. neytron optikasi).

H. va kuchsiz (elektroweak) oʻzaro taʼsir. Elektr zaif o'zaro ta'sir haqida muhim ma'lumot manbai erkin H ning b-emirilishidir. Kvark darajasida bu jarayon o'tishga to'g'ri keladi. Elektronning proton bilan o'zaro ta'sirining teskari jarayoni deyiladi. teskari b-emirilish. Bu jarayonlar sinfiga kiradi elektron suratga olish, yadrolarda sodir bo'lgan, re - n v e.

Kinematikani hisobga olgan holda erkin H.ning yemirilishi. parametrlar ikkita konstanta - vektor bilan tavsiflanadi G V, bu tufayli vektor oqimining saqlanishi universal kuchsiz ta'sir konstantasi va eksenel vektor G A, uning qiymati nuklonning kuchli o'zaro ta'sir qiluvchi komponentlari - kvarklar va glyuonlarning dinamikasi bilan belgilanadi. Dastlabki H. va oxirgi proton va izotopik tufayli oʻtish matritsasi elementi n p toʻlqin funksiyalari. o'zgarmasliklar juda aniq hisoblangan. Natijada, konstantalarni hisoblash G V Va G A erkin H.ning yemirilishidan (yadrolarning b-yemirilishidan olingan hisob-kitoblardan farqli oʻlaroq) yadro strukturaviy omillarini hisobga olish bilan bogʻliq emas.

H.ning ayrim tuzatishlarni hisobga olmagan holda yashash muddati: t n = kg 2 V+ 3G 2 A) -1 , qaerda k kinematikni o'z ichiga oladi. omillar va b-emirilishning chegaraviy energiyasiga qarab Kulon tuzatishlari va radiatsiyaviy tuzatishlar.

Polarizatorlarning parchalanish ehtimoli. H. aylanish bilan S , elektron va antineytrinoning energiyalari va momentlari va R e, odatda quyidagi ifoda bilan tavsiflanadi:

Koef. korrelyatsiyalar a, A, B, D parametr funksiyasi sifatida ifodalanishi mumkin a = (G A/G V,)exp( i f). Faza f nolga teng emas yoki p bo'lsa T- o'zgarmaslik buziladi. Jadvalda. tajribalar beriladi. Ushbu koeffitsientlar uchun qiymatlar. va natijada olingan qiymatlar a va f.

Ma'lumotlar o'rtasida sezilarli farq bor t n uchun tajribalar, bir necha yetib. foiz.

Yuqori energiyalarda H. ishtirokidagi elektrozaif oʻzaro taʼsirni tavsiflash nuklonlarning tuzilishini hisobga olish zarurati tufayli ancha qiyin. Masalan, m - qo'lga olish, m - p n v m kamida ikki marta doimiylar soni bilan tavsiflanadi. H. leptonlar ishtirokisiz boshqa adronlar bilan ham elektr kuchsiz oʻzaro taʼsir qiladi. Bu jarayonlarga quyidagilar kiradi.

1) Giperonlarning yemirilishi L np 0 , S + np + , S - np - va hokazo. g'alati bo'lmagan zarrachalarga qaraganda bir necha marta kichikroqdir, bu Cabibbo burchagini kiritish orqali tasvirlangan (1-rasmga qarang). kabibbo burchagi).

2) Bo'shliqlarni saqlamaydigan yadro kuchlari sifatida namoyon bo'ladigan zaif o'zaro ta'sir n - n yoki n - p. paritet.Ular keltirib chiqaradigan ta'sirlarning odatdagi kattaligi 10 -6 -10 -7 ga teng.

H. ning oʻrta va ogʻir yadrolar bilan oʻzaro taʼsiri bir qancha xususiyatlarga ega boʻlib, baʼzi hollarda sezilarli darajaga olib keladi. effektlarni kuchaytirish yadrolarda paritetning saqlanmaganligi. Ushbu ta'sirlardan biri bog'liq. H. c ning tarqalish yo'nalishi bo'yicha va unga qarshi yutilish kesimi o'rtasidagi farq, 139 La yadro holatida \u003d 1,33 eV da 7% ga to'g'ri keladi. R-to'lqin neytron rezonansi. Kuchaytirishning sababi past energiyaning kombinatsiyasi. birikma yadrosi holatlarining kengligi va bu birikma yadrosida qarama-qarshi paritetli sathlarning yuqori zichligi, yadrolarning past joylashgan holatlariga qaraganda turli xil paritetga ega bo'lgan komponentlarning 2-3 darajali ko'proq aralashishini ta'minlaydi. Natijada, bir qator effektlar: tutilgan polarizatorlarning spiniga nisbatan g-kvantlarning emissiyasining assimetriyasi. H. reaksiyada (n, g), zaryad emissiyasi assimetriyasi. zarrachalar reaktsiyadagi birikma holatlarining parchalanishi (n, p) yoki reaktsiyada engil (yoki og'ir) bo'linish bo'lagining emissiyasining assimetriyasi (n, p) f). Asimmetriyalar issiqlik energiyasida 10 -4 -10 -3 qiymatiga ega H. In R-to'lqin neytron rezonanslari qo'shimcha ravishda amalga oshiriladi. ushbu birikma holatining paritetni saqlaydigan komponentining hosil bo'lish ehtimolini bostirish bilan bog'liq kuchayish (kichik neytron kengligi tufayli) R-rezonans) qarama-qarshi paritetga ega bo'lgan nopoklik komponentiga nisbatan s-rezonans-mumbalik. Bu bir nechta kombinatsiyadir Kuchaytirish omili o'ta zaif ta'sirni yadroviy o'zaro ta'sirga xos bo'lgan qiymat bilan namoyon bo'lishiga imkon beradi.

Baryon raqami o'zaro ta'sirlarni buzadi. Nazariy modellar buyuk birlashuv Va qo'shimcha birlashmalar barionlarning beqarorligini bashorat qilish - ularning lepton va mezonlarga parchalanishi. Bu yemirilishlar faqat atom yadrolari tarkibiga kiruvchi eng yengil barionlar - p va n uchun sezilishi mumkin. Barion sonining 1 ga o'zgarishi bilan o'zaro ta'sir qilish uchun D B= 1, H. tipidagi transformatsiyani kutish mumkin: n e + p - , yoki g'alati mezonlar emissiyasi bilan transformatsiya. Bunday jarayonlarni izlash bir necha massali er osti detektorlari yordamida tajribalarda amalga oshirildi. ming tonna. Bu tajribalarga asoslanib, barion soni buzilgan H.ning yemirilish vaqti 10 32 yildan ortiq degan xulosaga kelish mumkin.

Dr. D bilan o'zaro ta'sirning mumkin bo'lgan turi IN= 2 o'zaro konversiya hodisasiga olib kelishi mumkin H. va antineytronlar vakuumda, ya'ni tebranishga . Tashqi yo'qligida maydonlar yoki ularning kichik qiymati bilan H. va antineytronning holatlari degenerativdir, chunki ularning massalari bir xil, shuning uchun hatto o'ta zaif o'zaro ta'sir ham ularni aralashtirishi mumkin. Extning kichikligi mezoni. maydonlar - magnitning o'zaro ta'sir energiyasining kichikligi. moment H. magn bilan. vaqt bilan aniqlangan energiyaga nisbatan maydon (n va n ~ belgisiga qarama-qarshi magnit momentlarga ega). T kuzatishlar H. (noaniqlik munosabati boʻyicha), D<=hT-bir. Reaktor yoki boshqa manbadan H. nurida antineytronlarning ishlab chiqarilishi kuzatilganda T H. detektorga uchish vaqtidir. Nurdagi antineytronlar soni parvoz vaqti bilan kvadratik ravishda ortadi: /N n ~ ~ (T/t osc) 2, bu yerda t osc - tebranish vaqti.

Yuqori oqimli reaktordan sovuq H. nurlarining hosil boʻlishini kuzatish boʻyicha bevosita tajribalar t osc > 10 7 s chegarasini beradi. Kelgusi tajribalarda biz sezgirlikning t osc ~ 10 9 s darajasiga oshishini kutishimiz mumkin. Cheklovchi holatlar maks. nurlarning intensivligi H. va detektor kosmichdagi antineytronlar hodisalarini taqlid qilish. nurlar.

Dr. tebranishlarni kuzatish usuli - barqaror yadrolarda hosil bo'lishi mumkin bo'lgan antineytronlarning annigilyatsiyasini kuzatish. Bunda yadroda paydo boʻlayotgan antineytronning oʻzaro taʼsir energiyalari H. eff bogʻlanish energiyasidan katta farq qilganligi sababli. kuzatish vaqti ~ 10 -22 s ga aylanadi, ammo kuzatilgan yadrolarning ko'pligi (~ 10 32) H nurlari tajribasi bilan solishtirganda sezgirlikning pasayishini qisman qoplaydi. yadro ichidagi antineytron, bu t osc > (1-3) . 10 7 b. Maxluqot. bu tajribalarda t osc chegarasini oshirishga fazoning o'zaro ta'siridan kelib chiqqan fon to'sqinlik qiladi. er osti detektorlarida yadroli neytrinolar.

