Ядронын массасы мен байланыс энергиясы

Билет

1. Изотоптық спин

Изотоптық спин (І), изоспин — элементар бөлшек – адрондардың ішкі сипаттамаларының (Кванттық сандарының) бірі. Ол адрондардың зарядтық күйлерінің санын (немесе изотоптық мультиплеттегі n бөлшектер санын) анықтайды: n=2І+1.

Сонда нуклонның изоспині I = 1/2 (нуклонның изотоптық мультиплетіндегі мүшелер саны eкігe тең), пионның изоспині I = 1 (пиондық мультиплетте n =3) және т.с.с. Изотоптық спин изотоптық мультиплеттегі мүшелер санын ғана сипаттайды және осыған дейін қарастырылған спинге еш қатынасы жоқ. Өзара күшті әрекеттесулермен жүретін элементар бөлшектердің түрленуі процестері үшін барлық сақталу заңдары орындалады (энергияның, импульстің, импульс моментінің, зарядтардың(электр, лептондық және бариондық), изоспиннің сақталу заңдары).

Элементар бөлшектерді сұрыптау бойынша ізденістер барлық адрондарды түзуге базис (негіз) бола алатын жаңа негізгі (фундаментал) бөлшектерді іздеуде де қажет етті Бұл бөлшектер кварктар деп аталды.

Гелл-Манн-Цвейг моделі бойынша барлық белгілі адрондарды кварктардың үш түрінің (u,d,s) және оларға сәйкес үш антикварктардың (u,d,s ) болуын постулат есебінде қабылдап, тузуге болады, ол үшін оларға кестеде келтірілген сипаттамаларды (олардың ішінде бөлшек! Элементар және бариондық зарядтар да бар) тән етіпалу керек. Кварктардың ең тамаша (тіптен ақылға сыймайтын) қасиеті олардың электр зарядымен байланысты, себебі осы уақытқа дейін заряды осындай бөлшек болатын элементар бөлшектер

табылған емес.

Паули принципі

Сутегі атомындағы электронның күйіндәл сипаттау үшін бұрыннан белгілі n, l , ml үш кванттық санға спиндік ms кванттық санды қосу керек болады.Кванттық сандардың осындай жиыны сутегі атомындағы электронның күйін мейлінше толық сипаттайды; бұлар кванттықсандардың толық жиыны деп аталады.Көп электронды атомдарды қарастырғанда, нөлінші жуықтауда,әрбір электрон ядро және қалған электрондар біріктіріп тудыратын орталық өрісте қозғалады деп санауға болады.

Электронның атомда қалай орналасқанын, қандай зандылыққа бағынатынын анықтау үшін екі маңызды принципке тоқтаған жөн.

Бірінші принцип.Бірдей жағдайларда, электрон өзінің энергиясы минимал болатын күйде орналасады.

Екінші принцип, Паули принципі. Паулидің зерттеуінше, бір атомының ішінде осы п, l, т, және т_s кванттық сандарының мәндері бірдей екі электронның болуы мүмкін емес. Басқаша айтқанда бір атомының ішінде екі электрон бір мезгілде, бірдей күйде бола алмайды.

Егер электрондардың п,1,т, кванттық сандары бірдей болса, Паулидің принципі бойынша олардың т_s квантгық саны бірдей бол-мауға тиіс, ал бұл квантгық санының мәні екі түрлі: т_s= +1/ 2 және т_s =-1/2. Демек, атомның ішінде n,l,m_l кванттық сандары бірдей, бірақ п_s -і түрліше екі электрон бола алады. Енді элеюрондардың п,l кванттық сандары бірдей болсын, онда мұндай электрондардың п_s, кванттық сандары бірдей болмауы тиіс. Ал l кванттық санының берілген бір мәніне сөйкес келетін т, кванттық санының (21 +1) мәндері болады; п, l, т_{ квантгық сандарының өрбір мәндеріне кванттық санының екі түрлі мәні сәйкес келеді. Сонда атомның ішінде п және lкванттық сандары бірдей ең көп дегенде 2(2/+1) электрон бола алады. Енді атомның ішінде бас кванттық саны бірдей қанша электрон болуы мүмкін.соған тоқталайық. Бас кванттық санның берілген бір п мөніне сай l кванттық санының мәндері 0,1,2,...,(n-1) болатыны мәлім, сондықтан бас кванттық сандары бірдей электрондардың ең көп мүмкін деген Z(n) саны мына түрде өрнектеледі

3.𝜆=0,5мкм

Е=?

m=?

E=hυυ E

E =

m = = =

Билет

1.Сутегі атомының Бор үлгісі

Н. Бор 1913 жылы өзінің әйгілі постулаттарын ұсынды, олар классикалық физикада қалыптасқан көзқарастарға қайшы келеді.Бордың бірінші постулаты. Атомда электрондар қозғалатын стационар орбиталар бар. Стационар орбитадағы атомдар сәуле шығармайды.Бордың бірінші постулаты бойынша атомда электрондардың белгілі бір стационар орбиталары бар.

Бордың екінші постулаты.Электрон энергиясы Еn стационар орбитадан энергиясы Еm стационар орбитаға ауысқанда, энергия кванты жұтылады не шығарылады. Ол энергия мына түрде анықталады:

hν=E_n - Em

_{Электрон үшін Ньютонның 2-ші заңы мен Кулон күшін теңестірсек:}

(1) өрнектен жылдамдықты тауып осы өрнекке қойсақ:

n=1, Z=1 болса, сутегі атомындағы электронның бірінші стационар орбитасының радиусын анықтаймыз. Оны Бор радиусы деп атайды

Мессбауэр эффекті

Билет

1. Фотоэффект — электрмагниттік сәуленің затпен әсерлесуі нәтижесінде пайда болатын электрлік құбылыстар. Бұл құбылыс қатты денелерде, сұйықтықтарда, сондай-ақ газдарда да байқалады. Фотоэлектрлік құбылыстар қатарына рентген сәулелерінің фотоэффектісі мен ядролардың фотоэффекті де жатады. Қатты немесе сұйық денелердің жарық сәулесін (фотондарды) жұтуы нәтижесінде электрондардың бөлініп шығу құбылысы сыртқы фотоэффект делінеді. Мұны 1887 ж. Г.Герц ашқан. Сыртқы фотоэффектіні тәжірибе жүзінде А.Г. Столетов (1888) толық зерттеп, оның бірнеше заңдарын тұжырымдап берген. А.Г. Столетов ашқан фотоэффектінің бірінші заңы былайша тұжырымдалады:

максимал фотоэлектрлік ток (қанығу фототогы) түскен жарық ағынына тура пропорционал болады.

1905 жылы А.Эйнштейн сыртқы фотоэффект құбылысын жарықтың кванттық теориясы тұрғысынан түсіндіріп берді. Сыртқа қарай бөлініп шыққан электронның максимал кинетик. энергиясының (Емак) шамасы электронға берілген фотонныңэнергиясы (hv) мен шығу жұмысының (φ) айырымына тең (Емак=hv–φ) екендігі тәжірибе жүзінде дәлелденді. Сыртқы фотоэффектінің бұл екінші заңы, яғни Эйнштейн заңы былайша тұжырымдалады:

фотоэлектрондардың максимал энергиясы түскен жарық жиілігіне сызықты тәуелді болып өседі және оның қарқындылығына байланысты болмайды.

Ішкі фотоэффект (фотоөткізгіштік) кезінде жартылай өткізгіштер мен диэлектриктерге түскен жарық (фотон) оларда жұтылады да, сыртқа қарай электрондар бөлініп шықпайды. Сөйтіп, жартылай өткізгіштер мен диэлектриктердің электр өткізгіштігі өзгереді. Ішкі фотоэффектіні 1873 ж. америка физигі У.Смит байқаған. Жарық әсерінен кедергісі кемитін жартылай өткізгіштер фотокедергілер деп аталады. Металл электрод пен сұйық шекарасында байқалатын фотогальваникалық эффектіні 1839 ж. француз физигі А.Э. Беккерель ашты. Ал екі қатты дене шекарасындағы мұндай құбылысты 1876 ж. ағылшын физиктері У.Адамс пен Р.Дей байқаған. Екі заттың түйіскен жеріне жарық түсірілген кезде фотоэлектрлік қозғаушы күш пайда болады. Мұндай зат ретінде әр түрлі жартылай өткізгіштер (электрондық және кемтіктік) немесе жартылай өткізгіш пен металл алынады. Фотогальваник. эффектіге негізделіп жасалған фотоэлектрлік құрылғылар вентильді фотоэлементтер деп аталады.

2.Сутегі атомының кванталуы. Бордың бірінші постулаты бойынша атомда электрондардың белгілі бір стационар орбиталары бар. Бор стационар орбиталар үшін мына шарт орындалуы тиіс деп тұжырымдады:

m_erv=nħ

мұндағы n =1,2,3, ... . Бұл шарт бойынша стационар орбиталардағы электронның импульс моменті ħ Планк тұрақтысынан бүтін еселікке үлкен дискретті мәндерге ғана ие бола алады. Сонымен бірге Бор атом ядросының өрісінде қозғалып жүрген электронға Ньютонның екінші заңы мен Кулон заңын қолдануға болады деп есептеді. Стационар орбитадағы электронның толық энергиясы оның кинетикалық энергиясы және ядромен әрекеттесу кезіндегі потенциалдық энергиясының қосындысынан тұрады:

E=m_ev²/2+kZe²/r.

