Ilmiybaza.uz ‘‘Yadro va elementar zarralar fizikasi’’ fanidan “ZARRA ENERGIYASINING ATOMLARNI IONIZATSIYALASH VA UYG‘OTISHGA SARF BO‘LISHI ZARYADLANGAN ZARRALARNING MUHIT BILAN O‘ZARO TA’SIRI” mavzusida tayyorlagan Ilmiybaza.uz 1 ZARRA ENERGIYASINING ATOMLARNI IONIZATSIYALASH VA UYG‘OTISHGA SARF BO‘LISHI ZARYADLANGAN ZARRALARNING MUHIT BILAN O‘ZARO TA’SIRI Kirish I.Bob Yadro nurlanishlarning moddalar bilan tasiri va energiyani yo’qolishi. 1.1 Yadro nurlanishlarining moddalar bilan ta’sirlashuv turlarini tushuntirish. 1.2 Ionizatsiya energiya yо‘qotish va uning tomonlari. II.Bob Radiatsiya va Vavilon-Cherenkov nurlanishi. 2.1 Radiatsiya energiya yо‘qotish. 2.2 Vavilov-Cherenkov nurlanishi. Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar Ilmiybaza.uz 2 KIRISH Mustaqillik yillarida ta’lim tizimini rivojlantirish eng muhim jarayonlardan biri hisoblanmoqda. Bu borada mamlakatimizda "Jamiyatni axborotlashtirish va axborot texnologiyalarini yanada rivojlantirish to’g’risida"gi qarori, "Ta"lim to’g’risida"gi qonun va "Kadrlar tayyorlash Milliy Dasturi"ning yakuniy bosqichini amalga oshirishda axborot texnologiyalarini ta’lim jarayoniga tadbiq etish bo’yicha bajarilishi lozim bo’lgan vazifalaming naqadar dolzarbligidan dalolat beradi. Bugungi kunda mamlakatimizda yoshlar ta’lim-tarbiyasiga kata e’tibor qaratilmoqda. Chunki Prezidentimiz Islom Karimov ta’kidlaganidek “Kelajak yoshlar qo’lida”. Yugori malakali, rivojlangan mamlakatlar bilan raqobatbardosh bo’ladigan kadrlami yetishtirib chiqarish, albatta oliy ta"lim tizimiga katta mas’uliyat yuklaydi. Bu mas’uliyatni bajarish uchun esa zamonaviy innovatsion texnologiyalar muhim ahamiyat kasb etadi. Mavzuning dolzarbligi. Yadro fizikasi sohasi bugungi kunda dunyoning dolzarb muammolarini hal qilishga yordam bermoqda. Shuning uchun ham bu fanning ma’no-mohiyatini, asosini talnbalar tushuna olishlari shart. Ma"lumki, yadro fizikasi - atom yadrosining tuzilishi, uning xususiyatlari, yadro kuchlarining tabiati, yadro jchidagi zarralarning o’zaro ta’sir qonunlari va yadrolaming parchalanishi, o’zgarishi haqidagi fandir. Yadro fizikasi fizikaning shiddat bilan rivojlanayotgan tarmog’i hisoblanadi. Fizikadan mutlaqo uzoq bo’lgan kishilar ham bu ajoyib soba yutuqlariga befarq qaray olmaydilar. Har qanday jarayonning tarixiy taraqqiyot bosqichini o’rganish bu jarayonning zamonaviy fan asosidagi rivojlanish darajalarini belgilaydi. Shu nuqtai nazardan, bugungi kunds ma"lum bo "lgan yadro reaksiyalari ham Koinot dastlab paydo bo 'Igan holatda qanday yuz berganligi va u vaqtlarda qanday jarayonlar bo"lib o’tganligini bilish juda muhim hisoblanadi. Ilmiybaza.uz 3 Koinotning ilk davrlaridagi jarayonlar tabiatning eng birlamchi "qurilish g’ishtlari’ning paydo bo’lishi va vaqt o’tishi bilan murakkab sistemalar (og’ir elementar zarralar, yadrolar, atomlar va molekulalar) hosil bo"lishiga olib kelgan. Koinotning ilk davrlaridigi jarayonlami o rganishdia asosan Katta porthsh nazariyasi, Qaynoq Koinot modeli, Buyuk birlashtirish nazariyasi asosiy o’rinni cgallaydi. Kurs ishining vazifalari: Zamonaviy fan asosida Koinotning shakllanishida va evolyutsiyasida “Katta portlash” standart