Shuni ta'kidlash kerakki, D bilan nuklon parchalanishini qidirish B= 1 va -tebranishlarni qidirish mustaqil tajribalardir, chunki ular tubdan farq qiladi. o'zaro ta'sir turlari.

Gravitatsion o'zaro ta'sir H. Neytron kam sonlilardan biridir elementar zarralar, gravitaciyada to-to'daga tushish. Yer maydonini eksperimental ravishda kuzatish mumkin. H. uchun toʻgʻridan-toʻgʻri oʻlchash 0,3% aniqlik bilan amalga oshiriladi va makroskopikdan farq qilmaydi. Muvofiqlik masalasi qolmoqda ekvivalentlik printsipi H. va protonlar uchun (inertial va tortishish massalarining tengliklari).

Eng aniq eksperimentlar Et-vesh usuli bo'yicha har xil bo'lgan jismlar uchun o'tkazildi. munosabat qiymatlari A/Z, qayerda LEKIN- da. xona, Z- yadrolarning zaryadi (elementar zaryad birliklarida e). Bu tajribalardan H. va protonlar uchun 2·10 -9 darajasida erkin tushishning bir xil tezlashishi va tortishish tengligi kuzatiladi. va ~10 -12 darajasida inertial massa.

Gravitatsiya tezlanish va sekinlashuv ultrasovuq H bilan tajribalarda keng qo'llaniladi. Gravitatsiyadan foydalanish sovuq va oʻta sovuq H. uchun refraktometr moddaga kogerent sochilish H. uzunligini katta aniqlik bilan oʻlchash imkonini beradi.

H. kosmologiya va astrofizikada

Zamonaviyga ko'ra Issiq olam modelidagi tasvirlar (qarang. issiq koinot nazariyasi) proton va H.ni oʻz ichiga olgan barionlarning hosil boʻlishi Olam hayotining birinchi daqiqalarida sodir boʻladi. Kelajakda parchalanishga ulgurmagan H.ning maʼlum qismi 4 He hosil boʻlgan protonlar tomonidan tutiladi. Bu holda vodorod va 4 He nisbati og'irligi bo'yicha 70% dan 30% gacha. Yulduzlarning shakllanishi va ularning evolyutsiyasi davrida, bundan keyin nukleosintez temir yadrolarigacha. Og'irroq yadrolarning paydo bo'lishi neytron yulduzlarning tug'ilishi bilan o'ta yangi yulduz portlashlari natijasida sodir bo'lib, ketma-ketlik imkoniyatini yaratadi. H. nuklidlar tomonidan tutilishi. Shu bilan birga, deb ataladigan kombinatsiya. s-jarayon - ketma-ket tutib olishlar orasida b-emirilish bilan H.ning sekin ushlanishi va r-jarayon - tez kuzatib borish. asosiy yulduzlarning portlashlari paytida qo'lga olish. kuzatilganini tushuntira oladi elementlarning ko'pligi kosmosda ob'ektlar.

Kosmikning asosiy komponentida H. nurlari, ehtimol, ularning beqarorligi tufayli yo'q. H. yer yuzasiga yaqin joyda hosil boʻlib, kosmosga tarqaladi. bo'shliq va u erda parchalanish, aftidan, elektron va proton tarkibiy qismlarining shakllanishiga yordam beradi radiatsiya kamarlari Yer.

Lit.: Gurevich I. S., Tarasov L. V., Past energiyali neytronlar fizikasi, M., 1965; Aleksandrov Yu.A.,. Neytronning asosiy xususiyatlari, 2-nashr, M., 1982 yil.

→

Hamma moddalar atomlardan tashkil topganligi maktabdan ko'pchilikka ma'lum. Atomlar, o'z navbatida, yadrodan ma'lum masofada joylashgan atomlar va elektronlarning yadrosini tashkil etuvchi proton va neytronlardan iborat. Ko'pchilik yorug'lik ham zarrachalardan - fotonlardan iborat ekanligini eshitgan. Biroq, zarralar dunyosi bu bilan cheklanmaydi. Bugungi kunga qadar 400 dan ortiq turli xil elementar zarralar ma'lum. Keling, elementar zarralar bir-biridan qanday farq qilishini tushunishga harakat qilaylik.

Elementar zarrachalarni bir-biridan ajratish mumkin bo'lgan ko'plab parametrlar mavjud:

• Og'irligi.
• Elektr zaryadi.
• Muddat. Deyarli barcha elementar zarralar cheklangan umrga ega, shundan keyin ular parchalanadi.
• Spin. Buni taxminan aylanish momenti deb hisoblash mumkin.

Yana bir nechta parametrlar yoki ular odatda kvant raqamlari fanida deyilganidek. Bu parametrlar har doim ham aniq jismoniy ma'noga ega emas, lekin ular bir zarrani boshqasidan ajratish uchun kerak. Bu barcha qo'shimcha parametrlar o'zaro ta'sirda saqlanib qolgan ba'zi miqdorlar sifatida kiritiladi.

Fotonlar va neytrinolardan tashqari deyarli barcha zarralar massaga ega (oxirgi ma'lumotlarga ko'ra, neytrinolarning massasi bor, lekin juda kichikki, u ko'pincha nolga teng deb hisoblanadi). Massa zarralarisiz faqat harakatda mavjud bo'lishi mumkin. Barcha zarrachalarning massasi har xil. Elektron neytrinodan tashqari minimal massaga ega. Mezon deb ataladigan zarralar massasi elektron massasidan 300-400 marta, proton va neytron esa elektrondan deyarli 2000 marta og'irroqdir. Protondan deyarli 100 marta og'irroq bo'lgan zarralar allaqachon kashf etilgan. Massa, (yoki uning Eynshteyn formulasi bo'yicha energiya ekvivalenti:

elementar zarralarning barcha o'zaro ta'sirida saqlanadi.

Hamma zarrachalar ham elektr zaryadiga ega emas, ya'ni hamma zarrachalar ham elektromagnit o'zaro ta'sirda qatnasha olmaydi. Barcha erkin mavjud zarralar elektr zaryadi elektron zaryadining ko'pligi. Erkin mavjud bo'lgan zarralardan tashqari, faqat bog'langan holatda bo'lgan zarralar ham bor, biz ular haqida biroz keyinroq gaplashamiz.

Spin, shuningdek, turli zarralarning boshqa kvant raqamlari har xil va ularning o'ziga xosligini tavsiflaydi. Ba'zi kvant sonlari ba'zi o'zaro ta'sirlarda, ba'zilari esa boshqalarida saqlanadi. Bu barcha kvant raqamlari qaysi zarralar bilan va qanday ta'sir qilishini aniqlaydi.

Yashash muddati ham zarrachaning juda muhim xarakteristikasi bo'lib, biz uni batafsilroq ko'rib chiqamiz. Keling, eslatma bilan boshlaylik. Maqolaning boshida aytganimizdek, bizni o'rab turgan hamma narsa atomlar (elektronlar, protonlar va neytronlar) va yorug'likdan (fotonlar) iborat. Demak, yuzlab turdagi elementar zarrachalar qayerda. Javob oddiy - atrofimizdagi hamma joyda, lekin biz ikkita sababga ko'ra sezmaymiz.

Ulardan birinchisi, deyarli barcha boshqa zarralar juda kam, taxminan 10 dan minus 10 sekundgacha yoki undan kamroq vaqt yashaydi va shuning uchun atomlar, kristall panjaralar va boshqalar kabi tuzilmalarni hosil qilmaydi. Ikkinchi sabab neytrinolarga taalluqlidir, garchi bu zarralar parchalanmasa ham, ular faqat kuchsiz va gravitatsion o'zaro ta'sirga duchor bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, bu zarralar shunchalik kam o'zaro ta'sir qiladiki, ularni aniqlash deyarli mumkin emas.

Keling, zarrachaning o'zaro ta'sirini nima ifodalashini tasavvur qilaylik. Masalan, elektronlar oqimini bir necha millimetrga teng yupqa po'lat plitalar bilan to'xtatish mumkin. Bu sodir bo'ladi, chunki elektronlar darhol po'lat plitalar zarralari bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi, ular o'z yo'nalishini keskin o'zgartiradilar, fotonlarni chiqaradilar va shuning uchun energiyani tezda yo'qotadilar. Neytrinolar oqimi bilan hamma narsa shunday emas, ular deyarli hech qanday o'zaro ta'sirlarsiz Yerdan o'tishi mumkin. Shuning uchun ularni topish juda qiyin.

Shunday qilib, ko'pchilik zarralar juda qisqa vaqt yashaydi, shundan so'ng ular parchalanadi. Zarrachalar parchalanishi eng keng tarqalgan reaksiyalardir. Parchalanish natijasida bir zarracha massasi kichikroq bo'lgan bir nechta boshqa zarralarga bo'linadi va ular o'z navbatida yanada parchalanadi. Barcha parchalanishlar ma'lum qoidalarga - saqlanish qonunlariga bo'ysunadi. Demak, masalan, yemirilish natijasida elektr zaryadi, massasi, spini va bir qancha kvant sonlari saqlanishi kerak. Ba'zi kvant raqamlari parchalanish jarayonida o'zgarishi mumkin, lekin ma'lum qoidalarga ham bog'liq. Aynan parchalanish qoidalari elektron va protonning barqaror zarralar ekanligini aytadi. Ular endi parchalanish qoidalariga bo'ysunib, parchalana olmaydilar va shuning uchun parchalanish zanjirlari ular bilan tugaydi.