Бор теориясы атом құрылымының теориясын жасаудағы алғашқы қадам болып табылады. Ол классикалық физика заңдылықтарын микроәлем физикасының құбылыстарына қолдануға жарамайтының айқын көрсетіп берді. Бірақ алғашқы жетістіктерден соң Бор теориясы көптеген қиындықтарға кездесті. Мысалы, ол сутегінен кейінгі ең қарапайым гелий атомының теориясын жасауда толық сәтсіздікке ұшырады. Сәтсіздіктердің басты себебі теорияның ішкі логикалық қарама-қайшылығында еді, ол жартылай классикалық, жартылай кванттық көзқарастарға сүйенді. Қазіргі кезде Бор теориясы, негізінен, тарихи қызығушылық тудырады. Бірақ бұл теория қазір де бірқатар маңызды физикалық ұғымдарды (мысалы, энергетикалық деңгейлер ұғымын) енгізуге қолданылатын ыңғайлы механикалық модель болып табылатынын есте ұстаған жөн. Сонымен, Бор теориясы кванттық механиканы құрудағы өтпелі кезең болып табылады.

3. W=eU

U= 8.22*

Билет

Ядронын массасы мен байланыс энергиясы

Дәл өлшеулер бойынша ядроның массасы ондағы нуклондардың массаларының қосындысынан әрқашанда кіші болатыны шығады

Ядродағы нуклондардың массаларының қосындысынан оның массасының айырымы массалық ақау деп аталады. Массалық ақау ядродағы нуклондардың байланыс энергиясынсипаттайды. Байланыс энергиясы – ядроның оны құрайтын нуклондарға ыдыратуға кететін минимал энергия. Байланыс энергиясы ядроның беріктігін сипаттайтын негізгі шамалардың бірі. Ядроның байланыс энергиясын біле отырып, кез келген ыдырау және ядролардың өзара түрлену процесстері үшін энергетикалық шығыстарды есептеуге болады

Практикалық есептеулерде төмендегі формуланы қолдану ыңғайлы

Мұндағы – атом массасы;

– сутегі атомының массасы.

Байланыс энерсиясының А толық нуклондар санына қатынасы меншікті байланыс энергиясыдеп аталады. Меншікті байланыс энергиясымен массалық санның тәуелділік сызбасы (15.2 суретке қараңыз) тұрақты ядролар үшін ядролардың қасиеттері және ядролық күштердің сипаты туралы қызықты мәліметтер береді. Иа

Фотондар

Фотон (грек. phos, photas — жарық) — электрмагниттік сәуленің (жарықтың) элементар бөлшегі.

Планктың гипотезасына сүйене отырып, Эйнштейн жарық дискретті порциялармен шығарылады және жұтылады, жарық кванттан, яғни фотоннан тұрады дегенді ұсынды.

Фотон энергиясы:

Фотонның жылдамдығы жарықтың вауумда таралу жылдамдығына тең. Фотонның массасы мынаған тең:

Мұнда бір есте болатын нәрсе сол фотонның «тыныштық» массасы болмайды. Себебі фотон қозғалысын тоқтатқанда ол жоқ болып кетеді, фотонды атом не молекула жұтып қояды. Ал оның энергиясы энергияның басқа түріне айналады.

Фотонның белгілі қозғалыс мөлшері де болады:

Фотонның электр заряды және магниттік моменті болмайды.

Билет

1. Атомдық ядроның құрамы мен сипаттамасы

Атом ядросы — протондар мен нейтрондардан (нуклондардан) құралатын атомның ең ауыр, орталық бөлігі. Кез-келген химиялық элементтiң атомының ядросы оң зарядталған протоннан және заряды жоқ нейтроннан тұрады. Протонның заряды абсолют шамасы жағынан электронның зарядына тең. Протон мен нейтрон нуклон деп аталатын ядролық бөлшектiң әртүрлi зарядтық күйi болып табылады. Ядродағы протондардың саны Z, Менделеевтiң периодтық жүйесiндегi химиялық элементтiң атомдық нөмiрiмен сәйкес. Ядродағы нейтрондадың саны N деп белгiленедi.

Ядроның массалық саны деп A=N+Z болатын нуклондардың жалпы санын айтады. Ядроны әдетте мынадай символмен белгiлейдi. Зарядтарының саны бiрдей, ал массалық саны әртұрлi ядроларды изотоптар деп атайды. Электронның массасы протонның массасынан 1836 есе кiшi болғандықтан ядроның массасы атомның массасымен бiрдей десе де болады. Элементар бөлшектердiң массасын әдетте массаның атомдық бiрлiгi(м.а.б) деп аталатын жүйеден тыс бiрлiкпен өлшейдi. 1 м.а.б. ретiнде сутегiнiң изотопының массасының 1/12 бөлiгi алынған.

2.Сутегі атомының Бор үлгісі

Бор постулаттарыН. Бор 1913 жылы өзінің әйгілі постулаттарын ұсынды, олар классикалық физикада қалыптасқан көзқарастарға қайшы келеді.Бордың бірінші постулаты. Атомда электрондар қозғалатын стационар орбиталар бар. Стационар орбитадағы атомдар сәуле шығармайды. Бордың бірінші постулаты бойынша атомда электрондардың белгілі бір стационар орбиталары бар. Бордың екінші постулаты. Электрон энергиясы Еn стационар орбитадан энергиясы Еm стационар орбитаға ауысқанда, энергия кванты жұтылады не шығарылады. Ол энергия мына түрде анықталады:

hν=En - Em

Билет

1.Адрондардың кварктық үлгісі

Тежеуішті сәулелену вакуумдегі жылдам ұшатын электрондар қатты бетке құлап түсу кезінде тежелгенде үздіксіз спектрлер (рентгенді түтікшелер аноды) береді. Мұндай пайда болған сәулеленулер әдетте тежеуішті және характеристикалық компоненттерден тұрады. Тежеуішті сәулеленудің ерекшеліктері анод пен катод арасындағы U потенциалдар айырмасымен және түтік арқылы өткен і ток мөлшерімен анықталады. Анодтағы электрондардың тежелуі кезінде олардың кинетикалық энергиясы бір немесе бірнеше фотондар энергиясына ауысады:

m =eU=hv+p

мұндағы т, е және υ - электронның массасы, заряды және жылдамдығы; h- Планк тұрақтысы; ν-рентген фотондарының жиілігі; р-электрондардың атомдармен алғашқы соқтығысуынан кейінгі энергиясы. р өлшемі 0-ден eU-ге дейін өзгеруі мүмкін. Егер р=0 болса, онда фотонның сәулеленуінің максимальды hv=hc/λ=eU

энергиясы E және λ=hc/(eU) болады, мұндағы λ=-нм-мен, ал U-кВ-пен сипатталады. Егер p≠0 болса, онда аз энергиялы фотондар шығарады. Электрондардың анодтарды үздіксіз соққылауы үздіксіз тежеуішті әртүрлі толқын ұзындықтары сияқты қабылданатын әртүрлі энергиялы фотондардың жиынтықтарының пайда болуымен қабаттаса жүреді. Толқын ұзындығының максимальды интенсивтілігі сәйкес келеді. Кеңістікте интенсивтіліктерінің таралуы біркелкі емес, және максимальды интенсивтілік анод айнасына 3-10º бұрышына, электрондар шоғырына перпендикулярлы бағытталады.Тежеуішті жалпақ спектрлерінің интенсивтілігінің бір немесе сол бағыттағы сәулелену толқын ұзындықтарына тәуелділік түрі әртүрлі анод материалдары (металдар) үшін 1.1 суретте келтірілген. Графиктен көріп тұрғанымыз күрт қысқа толқынды шектің орналасуы тежеуіш қабаттың табиғатына (яғни, антикатод металының атомдық номеріне) тәуелсіз болып келеді және электрондар энергиясымен ғана анықталады.

2. Тежеуіш рентгендік сəулелену

Кварктар.Адронның барлығы кварктар деп аталатын бөлшектерден құралатын деген гипотезаны ұсынган Гелл-ман мен цвейг болған. Кварктер – қазіргі көзқарас бойынша барлық адрондар құралады деп есептелетін жорамал материалдық нысандар. Кварктердің болуы жөніндегі жорамалды ең алғаш рет америкалық физик М.Гелл-Манн (1929 жылы туған) мен австриялық физик Д.Цвейг (1937 жылы туған) бір-біріне тәуелсіз түрде айтқан (1964). “Кварк”деген атаудың дәл аудармасы жоқ. Бұл сөз Д.Джойстың “Поминки по Финнегану” деген романынан алынған.Осы романда “кварк” сөзі анықталмаған, мистикалық нәрсені білдіреді.

кварктер жөніндегі болжам (резонанстардың) көп ашылуына және оларды жүйеге келтіру қажеттілігіне байланысты шықты.Кварктер жорамалы бойынша бариондар үш кварктен (ал антибариондар үшантикварктен), мезондар кварк пен антикварктен құралады

.Кварктер (немесе антикварктер) адрондардың ішінде глюондық өрісте ұсталады.