model qitib olingan. Bu model asosida qo 'qqisdan bo'lgan “Katta portlash” bizning dunyoning yaralishiga sabab bo’ldi. Shuning uchun bu fakt bizni o’rab turgan butun borliqning sababidir. Bunday portlash natijasida cheksiz zichlik va temperatura, ya’ni umumlashtirib aytganda vakuumni integrallash xarakteristikasi vujudga keldi. “Katta portlash” sodir bo 'lgan dastiabki vaqtlarda elektron va kvarklar paydo bo’lgan. Vagt o’tgani sayin kvarklar birlashib proton va neytronlami hosil qilgan. Koinot paydo bo"lganining 1 - sekundida vodorod va geliy yadrolari, keyinchalik esa vodorod va geliy atomlari tashkil topgan. Biz o’rganishimiz kerak. bo "lgan jarayonlar 3-minutda sodir bo"lgan yadro reaksiyalari hisoblanadi. Bu vaqtida sodir bo’lgan yadro reaksiyalari dastlab vodorod va geliy yadrolari hosil bo"lishiga olib kelgan va keyinchalik ular ishtirokida yuz bergan. Tadqiqot obekti. Oily ta’lim bakalavriat bosqichida fizika kursining “Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi” bo’limini “Elementar zarrachlarning saqlanish qonunini” o’qitilish jarayoni. Mavzuning predmeti. Kurs ishini bajarishda “Elementar zarralar fizikasi” bo’limining o’qitilishi, mazmuni, zamonaviy ahamiyati va ped.texnologiyalardan unumli foydalanishdan iborat. Tadqiqot metodi. Tadqiqot ishining bajarilishida muammoga oid ilmiy, ilmiy – uslubiy ishlar va adabiyotlarni taxlili, hamda tadqiqot natijalarini umumlashtirish va matematik – statistik ishlov berish metodlaridan foydalanildi. Ilmiybaza.uz 4 Kurs ishining hajmi: Kurs ishi kirish ,2 ta bob 4 ta bo’lim ,foydalanilgan adabiyotlar va xulosadan iborat. I BOB 1.1 Yadro nurlanishlarining moddalar bilan ta’sirlashuv turlarini tushuntirish. Yuqori energiyali xar xil nurlanishlar manbai yadro yemirilish-lari, reaksiyalari, zaryadli zarralar tezlatgichlari hamda kosmik nurlar hisoblanadi. Bu nurlanishlarning zaryadli yoki zaryadsiz, energiyalarining katta-kichik bо‘lishiga qarab ta’sirlashayotgan muhit atomlari bilan tur-licha ta’sirlashadilar. Shuning uchun yadro nurlanishlarining moddalar bilan ta’sirlashuvini о‘rganish, ta’sirlashuvdagi muhitning xususiyat-larini (massasi, zaryadi, zichligi…) va nurlanishlar xususiyatlarini (za-ryadi, energiyasi, intensivligi) aniqlash imkoniyatini beradi. Ta’sirla-shuvga kо‘ra muhit ichki tuzilishi, mustahkamligi, tarkibi, biologik xusu-siyatlarining о‘zgarishi, bundan tashqari, nurlanishlardan himoyalanish va nurlanishlarni qayd qilishlik imkoniyatini beradi. Yadroviy nurla-nishlarning moddalar bilan ta’sirlashuv qonunlarini о‘rganish yadro fi-zikasining amaliy maqsadlarda qо‘llanish asosini yaratadi. Yadro nurlanish zarralari muhit atomlari bilan kuchsiz, elekt-romagnit va kuchli-yadroviy о‘zaro ta’sir kuchlari vositasida ta’sirlasha-dilar. Zaryadli ogir zarralar va gamma fotonlar muhitdan о‘tishda ta’sir- lashuvni asosan elektromagnit ta’sirlashuv bilan amalga oshiradi, kuch-li yadroviy ta’sirlashuvda qatnashmaydi, chunki qisqa masofada ta’sirla-shadi, bundan tashqari, yadroda elektronlar z-qadar kо‘pdir. Yadro nurlanishlar energiyasi (0,01-0,1 MeV dan GeV gacha) atomlarda elektronlar ionizatsiya energiyasidan (I=13,5Z eV) juda katta