Bu erda men neytron haqida bir necha so'z aytmoqchiman. Erkin neytron ham taxminan 15 daqiqada proton va elektronga parchalanadi. Biroq, neytron atom yadrosida bo'lsa, bu sodir bo'lmaydi. Bu haqiqatni turli yo'llar bilan tushuntirish mumkin. Misol uchun, atom yadrosida elektron va parchalangan neytrondan qo'shimcha proton paydo bo'lganda, darhol teskari reaksiya sodir bo'ladi - protonlardan biri elektronni yutadi va neytronga aylanadi. Ushbu rasm dinamik muvozanat deb ataladi. U koinotda katta portlashdan ko'p o'tmay rivojlanishning dastlabki bosqichida kuzatilgan.

Parchalanish reaksiyalaridan tashqari, tarqalish reaksiyalari ham mavjud - ikki yoki undan ortiq zarralar bir vaqtning o'zida o'zaro ta'sirlashganda va natijada bir yoki bir nechta boshqa zarralar paydo bo'ladi. Ikki yoki undan ortiq zarrachalardan bittasi olinganda yutish reaksiyalari ham mavjud. Barcha reaktsiyalar kuchli kuchsiz yoki elektromagnit o'zaro ta'sir natijasida sodir bo'ladi. Kuchli o'zaro ta'sir tufayli reaktsiyalar eng tezdir, bunday reaktsiyaning vaqti 10 dan minus 20 sekundgacha yetishi mumkin. Elektromagnit o'zaro ta'sir tufayli reaktsiyalar tezligi pastroq, bu erda vaqt taxminan 10 dan minus 8 sekundgacha bo'lishi mumkin. Zaif o'zaro ta'sir reaktsiyalari uchun vaqt o'nlab soniyalarga va ba'zan hatto yillarga etishi mumkin.

Zarrachalar haqidagi hikoyamiz oxirida, keling, kvarklar haqida gapiraylik. Kvarklar - elektron zaryadining uchdan biriga karrali elektr zaryadiga ega bo'lgan va erkin holatda bo'lolmaydigan elementar zarralar. Ularning o'zaro ta'siri shunday tuzilganki, ular faqat biror narsaning bir qismi sifatida yashashlari mumkin. Masalan, ma'lum turdagi uchta kvarkning birikmasidan proton hosil bo'ladi. Boshqa kombinatsiya neytronni beradi. Hammasi bo'lib 6 ta kvark ma'lum. Ularning turli kombinatsiyalari bizga turli zarrachalarni beradi va fizik qonunlar kvarklarning barcha birikmalariga ruxsat bermasa ham, kvarklardan tashkil topgan juda ko'p zarralar mavjud.

Bu erda savol tug'ilishi mumkin, agar proton kvarklardan iborat bo'lsa, uni qanday qilib elementar deb atash mumkin. Juda oddiy - proton elementar, chunki uni tarkibiy qismlarga - kvarklarga bo'linib bo'lmaydi. Kuchli o'zaro ta'sirda ishtirok etadigan barcha zarralar kvarklardan tashkil topgan va shu bilan birga elementardir.

Koinot tuzilishini tushunish uchun elementar zarralarning o'zaro ta'sirini tushunish juda muhimdir. Makro jismlar bilan sodir bo'ladigan hamma narsa zarrachalarning o'zaro ta'siri natijasidir. Bu yerdagi daraxtlarning o'sishini, yulduzlarning chuqurligidagi reaktsiyalarni, neytron yulduzlarning nurlanishini va boshqa ko'p narsalarni tasvirlaydigan zarrachalarning o'zaro ta'siri.

Ehtimollar va kvant mexanikasi

>

Neytron nima? Uning tuzilishi, xususiyatlari va vazifalari qanday? Neytronlar atomlarni tashkil etuvchi zarralarning eng kattasi bo'lib, ular qurilish bloklari hammasi muhim.

Atom tuzilishi

Neytronlar yadroda joylashgan - atomning zich mintaqasi, shuningdek, protonlar (musbat zaryadlangan zarralar) bilan to'ldirilgan. Bu ikki element yadro deb ataladigan kuch bilan birga ushlab turiladi. Neytronlar neytral zaryadga ega. Neytral atom hosil qilish uchun protonning musbat zaryadi elektronning manfiy zaryadiga mos keladi. Yadrodagi neytronlar atomning zaryadiga ta'sir qilmasa ham, ular atomga ta'sir qiluvchi ko'plab xususiyatlarga ega, shu jumladan radioaktivlik darajasi.

Neytronlar, izotoplar va radioaktivlik

Atom yadrosida joylashgan zarracha - neytron protondan 0,2% katta. Ular birgalikda bir xil elementning umumiy massasining 99,99% ni tashkil qiladi va turli xil miqdordagi neytronlarga ega bo'lishi mumkin. Olimlar atom massasiga murojaat qilganda, ular o'rtacha atom massasini anglatadi. Masalan, uglerod odatda atom massasi 12 ta 6 ta neytron va 6 ta protonga ega, lekin ba'zida u atom massasi 13 (6 proton va 7 neytron) bilan sodir bo'ladi. Atom raqami 14 bo'lgan uglerod ham mavjud, ammo kam uchraydi. Shunday qilib, atom massasi uglerod uchun o'rtacha 12,011 ga teng.

Atomlarda neytronlarning soni har xil bo'lsa, ular izotoplar deyiladi. Olimlar katta izotoplar yaratish uchun bu zarralarni yadroga qo‘shish yo‘llarini topdilar. Endi neytronlarni qo'shish atomning zaryadiga ta'sir qilmaydi, chunki ularning zaryadi yo'q. Biroq ular atomning radioaktivligini oshiradi. Bu zaryadsizlanishi mumkin bo'lgan juda beqaror atomlarga olib kelishi mumkin yuqori darajalar energiya.

Yadro nima?

Kimyoda yadro proton va neytronlardan tashkil topgan atomning musbat zaryadlangan markazidir. "Yadro" so'zi "yong'oq" yoki "yadro" degan ma'noni anglatuvchi so'zning shakli bo'lgan lotin yadrosidan olingan. Bu atama 1844 yilda Maykl Faraday tomonidan atom markazini tasvirlash uchun kiritilgan. Yadroni o'rganish, uning tarkibi va xususiyatlarini o'rganish bilan shug'ullanadigan fanlar deyiladi yadro fizikasi va yadro kimyosi.

Protonlar va neytronlar kuchli yadro kuchi bilan birlashtiriladi. Elektronlar yadroga tortiladi, lekin shu qadar tez harakat qiladiki, ularning aylanishi atom markazidan ma'lum masofada amalga oshiriladi. Musbat yadro zaryadi protonlardan kelib chiqadi, lekin neytron nima? Bu elektr zaryadiga ega bo'lmagan zarrachadir. Atomning deyarli barcha og'irligi yadroda bo'ladi, chunki proton va neytronlar elektronlarga qaraganda ancha katta massaga ega. Atom yadrosidagi protonlar soni uning element sifatida kimligini belgilaydi. Neytronlar soni elementning qaysi izotopi atom ekanligini ko'rsatadi.

Atom yadrosining kattaligi

Yadro ancha kichikroq umumiy diametri atom, chunki elektronlar markazdan uzoqlashishi mumkin. Vodorod atomi yadrosidan 145 000 marta, uran atomi esa markazidan 23 000 marta katta. Vodorod yadrosi eng kichikdir, chunki u bitta protondan iborat.

Proton va neytronlarning yadrodagi joylashuvi

Proton va neytronlar odatda bir joyga to'plangan va sharlar bo'ylab bir tekis taqsimlangan holda tasvirlangan. Biroq, bu haqiqiy tuzilmani soddalashtirishdir. Har bir nuklon (proton yoki neytron) ma'lum energiya darajasini va joylashuv oralig'ini egallashi mumkin. Yadro sharsimon bo'lishi bilan birga, nok shaklida, sharsimon yoki disk shaklida ham bo'lishi mumkin.

Proton va neytronlarning yadrolari barionlar bo'lib, ular eng kichik kvarklardan iborat. Jozibali kuch juda qisqa diapazonga ega, shuning uchun protonlar va neytronlar bir-biriga juda yaqin bo'lishi kerak. Ushbu kuchli tortishish zaryadlangan protonlarning tabiiy itarishini engadi.

Proton, neytron va elektron

Yadro fizikasi kabi fanning rivojlanishiga kuchli turtki neytronning ochilishi bo'ldi (1932). Buning uchun rahmat, Ruterfordning shogirdi bo'lgan ingliz fizigi bo'lishi kerak. Neytron nima? Bu beqaror zarracha bo'lib, u erkin holatda atigi 15 daqiqada proton, elektron va neytrinoga, massasiz neytral zarrachaga aylana oladi.