Кварктердің спиннен басқа “аромат” және “түс” деп аталатын екі ішкі еркіндік дәрежесіболады. Ал ішкі еркіндік дәрежесінің толық саны 72-ге тең. Әрбір кварк үш “түстің” (шартты түрде “қызыл”, “көк” және “сары”) бірін иеленеді. Бұл терминология оптикалық қасиетке байланысты қойылмаған, тек қолайлылық үшін ендірілген. Үш “түстің” жарық квантын жұтуы да, шығаруы да бірдей болып келеді. Олардың “түстік” күйлерінің массалары да бір-біріне тең. Ал ароматтың белгілісі әзірше бесеу, тағы біреуі (t-кварк) бар деп есептеледі. Әр түрлі “ароматы” бар кварктердің қасиеті де әр түрлі болып келеді. Сондықтан оларды массасының өсуіне қарай мынадай әріптермен белгілейді: u, d, s, c, b, t. Соңғы t-кваркін өте ауыр болғандықтан бақылау мүмкін болмай отыр. d, s, b – кварктердің зарядтары (протон заряды бірлігінде): –-ге, ал қалғандарының зарядтары -ге тең. Кәдімгі қарапайым зат ядро нуклондарының құрамына енетін u және d кварктерден құралады. Бұдан да гөрі ауыр кварктер зарядталған бөлшектер үдеткіштерінде жүргізілген тәжірибелер кезінде жасанды түрде алынуы не ғарыштық сәулелер құрамында байқалуы мүмкін. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерге қарамастан кварктер(жеңіл де, ауыр да) бос күйде тіркелген жоқ. Кварктерді тек адрондардың ішінде ғана бақылауға болады. Кварктер гравитациялық, әлсіз, электрмагниттік және күшті өзара әсерлердің барлығына да қатысады. Тек кварктердің өздері неден тұратыны белгісіз (мүмкін олар элементар бөлшектер болар). Кварктердің өзіндік өлшемі 10–16 см-ден кем болуы мүмкін.

Билет

Фотоэффект

Фотоэффект — электрмагниттік сәуленің затпен әсерлесуі нәтижесінде пайда болатын электрлік құбылыстар. Бұл құбылыс қатты денелерде, сұйықтықтарда, сондай-ақ газдарда да байқалады. Фотоэлектрлік құбылыстар қатарына рентген сәулелерінің фотоэффектісі мен ядролардың фотоэффекті де жатады. Қатты немесе сұйық денелердің жарық сәулесін (фотондарды) жұтуы нәтижесінде электрондардың бөлініп шығу құбылысы сыртқы фотоэффект делінеді. Мұны 1887 ж. Г.Герц ашқан. Сыртқы фотоэффектіні тәжірибе жүзінде А.Г. Столетов (1888) толық зерттеп, оның бірнеше заңдарын тұжырымдап берген. А.Г. Столетов ашқан фотоэффектінің бірінші заңы былайша тұжырымдалады:

максимал фотоэлектрлік ток (қанығу фототогы) түскен жарық ағынына тура пропорционал болады.

2. Радиоактивтіліктің негізгі түрлері

Радиоактивтік жағдай кезінде тұрақсыз ядролар бір немесе бірнеше бөліктерге бөлінеді. Жалпы алғанда атом нейтралды болады. Кез келген атомдар нуклидтер деп аталынады. Бірдей Z номерлері бар, бірақ А массалары әртүрлі нуклеидтерді атомдық номрлері Z изотопты элементтер деп аталады. Бірдей элементтердің изотоптарының протондары мен орбитиалды электрондарының саны бірдей болады, бірақ нейтрондарының саны химиялық құрамы бюойынша әртүрлі, сондықтан ядроларыныңы қасиеті әртүрлі болады.

Радиоактивтің ыдырауларының негізгі төрт түрін ажыратады: альфа-ыдырауы, бета – ыдырауы, гамма- ыдырауы және спонтанды деп бөлінеді.

Альфа-ыдырау. Химиялық элементтердің радиоактивті ядроларының изотоптары альфа-бөлшектерді бөледі. Ауыр ядролар үшін альфа-ыдырау сипаты тән.

Бета-ыдырау. Бұл кезде ядро изотоптарының элементтері өзбеттерімен электрондарды шығарады.

Гамма–ыдырау. Атомдардың номерлерімен массалар санының өзгертілуінсіз, массасы мен зарядтары жоқ, фотонның элементарлы бөлшектері түріндегі изотоп элементтерінің көп мөлшердегі энергияларының ядролардың қозулары нәтижесінде шығарылатын жағдай.

Спонтанды бөліну. Ядролардың спонтанды бөлінулері кезінде электрондар, гамма кванттар, сонымен қатар нейтрондар бөлінеді. Радиоактивті ыдырау өнімдеріне тұрақты және радиоактивті изотоптар жатады. γ – сәулелердің фотондары (гамма кванттар) α және β бөлшектер сияқты зарядтары болмайды және де электрлік және магниттік алаңдар бойынша әкетулерге бөлінбейді. Нейтронды сәулелер ауыр ядроларды бөлу кезінде ыдырауы мүмкін.

Билет

1.Сутегі атомының квантталуы

Сутегі атомы күйден күйге көшетін болсын. Бордың (2.1) екінші постулатын пайдаланып, жарық квантының энергиясы үшін мына өрнекті жазамыз.

(2.9)

мұндағы және – жоғарғы және төменгі энергия деңгейлеріне сәйкес бас кванттық сандар. (2.9) өрнектен спектрлік сызықтың толқындық саты былай анықталады:

(2.10)

Осы формуланы Бальмердің сериялық формуласымен салыстырып Ридберг тұрақтысын үшін формуласын табамыз:

(2.11)
белгісі ядро массасы шексіз ауыр, ал ядро қозғалмайды деп мәселені жеңілдетіп алынғанын көрсетеді. Бұл жағдайда Ридберг тұрақтысы барлық сутегі тәрізді атомдар үшін бірдей болады.

Мәселені, дәлірек қарастырғанда ядроның қозғалысы да есепке алынуы керек. Мұны ескеру үшін m электрон массасын келтірілген массаға ауыстыру керек. Бұл жуықтауда Ридберг тұрақтысын ядро массасына тәуелді:

(2.12)

Сондықтан да сутегі атомдары тәрізді әртүрлі атомдар үшін алынған оның мәндері бір – бірінен өзгеше болады. Сутегі атомы үшін (2.12)формуладан

алынады, бұл тәжірибеден белгілі мәнге дәл келеді.Сутегіатомыүшінжоғарыда келтірілген теориялықзаңдылықтартәжірибенәтижелерінөтедәлкескіндейді. Мәселен, Ридберг тұрақтысының ядро массасына тәуелділігін (2.12) формуладәлберетіндігісоншалықты, осытәуелділікнегізіндесутегінінауыризотопы–дейтерийдіңбарекендігіжөніндеқорытындыжасауғаболады. Z тұрақтыболғанда ядро массасыннын өзгеруіспектрліксызықтардыңығысуынтудыратынөрнектерденкөшеді. Қарапайым спектрлердіңбірі–сутегіатомыныңспектрі. Өйткенісутегіатомыеңқарапайыматом. Сутегіатомыныңспектрініңкөрінетінбөлігіменжақынультракүлгінбөлігіндебірнешесызықтықспектрлербайқалады. Олардыңаралықтарыбелгілізаңдылықпенорналасып, қысқатолқынұзындыққа қарайжақындайтүседіжəне осы бағытбойыншаолардыңинтенсивтігікеміпотыратындығыбайқалады

2.Ядролық реакция

Ядролық реакция – атом ядросының элементар бөлшектермен немесе басқа бір атом ядросымен әсерлесуі кезінде түрленуі. Әдетте ядролық реакцияға 4 бөлшек қатынасады: оның екеуі бастапқы бөлшек болып есептеледі де, ал қалған екеуі ядролық реакцияның нәтижесінде түзіледі. Реакция кезінде түзілген бөлшектің саны \кейде 2-ден артық болуы да мүмкін. Лабораториялық жағдайда ядролық реакция нысана ретінде алынған ауыр атом ядросымен (не бөлшекпен) атқылау арқылы жүргізіледі. Ядролық реакция химиялық реакцияларға ұқсас және оның жазылуы (өрнектің сол жақ бөлшегінде реакцияға қатысатын бөлшектер, ал оң жақ бөлігінде реакция нәтижесінде түзілетін бөлшектер): а+А®в+В, мұндағы а – атқылайтын бөлшек (не ядро), А – нысана ядро, в– ұшып шыққан бөлшек (не ядро), В – реакция нәтижесінде түзілген соңғы ядро (ядро-өнім). Реакцияның толық теңдеуінде реакцияға қатысатын және реакция нәтижесінде түзілетін ядролардың зарядтары мен массалық сандары да көрсетіледі. Ядролық реакцияны жазудың төмендегідей қысқа түрі де пайдаланылады: А (а, в) В, мұнда бастапқы нысана ядро мен соңғы ядро таңбасының арасындағы жақша ішінде алдымен атқылаушы бөлшектің, содан кейін оның қасына реакция кезінде ұшып шығатын бөлшектің таңбасы көрсетілген. Мысалы, лабораториялық жағдайында Э.Резерфорд жүзеге асырған алғашқы ядролық реакция (альфа-бөлшектермен атқыланған азот ядросының түрлену реакциясы) төмендегіше жазылады: немесе қысқаша: 14N(α, р)17О, мұндағы α-бөлшек (42N), ал р–протон (11Н).Атқылайтын бөлшектен (не ядромен) (α) нысана ядроның төмендегідей құбылыстар байқалуы мүмкін:

Серпімді шашырау [а+А>а+А немесе А (а, а)А] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың не құрамы, не ішкі энергиясы, не олардың басқа да сипатталамалары өзгермейді, тек серпімді соққы заңына сәйкес кинетикалық энергия бөлшектер (не ядролар) арасында қайта бөлінеді.