bо‘lgani uchun elektronning atom qobigida boglanish energiyasini e’tiborga ol-masdan elektronni erkin deb qarash mumkin. Zarralar muhit bilan turlicha ta’sirlashadilar. Zarralarning mu-hit bilan ta’sirlashuv mexanizmini zaryadli yengil (elektron, pozitron), ogir (elektron, pozitrondan boshqa) zarralar va gamma kvantlarga ajra-tish mumkin. [9] Ilmiybaza.uz 5 Zaryadli zarralar muhitdan о‘tishda atom elektronlari va yadro elekt- romagnit maydoni bilan о‘zaro ta’sirlashuvida energiyasini atomni о‘yg‘o-tish yoki ionizatsiyalashga sarflaydi, yengil zaryadli zarralar esa bu may-donda tormozlanishi natijasida о‘z energiyasining bir qismini yо‘qoti-shi mumkin. Yengil zarralarning tormozlanish tufayli yо‘qotgan nurlanishga tormozli nurlanish yoki radiatsion nurlanish deb ataladi. Bu nurlanishda uzluksiz spektrli gamma nurlanish hosil bо‘ladi. Zaryadli zarralar energiyasi juda katta bо‘lganda shaffof muhitdan о‘tishda Vavilov-Cherenkov nurlanishiga о‘z energiyasini yо‘qotishligi mumkin. Gamma nurlar о‘z energiyalarini asosan fotoeffekt, kompton ef-fekt, elektron-pozitron juftini xosil qilish jarayonlariga sarflaydi. Agar gamma foton energiyasi juda katta E>10 MeV bо‘lganda fotoyadro reaksiyalarini hosil qilishligi mumkin. Neytronlarning moddalar bilan ta’sirlashuvi muhit atom yadrolari bilan kuchli о‘zaro ta’sirlashuv tufayli rо‘y beradi. Yuqori energiyali ogir zaryadli zarra muhitdan о‘tishda о‘z kulon maydoni bilan atom elektronlariga ta’sir etib energiyasini ionizatsiya-lashga sarflaydi. Bu jarayonda kulon ta’sir kuchining uzoq masofagacha ta’sirlasha olish xususiyatiga ega bо‘lganligidan zarra kо‘plab elekt-ronlar bilan ta’sirlashadi. Muhitga tushuvchi zarra zaryadi Ze, massasi M, tezligi v, elektronga yaqin kelish masofa b bо‘lsin. Ionizatsiya energiya formulasini keltirib chiqarishda quyidagi mulohazalardan foydalana-miz. 1) Zarraninng elektronlar bilan ta’sirlashuvini klassik fizika qonunlari asosida tushuntiriladi Pb>>h. Atom elektronlarining tezligi ve, tushuvchi zarra tezligidan juda ham kichik v>>ve, ta’sirlashuv vaqtida elektron joyidan qо‘zg‘almas, siljimaydi deb qaraladi. e e m E E  M . [6] 2) Elektron atomda erkin deb qaraymiz. Ilmiybaza.uz 6 Muhitga tushuvchi zarra zaryadi Ze, massasi M, tezligi v, elektronga eng yaqin kelish masofasi b bо‘lsin (1-rasm). Zarra massasi M>>me elektron massasidan katta bо‘lgani uchun elektronlar bilan ta’sirlashuvda о‘z yо‘nalishini о‘zgartirmasdan tо‘g‘ri chiziq bо‘yicha harakatlanib, zarraning elektron bilan ta’sirlashuvi 2b masofagacha bо‘lsin. (Zarrani atom bilan tasirlashuvi) Dastlab zarraning alohida elektron bilan о‘zaro ta’sirini kо‘rib chiqaylik. Zarraning harakat trayektoriyasiga tik yо‘nalishda elektronga bergan impulsi:      F dt P (1) bо‘ladi. Zarra elektronga yaqinlashganda va undan uzoqlashganda ta’sir kuchi yо‘nalishi qarama-qarshi bо‘lgani uchun zarra impulsining parallel tashkil etuvchisi nolga teng bо‘ladi.     0 || || F dt P (2) Shuning uchun ionizatsiyani zarra impulsining tik  P tashkil etuvchisi vujudga keltiradi. Њzaro ta’sir vaqti  b t   2 (3) zarracha tomonidan elektronni itaruvchi kulon kuchi 2 2 b ze F   (4) Elektronning zarracha tomonidan olgan