Zarracha elektr zaryadi yo'qligi, neytral bo'lganligi sababli o'z nomini oldi. Neytronlar juda zich. Izolyatsiya qilingan holatda bitta neytronning massasi atigi 1,67·10 - 27 bo'ladi va agar siz neytronlar bilan zich o'ralgan choy qoshiqni olsangiz, hosil bo'lgan materiyaning og'irligi millionlab tonnaga etadi.

Element yadrosidagi protonlar soni atom raqami deyiladi. Bu raqam har bir elementning o'ziga xosligini beradi. Ba'zi elementlarning atomlarida, masalan, uglerodda, yadrolardagi protonlar soni doimo bir xil, ammo neytronlar soni har xil bo'lishi mumkin. Atom berilgan element yadrosida ma'lum miqdordagi neytronlar bo'lgan izotop deyiladi.

Yagona neytronlar xavflimi?

Neytron nima? Bu proton bilan birga kiritilgan zarracha Biroq, ba'zida ular o'z-o'zidan mavjud bo'lishi mumkin. Neytronlar atom yadrolaridan tashqarida bo'lganda, ular potentsialga ega bo'ladilar xavfli xususiyatlar. Ular bilan harakat qilganda yuqori tezlik, ular halokatli radiatsiya hosil qiladi. Neytron bombalari odamlar va hayvonlarni o'ldirish qobiliyati bilan mashhur bo'lib, tirik bo'lmagan jismoniy tuzilmalarga minimal ta'sir ko'rsatadi.

Neytronlar atomning juda muhim qismidir. Bu zarrachalarning yuqori zichligi ularning tezligi bilan birgalikda ularga favqulodda halokatli kuch va energiya beradi. Natijada, ular urilgan atomlarning yadrolarini o'zgartirishi yoki hatto parchalashi mumkin. Neytron aniq neytral elektr zaryadiga ega bo'lsa-da, u zaryadga nisbatan bir-birini bekor qiluvchi zaryadlangan komponentlardan iborat.

Atomdagi neytron mayda zarrachadir. Protonlar singari, ular elektron mikroskopda ham ko'rish uchun juda kichik, ammo ular bor, chunki bu atomlarning harakatini tushuntirishning yagona yo'li. Neytronlar atomning barqarorligi uchun juda muhim, ammo uning atom markazidan tashqarida ular uzoq vaqt mavjud bo'lolmaydi va o'rtacha 885 soniyada (taxminan 15 daqiqada) parchalanadi.

Butun moddiy dunyo, zamonaviy fizikaga ko'ra, uchta elementar zarrachadan qurilgan: proton, neytron va elektron. Bundan tashqari, fanga ko'ra, koinotda materiyaning boshqa "elementar" zarralari mavjud bo'lib, ularning ba'zi nomlari normadan aniq ko'proq. Shu bilan birga, bu boshqa “elementar zarralar”ning koinotning mavjudligi va rivojlanishidagi vazifasi aniq emas.

Elementar zarralarning boshqa talqinini ko'rib chiqing:

Moddaning faqat bitta elementar zarrasi - proton mavjud. Boshqa barcha "elementar zarralar", shu jumladan neytron va elektron, faqat protonning hosilalari bo'lib, ular koinot evolyutsiyasida juda kamtarona rol o'ynaydi. Keling, bunday "elementar zarralar" qanday hosil bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Biz "" maqolasida moddaning elementar zarrasining tuzilishini batafsil ko'rib chiqdik. Elementar zarracha haqida qisqacha:

• Moddaning elementar zarrasi kosmosda cho'zilgan ip shakliga ega.
• Elementar zarracha cho'zishga qodir. Cho'zish jarayonida elementar zarracha ichidagi moddaning zichligi pasayadi.
• Moddaning zichligi yarmiga tushadigan elementar zarrachaning kesimini biz chaqirdik materiya kvanti .
• Harakat jarayonida elementar zarracha energiyani uzluksiz yutadi (katlama, ).
• Energiyani yutish nuqtasi ( yo'q qilish nuqtasi ) elementar zarracha harakat vektorining uchida joylashgan.
• Aniqroq: moddaning faol kvantining uchida.
• Elementar zarracha energiyani yutib, oldinga siljish tezligini doimiy ravishda oshiradi.
• Moddaning elementar zarrasi dipoldir. Bunda jozibador kuchlar zarrachaning oldingi qismida (harakat yo`nalishida), itaruvchi kuchlar esa orqa qismida to`plangan.

Kosmosda elementar bo'lish xususiyati nazariy jihatdan moddaning zichligini nolga tushirish imkoniyatini anglatadi. Va bu, o'z navbatida, uning mexanik yorilishi ehtimolini anglatadi: moddaning elementar zarrasining yorilishi joyini uning materiyaning nol zichligi bo'lgan kesimi sifatida ko'rsatish mumkin.

Annigilyatsiya (energiyaning yutilishi) jarayonida elementar zarracha, katlama energiyasi kosmosda o'zining tarjima harakati tezligini doimiy ravishda oshiradi.

Galaktikaning evolyutsiyasi, oxir-oqibat, materiyaning elementar zarralarini bir-biriga yirtib tashlashga qodir bo'lgan paytga olib keladi. Elementar zarrachalar parallel kurslarda uchrashmasligi mumkin, bir zarra ikkinchisiga sekin va ravon yaqinlashganda, xuddi kema kabi iskala. Ular kosmosda va qarama-qarshi traektoriyalarda uchrashishlari mumkin. Keyin qattiq to'qnashuv va natijada elementar zarrachaning sinishi deyarli muqarrar. Ular energiya buzilishining juda kuchli to'lqini ostida qolishlari mumkin, bu ham yorilishga olib keladi.

Moddaning elementar zarrachasining yorilishi natijasida hosil bo'lgan "parchalar" qanday bo'lishi mumkin?

Keling, tashqi ta'sir natijasida moddaning elementar zarralari - deyteriy atomining proton va neytronga aylanganini ko'rib chiqaylik.

juft tuzilishi yorilishi ularning ulanish joyida sodir bo'lmaydi -. Juftlik tuzilishining ikkita elementar zarralaridan biri buziladi.

Proton va neytron tuzilishi jihatidan bir-biridan farq qiladi.

• Proton - bu biroz qisqartirilgan (tanaffusdan keyin) elementar zarra,
• neytron - bitta to'laqonli elementar zarrachadan va birinchi zarrachaning oldingi, engil uchidan iborat "dum" dan iborat struktura.

To'liq elementar zarracha o'z tarkibida to'liq to'plamga ega - "N" modda kvantlari. Protonda "N-n" moddalar kvantlari mavjud. Neytronda "N + n" kvantlari mavjud.

Protonning harakati aniq. Moddaning oxirgi kvantini yo'qotgan bo'lsa ham, u energiyani faol ravishda davom ettiradi: uning yangi yakuniy kvantining materiya zichligi har doim yo'q qilish shartlariga mos keladi. Materiyaning bu yangi yakuniy kvanti yangi yo'q qilish nuqtasiga aylanadi. Umuman olganda, proton kutilganidek harakat qiladi. Protonlarning xossalari har qanday fizika darsligida yaxshi tasvirlangan. Faqat u o'zining "to'liq huquqli" hamkasbidan - moddaning to'liq elementar zarrasidan biroz engilroq bo'ladi.

Neytron o'zini boshqacha tutadi. Avval neytronning tuzilishini ko'rib chiqing. Aynan uning tuzilishi uning "g'alatiligini" tushuntiradi.

Umuman olganda, neytron ikki qismdan iborat. Birinchi qism materiyaning to'laqonli elementar zarrasi bo'lib, uning oldingi uchida annigilyatsiya nuqtasi mavjud. Ikkinchi qism - birinchi elementar zarrachaning kuchli qisqartirilgan, engil "cho'ntagi" bo'lib, qo'sh strukturaning yorilishidan keyin qolgan, shuningdek, yo'q qilish nuqtasiga ega. Bu ikki qism annigilyatsiya nuqtalari bilan o'zaro bog'langan. Shunday qilib, neytron qo'shaloq annigilyatsiya nuqtasiga ega.

Fikrlash mantig'i shuni ko'rsatadiki, neyronning bu ikki vaznli qismi boshqacha harakat qiladi. Agar toʻliq ogʻirlikdagi elementar zarra boʻlgan birinchi qism, kutilganidek, erkin energiyani yoʻq qilib, koinot fazosida asta-sekin tezlashsa, ikkinchi, yengil qism esa, yuqori tezlikda erkin energiyani yoʻq qila boshlaydi.