Серпімсіз шашырау [а+А> а‘+А* немесе А (а, а‘) А* ] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың құрамы өзгермейді, бірақ атқылайтын бөлшектің кинетикалық энергиясының белгілі бір бөлігі нысана ядроны қоздыруға жұмсалады. Реакция теңдеуінде қозған ядро бастапқы ядро сияқты А таңбасы арқылы белгіленеді де, оның жоғары оң жақ бұрышына жұлдызша таңбасы қойылады; ал кинетикалық энергиясының белгілі бір бөлігін жоғалтқан бөлшек не ядро атқылайтын бөлшек сияқты α таңбасы арқылы белгіленіп, оның жоғары оң жақ бұрышына штрих таңбасы қойылады.Ядролық реакция [а+А®в+В немесе А(а,в)В] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың ішкі қасиеттері мен құрамы өзгереді немесе элементар бөлшектер бір-біріне түрленеді.

Билет

Фотондар

Фотон (грек. phos, photas — жарық) — электрмагниттік сәуленің (жарықтың) элементар бөлшегі.

Фотон энергиясы:

Фотонның жылдамдығы жарықтың вауумда таралу жылдамдығына тең. Фотонның массасы мынаған тең:

Фотонның белгілі қозғалыс мөлшері де болады:

Фотонның электр заряды және магниттік моменті болмайды.

2.Микробөлшектердің парадоксалдық күйі

Егерде біз фотондармен жұмыс жүргізсек, онда фотонды өзінің ерекшелігіне қарай екі бөлікке бөлшектенеді де, кейіннен интерференцияланады деп есептеу арқылы парадоксын алып тастауға болады.

Электрон 1-ші саңылау не 2-ші саңылау арқылы өте алады. Сәйкесінше олардың Э экранда таралуы 1 және 2 таралуларының қосындысы болу керек – ол үздік қисық сызықшаларымен көрсетілген.

Билет

1. Изотоптық спин

Изотоптық спин изоспин — элементар бөлшек – адрондардың ішкі сипаттамаларының (Кванттық сандарының) бірі. Ол адрондардың зарядтық күйлерінің санын (немесе изотоптық мультиплеттегі n бөлшектер санын) анықтайды: n=2І+1.

Нейтрон мен протонды бір бөлшек деп есептеп, ол бөлшектің протондық және нейтрондық күйлері бар деп қабылдауға болады. Сөйтіп, протон мен нейтронды, ортақ аты нуклон, бір бөлшектің екі күйі деп қарастырады. Егер жүйенің екі күйі болса, ол күйлерді айнытатын кванттық сан болуы керек. Ол кванттық санды изотоптық спин деп атайды. Изотоптық спинді қарастыру үшін қиял изотоптық кеңістік кіргізеді. Бұл кеңістікте бөлшектің импульсы немесе оның қозғалысының импульсы болуы мүмкін емес. Бұл кеңістік тек бөлшектің ішкі құбылыстарын ғана сипаттайды. Осы кеңістікте изотоптық спин айнала алады. Оның берілген бағытқа проекциясы бөлшектің зарядтық күйін анықтайды. Нуклонның протон мен нейтронға сәйкес келетін екі-ақ күйі бар. Олай болса изотоптық спиннің (оны бөлшек үшін t-мен белгілейді) екі проекциясы бар. Демек, 2t+1=2 Þt=1/2; Ал оның проекциялары протонға, ал нейтронға сәйкес келеді.

Ядроның изотоптық спинінің проекциясы оның құраушыларының изотоптық спиндерінің проекцияларының қосындысына тең болады: Ал оның изотоптық спині оның проекциясының сан мәнінен үлкен (немесе оған тең), бірақ А/2 үлкен емес болуы керек. Берілген ядроның барлық күйлері үшін изотоптық спиннің проекциясы бірдей, ал изотоптық спин әр күй үшін әртүрлі болуы мүмкін.

2.Сипаттамалық рентгендік спектрлер

Рентгендік түтікшенің антикатодынын электрондармен атқылағанда пайда болатын рентгендік спектрлер екі түрлі: тұтас және сызықтық болады. Тұтас спектрлер антикатод затында жылдам электрондар тежелген кезде пайда болады және бұлар электрондардың тежеулік сәуле шығаруынан алынады. Осы спектрлердің түрі антикатод затына тәуелді болмайды.

Рентгендік түтікшедегі кернеуді өсіргенде тұтас спектрмен қатар сызықтық спектр байқалады. Ол жеке сызықтардан тұрады және антикатод затына тәуелді. Әрбір элементтің өэіне тән сызықтық спектрі болады. Сондықтан осындай спектрлер сипаттамалық деп аталады. Рентген спектрлері оптикалық спектрлер сияқты күрделі емес, қарапайым. Бұлар K, L,M,N,O әріптерімен белгіленетін бірнеше сериялардан тұрады. Әрбір серия бірнеше сызықтардан ғана тұрады және бұлар жиіліктердің өсуіне қарай индекстермен белгіленеді.

Рентгендік сәулелер қоздырылу жағдайларына қарай рентгендік сәулелер тежеулік рентген сәулелеріжәне сипаттамалық рентген сәулелер деп екіге бөлінеді.

𝛌 486 нм W=?

c=3* м/с

Билет

1. Спектрлік зпңдылықтар

Бірінші кезекте бізді бір-бірімен өзара әрекеттеспейтін атомдардың сәулеленуімен шартталған спектрлер қызықтыратын болады. Бұл спектрлер жеке жіңішке спектрлік сызықтардан құралады, оларды сызықтық деп атайды.

Спектрлік сызықтардың көп болуы атом ішкі құрылымының күрделілігін көрсетеді. Атомдық спектрлерді зерттеу атомдардың ішкі құрылымын танып білуе себепші болды. Ең алдымен, спектрлік сызықтар ретсіз орналаспай, белгілі бір сызықтар сериясын құрайтындығы белгілі болды. Бальмер (1885) атомдық сутегінің сызықтық спектрін зерттей отыра келесі заңдылықты анықтады. Ол қазіргі заманғы белгіленулерде мынадай түрге ие болады:

Бальмер формуласы д.а.

-Ридберг тұрақтысы

Мұндағы - әрбір спектрлік сызыққа сәйкес келетін циклдік жиілік

Ал сәйкес келетін спектрлік сызықтардың сериясын Бальмер сериясы д.а. Бұл серияның негізгі сызықтары спектрдің көрінетін аймағында болады.

Атомдық сутегінің спектрін одан арғы зерттеулер тағы да бірнеше сериялардың бар екендігін көрсетті. Спектрдің ультракүлгін бөлігінде – Лайман сериясы:

Ал, спектрдің инфрақызыл бөлігінде – Пашен сериясы:

Брэкет пен Пфунд сериялары.

Бұл сериялардың барлығын Бальмердің жалпыланған формуласы түрінде көрсетуге болады:

Мұндағы Лайман сериясы үшін, Бальмер сериясы үшін және т.с.с. берілген кезде nсаны, -ден бастап, барлық бүтін санды мәндерге ие болады.

2. Кванттық теорияның негізгі постулаттары

Кванттық теорияның жалпы пайымдалуы мынаған негізделген: кез келген Q физикалық шаманың орташа мәні төмендегі формуламен анықталады:

мұндағы физикалық шамасының операторы.

шамаларының операторы:

операторлары үшін де осыған ұқсас болады.

операторлары кванттық теориядағы негізгі операторлар болып табылады.

Басқа физикалық шамалардың операторларын табуға мүмкіндік беретін жалпы ереже мынадай:

Шамалар арасындағы байланысқа арналған классикалық физиканың формулаларын кванттық теорияда осы шамалардың операторларын байланыстыратын формулалар ретінде қарастырған жөн.

Классикалық механикада импульстің квадраты мен оның проекциясының квадраты арасындағы байланыс:

Импульстің квадратының операторы:

3.Электронның импульсі толқын ұзындығы 𝜆=520 нм фотонның импульсіне тең болу үшін ол қандай u жылдамдықпен қозғалуға тиіс?

Билет

Радиоактивтілік

Радиоактивтілік деп кейбір атомдардың ядроларының өздігімен басқа элементтердің ядроларына түрленуін айтады. Радиоактивтілік ядролардың бір немесе бірнеше бөлшектердің шығара отырып өздігінен (тосын) ыдырауына негізделген. Мұндай ядроларды және оларга тиісті нуклидтарды (тұракты ядроларга караганда) риоактивті деп атайды. Радиоктивті ядроны аналык деп, ал ыдырау нәтижесінде пайда болатын ядроларды туынды деп атайды.

Радиоктивтілікті ыдырауга кажетті шарты бастапкы ядроның массасы ыдырау өнімдерінің массасынан артылу кезектігіне негізделген. Сондыктан әрбір радиоактивті ыдырау энергияның бөлінуімен жузеге асады.

Радиоактивтілік табиғи және жасанды болып бөлінеді. Табиғи радиоактивтіліктабиғатта кездесетін тұрақсыз изотоптарда байқалады. Жасанды радиоактивтілік ядролық реакциялардың нәтижесінде алынған радиоактивті изотоптарда байқалады. іс жүзінде олардың бір бірінен айырмашылыгы жоқ.

Радиоактивтілік (лат. radіo - сәуле шығару, actіvus - әсерлік) - орнықсыз атом ядроларының басқа элементтер ядросына бөлшектер немесе гамма-кванттар шығару арқылы өздігінен түрлену құбылысы.

Радиоактивтілік құбылыстардың келесі түрлері кездеседі:

1. α – ыдырау;

2. β – ыдырау;

3. ядролардың γ – сәулелер шығаруы;

4. ауыр ядролардың спонтанды (өз-бетімен) ыдырауы;

5. протондық радиоактивтілік.

Табиғи және жасанды радиоактивті изотоптарда ядролардың өздігінен ыдырау процесі үздіксіз жүріп жатады. Демек, олар сыртқы ортаға туынды белшектерді, гамма кванттарын үнемі атқылаумен болады. Радиоактивті сәулелер кейде радиация немесе иондағыш сәулелер деп аталады. Олардың кинетикалық және электромагниттік энергиялары үлкен шама құрайды.

