IZOTOP VA IZOBAR YADROLAR (Atom yadrosining tarkibi. Atom yadrosini xarakterlovchi asosiy kattaliklar, Izotop yadrolar, Izobar yadrolar)
Yuklangan vaqt
2024-04-25
Yuklab olishlar soni
1
Sahifalar soni
17
Faytl hajmi
301,6 KB
Ilmiybaza.uz
‘‘Yadro va elementar zarralar fizikasi ‘‘ fanidan
“IZOTOP VA IZOBAR YADROLAR”
mavzusida
Ilmiybaza.uz
Mundarija
Kirish…………………………………………………………………………….3 I
BOB.YADRO HAQIDA TUSHUNCHA ……………………………………8
1.1 Atom yadrosining tarkibi. Atom yadrosini xarakterlovchi asosiy
kattaliklar…………………………………………….…………………...8
II BOB. IZOTOP VA IZOBAR YADROLAR ………………………………10
2.1.Izotop yadrolar ………………...…………………………………….. 10
2.2.Izobar yadrolar...………………………………………………………12
XULOSA .……...………………………….……………………………………15
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR………………………………………17
Ilmiybaza.uz
Kirish
Mustaqil respublikamiz xalq ta’limi tizimini jamiyatimiz qo’yayotgan talab va
ehtiyojlarga mos keladigan, yangi sifat darajasiga ko’tarish yosh avlodga fan
asoslarini o’rgatish ularning g’oyaviy tayyorgarligini oshirish iqtisodiy va sotsial
jarayonda, davlatni barcha ishlab chiqarish va jamoat ishlarini boshqarishda aktiv,
ijodiy ishtirokini ta’minlaydigan sifat jihatidan yanada ko’tarish davrimizning
asosiy talabidir. 2017 - 2021 yillarda O’zbekiston Respublikasini rivojlantirishning
Harakatlar strategiyasi ishlab chiqilgan bo’lib, ular bilan tanishib chiqsak va karakli
bo’limlaridan namuna olamiz:
I. Davlat va jamiyat qurilishi tizimini takomillashtirishning ustuvor yo’nalishlari.
II. Qonun ustuvorligini ta’minlash va sud-huquq tizimini yanada isloh qilishning
ustuvor yo’nalishlari.
III. Iqtisodiyotni rivojlantirish va liberallashtirishning ustuvor yo’nalishlari
IV. Ijtimoiy sohani rivojlantirishning ustuvor yo’nalishlari .
V. Xavfsizlik, millatlararo totuvlik va diniy bag’rikenglikni ta’minlash hamda
chuqur o’ylangan, o’zaro manfaatli va amaliy tashqi siyosat sohasidagi ustuvor
yo’nalishlar.
Ko’rib turganimizdek hozirda amalga oshirilayotgan ushbu Harakatlar strategiyasi
hamma sohalarni o’z ichiga olgan. Jumladan ta’lim va fan sohasini rivojlantirishga
katta e’tibor berilgan bo’lib, undan biz soxamizga tegishli qismlardan misol
keltirsak:
- uzluksiz ta’lim tizimini yanada takomillashtirish, sifatli ta’lim xizmatlari
imkoniyatlarini oshirish, mehnat bozorining zamonaviy ehtiyojlariga mos yuqori
malakali kadrlar tayyorlash siyosatini davom ettirishta’lim muassasalarini qurish,
rekonstruksiya qilish va kapital ta’mirlash, ularni zamonaviy o’quv va laboratoriya
asboblari, kompyuter texnikasi va o’quv-metodik qo’llanmalar bilan jihozlash orqali
ularning moddiy texnika bazasini mustahkamlash yuzasidan maqsadli chora –
tadbirlarni ko’rish ;
Ilmiybaza.uz
-umumiy o’rta ta’lim sifatini tubdan oshirish, chet tillar, informatika hamda
matematika, fizika, kimyo, biologiya kabi boshqa muhim va talab yuqori bo’lgan