Moddaning elementar zarrasining kosmosdagi harakati quyidagilar tufayli amalga oshiriladi: tarqaladigan energiya uning oqimlariga tushgan zarrachani tortadi. Ma'lumki, moddaning zarrasi qanchalik massasi kamroq bo'lsa, energiya oqimlari bu zarrachani u bilan birga sudrab borishi qanchalik oson bo'lsa, bu zarraning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Nima ekanligi aniq katta miqdor energiya bir vaqtning o'zida faol kvant tomonidan katlanadi, tarqaladigan energiya oqimlari qanchalik kuchli bo'lsa, bu oqimlar zarrachani ular bilan birga sudrab borishi osonroq bo'ladi. Biz qaramlikni olamiz: Materiya zarrasining kosmosdagi tarjima harakati tezligi uning faol kvantining materiya massasiga proportsional va materiya zarrasining umumiy massasiga teskari proportsionaldir. :

Neytronning ikkinchi, engil qismi materiyaning to'liq og'irlikdagi elementar zarrasi massasidan ko'p marta kichikroq massaga ega. Lekin ularning faol kvantlarining massalari teng. Ya'ni: ular energiyani bir xil tezlikda yo'q qiladi. Biz olamiz: neytronning ikkinchi qismining translatsiya harakati tezligi tez o'sishga moyil bo'ladi va u energiyani tezroq yo'q qila boshlaydi. (Chalkashlikka yo'l qo'ymaslik uchun biz neytronning ikkinchi, engil qismini elektron deb ataymiz).

neytronni chizish

Neytron tarkibida bo'lgan elektron tomonidan bir vaqtning o'zida yo'q qilinadigan energiyaning keskin ortib borishi neytronning inertsiyasiga olib keladi. Elektron o'zining "qo'shnisi" - to'liq elementar zarradan ko'ra ko'proq energiyani yo'q qila boshlaydi. U hali umumiy neytronlarni yo'q qilish nuqtasidan ajralib chiqa olmaydi: kuchli tortishish kuchlari aralashadi. Natijada, elektron umumiy yo'q qilish nuqtasi orqasida "yeyishni" boshlaydi.

Shu bilan birga, elektron sherigiga va uning kondensatsiyasiga nisbatan siljishni boshlaydi erkin energiya qo'shnisining yo'q qilish nuqtasi chegarasiga tushadi. Qaysi darhol bu qalinlashuvni "eyish" boshlanadi. Elektron va to'laqonli zarrachaning "ichki" resurslarga bunday o'tishi - annigilyatsiya nuqtasi orqasida bo'sh energiyaning kondensatsiyasi - neytronni tortish va qaytarish kuchlarining tez pasayishiga olib keladi.

Elektronning neytronning umumiy tuzilishidan ajralishi elektronning to'liq og'irlikdagi elementar zarrachaga nisbatan siljishi etarlicha kattalashganda, ikkita annigilyatsiya nuqtasining tortishish bog'larini buzishga moyil bo'lgan kuchdan oshib keta boshlagan paytda sodir bo'ladi. bu yo'q qilish nuqtalarining tortishish kuchi va neytronning (elektron) ikkinchi, engil qismi tezda uchib ketadi.

Natijada, neytron ikki birlikka parchalanadi: to'liq elementar zarracha - proton va moddaning elementar zarrasining engil, qisqargan qismi - elektron.

Zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra, bitta neytronning tuzilishi taxminan o'n besh daqiqa davomida mavjud. Keyin u o'z-o'zidan proton va elektronga parchalanadi. Bu o'n besh daqiqa neytronni yo'q qilishning umumiy nuqtasiga nisbatan elektronning siljishi va uning "erkinligi" uchun kurash vaqtidir.

Keling, ba'zi natijalarni sarhisob qilaylik:

• PROTON - materiyaning to'laqonli elementar zarrasi bo'lib, uning bir yo'q bo'lib ketish nuqtasi yoki yorug'lik kvantlari ajratilgandan keyin qoladigan materiya elementar zarrasining og'ir qismi.
• NEYTRON - qo'sh struktura bo'lib, ikkita annigilyatsiya nuqtasiga ega bo'lib, materiyaning elementar zarrasi va boshqa elementar zarraning engil, old qismidan iborat.
• ELEKTRON - moddaning elementar zarrachasining yorilishi natijasida hosil bo'lgan yorug'lik kvantlaridan tashkil topgan, bir annigilyatsiya nuqtasiga ega bo'lgan old qismi.
• Fan tomonidan e'tirof etilgan "proton-neytron" strukturasi DEYTERIY ATOMidir, bu ikki elementar zarrachadan iborat bo'lib, ikki tomonlama annigilyatsiya nuqtasiga ega.

Elektron atom yadrosi atrofida aylanadigan mustaqil elementar zarracha emas.

Elektron, fanning fikriga ko'ra, atomning tarkibida emas.

Atom yadrosi esa tabiatda mavjud emas, xuddi materiyaning mustaqil elementar zarrasi shaklida neytron bo'lmagani kabi.

Elektron ham, neytron ham tashqi ta'sir natijasida ikkita teng bo'lmagan qismga bo'lingandan so'ng, ikkita elementar zarraning juft tuzilishi hosilalaridir. Har qanday kimyoviy element atomi tarkibida proton va neytron standart juft tuzilishdir - moddaning ikkita to'liq og'irlikdagi elementar zarralari - annigilyatsiya nuqtalari bilan birlashtirilgan ikkita proton..

Zamonaviy fizikada proton va elektronning teng, ammo qarama-qarshi elektr zaryadlari borligi haqidagi mustahkam pozitsiya mavjud. Go'yoki, bu qarama-qarshi zaryadlarning o'zaro ta'siri natijasida ular bir-biriga tortiladi. Juda mantiqiy tushuntirish. Bu hodisaning mexanizmini to'g'ri aks ettiradi, lekin u butunlay noto'g'ri - uning mohiyati.

Elementar zarrachalar musbat ham, manfiy ham «elektr» zaryadga ega emas, xuddi «elektr maydoni» shaklida materiyaning maxsus shakli mavjud emas. Bunday "elektr" insonning ixtirosi bo'lib, u mavjud vaziyatni tushuntirib bera olmasligidan kelib chiqadi.

Bir-biriga "elektr" va elektron aslida koinot fazosida oldinga siljishi natijasida ularni yo'q qilish nuqtalariga yo'naltirilgan energiya oqimlari orqali yaratilgan. Ular bir-birining tortishish kuchlarining ta'sir zonasiga tushganda. Bu haqiqatan ham kattaligi teng, lekin qarama-qarshi elektr zaryadlarining o'zaro ta'siriga o'xshaydi.

"o'xshash elektr zaryadlari", masalan: ikkita proton yoki ikkita elektron ham boshqacha tushuntirishga ega. Repulsiya zarralardan biri boshqa zarraning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasiga - ya'ni uning annigilyatsiya nuqtasi orqasidagi energiya kondensatsiyasi zonasiga kirganda sodir bo'ladi. Bu haqda oldingi maqolada yoritgan edik.

"Proton - antiproton", "elektron - pozitron" o'zaro ta'siri ham boshqacha tushuntirishga ega. Bunday o'zaro ta'sir orqali biz protonlar yoki elektronlar to'qnashuv kursida harakatlanayotganda ularning ruhining o'zaro ta'sirini tushunamiz. Bunday holda, ularning faqat tortishish orqali o'zaro ta'siri tufayli (hech qanday itarish yo'q, chunki ularning har birining itarish zonasi ularning orqasida joylashgan) ularning qattiq aloqasi sodir bo'ladi. Natijada, ikkita proton (elektron) o'rniga biz butunlay boshqa "elementar zarrachalar" ni olamiz, ular aslida bu ikki proton (elektron) ning qattiq o'zaro ta'sirining hosilalaridir.

Moddalarning atom tuzilishi. Atom modeli

Atomning tuzilishini ko'rib chiqing.

Neytron va elektron - moddaning elementar zarralari sifatida - mavjud emas. Bu biz yuqorida muhokama qilgan narsadir. Shunga ko'ra: atomning yadrosi yo'q va uning elektron qobiq. Bu xato materiya tuzilishini keyingi tadqiq qilish uchun kuchli to'siqdir.

Moddaning yagona elementar zarrasi faqat protondir. Har qanday kimyoviy elementning atomi moddaning ikkita elementar zarrachalarining juftlashgan tuzilmalaridan iborat (juftlashgan tuzilishga ko'proq elementar zarralar qo'shiladigan izotoplar bundan mustasno).

Keyinchalik fikr yuritish uchun umumiy yo'q qilish nuqtasi tushunchasini ko'rib chiqish kerak.

Moddaning elementar zarralari bir-biri bilan annigilyatsiya nuqtalari orqali o'zaro ta'sir qiladi. Bu o'zaro ta'sir moddiy tuzilmalarning paydo bo'lishiga olib keladi: atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar ... Ularning umumiy atom yo'q bo'lish nuqtasi, umumiy molekulaning yo'q bo'lish nuqtasi ...

UMUMIY YOQILISH NOKTASI - moddaning elementar zarrachalarining ikkita yagona yoʻq boʻlib ketish nuqtasini juft tuzilmaning umumiy yoʻq boʻlish nuqtasiga yoki juft tuzilmalarning umumiy yoʻq boʻlish nuqtalarini kimyoviy element atomining umumiy yoʻq boʻlish nuqtasiga birlashishi yoki umumiy yoʻq boʻlish nuqtasidir. atom nuqtalari kimyoviy elementlar- umumiy molekulyar yo'q qilish nuqtasiga.