Радиоактивтіліктің ыдырау заңы

Аз уақыт ішінде ыдырайтын ядролар саны бастапқы уақыттағы ядролар санына тура пропорционал болады:

_,

_,

мұндағы: -бастапқы уақыттағы ядролар саны, - t уақыт мезетіндегі ыдырамаған ядролар саны.

Осы өрнек радиоактивтілік ыдырау заңы деп аталады.

Бастапқы ядролардың жартысы ыдырайтын уақытты жартылай ыдырау периоды деп атайды.

_.

Радиоактивті элементтің активтілігідеп бірлік уақыттағы ыдырау санын айтады. Өлшем бірлігі (Беккерель) немесе 1 Ки(Кюри) – 3,7* 10¹⁰ Бк.

_{.     А – мұнда Активтілік деп атайды.}

2. Боте тәжірибесі

Боте тәжірибесі Эйнштейннің жарық кванттары туралы гипотезасын тікелей дәлелдейді. Бұл тәжірибеде Ғ жуқа металл фолгасын екі G₁ және G₂тез әсер ететін есептегіштің ортасыны орналастырады (1,9 – сурет). Фолганы әлсіз Х рентген сәулесінің шоғымен сәулелендіреді, соның нәтижесінде оның өзі рентген сәулесінін көзіне айналады. Бастапқы шоғырдың интесивтілігінің тым әлсіздігі салдарынан, фольгадан шыгарылатын кванттар саны едәуір аз болады.

Егер де осы сәулеленудің энергиясы сфералык толкындар турінде таралса, онда есептеуіштердің екеуі де бір уакытта іске косылар еді. Алайда, тәжірибе есептеуіштердің бір-бірінен мулдембайланыссыз әрекет еткенін және де сәйкестік санынан болжанган кездейсок сәйкестік санынан артпайтындыгын көрсетті. Барлыгы, егерде Ғ фольгасынын сәулеленуі, бірінші, болмаса екінші есептеушке түсу мүмкін болатын жеке кванттар түріне таралатындай іске аскан.

Бұны жеке сәулелену актілерінде сәулелену кванты, ягни біресе бір багытта, біресе баска багытта ушатын бөлшектердің пайда болуымен гана тусіндіруге болады. Әрине. Бірінші рет сәулелендіру фолбга электрондарды да шыгаргандыктан, сактык шаралары кабылданады. Осыны жою үшін есптеуіштердің саңылаулары сол электронды жұтатындай және олардың тәжірибе нәтижесіне әсерін тигізбейтіндей калаңдыкка ие болды.

Сонымен, экспериментті түрде айрықша элетромагниттік кванттардың немесе кейінен атап кеткендей – фотондардың бар екенін дәлелденді.

Негізігі күйде орналасқан сутегі атомының айналмалы орбитасында қозғалған Де-Бройль толқын ұзындығын тап.

Билет

1. Бор постулаттары (стационар күйлер постулаты)

I постулаты: Атом ұзақ уақыт бойы, энергияның дискреттік мәндерімен сипатталатын,стационарлық күй деп аталатын, тек белгілі күйлерде ғана болады.Бұл күйлерде атом сәулеленбейді.

II постулаты: Атомның кіші энергиялық күйге өтуі кезінде энергиялы жарық кванты шығарылады:

2. Физикалық шамалардың операторлары

Операторлар деп математикалық амалдаудың символдық белгіленуін айтады, амалдауды бізге қажетті функциямен жасау керек. Оператордың мысалы ретінде x- ке немесе кез келген f(x) функциясына көбейтуді, x бойынша дифференциалдауды және т.б алуға болады. Операторларды басында бар әріптермен белгілеу қалыптасқан, мысалы Q, оның қандай да бір f(x) функциясына әсері Qf(x) түрінде жазылады.

3.Сутегі атомының қай орбитасында электрон айналады? Егер оның жиілігі w=3.02* Гц. n-?

mvr=nh v = = = r= v=

=

Билет

1. Тежеуіш рентгендік сəулелену

Тежеуішті сәулелену вакуумдегі жылдам ұшатын электрондар қатты бетке құлап түсу кезінде тежелгенде үздіксіз спектрлер (рентгенді түтікшелер аноды) береді. Мұндай пайда болған сәулеленулер әдетте тежеуішті және характеристикалық компоненттерден тұрады. Тежеуішті сәулеленудің ерекшеліктері анод пен катод арасындағы U потенциалдар айырмасымен және түтік арқылы өткен і ток мөлшерімен анықталады. Анодтағы электрондардың тежелуі кезінде олардың кинетикалық энергиясы бір немесе бірнеше фотондар энергиясына ауысады:

m =eU=hv+p

мұндағы т, е және υ - электронның массасы, заряды және жылдамдығы; h- Планк тұрақтысы; ν-рентген фотондарының жиілігі; р-электрондардың атомдармен алғашқы соқтығысуынан кейінгі энергиясы. р өлшемі 0-ден eU-ге дейін өзгеруі мүмкін. Егер р=0 болса, онда фотонның сәулеленуінің максимальды hv=hc/λ=eU

энергиясы E және λ=hc/(eU) болады, мұндағы λ=-нм-мен, ал U-кВ-пен сипатталады. Егер p≠0 болса, онда аз энергиялы фотондар шығарады. Электрондардың анодтарды үздіксіз соққылауы үздіксіз тежеуішті әртүрлі толқын ұзындықтары сияқты қабылданатын әртүрлі энергиялы фотондардың жиынтықтарының пайда болуымен қабаттаса жүреді. Толқын ұзындығының максимальды интенсивтілігі сәйкес келеді. Кеңістікте интенсивтіліктерінің таралуы біркелкі емес, және максимальды интенсивтілік анод айнасына 3-10º бұрышына, электрондар шоғырына перпендикулярлы бағытталады.Тежеуішті жалпақ спектрлерінің интенсивтілігінің бір немесе сол бағыттағы сәулелену толқын ұзындықтарына тәуелділік түрі әртүрлі анод материалдары (металдар) үшін 1.1 суретте келтірілген. Графиктен көріп тұрғанымыз күрт қысқа толқынды шектің орналасуы тежеуіш қабаттың табиғатына (яғни, антикатод металының атомдық номеріне) тәуелсіз болып келеді және электрондар энергиясымен ғана анықталады.

2. Ядролық реакциялар

Ядролық реакция – атом ядросының элементар бөлшектермен немесе басқа бір атом ядросымен әсерлесуі кезінде түрленуі. Әдетте ядролық реакцияға 4 бөлшек қатынасады: оның екеуі бастапқы бөлшек болып есептеледі де, ал қалған екеуі ядролық реакцияның нәтижесінде түзіледі. Реакция кезінде түзілген бөлшектің саны \кейде 2-ден артық болуы да мүмкін. Лабораториялық жағдайда ядролық реакция нысана ретінде алынған ауыр атом ядросымен (не бөлшекпен) атқылау арқылы жүргізіледі. Ядролық реакция химиялық реакцияларға ұқсас және оның жазылуы (өрнектің сол жақ бөлшегінде реакцияға қатысатын бөлшектер, ал оң жақ бөлігінде реакция нәтижесінде түзілетін бөлшектер): а+А®в+В, мұндағы а – атқылайтын бөлшек (не ядро), А – нысана ядро, в– ұшып шыққан бөлшек (не ядро), В – реакция нәтижесінде түзілген соңғы ядро (ядро-өнім). Реакцияның толық теңдеуінде реакцияға қатысатын және реакция нәтижесінде түзілетін ядролардың зарядтары мен массалық сандары да көрсетіледі. Ядролық реакцияны жазудың төмендегідей қысқа түрі де пайдаланылады: А (а, в) В, мұнда бастапқы нысана ядро мен соңғы ядро таңбасының арасындағы жақша ішінде алдымен атқылаушы бөлшектің, содан кейін оның қасына реакция кезінде ұшып шығатын бөлшектің таңбасы көрсетілген. Мысалы, лабораториялық жағдайында Э.Резерфорд жүзеге асырған алғашқы ядролық реакция (альфа-бөлшектермен атқыланған азот ядросының түрлену реакциясы) төмендегіше жазылады: немесе қысқаша: 14N(α, р)17О, мұндағы α-бөлшек (42N), ал р–протон (11Н).Атқылайтын бөлшектен (не ядромен) (α) нысана ядроның төмендегідей құбылыстар байқалуы мүмкін:

Серпімді шашырау [а+А>а+А немесе А (а, а)А] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың не құрамы, не ішкі энергиясы, не олардың басқа да сипатталамалары өзгермейді, тек серпімді соққы заңына сәйкес кинетикалық энергия бөлшектер (не ядролар) арасында қайта бөлінеді.

Серпімсіз шашырау [а+А> а‘+А* немесе А (а, а‘) А* ] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың құрамы өзгермейді, бірақ атқылайтын бөлшектің кинетикалық энергиясының белгілі бір бөлігі нысана ядроны қоздыруға жұмсалады. Реакция теңдеуінде қозған ядро бастапқы ядро сияқты А таңбасы арқылы белгіленеді де, оның жоғары оң жақ бұрышына жұлдызша таңбасы қойылады; ал кинетикалық энергиясының белгілі бір бөлігін жоғалтқан бөлшек не ядро атқылайтын бөлшек сияқты α таңбасы арқылы белгіленіп, оның жоғары оң жақ бұрышына штрих таңбасы қойылады.Ядролық реакция [а+А®в+В немесе А(а,в)В] кезінде өзара әсерлесетін ядролардың ішкі қасиеттері мен құрамы өзгереді немесе элементар бөлшектер бір-біріне түрленеді.