fanlarni chuqurlashtirilgan tarzda o’rganish;
- kasb-hunar kollejlari o’quvchilarini bozor iqtisodiyoti va ish beruvchilarning
ehtiyojlariga javob beradigan mutaxassisliklar bo’yicha tayyorlash hamda ishga
joylashtirish borasidagi ishlarni takomillashtirish;
- ta’lim va o’qitish sifatini baholashning xalqaro standartlarini joriy etish asosida
oliy ta’lim muassasalari faoliyatining sifati hamda samaradorligini oshirish, oliy
ta’lim muassasalariga qabul kvotalarini bosqichma-bosqich ko’paytirish;
- ilmiy-tadqiqot va innovatsiya faoliyatini rag’batlantirish, ilmiy va innovatsiya
yutuqlarini amaliyotga joriy etishning samarali mexanizmlarini yaratish, oliy o’quv
yurtlari
va
ilmiy-tadqiqot
institutlari
huzurida
ixtisoslashtirilgan
ilmiy-
eksperimental laboratoriyalar, yuqori texnologiya markazlari va texnoparklarni
tashkil etish. Yuqorida ta’kidlanganidek biz yosh mutaxassislarning oldida ta’lim va
o’qitish sifatini yanada yaxshilashda fizika fanini chuqurlashtirilgan tarzda
o’rganish va o’quvchilarga o’rgatish kabi yuksak vazifalar oldimizda turibdi[1].
1932 yilda ingliz fizigi Chedvik neytronni kashf qildi. Bu kashfiyot yadro fizikasi
fanining rivojlanishga turtki bo’ldi. Shu yilning o’zidayoq rus fizigi Ivanenko va
nemis fizigi Geyzenberg deyarli bir vaqtda va bir -biridan mustaqil ravishda yadroni
hozirgi paytda umumiy qabul qilingan p – proton n – neytron (pn) – modelini taklif
qildilar. Bu modelga binoan, yadro Z dona proton va (A-Z) dona neytrondan tashkil
topgan. Proton va neytronlar birgalikda nuklonlar deyiladi, yadroda faqat nuklonlar
mavjud bo’ladi. Nuklonlar o’z navbatida murakkab tuzilishga ega bo’lishi mumkin.
Nuklonlarning harakati turli yo’nalishlar bo’yicha kuzatilishi mumkin. Shuning
uchun ular spin (aylanish)ga ega bo’ladi. Neytronlarning spini yarim sonly (±
ℎ
2)
qiymatga va harakat miqdorining orbital moment hamisha butun sonly qiymatga ega
bo’lganligidan A nuklondan tuzilgan yadrolar tajribaga to’la mos keladigan
spinlarga ega bo’lishi kerak.
Ilmiybaza.uz
Spin soni I = {
0 , 1 , 2 , … … − 𝐴 𝑗𝑢𝑓𝑡 𝑏𝑜`𝑙𝑠𝑎,
1
2 ,
2
3 ,
3
2 , … . −𝐴 𝑡𝑜𝑞 𝑏𝑜`𝑙𝑠𝑎.
Shunday qilib, zamonaviy tasavvurlarga ko’ra, atom yadrosi tarkibiga p proton va n
– neytronlar kiradi. Shuning uchun bu zarralar nuklonlar degan nomda yuritiladi.
“Nuklon”
lotincha
so’z
bo’lib,
yadro
–
mag’iz
degan
ma’nolarni
anglatadi.Atomlarning massalari butun sondan biroz farq qiladi. Yadroning m.a.b.
dagi massasiga eng yaqin bo’lgan butun son yadroning massa soni A deb qabul
qilingan. Massa soni atom yadrosidagi nuklon (p – proton va n – neytron)lar sonini
bildiradi. Berilgan element atomining yadrosi shu elementning kimyoviy simvoli
(belgisi) bilan belgilanadi va bu simvolning chap tomoniga – yuqorisiga massa soni
pastiga esa yadroning zaryadi – Z, o’ng tomonining pastiga esa – N, neytronlar soni
yoziladi. Agar simvolni X bilan belgilasak, u holda 𝑋
𝑍
𝐴 𝑁 ko’rinishda yoziladi[3].