Bu erda asosiy narsa shundaki, materiya zarralarining birlashishi yagona integral ob'ekt sifatida tortishish va itarish vazifasini bajaradi. Oxir-oqibat, hatto har qanday jismoniy jismni ham ushbu jismoniy tananing umumiy yo'q qilish nuqtasi sifatida tasvirlash mumkin: bu tana boshqa jismoniy jismlarni yagona, yaxlit jismoniy ob'ekt sifatida, yagona yo'q qilish nuqtasi sifatida o'ziga tortadi. Bunday holda, biz tortishish hodisalarini olamiz - jismoniy jismlar orasidagi tortishish.

Galaktikaning rivojlanish sikli bosqichida, tortishish kuchlari etarlicha kattalashganda, deyteriy atomlarining boshqa atomlarning tuzilishiga birlashishi boshlanadi. Kimyoviy elementlarning atomlari ketma-ket shakllanadi, chunki materiyaning elementar zarralarining translatsiya harakati tezligi ortib boradi (o'qing: galaktikaning koinot fazosida tarjima harakati tezligi ortadi) elementar zarrachalarning yangi juft tuzilmalarini biriktirish orqali. materiyadan deyteriy atomiga.

Birlashish ketma-ket sodir bo'ladi: har bir yangi atomda moddaning elementar zarralarining bitta yangi juft tuzilishi paydo bo'ladi (kamroq, bitta elementar zarracha). Deyteriy atomlarining boshqa atomlarning tuzilishiga birikmasini bizga nima beradi:

1. Atomni yo'q qilishning umumiy nuqtasi paydo bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, bizning atomimiz boshqa barcha atomlar va elementar zarralar bilan yagona integral struktura sifatida tortishish va itarilish orqali o'zaro ta'sir qiladi.
2. Atomning bo'sh joyi paydo bo'ladi, uning ichida erkin energiya zichligi uning makonidan tashqaridagi erkin energiya zichligidan ko'p marta oshadi. Atom bo'shlig'idagi bitta yo'q qilish nuqtasi orqasida juda yuqori energiya zichligi kuchli pasayishga vaqt topa olmaydi: elementar zarralar orasidagi masofalar juda kichik. Atom ichidagi bo'shliqdagi o'rtacha erkin energiya zichligi koinot fazosining erkin energiya zichligi konstantasi qiymatidan ko'p marta katta.

Kimyoviy elementlar, molekulalar atomlarini qurishda kimyoviy moddalar, jismoniy jismlar, moddiy zarralar va jismlarning o'zaro ta'sirining eng muhim qonuni namoyon bo'ladi:

Yadro ichidagi, kimyoviy, elektr, tortishish bog'larining mustahkamligi atom ichidagi annigilyatsiya nuqtalari orasidagi, molekulalar ichidagi atomlarning umumiy yo'q bo'lib ketish nuqtalari orasidagi, fizik jismlar ichidagi molekulalarning umumiy yo'q bo'lib ketish nuqtalari orasidagi, jismoniy jismlar orasidagi masofalarga bog'liq. Umumiy yo'q qilish nuqtalari orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa, ular orasida shunchalik kuchli jozibali kuchlar harakat qiladi.

Bu aniq:

• Yadro ichidagi bog'lanishlar deganda elementar zarralar va atomlar ichidagi juft tuzilmalar orasidagi o'zaro ta'sir tushuniladi.
• Kimyoviy bog'lanish deganda molekulalar tuzilishidagi atomlarning o'zaro ta'siri tushuniladi.
• Elektr bog'lanishlari deganda biz fizik jismlar, suyuqliklar, gazlar tarkibidagi molekulalar orasidagi o'zaro ta'sirlarni tushunamiz.
• Gravitatsion aloqalar deganda jismoniy jismlar orasidagi o'zaro ta'sirlarni tushunamiz.

Ikkinchi kimyoviy element – ​​geliy atomining hosil bo‘lishi galaktika fazoda yetarlicha yuqori tezlikda tezlashganda sodir bo‘ladi.Ikki deyteriy atomining jozibador kuchi katta qiymatga yetganda, ular birikishiga imkon beradigan masofada yaqinlashadilar. geliy atomining to'rtta tuzilishi.

Galaktikaning progressiv harakati tezligining yanada oshishi keyingi (davriy jadvalga ko'ra) kimyoviy elementlarning atomlarining shakllanishiga olib keladi. Shu bilan birga: har bir kimyoviy element atomlarining genezisi koinot fazosida galaktikaning progressiv harakatining o'ziga xos, qat'iy belgilangan tezligiga mos keladi. Keling, unga qo'ng'iroq qilaylik kimyoviy element atomining hosil bo'lishining standart tezligi .

Geliy atomi galaktikada vodoroddan keyingi ikkinchi atomdir. Keyin, galaktikaning oldinga siljish tezligi oshgani sayin, deyteriyning keyingi atomi geliy atomiga o'tadi. Bu shuni anglatadiki, galaktikaning oldinga siljish tezligi litiy atomini hosil qilishning standart tezligiga yetdi. Keyin davriy sistemaga ko'ra berilliy, uglerod ... va hokazo atomining hosil bo'lishining standart tezligiga etadi.

atom modeli

Yuqoridagi diagrammada biz buni ko'rishimiz mumkin:

1. Atomdagi har bir davr juft tuzilmalar halqasidir.
2. Atom markazini doimo geliy atomining to'rtta tuzilishi egallaydi.
3. Xuddi shu davrning barcha juftlashgan tuzilmalari qat'iy bir xil tekislikda joylashgan.
4. Davrlar orasidagi masofalar bir davr ichidagi juft tuzilmalar orasidagi masofalardan ancha katta.

Albatta, bu juda soddalashtirilgan sxema va u atomlar qurilishining barcha voqeliklarini aks ettirmaydi. Masalan: atomni birlashtirgan har bir yangi juft tuzilma o'zi biriktirilgan davrning qolgan juft tuzilmalarini siqib chiqaradi.

Biz atomning geometrik markazi atrofida halqa shaklida davr qurish tamoyilini olamiz:

• davr strukturasi bir tekislikda qurilgan. Bunga galaktikaning barcha elementar zarralarining translatsiya harakatining umumiy vektori yordam beradi.
• bir xil davrdagi juft tuzilmalar atomning geometrik markazi atrofida teng masofada qurilgan.
• atrofida yangi davr qurilayotgan atom bu yangi davrga nisbatan o'zini bir butun sifatida tutadi to'liq tizim.

Shunday qilib, biz kimyoviy elementlarning atomlarini qurishda eng muhim qonuniyatga ega bo'lamiz:

JUFT TUZILMALARNING QAT’IY ANQLANGAN SONI MONTAJLILIGI: bir vaqtning o‘zida atomning umumiy yo‘q bo‘lish nuqtasining geometrik markazidan ma’lum masofada moddaning elementar zarrachalarining faqat ma’lum miqdordagi juft tuzilmalari joylashishi mumkin.

Ya'ni: davriy jadvalning ikkinchi, uchinchi davrlarida - har birida sakkizta element, to'rtinchi, beshinchi - o'n sakkiz, oltinchi, ettinchi - o'ttiz ikki. Atomning ortib borayotgan diametri har bir keyingi davrda juftlashgan tuzilmalar sonining ko'payishiga imkon beradi.

Ko'rinib turibdiki, bu qonuniyat D.I. tomonidan kashf etilgan kimyoviy elementlar atomlarini qurishda davriylik tamoyilini belgilaydi. Mendeleev.

Kimyoviy element atomi ichidagi har bir davr unga nisbatan yagona integral sistema sifatida harakat qiladi. Bu davrlar orasidagi masofalardagi sakrashlar bilan aniqlanadi: davr ichidagi juft tuzilmalar orasidagi masofadan ancha katta.

Vaqti tugallanmagan atom yuqoridagi qonuniyatga muvofiq kimyoviy faollikni namoyon qiladi. Chunki atomning tortishish va itarish kuchlari o'rtasida tortishish kuchlari foydasiga nomutanosiblik mavjud. Ammo oxirgi juftlik tuzilishi qo'shilishi bilan nomutanosiblik yo'qoladi, yangi davr shaklni oladi o'ng doira- yagona, yaxlit, yaxlit tizimga aylanadi. Va biz inert gaz atomini olamiz.

Atom tuzilishini qurishning eng muhim namunasi: atom tekislik kaskadiga egatuzilishi . Qandilga o'xshash narsa.

• bir xil davrdagi juft tuzilmalar atomning translatsiya harakati vektoriga perpendikulyar bir tekislikda joylashgan bo'lishi kerak.
• shu bilan birga, atomdagi davrlar kaskadlanishi kerak.

Bu nima uchun ikkinchi va uchinchi davrlarda (shuningdek, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi) bir xil miqdordagi juftlashgan tuzilmalarni (quyidagi rasmga qarang) tushuntiradi. Atomning bunday tuzilishi elementar zarrachaning tortishish va itarilish kuchlarini taqsimlash natijasidir: jozibali kuchlar zarrachaning oldingi (harakat yo'nalishi bo'yicha) yarim sharida, itaruvchi kuchlar - orqa yarim sharda harakat qiladi..