БИЛЕТ

Сутегі атомының квантталуы

Сутегі Рентген жəне гамма-сəулелерінің экспозициялық дозаларын өлшеу үшін рентген бірлігін қолдану шарттарын жоғары энергияларда жүзеге асыру қиындыққа соғады,сондықтан рентгенді доза бірлігі ретінде €=3Мэв-қа дейінгі сəуле шығаруда ғана қолдануға жол беріледі.Рентгендік сəуле шығарудың қандай шекті толқын ұзындығына дейін рентген бірлігін пайдалануға болатындығын табыңдар.

Атомының кванталуы. Бордың бірінші постулаты бойынша атомдаэлектрондардың белгілі бір стационар орбиталары бар. Бор стационар орбиталар үшін мына шарт орындалуы тиіс деп тұжырымдады:

m_erv=nħ

мұндағы n =1,2,3, ... . Бұл шарт бойынша стационар орбиталардағы электронның импульс моменті ħ Планк тұрақтысынан бүтін еселікке үлкен дискретті мәндерге ғана ие бола алады. Сонымен бірге Бор атом ядросының өрісінде қозғалып жүрген электронға Ньютонның екінші заңы мен Кулон заңын қолдануға болады деп есептеді. Стационар орбитадағы электронның толық энергиясы оның кинетикалық энергиясы және ядромен әрекеттесу кезіндегі потенциалдық энергиясының қосындысынан тұрады:

E=m_ev²/2+kZe²/r

Бортеориясы атом құрылымының теориясын жасаудағы алғашқы қадам болып табылады. Ол классикалық физика заңдылықтарын микроәлем физикасының құбылыстарына қолдануға жарамайтының айқын көрсетіп берді. Бірақ алғашқы жетістіктерден соң Бор теориясы көптеген қиындықтарға кездесті. Мысалы, ол сутегінен кейінгі ең қарапайым гелий атомының теориясын жасауда толық сәтсіздікке ұшырады. Сәтсіздіктердің басты себебі теорияның ішкі логикалық қарама-қайшылығында еді, ол жартылай классикалық, жартылай кванттық көзқарастарға сүйенді. Қазіргі кезде Бор теориясы, негізінен, тарихи қызығушылық тудырады. Бірақ бұл теория қазір де бірқатар маңызды физикалық ұғымдарды (мысалы, энергетикалық деңгейлер ұғымын) енгізуге қолданылатын ыңғайлы механикалық модель болып табылатынын есте ұстаған жөн. Сонымен, Бор теориясы кванттық механиканы құрудағы өтпелі кезең болып табылады.

Электронның спині

Электронның меншікті импульс моментін спиндеп атайды. Электронның спині (кез-келген бөлшектің) оның массасы, заряды сияқты оның негізгі сипаттамасы болып табылады. Кванттық механика заңдылықтарынан электронның спині келесі заң бойынша квантталатыны шығады:

,

мұндағы: - спиндік кванттық сан.

Спиннің сыртқы магнит өрісінің бағытымен сәйкес келетін -осіндегі проекциясы квантталады және векторының магнит өрісінде әр түрлі бағыты болады. Штерн және Герлах тәжірибесі көрсеткендей, электрон үшін мұндай бағыт екеу болады.

Спиндік кванттық санның басқа үш кванттық сандардан- бас, орбитальдық және магниттік кванттық сандардан ерекшелігі, ол бүтін сан болмайды.

Электрон үшін спиннің сандық мәні келесі формуламен анықталады:

.

спин басқа да элементтер бөлшектерге тән, оның меншікті мәндері бүтін де болуы мүмкін. Спин термині «айналу» атты сөзінен шықсада, шын мәнінде элементар бөлшек айналып тұр деген сөз емес. Спин элементар бөлшектерінің заряды, массасы сияқты өздеріне тән ажырамас қасиеті, олардың ішкі сипаттамалары. Заряд, масса скалярлық шамалар болса, спин векторлық шама. Сондықтан элементар бөлшектер табиғатында ішкі векторлық сипаттамасы да болады екен. Спинді релятивтік негізден, ешқандай гипотезаға сүйенбей, 1928жылы Дирак дәлелденген.

3.Негізігі күйде орналасқан сутегі атомының айналмалы орбитасында қозғалған Де-Бройль толқын ұзындығын тап.

Билет

1.Ядролық күштердің ерекшеліктері. Ядролардағы нуклондардың байланыс энергиясының (атомдағы электрондардың байланыс энергиясымен салыстырғанда) үлкен болуы нуклондар арасында тартылыстың күшті ядролық күштердің əсер ететіндігін, жəне олармен салыстырғанда тебілістің электромагниттік күштері жүз есе əлсіз болатындығын білдіреді.

Ядролық күштердің өздеріне тəн ерекшеліктері төмендегідей болады:

Осы күштер қысқа əрекетті болып табылады, оның əсер ету радиусы ~1013 см. Айтарлықтай аз арақашықтықтарда нуклондардың тартылысы оның тебілісімен алмасады.

Олар зарядтық тəуелсіздікке ие болады, ол n-n, p-p, n-p нуклондарының өзара əрекет күштерінің бірдей болуымен байқалады.

Бұл күштер центрлік болып табылмайды. Жалпы айтқанда, оларды өзара əрекеттескен нуклондардың центрі арқылы өтетін, түзу бойымен бағытталған түрінде есептеуге болмайды. Центрленбеушілік жағдайы нуклондардың спиндерінің бағдарына осы күштердің тəуелді болу факторымен байланысты.

Қанығу қасиетіне ие болады: ядродағы əрбір нуклон жақын орналасқан нуклондардың шектеулі санымен ғана əрекеттеседі. Ол іс жүзінде меншікті байланыс энергиясының массалық санға тəуелсіз болуымен байқалады.

Ядролардың үлгілері. Қазіргі таңда ядроның барлық қасиеттерін тұтас біріктіретін жүйелі түрде аяқталған теория әлі жоқ. Бұл негізінен 2 қиыншылықпен байланысты.

Ядродағы нуклондардың өзара әрекеттесу күштері жайлы біздің біліміміздің жеткіліксіздігі.

Әрбір атомдық ядро ол – көптеген күшті өзара әрекеттесуші бөлшектердің кванттық жүйесі кванттық теориядағы көптеген денелердің мақсаты өте күрделі әрі аса қиын. Қазіргі кезге дейін оның шешу тәсілдері табылмаған.

2.Шредингер теңдеуі.Жүйенің күйінің, яғни -функциясының уақыт бойынша өзгерістерін басқаратын теңдеуді іздестіруді Э. Шредингер (1926) сəтті аяқтады. Ол релятивистік емес кванттық теорияның негізгі теңдеуі, Шредингер теңдеуі болып табылады. Аталған теңдеу іздеп табылды, ол бұрынғы түсініктер мен теориялардан қорытып шығаруға болмайтын, жаңа іргелі заң болып табылады. Осы теңдеудің дұрыстығы одан туындайтын салдарлардың эксперимент жүзінде дəлелденгендігімен анықталған.

Шредингер осы теңдеуді қорытып алып бірден сутегі атомына қолданды жəне энергия деңгейлері үшін Бордың алғашқы теориясы бойынша алынған спектрмен, яғни бақылау нəтижелерімен дəл үйлесетін спектр алды. Шредингер теңдеуі кванттық теорияда, релятивистік емес механикадағы динамиканың негізгі теңдеуі (Ньютонның 2-ші заңы) сияқты рөл атқарады. Шредингер теңдеуі келесі түрде болады

(4.5)

мұндағы, жорамал бірлік ( ), m - бөлшектің массасы, Лаплас операторы,U - потенциалдық энергия (біз U(r) - функциясы уақытқа анық тəуелді болмайтын, потенциалдық күш өрістерін қарастырумен шектелеміз).

Билет

1 CУТЕГІ АТОМЫНЫҢ КВАНТТАЛУЫ

Ze зарядымен ядроның кулондық өрісінде қозғалатын е электроннан құралатын қарапайым жүйені қарастырайық. Мұндай жүйені сутегі тектес деп атайды. Электронның заряды Ze ядромен потенциалдық кулондық әсерлесу энергиясы мынаған тең:

,

мұндағы r- электрон мен ядроның ара қашықтығы.

Осы жағдайда электрон күйін бейнелейтін -функцияны стационарлық күйлер үшін Шредингер теңдеуін

,

шешу арқылы табуға болады, мұндағы m-электрон массасы, Е-атомдағы электронның толық энергиясы, мұны -толқындық функция барлық қарастырылатын аймақта шектеулі, үздіксіз және бір мәнді болатын жағдайда табу керек. , , координаттарында Лаплас операторы былай өрнектеледі:

,



Заряды +Ze ядроның кулондық өрісінде қозғалатын электронның Е энергиясы толқындық функцияның радиалдық бөлігі үшін (1.2.5) Шредингер теңдеуін

шешу арқылы анықталады.

Шредингер теңдеуінің меншікті функциялары, яғни -функциялар, -үш бүтін санды параметрлермен анықтайды

мұндағы n-бас кванттық сан, l-орбиталық, -магниттік кванттық сан деп аталады.

n мәні энергетикалық деңгейдің нөмірімен дәл келеді, атомдағы электронның энергиясын анықтайды және тек бүтін оң мәндер қабылдайды: n=1,2,3,…..

Орбиталық кванттық сан l. Шредингер теңдеуінің шешіміне сәйкес электронның импульс моментінің модулі (механикалық орбиталық момент) мына өрнекпен анықталады:



тек дискретті мәндер қабылдай алады, яғни квантталады, l-орбиталық кванттық сан берілген n жағдайында барлығы n мән қабылдайды: l=0,1,2,….n-1.