Yadro fizikasi umumiy fizikaning asosiy bo‘limlaridan biri bo‘lib, keng ko’lamda
rivojlanmoqda. Yadro fizikasi atom yadrosining tuzilishi, uning xususiyatlari, yadro
kuchlarining tabiati, yadro tarkibiga kiruvchi zarralarning o‘zaro ta’sirlari,
yadrolarning yemirilish qonunlarini o‘rganadi. Yadro fizikasining rivojlanish
jarayonining asosiy qismi yadro fizikasi tajriba usullari va ularning amalda
qo‘llanilishi bilan bog‘liq. Bu esa, juda chuqur va keng masalalarni, jumladan yadro
fizikaviy ko‘rsatkichlarini o‘lchashdan tortib, to o‘ta yuqori energiyali zarralarda
yadro reaksiyalarini amalga oshirib, ularning mahsullarini o‘rganishgacha qaratilgan
ishlar, termoyadro sintezini boshqarish, lazerli yuqori neytron oqimi zichligiga ega
bo‘lgan uskunalardagi zamonaviy tajribalar va shularga o‘xshash ko‘p tadqiqotlarni
o‘z ichiga oladi[4].
Mavzuning dolzarbligi. Uzluksiz ta’lim tizimi bosqichl arida fizikaning
o’qitishdan maqsad, birinchidan, tabiatning fundamental qonunlarini ilmiy
asosda tushuntirishi tinglovchilarning ilmiy dunyoqarashi va falsafiy mushohada
yuritish qobilyatlarini rivojlantirish, texnikada va turmushda foydalanilayotgan
uskuna va vositalarning ishlash prinspini tushuntiruvchi fizik jarayonlar haqidagi
tasavvurlarni shakillantirish, shuningdek, fizik ta’lim olishning davom ettirish,
Ilmiybaza.uz
olgan bilimlarini chuqurlashtirishi va ilmiy izlanuvchilar uchun mustahkam zamin
yaratishdan iborat.
Kurs ishining maqsadi. Oliy ta’lim bakalavriat bosqichida fizika kursining
“Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi” bo’limi strukturasi va mazmunini
takomillashtirilish, “izotop va izobar yadrolar ”ni o’rganishdan iborat.
Ilmiybaza.uz
I BOB. YADRO HAQIDA TUSHUNCHA
1.1 Atom yadrosining tarkibi. Atom yadrosini xarakterlovchi asosiy
kattaliklar
Atom yadrosi ham atomning o’zi singari ma’lum ichki tuzilishga ega .
1932-yilgacha olimlar atomlarning yadrolari protonlar (vodorod yadrolari) va
elektronlardan iborat deb qarar edilar . Biroq atom yadrolarining tuzilishi haqida
bunday tasavvur noto’g’ri edi .Atom yadrolarining tuzilishini bunday tushunishda
atomlarning yadrolarida elektronlarning mavjudligi dalilini mutlaqo izohlab
bo’lmas edi . Agar elektronlar atomlarning yadrolarida bo’lganida edi , ular elektr
kuchlari tasirida protonlarga tortilar va buning natijasida zarralarning bu ikki xili
elektr jihatdan neytral bo’lib qolar edi . Agar bunday bo’lsa ,yadrolar atrofidagi
orbitalarda harakatlanayotgan elektronlar atomda qanday ushlanib turishi
tushunarsiz edi .
Orbitalarda elektronlar gravitatsiya kuchi (butun olam tortishish kuchi) ta’sirida
ushlab turiladi deb o’ylash mumkin . Biroq hisoblashlarning ko’rsatishicha ,butun
olam tortishish kuchi atom yadrosi atrofida harakatlanayotgan elektronlarni orbitada
ushlab turishga yetarli emas ekan .
1932-yilda ingliz fizigi ,Rezerfordning shogirdi D. Chedvik yangi zarra – neytronni
kashf etdi .Bu kashfiyot yadro fizikasi uchun muhim voqea edi .
Shu yili fizik olim D.D.Ivanenko va nemis fizigi V. Geyzenberg neytronning
ochilishiga doir tajribalarga tayanib ,atom yadrosining yangi nazariyasini yaratdilar.