Aks holda, ba'zi bir juft tuzilmalarning yo'q bo'lib ketish nuqtalari orqasidagi erkin energiya konsentratsiyasi boshqa juft tuzilmalarning yo'q qilish nuqtalarining tortishish zonasiga tushadi va atom muqarrar ravishda parchalanadi.

Quyida biz argon atomining sxematik hajmli tasvirini ko'ramiz

argon atomi modeli

Quyidagi rasmda biz atomning ikkita davri - ikkinchi va uchinchi davrning "bo'limi", "yon ko'rinishi" ni ko'rishimiz mumkin:

Juftlangan tuzilmalar teng miqdordagi juftlashgan tuzilmalar bo'lgan davrlarda (ikkinchi - uchinchi, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi) atom markaziga nisbatan aynan shunday yo'naltirilgan bo'lishi kerak.

Elementar zarrachaning annigilyatsiya nuqtasi ortidagi kondensatsiyadagi energiya miqdori doimiy ravishda o'sib boradi. Bu formuladan aniq bo'ladi:

E 1 ~m(C+W)/2

E 2 ~m(C–W)/2

DE \u003d E 1 -E 2 \u003d m (C + V) / 2 - m (C - V) / 2

∆E~W×m

qayerda:

E 1 - harakatning oldingi yarim sharidan yo'q qilish nuqtasi tomonidan yig'ilgan (so'rilgan) erkin energiya miqdori.

E 2 - harakatning orqa yarim sharidan katlanmış (so'rilgan) yo'q qilish nuqtasining erkin energiyasi miqdori.

DE - elementar zarracha harakatining old va orqa yarim sharlaridan yig'ilgan (so'rilgan) bo'sh energiya miqdori o'rtasidagi farq.

W - elementar zarrachaning harakat tezligi.

Bu erda biz harakatlanuvchi zarrachaning yo'q bo'lib ketish nuqtasi orqasida energiya kondensatsiyasi massasining to'xtovsiz o'sishini ko'ramiz, chunki uning oldinga siljish tezligi ortib boradi.

Atomning tuzilishida bu har bir keyingi atomning tuzilishi orqasida energiya zichligi oshishi bilan namoyon bo'ladi. geometrik progressiya. Yo'q qilish nuqtalari o'zlarining tortishish kuchi bilan bir-birini "temir tutqich" bilan ushlab turadi. Shu bilan birga, o'sib borayotgan itaruvchi kuch atomning juft tuzilmalarini bir-biridan tobora ko'proq chalg'itadi. Shunday qilib, biz atomning tekis - kaskad konstruktsiyasini olamiz.

Shakli bo'yicha atom kosa shakliga o'xshash bo'lishi kerak, bu erda "pastki" geliy atomining tuzilishi. Va kosaning "qirralari" oxirgi davrdir. "Idishning burmalari" joylari: ikkinchi - uchinchi, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi davrlar. Ushbu "burilishlar" shakllanish imkonini beradi turli davrlar teng miqdordagi juftlashgan tuzilmalar bilan

geliy atomi modeli

Aynan atomning tekis kaskadli tuzilishi va undagi juft tuzilmalarning halqali joylashishi davriylik va qator qurilishini belgilaydi. davriy tizim Mendeleyevning kimyoviy elementlari, o'xshashlarning namoyon bo'lish chastotasi kimyoviy xossalari davriy jadvalning bir qatoridagi atomlar.

Atomning tekislik - kaskad tuzilishi erkin energiya zichligi yuqori bo'lgan atomning yagona fazosi ko'rinishini beradi.

• Atomning barcha juft tuzilmalari atom markazi yo'nalishi bo'yicha (aniqrog'i: atomning geometrik o'qida joylashgan nuqta yo'nalishi bo'yicha, atom harakati yo'nalishi bo'yicha) yo'naltirilgan.
• Barcha individual yo'q qilish nuqtalari atom ichidagi davrlar halqalari bo'ylab joylashgan.
• Barcha individual erkin energiya klasterlari ularning yo'q qilish nuqtalari orqasida joylashgan.

Natija: chegaralari atomning chegaralari bo'lgan yagona yuqori zichlikdagi erkin energiya konsentratsiyasi. Bu chegaralar, biz tushunganimizdek, fanda Yukava kuchlari deb ataladigan kuchlarning harakat chegaralari.

Atomning tekislik-kaskad tuzilishi ma'lum bir tarzda tortishish va itarilish kuchlari zonalarini qayta taqsimlashni beradi. Juftlashgan tuzilmada biz tortishish va itarish kuchlari zonalarining qayta taqsimlanishini allaqachon kuzatamiz:

Juft strukturaning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasi uning tortishish kuchlarining ta'sir zonasi (yagona elementar zarrachalarga nisbatan) tufayli ortadi. Jozibador kuchlarning ta'sir zonasi mos ravishda kamayadi. (Jalblanish kuchining ta'sir zonasi kamayadi, lekin kuchning o'zi emas). Atomning tekis kaskadli tuzilishi bizga atomning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasini yanada ko'proq oshirish imkonini beradi.

• Har bir yangi davr bilan itaruvchi kuchlarning ta'sir zonasi to'liq to'p hosil qilishga intiladi.
• Jozibador kuchlarning ta'sir zonasi diametri doimiy ravishda kamayib borayotgan konus bo'ladi

Atomning yangi davrini qurishda yana bir qonuniyatni kuzatish mumkin: bir davrning barcha juft tuzilmalari, davrdagi juft tuzilmalar sonidan qat'i nazar, atomning geometrik markaziga nisbatan qat'iy nosimmetrik tarzda joylashgan..

Har bir yangi juftlik tuzilishi, qo'shilish, davrning barcha boshqa juft tuzilmalarining joylashishini o'zgartiradi, shunda ular orasidagi masofalar doimo bir-biriga teng bo'ladi. Bu masofalar keyingi juftlik tuzilishi qo'shilishi bilan kamayadi. Tugallanmagan tashqi davr kimyoviy elementning atomi uni kimyoviy faol qiladi.

Bir davr ichidagi juftlashgan zarrachalar orasidagi masofadan ancha katta bo'lgan davrlar orasidagi masofalar davrlarni bir-biridan nisbatan mustaqil qiladi.

Atomning har bir davri boshqa barcha davrlar va mustaqil butun tuzilish sifatida butun atom bilan bog'liq.

Bu atomning kimyoviy faolligi deyarli 100% faqat atomning oxirgi davri bilan aniqlanishini aniqlaydi. To'liq to'ldirilgan oxirgi davr bizga atomning itaruvchi kuchlarining maksimal to'ldirilgan zonasini beradi. Atomning kimyoviy faolligi deyarli nolga teng. Atom xuddi to'p kabi boshqa atomlarni o'zidan uzoqlashtiradi. Biz bu erda gazni ko'ramiz. Va nafaqat gaz, balki inert gaz.

Yangi davrning birinchi juftlik tuzilishining qo'shilishi bu pastoral rasmni o'zgartiradi. Qaytarilish va tortish kuchlarining ta'sir zonalarining taqsimlanishi tortishish kuchlari foydasiga o'zgaradi. Atom kimyoviy faol bo'ladi. Bu atom ishqoriy metall.

Har bir keyingi juft tuzilmaning qo'shilishi bilan atomning tortishish va itarish kuchlarini taqsimlash zonalari muvozanati o'zgaradi: itaruvchi kuchlar zonasi ortadi, tortishish kuchlari zonasi kamayadi. Va har bir keyingi atom bir oz kamroq metall va bir oz ko'proq metall bo'lmagan bo'ladi.

Atomlarning tekis kaskadli shakli, tortishish va itarilish kuchlarining ta'sir zonalarining qayta taqsimlanishi bizga quyidagilarni beradi: kimyoviy element atomi, hatto to'qnashuv kursida ham boshqa atom bilan uchrashadigan, albatta, zonaga tushadi. bu atomning itarish kuchlarining ta'siri. Va u o'zini yo'q qilmaydi va bu boshqa atomni yo'q qilmaydi.

Bularning barchasi bizni ajoyib natijaga olib keladi: kimyoviy elementlarning atomlari bir-biri bilan birikmalarga kirib, molekulalarning uch o'lchovli tuzilmalarini hosil qiladi. Atomlarning tekis - kaskad tuzilishidan farqli o'laroq. Molekula - atomlarning barqaror uch o'lchovli tuzilishi.

Atomlar va molekulalar ichidagi energiya oqimlarini ko'rib chiqing.

Avvalo shuni ta'kidlaymizki, elementar zarracha energiyani tsikllarda o'zlashtiradi. Ya'ni: tsiklning birinchi yarmida elementar zarracha energiyani eng yaqin fazodan oladi. Bu erda bo'shliq hosil bo'ladi - erkin energiyasiz bo'shliq.

Tsiklning ikkinchi yarmida: uzoqroq muhitdan energiya darhol paydo bo'lgan bo'shliqni to'ldirishni boshlaydi. Ya'ni, kosmosda yo'q qilish nuqtasiga yo'naltirilgan energiya oqimlari bo'ladi. Zarracha tarjima harakatining ijobiy impulsini oladi. LEKIN bog'langan energiya zarracha ichida uning zichligi qayta taqsimlana boshlaydi.