Магниттік кванттық сан Шредингер теңдеуінің шешіміне сәйкес электронның импульс моментінің қайсыбір Z бағытына мысалы, сыртқы магнит өрісінің проекциясын

анықтайды, және атомдағы электронның импульс моментінің векторы кеңістікте квантталып әр түрлі бағдарлана алады (т_ебарлығы әр түрлі мән қабылдайды).

ФОТОЭФФЕКТ

Фотоэффект заңдарының теориялық түсiнiгiн 1905 жылы А.Эйнштейн бердi. Ол өз зерттеулерiнде М.Планктың кванттар жөнiндегi ұғымын одан әрi дамыта отырып, жарық тек кванттар түрiнде шығарылып ғана қоймайды, сонымен қатар кванттар түрiнде жұтылады да деп есептедi. Бұл жарық кванттарын ол фотондар деп атады. Эйнштейннiң бұл идеялары осы кезге дейiн үстемдiк етiп келген жарықтың толқындық теориясынан өзгеше, соны көзқарас едi. Бұл жерде жарықтың таралуы үздiксiз толқындық үрдiс ретiнде емес, ерекше жарық бөлшектерi – фотондардың с - ға тең жылдамдықпен қозғалатын ағыны ретiнде қарастырылады. Бұл тұрғыдан қарағанда, мәселен монохроматты жарыққа энергияларының мәндерi бiрдей, әрi hν-ге тең болатын фотондар сәйкес қойылады. Ал жарықтың затқа жұтылуы сәйкес фотондар осы затқа түскен кезде өз энергиясын түгелiмен заттың атомдары мен молекулаларына беруiмен түсiндiрiледi. Жарықтың табиғатына деген осы кванттық көзқарас фотоэффект құбылысының тәжiрибеден байқалатын барлық заңдылықтарын түсiндiруге мүмкiндiк бердi. Шындығында, мәселен, электрон металлдан ұшып шығуы үшiн металл-вакуум шекарасындағы потенциалдық тосқауылдан өтуi, яғни қандай да бiр Aшығ-ға тең шығу жұмысын iстеуi қажет. Бұған қажет энергияны электрон өзi жұтқан фотоннан алады. Фотон металл атомына жұтылған кезде өзiнiң εν=hν -ға тең энергиясын толығымен электронға бередi. Онда мұндай фотоэлектрондар үшiн энергияның сақталу заңын мына түрде жазуға болады Мұндағы mv2/2 – металлдардан ұшып шыққан фотоэлектронның кинетикалық энергиясы, ал Aшығ жоғарыдағы шығу жұмысы. Бұл өрнек сыртқы фотоэффект үшiн жазылған Эйнштейн теңдеуi деп аталады. Бұл теңдеуден егер hν>Ашығ болса, онда электрон өз энергиясының бiразын шығу жұмысына жұмсап, металлдан ұшып шыға алатыны көрiнiп тұр. Ал егер электронның энергиясы шығу жұмысынан аз болса, онда ол металлдан тысқары шыға алмайды. Фотоэффект мүмкiн бола бастайтын ең аз жиiлiктi νmin деп белгiлей отырып, оны фотоэффекттiң қызыл шекарасы деп атайды. Фотоэффекттiң қызыл шекарасының мәнi электрон ұшып шығатын беттiң күйiмен және металлдың химиялық құрамымен анықталады. Эйнштейн теңдеуi сыртқы фотоэффекттiң тәжiрибеден байқалатын барлық заңдарын теориялық тұрғыдан түсiндiруге мүмкiндiк бередi. Шындығында, екiншi заңмен анықталған фотоэффекттiң қызыл шекарасының түсiнiгiн жоғарыда бердiк, ал ендi (6.3) өрнегiнен электрондардың максимальдi кинетикалық энергиясы, яғни максимальдi жылдамдығының жиiлiктен тәуелдi екенi көрiнiп тұр. Бұл фотоэффекттiң бiрiншi заңы. Ақырында, уақыт бiрлiгiнде ұшып шығатын электрондардың саны бетке түсiп жатқан фотондардың санына пропорционал болуы керек. Ал фотондардың саны жарықтың қарқындылығын анықтайды. Сонымен, фотоэффекттiң үшiншi заңы да өз түсiнiгiн алды.

ЕСЕП

= 0,2 г=0.2* кг

= 1,67· кг

=?

Билет

1. Анықталмағандық принципі — физикалық жүйені сипаттайтын (қосымша физ. шамалар деп аталатын) шамалардың (мыс., координат және импульс) бір мезгілде дәл мәндер қабылдай алмайтындығын тұжырымдайтын кванттық теорияның іргелі қағидасы. 1927 ж. неміс физигі Вагнер Гейзенберг ашқан. Анықталмағандық принципі материя бөлшектерінің (электрондар, протондар, т.б.) корпускулалық-толқындық табиғаты болатындығын айқындайды. Сандық тұрғыдан Анықталмағандық принципі былай тұжырымдалады: егер — жүйенің инерция центріндегі координатының анықталмағандық мәні, ал импульсының осіне проекциясының анықталмағандық мәні болса, онда осы анықталмағандықтардың көбейтіндісі Планк тұрақтысынан () кем болмайды Макроскопиялық шамалармен салыстырғанда аз шама болғандықтан, бұл қатынас атомдық масштабтағы құбылыстарға қатысты ғана орындалады. Анықталмағандық принципі атом ішіндегі құбылыстардың заңдылықтарын түсіндіру және кванттық механика саласының қалыптасуы кезінде аса маңызды рөль атқарды

2.Электронның спині

электронның меншікті импульс моментін спиндеп атайды. Электронның спині (кез-келген бөлшектің) оның массасы, заряды сияқты оның негізгі сипаттамасы болып табылады. Кванттық механика заңдылықтарынан электронның спині келесі заң бойынша квантталатыны шығады:

_,

мұндағы: - спиндік кванттық сан.

Спиннің сыртқы магнит өрісінің бағытымен сәйкес келетін -осіндегі проекциясы квантталады және векторының магнит өрісінде әр түрлі бағыты болады. Штерн және Герлах тәжірибесі көрсеткендей, электрон үшін мұндай бағыт екеу болады.

Спиндік кванттық санның басқа үш кванттық сандардан- бас, орбитальдық және магниттік кванттық сандардан ерекшелігі, ол бүтін сан болмайды.

Электрон үшін спиннің сандық мәні келесі формуламен анықталады:

_.

спин басқа да элементтер бөлшектерге тән, оның меншікті мәндері бүтін де болуы мүмкін. Спин термині «айналу» атты сөзінен шықсада, шын мәнінде элементар бөлшек айналып тұр деген сөз емес. Спин элементар бөлшектерінің заряды, массасы сияқты өздеріне тән ажырамас қасиеті, олардың ішкі сипаттамалары. Заряд, масса скалярлық шамалар болса, спин векторлық шама. Сондықтан элементар бөлшектер табиғатында ішкі векторлық сипаттамасы да болады екен. Спинді релятивтік негізден, ешқандай гипотезаға сүйенбей, 1928жылы Дирак дәлелденген.

Есеп

W=eU=1.6*10^-19*500=800*10^-19

=

Билет

1.Атомның ядролық үлгісі.Атомның алғашқы үлгілерінің бірін Дж. Томсон ұсынды. Бұл үлгіде атом радиусы ~10⁻¹⁰К)м оң зарядталған шар ретінде қарастырылады. Шардың ішінде тепе-теңдік жағдайының маңында электрондар тербеліп тұрады. Электрондардың теріс зарядтарының қосындысы шарға біркелкі таралған оң зарядты теңестіреді, сондықтан тұтас алғанда атом электрлік бейтарап бөлшек болады. Кейінгі зерттеулер бұл модельдің дұрыс емес екенін көрсетті, сондықтан Томсон моделі қазір тек тарихи тұрғыдан қарастырылады.Атомның ішінде электр зарядтарының орналасу тәртібін анықтау үшін 1911 жылы Резерфорд өзінің шекірттері Г. Гейгер және Э . Марсденмен бірге альфа-бөлшектершоғын өте жұқа алтын фольгадан өткізіп, бірнеше тәжірибелер жасады. Осы тәжірибелерді зерделеу нәтижесінде атомның ядролық, басқаша айтсақ, планетарлық моделі өмірге келді. Тәжірибенің нәтижесінде альфа-бөлшектердің басым көпшілігі фольгадан өткенде алғашқы бағыттан aуытқымайтыны (φ≈1-2°) анықталды. Бұл нәтиже, негізінен, Томсон моделіне сүйеніп жасалған есептеулермен дәл келді. Бірақ, альфа- бөлшектердің мардымсыз аз бөлігі 90°-тан артық бұрышқа ауытқитыны, яғни олар фольгаға соғылып, кері бағытта ұшатыны таңдандырды. Сегіз мыңға жуық бөлшектердің біреуі ғана осындай үлкен бұрышқа ауытқиды екен! Мұны Томсон моделі негізінде түсіндіру тіпті мүмкін болмады.Тәжірибеде алынған нәтижелерді зерделей отырып Резерфорд өз моделін ұсынды. Ол атомның оң заряды оның ортасында орналасқан радиусы шамамен 10⁻¹⁵ м өте аз көлемге жинақталған деген қорытындыға келді. Бұл орталық бөлшекті Резерфорд ядро деп атады. Атомның массасы түгел дерлік ядрода шоғырланған. Ядроны айнала әр түрлі орбиталармен электрондар қозғалып жүреді. Ең шеткі электрон орбитасының радиусы атомның радиусына тең, R_a≈10⁻¹⁰ м. Бұл үлгі Күн жүйесінің құрылымына ұқсайтын болғандықтан, оны атомның планетарлық моделі деп те атайды. Модель бойынша атом көлемінің басым көпшілік бөлігі "бос" болып шығады, ядроның радиусы атомның радиусынан 100 000 есе кіші. Орбиталардағы электрондардың теріс зарядтарының қосындысы ядроның оң зарядына тең, атом электрлік бейтарап.