Ular yadrolarda elektronlar bo’lishi mumkin emasligini nazariya ravishda asoslab
berdilar .
D.D.Ivanenko va V. Geyzenberg nazariyasiga ko’ra barcha atom yadrolari tarkibiga
faqat ikki xil zarra : protonlar va neytronlar kiradi .
Ilmiybaza.uz
Qator olimlarning kelgusi eksperimental tadqiqotlari bu nazariyaning to’g’ri
ekanligini isbot qildi . Yadroning proton neytronli nazariyasi hozirgi vaqtda butun
dunyoda tan olingan nazariya bo’lib qoldi .
Proton musbat zaryadga ega bo’lib , uning zaryadi elektron zaryadiga teng (ya’ni ,
elementar zaryadga teng : e=1.6 ∙ 10−19 C ) vat inch holatdagi massasi mp=1,6724∙
10−27kg. Neytronning zaryadi yo’q ,u neytral zarra hisoblanadi . Neytronning
massasi proton massasidan biroz kattaroq va mp=1,6748∙ 10−27kg.
Protonni p harfi bilan, neytronni n harfi bilan belgilash qabul qilingan. Bu zarralar
nuklonlar deb ataladi[5] .
Yadro va elementar zarralarning massasi , odatda , massaning atom birligi (m.a.b)
da ifodalanadi . Massaning atom birligi qilib uglerod atomining 1/12 qismi qabul
qilingan . Bu birlik quyidagiga teng :
1 m.a.b=1,66∙ 10−27kg.
Demak , mp=1,00747 m.a.b , mn=1,00892 m.a.b .
Shunday qilib :
mp ≈mn=1 m.a.b .≅ 1,66 ∙ 10−27kg.
Istalgan kimyoviy element atomi yadrosining elementar zaryadlarda ifodalangan
zaryadi shu elementning Mendeleyev davriy sistemasidagi atom nomeri Z ga teng .
Ammo yadro zaryadi protonlar zaryadlari yig’indisiga teng , binobarin , elementning
atom yadrosidagi protonlar soni Np elementning atom nomeri Z ga teng :
Np = Z (1)
Yadrodagi nuklonlar soni (ya’ni , protonlar va neytronlar yig’indisi) yadroning
massa soni deb ataladi va A harfi bilan belgilanadi .
A=N+Z (2)
Bunda N=(A-Z) yadrodagi neytronlar sonini bildiradi .
Massaning atom birligi (m.a.b.) da ifodalangan yadro massasining son qiymati (atom
og’irligi)ga eng yaqin bo’lgan butun son massa soni A ga teng bo’ladi .
Ilmiybaza.uz
Shunday qilib ,kimyoviy elementning massa soni va atom nomeriga qarab shu
element yadrosidagi protonlar va neytronlar sonini bevosita aniqlash mumkin .
Kimyoviy elementlarning atomi yadrolarini
𝑧𝑋
𝐴 simvol bilan belgilash qabul
qilingan , bunda : X-elementning kimyoviy simvoli , A- massa soni ; Z- atomning
tartib nomeri . Masalan , 𝐻𝑒
2
4
-geliy atomi yadrosini ,
𝑂
8
16 -kislarod atomi yadrosini
bildiradi [6].
II BOB. IZATOP VA IZOBAR YADROLAR
2.1 Izatop yadrolar
Atomlar massasi butun sondan birmuncha farq qiladi . Yadroning m.a.b .dagi
massasiga eng yaqin butun son yadroning massa soni A deb olindi . Massa soni atom
yadrosidagi nuklonlar (protonlar va neytronlar )sonini bildiradi . Berilgan
simvolning chap tomoniga yuqoriga –massa soni , chap tomoniga pastga esa
nneytronlar soni N yoziladi .Masalan , uglerod
𝐶
6
12 yadrosi 12 nuklon (6 tasi proton
) ga ,
11𝑁𝑎
23
yadrosi 23 nuklonga ( bundan 11 tasi proton ) ega va hokazo . Shunday
qilib , atom yadrosi tarkibida Z ta proton va N =(A-Z) ta neytron bor . Bir xil elektr
zaryadiga (Ze) ,ya’ni bir xil sonli protonga , ammo har xil massa soniga ega bo’lgan
atom yadrolari izatoplar deb ataladi . Masalan , tabiatda kislarodning uchta
𝑂
8
16 ,
𝑂
8
17 ,
𝑂
8
18 turg’un izatoplari , kremniyning ham uchta
14𝑆𝑖
28
,
14𝑆𝑖
29
,
14𝑆𝑖
30
izatoplari
Ilmiybaza.uz
uchraydi va hokazo . Ba’zi berilliy , fosfor , margumush , vismut kabi elementlar
bittadan barqaror izatopga ega bo’lgan holda qalay 10 ta barqaror izatopga ega [3].