Bu erda bizni nima qiziqtiradi?

Annigilyatsiya sikli ikki fazaga bo'linganligi sababli: energiyani yutish fazasi va energiya harakati fazasi (bo'shliqni to'ldirish), keyin o'rtacha tezlik yo'q qilish nuqtasi hududida energiya oqimlari, taxminan, ikki marta kamayadi.

Va eng muhimi:

Atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar qurilishida juda muhim qonuniyat namoyon bo'ladi: barcha moddiy tuzilmalarning barqarorligi, masalan: juftlashgan tuzilmalar - deyteriy atomlari, atomlar, atomlar, molekulalar, fizik jismlar atrofidagi alohida davrlar, ularni yo'q qilish jarayonlarining qat'iy tartibliligi bilan ta'minlanadi..

Buni ko'rib chiqing.

1. Juftlik strukturasi tomonidan ishlab chiqarilgan energiya oqimlari. Juft tuzilishda elementar zarralar energiyani sinxron ravishda yo'q qiladi. Aks holda, elementar zarralar bir-birining yo'q bo'lib ketish nuqtasi orqasidagi energiya konsentratsiyasini "eyishadi". Biz juftlik tuzilishining aniq to'lqin xususiyatlarini olamiz. Bundan tashqari, sizga eslatib o'tamizki, annigilyatsiya jarayonlarining tsiklik xususiyati tufayli bu erda energiya oqimlarining o'rtacha tezligi ikki baravar kamayadi.
2. Energiya atom ichida oqadi. Printsip bir xil: bir xil davrdagi barcha juftlashgan tuzilmalar energiyani sinxron ravishda - sinxron aylanishlarda yo'q qilishlari kerak. Xuddi shunday: atom ichidagi yo'q qilish jarayonlari davrlar o'rtasida sinxronlashtirilishi kerak. Har qanday asinxroniya atomning yo'q qilinishiga olib keladi. Bu erda sinxronlik biroz farq qilishi mumkin. Taxmin qilish mumkinki, atomdagi davrlar energiyani ketma-ket, birin-ketin, to'lqin shaklida yo'q qiladi.
3. Energiya molekula, jismoniy jism ichida oqadi. Molekula tuzilishidagi atomlar orasidagi masofalar atom ichidagi davrlar orasidagi masofadan bir necha marta katta. Bundan tashqari, molekula ommaviy tuzilishga ega. Har qanday jismoniy tana kabi, u ham uch o'lchamli tuzilishga ega. Annigilyatsiya jarayonlarining sinxronligi bu erda izchil bo'lishi kerakligi aniq. Chekkadan markazga yo'naltirilgan yoki aksincha: markazdan chetga - xohlaganingizcha hisoblang.

Sinxronlik printsipi bizga yana ikkita qonuniyat beradi:

• Atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar ichidagi energiya oqimining tezligi koinot fazosida energiya harakatining tezlik konstantasidan ancha past. Ushbu naqsh bizga (7-moddada) elektr jarayonlarini tushunishga yordam beradi.
• Biz ko'rib turgan struktura qanchalik katta bo'lsa (ketma-ket: elementar zarracha, atom, molekula, jismoniy tana), uning to'lqin xarakteristikasidagi to'lqin uzunligi shunchalik katta bo'ladi. Bu jismoniy jismlarga ham tegishli: jismoniy tananing massasi qanchalik katta bo'lsa, uning to'lqin uzunligi shunchalik katta bo'ladi.

1-sahifa

Neytron zaryadi nolga teng. Binobarin, neytronlar atom yadrosi zaryadining kattaligida rol o'ynamaydi. Xromning seriya raqami bir xil qiymatga teng.

Proton zaryadi qp e Neytron zaryadi nolga teng.

Kutilganidek, bu holda neytronning zaryadi nolga, protonniki esa 1 ga teng ekanligini tushunish oson. Ikki oilaga kiruvchi barcha barionlar olinadi - sakkiz va o'nta. Mezonlar kvark va antikvarkdan iborat. Bar antikvarklarni bildiradi; ularning elektr zaryadi tegishli kvark zaryadidan ishora jihatidan farq qiladi. G'alati kvark pi-mezonga kirmaydi, pi-mezonlar, yuqorida aytib o'tganimizdek, g'alati va spini nolga teng bo'lgan zarralardir.

Protonning zaryadi elektronning zaryadiga va neytronning zaryadi o'qga teng bo'lganligi sababli, kuchli o'zaro ta'sir o'chirilgan bo'lsa, protonning o'zaro ta'siri elektromagnit maydon Va bu Dirak zarrasining odatiy o'zaro ta'siri bo'ladi - Yp / V. Neytron elektromagnit o'zaro ta'sirga ega bo'lmaydi.

Belgilar: 67 - elektron va proton o'rtasidagi zaryad farqi; q - neytron zaryadi; qg - elektron zaryadining mutlaq qiymati.

Yadro musbat zaryadlangan elementar zarrachalardan - zaryad olmaydigan proton va neytronlardan iborat.

Moddaning tuzilishi haqidagi zamonaviy g'oyalarning asosini musbat zaryadli yadro hosil qiluvchi musbat zaryadlangan proton va zaryadsiz neytronlardan tashkil topgan materiya atomlari va yadro atrofida aylanadigan manfiy zaryadlangan elektronlarning mavjudligi haqidagi bayonot tashkil etadi. Ushbu nazariyaga ko'ra, elektronlarning energiya darajalari diskret xarakterga ega va ular tomonidan qo'shimcha energiyaning yo'qolishi yoki olinishi bir ruxsat etilgan energiya darajasidan ikkinchisiga o'tish deb hisoblanadi. Shu bilan birga, energiyaning diskret tabiati elektron darajalar bir energiya darajasidan ikkinchisiga o'tish paytida elektron tomonidan energiyaning bir xil diskret yutilishi yoki emissiyasining sababi bo'ladi.

Biz atom yoki molekulaning zaryadini skalyar yig'indisi q Z (q Nqn, bu erda Z elektron-proton juftlari soni, (q qp - qe elektron va proton zaryadlari farqi) bilan to'liq aniqlanadi deb taxmin qildik. , N - neytronlar soni, qn - neytronning zaryadi.

Yadro zaryadi faqat Z protonlar soni va uning soni bilan belgilanadi massa raqami A proton va neytronlarning umumiy soniga to'g'ri keladi. Neytronning zaryadi nolga teng bo'lganligi sababli, Coulomb qonuniga ko'ra, ikkita neytron, shuningdek, proton va neytron o'rtasida elektr o'zaro ta'sir yo'q. Shu bilan birga, ikki proton o'rtasida elektr itaruvchi kuch ta'sir qiladi.

Bundan tashqari, o'lchov aniqligi doirasida hech qachon zaryadning saqlanish qonuniga rioya qilinmagan birorta to'qnashuv jarayoni qayd etilmagan. Masalan, bir jinsli neytronlarning egiluvchanligi elektr maydonlari neytron zaryadini deb hisoblash imkonini beradi nol 1 gacha aniq (H7 elektron zaryadi.

Biz yuqorida aytib o'tgan edikki, proton va bitta yadro magnitoni magnit momenti o'rtasidagi farq ajoyib natijadir. Bundan ham ajablanarlisi (Aftidan, zaryadsiz neytron uchun magnit moment mavjud.

Bu kuchlar fizika kursining oldingi qismlarida ko'rib chiqilgan kuchlarning hech bir turiga kamaytirilmaganligini ko'rish oson. Darhaqiqat, masalan, yadrolardagi nuklonlar orasida bor deb faraz qilsak tortishish kuchlari, u holda proton va neytronning ma'lum massalaridan zarrachaning bog'lanish energiyasi ahamiyatsiz bo'lishini hisoblash oson - bu tajribada kuzatilganidan 1036 marta kam bo'ladi. Yadro kuchlarining elektr tabiati haqidagi taxmin ham yo'qoladi. Darhaqiqat, bu holda bitta zaryadlangan protondan tashkil topgan va neytronning zaryadi bo'lmagan barqaror yadroni tasavvur qilish mumkin emas.

Yadrodagi nuklonlar o'rtasida mavjud bo'lgan kuchli bog'lanish atom yadrolarida yadro kuchlari deb ataladigan maxsus kuchlarning mavjudligini ko'rsatadi. Bu kuchlar fizika kursining oldingi qismlarida ko'rib chiqilgan kuchlarning hech bir turiga kamaytirilmaganligini ko'rish oson. Darhaqiqat, masalan, yadrolardagi nuklonlar o'rtasida tortishish kuchlari ta'sir qiladi deb faraz qilsak, proton va neytronning ma'lum massalaridan zarrachadagi bog'lanish energiyasi ahamiyatsiz bo'lishini hisoblash oson - u 1038 marta kamroq bo'ladi. eksperimental ravishda kuzatilgan. Yadro kuchlarining elektr tabiati haqidagi taxmin ham yo'qoladi. Darhaqiqat, bu holda bitta zaryadlangan protondan tashkil topgan va neytronning zaryadi bo'lmagan barqaror yadroni tasavvur qilish mumkin emas.