2.Көп электронды атомның механикалық моменті. Көп электронды атомдарды кванттық теория тұрғысынан қарастыруды Гелий атомының қасиеттерін зерттеуден бастаған жөн. Себебі Гелий атомы көп электронды атомдардың ең қарапайымы – екі электрон ядро өрісінде қозғалады. Ядро массасы электрондар массаларынан өте үлкен, сондықтан ядроны тыныштықта деп санап Гелий атомы үшін Шредингер теңдеуін мына түрде жазамыз:

Гелий атомы спектрінің сутегі спектрінен екі айырмашылығы бар:

1.Әрбір электронға әсер ететін өріс таза кулондық (1/r – пропорционал) болмағандықтан, орбитальдық кванттық сан бойынша азғындалу алынып тасталынады, енді әрбір n-ші деңгей мәндеріне сәйкесті n қосалқы деңгейлерге жіктеледі.

2.Орто- және парагелийлерге сәйкесті екі түрлі спектрлік термдер (өзара комбинацияланбайтын) болады.

3.

m

Билет

1. Шредингер теңдеуі

Зат бөлшектерінің толқындық қасиеттері жайындағы де-Бройль идеясын дамыта келе, австрия физигі Э. Шредингер өзінің атақты теңдеуін ұсынды (1926). Осы теңдеу әр түрлі күш өрістерінде қозғалатын бөлшектің толқындық функцияларын табуға мүмкіндік береді. Шредингертеңдеуібылайжазылады:

мұндағы т – бөлшекмассасы, і – жорамалбірлік, U – бөлшектіңпотенциалдықэнергиясы, – Лапласоператоры.

Шредингертеңдеуі – бұлНьютонмеханикасыныңтеңдеулері, электромагниттікөрісүшінМаксвеллтеңдеулеріменжәнет.б. қатарқазіргізаманғыфизиканыңіргелітеңдеулерініңбірі, жәнедеолқорытылыпшығарылмайды. Оныбастапқынегізгіұйғарымдепқарастырукерек. Шредингертеңдеуініңдұрыстығытеориянәтижелерініңэкспериментдеректеріментолықүйлесуімен, жәнедепрактикадақолданыстапқан, мысалы, мазерлерде, лазерлерде, жартылайөткізгіштіқондырғылардыжәнет.т. көптегенболжауларменрасталады.

Кванттықтеориядаерекшеролдістационарлықкүйлератқарады, бұлардабарлықбақыланатынфизикалықшамаларуақытөткендеөзгермейді.

СтационарлықкүйлерүшінШредингертеңдеуі:

Оны мына түрде жазуға болады:

Атом Ядросы

Ядро деп, атомның барлық массасы және оның электрлік заряды жинақталған, атомның орталық бөлігін айтады.

Барлық атомдардың ядролары протон мен нейтрон деп аталатын элементар бөлшектерден тұрады. Бұл бөлшектерді көбіне нуклондар деп атайды. Ең қарапайым деп саналатын сутегі атомының ядросы бір протоннан, яғни бір нуклоннан тұрады.

Протон. Протон р әрпімен белгіленеді, оның заряды және массасы

938,28 МэВ[1]

Салыстыру үшін электронның массасын келтіретін болсақ, ол мынаған тең болады:

0,511 МэВ

(1) және (2) теңдіктерінен протон мен электронның массаларының арасында мынадай қатынас орын алатынын көреміз:

1836

Протонның спині ( ) ж»не меншікті магниттік моменті бар:

)

мұндағы:

=5,05·10^-24 эрг/Гс

ядролық магнетон деп аталатын магнит моментінің бірлігі. Бор магнетонымен ( =0,927·10^-20 эрг/Гс) салыстырсақ, шамасы -дан 1836 есе кіші болатындығы шығады. Демек, протонның меншікті магниттік моменті электронның магниттік моментінен шамамен 660 есе кіші болады.

Нейтрон. Нейтронды ( ) 1932 ж. ағылшын физигі Д. Чедвик ашқын болатын. Оның электрлік заряды жоқ, бейтарап бөлшек, ал массасына келсек, ол

1,00867 м.а.б.=939,57 МэВ . (6)

протон массасына өте жақын. Нейтрон мен протонның массаларының айырымы шамамен 2,5 электронның массасына тең.

Нейтронның спині де протонның спиніндей ( ) және (электрлік заряды жоқ бейтарап бөлшек болғанымен) меншікті магниттік моменті бар

(минус таңбасы меншікті механикалық және магниттік моменттерінің бағыттары қарама-қарсы екенін көрсетеді).

Еркіндік жағдайында (күйінде) нейтрон тұрақты емес (радиоактивті), ол өз бетімен ыдырап, электрон шығарып ( ) және протонға айналып, сонан соң тағы да антинейтрино деп аталатын бөлшек шығарады. Жартылай ыдырау периоды (яғни нейтрондардың бастапқы санының жартысының ыдырау уақыты) шамамен 12 минутқа тең. Ыдырау схемасын мына түрде жазуға болады:

Антинейтрино бөлшегінің массасы нөлге тең. Нейтронның массасы протонның массасынан 2,5 -ге үлкен. Демек, (8) өрнектің оң жағында тұрған бөлшектердің массаларының қосындысынан нейтронның массасы 1,5 -ге артық. Олай болса, нейтрон ыдырағанда бұл энергия түзілген бөлшектердің кинетикалық энергиясы түрінде бөлінеді.

Атом ядросының қасиеттері. Атом ядросының ең маңызды қасиеттерінің бірі – оның зарядтық саны Z. Ол заряд құрамына енетін протондардың санына және -ге тең ядро зарядын анықтайды. Z саны сонымен қатар Менделеев кестесіндегі орналасқан химиялық элементтердің реттік нөмірін көрсетеді. Сондықтан да оны ядроның атомдық нөмірі деп те айтады. Ядродағы нуклондар санын (яғни протондар мен нейтрондар сандарының қосындысын) А әрпімен белгілейді де, оны ядроның массалық саны деп атайды. Ядродағы нейтрондар саны N=A-Z –ке тең. Ядроның белгілеу үшін арнайы символ қолданылады: , мұндағы Х-химиялық элементтің символы. Жоғарыдағы сол жағындағы қойылған массалық сан, төменгі сол жағындағы – атомдық нөмір..

3

k=1

Билет

1.Зееман жəне Пашен-Бак эффектілері . Егер көзді магниттік өріске енгізгенде оның спектрлік сызықтары бөлшектенуге ұшырайды. Міне, осы Зееман эффектісі (1896) болып табылады. Сызықтардың бөлшектенуі энергетикалық деңгейлердің өздерінің бөлшектенуімен байланысты, себебі магниттік моменті бар атом магниттік өрісте қосымша энергияға ие болады:

∆Е =

атомның толық магниттік моментінің өрістің бағытына проекциясы.

E= ,

мұндағы, - магнит өрісі жоқ болған кездегі деңгейдің энергиясы.

кванттықсанүшінтөмендекөрсетілгеніріктеуережесіорындалатынтүрлідеңгейлергеқатыстытөменгідеңгейлерарасындағыауысуарғанамүмкінболатындығынескергенжөн:

∆

∆ мəнінесəйкескелетінқұраушыларды π - құрашылар, ал –∆ -құраушылардепатайды. Бақылаукезіндемагниттікөріскеперпендикуляртүрде π - жəне -құраушыларыболады. Магниттікөрістіңбойыменбақылағанкезде π-құраушыларыжойылып, - құраушыларығанақалады.

ҚарапайымЗееманэффектісі. Олайдепспектрліксызықтыңүшқұраушығабөлшектенгенкездегіэффектініайтады (магниттікөріскеперпендикуляртүрдебақылағанкезде). Қарапайымэффектінəзікқұрылымыжоқспектрліксызықтарғатəн. Осысызықтарсинглеттікдеңгейлер (S=0, J=L, , g=1 ) арасындағыөтулеркезіндетуындайды. Сондықтантөмендегідейтүрдегі формулаға иеболады:

∆

мұндағы , яғнишындығындазеемандықығысудыңүшқұраушысытуындайды:

Күрделі Зееман эффектісі. Магниттік өрісте орналасқан көздің спектрлік сызығы үштен көп құраушылар санына бөлшектенген кездегі эффектіні күрделі Зееман эффектісі деп атайды. Күрделі Зееман эффектісін түсіндірген кезде L – S қалыпты байланысының орынды болуы қалыпқа алынады.

Пашен-Бак эффектісі. Күшті магниттік өрісте (басқа шектік жағдай) моменттерінің арасындағы байланыс үзіледі де, олар магниттік өріске қатысты бір-бірінен тәуелсіз әрекет етеді. Осы жағдайда магниттік моменттермен байланысқан қосымша энергия былайша анықталады:

∆E= .

Мүмкін болатын өтулер келесі іріктеу ережелеріне сәйкес келеді:

Егер күшті магниттік өрісте сызықтардың магниттік бөлшектенуі нәзік бөлшектенуден артық болатын болса, онда Пашен-Бак эффектісін бақылаймыз.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 3066; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!