Muayyan elementning barqaror izatoplari odatda birgalikda uchraydi va ular o’zaro
ma’lum bir nisbatda bo’ladi . Shuning uchun berilgan elementning butunlay boshqa
–boshqa usul bilan olingan namunalar orqali aniqlangan atom og’irliklari odatda
tajriba xatoligi chegarasida bir xildir . Lekin izatopning bu doimiy o’zaro nisbat
qoidasidan sezilarli chetga chiqishlar ham mavjud . Masalan uchta radioaktiv
oilaning oxirgi natijaviy mahsuli bo’lmish 206Pb , 207Pb va 208Pb izatoplarning o’zaro
nisbati rudaning yoshiga va tarkibiga bog’liq ekan . Shunga o’xshash, tarkibida
rubidiy bo’lgan jinslarda 87Sr izatopning ko’proq bo’lishi bilan bog’liqdir . Gaz
quduqlaridan chiqadigan geliy , aftidan , kelib chiqish jihatdan radioaktiv jarayonlar
(𝛼-parchalanishning ) natijasidir ; undagi nodir
3He izatopning miqdori
atmosferadagi geliyga nisbatan ancha oz .
Turli manbalardan olingan suvda 1H va 2H larning bir xil miqdorda bo’lishi
kuzatilmaydi. Ba’zi bir hollarda bu hol bilan shu bilan bog’liqki , og’ir suv oddiy
suvga nisbatan bir muncha kamroq bug’lanadi va bug’lanish jarayonida suyuqlik
vodorodning og’irroq izatopi bilan boyiydi .O’lik dengiz suvda va ba’zi bir
sabzavotlarda og’ir vodorodning nisbatan ko’proq bo’lishi xuddi shu narsa bilan
tushuntiriladi . 2H ning anomal yuqori miqdori bo’lgan suvda odatda , shuningdek ,
18O/16O ning odatdagidan birmuncha kattaroq qiymatga ega bo’lishi ham kuzatiladi.
Izatoplar bir xil kimyoviy va optik xususiyatlarga ega . Tabiatda uchraydigan
ko’pchilik ximiyaviy elementlar bir necha izatoplarning aralashmasidan iborat .
Shuni eslatib o’tamizki , atomning fizik-ximiyaviy xususiyatlari nuqta’i nazridan
muhim xarakteristikasi uning massasi emas , balki yadroning zaryadidir . Haqiqatan
Ilmiybaza.uz
ham , 16O , 17O va 18Olar massalarining har xilligiga qaramay ,har xil ximiyaviy
elementning atomlari hisoblanadi .
≪ 𝐼𝑧𝑎𝑡𝑜𝑝 ≫ atamasini yuqorida keltirilgan tushuncha doirasidan chetga chiqadigan
yanada kengroq ma’noda ham ishlatiladi . Ko’pincha uni Z va A ning berilgan
qiymatlari mos kelgan aniq yadroning nomi sifatida ishlatishadi . Bu ma’noda ≪
𝐼𝑧𝑎𝑡𝑜𝑝 ≫ atamasini , ko’pincha ≪ 𝑛𝑢𝑘𝑙𝑖𝑑 ≫ atamasiga almashtiriladi . Nuklid –
atomlarning
yadrodagi
proton
va
neytronlarning
berilgan
soni
bilan
xarakterlanadigan o’zgacha nomidir [5].