impulsi Ilmiybaza.uz 7   b Ze b b Ze t F P 2 2 2 2  2       [7] (5) Elektronning (5) impulsiga mos keluvchi olgan energiyasi 2 2 4 2 2 2 2 | 1 2 2 1 ) (2 2 b m e Z m b Ze m P E e e e         (6) Shunday qilib (6) ifoda zaryadli zarra trayektoriyasidan b-masofada joy- lashgan atom elektronining olgan yoki zarraning elektronga bergan ener-giyasini ifodalaydi. [5] Zaryadli zarra muhitdan о‘tishda trayektoriyasidan b uzoqliqda db qa- linlikda va dx uzunlikda joylashgan silindr ichidagi barcha elektronlar bilan ta’sirlashadi (2-rasm). (𝒅𝒙 uzunlikda joylashgan silindr ichida barcha elektron bilan tasirlashuvi) Bu elektronlar soni e e bdbdxn Vn  2 bu yerda bdbdx V  2 qо‘- rilayotgan silindr devorining hajmi, ne-elektronlar konsentratsiyasi. Zarraning barcha elektronlar bilan ta’sirlashganda yо‘qotgan energiyasi. [4] b dx db m n Z e E n V E e e e 2 4 2 | 4       (7) Uzunlik birligida yо‘qotgan zarraning solishtirma ionizatsiya energiyasi: b db m Z e n dx dE e ион 2 2 4 4          (8) 1.2 Ionizatsiya energiya yо‘qotish va uning tomonlari. Ilmiybaza.uz 8 Tо‘la solishtirma ionizatsiya yо‘qotish energiyasini topish uchun (8) ifodani ta’sirlashuv parametri b ning 0 dan  gacha bо‘lgan qiymatlari bо‘yicha integrallash kerak. Lekin b=0 va b= da   0 b db ni integrallash mumkin emas, integral ma’noga ega emas. Shuning uchun b-ning minimal va maksimal qiymatlarini tanlash va integrallash zarur. Zarraning elektronga yaqinlashish parametri b ning minimal masofasi zarra bilan elektronning «peshona» tо‘qnashuvidir. Bunda oraliq masofa minimum energiya uzatish esa maksimum Emax «Peshona» tо‘qnashuvda energiya uzatish. [12] E m M mM E 2 max ) ( 4    (9) Zarra massasi M elektron massasi me dan M>>me ekanligini e’tiborga olib (9) ifodani quyidagicha yozaolamiz: 2 2 2 max 2 2 4 4 mv Mv M m E M mM E     (10) (6) ifodaga kо‘ra 2 bmin : 2 2 4 2 max 2 4 2 2 min 2 2 1 2    me m e Z E m Z e b    (11) bmax ni aniqlashda zarraning elektronga uzatish energiyasi elektronning atomda bog‘lanish energiyasiga tо‘g‘ri keluvchi masofa olinadi, bu masofadan katta masofadagi elektronlarga uzatilgan energiya ionizatsiya energiyasidan kichik bо‘lib, elektronlar ionizatsiyasiga qatnashmaydi. [13] I m z e b 1 2 2 4 2 max   (12) bu yerda I - atomda elektronlarning о‘rtacha ionizatsiya energiyasi. (Elektronlarning atomda ionizatsiya energiyasi turli yadro va turli qobiklar uchun turlicha о‘rtacha kiymat I  I0Z; эВ I 13 10 0   ) Shunday qilib (8) ifodadan           max min min max 2 4 2 ; ln 4 b b e ион b b m n Z e dx db dE dx dE   (13) Ilmiybaza.uz 9 (13) ifodadagi min max ln b b ni (11) va (12) formulalardan foydalanib yozamiz ; 2 ln 2 1 2 ln 1 ln 2 2 min 2 max min max I m b b b b    (14) (14) ni (13) ga qо‘ysak solishtirma ionizatsiya yо‘qotish formulasi xosil bо‘ladi I m m e n Z dx dE e ион 2 2 2 4 ln 2 2           (15) (15) formulaga Bor formulasi deb ataladi. Relyativistik effektlarni e’tiborga olsak solishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotish formulasi: ] ) 1( 2 [ln 4 2 2 2 2 4 2 U I m n m e z dx dE e ион                   (16) (16) formulaga Bete-Blox formulasi deb ham ataladi. Bu yerda energiya yо‘qotish erg/sm larda о‘lchaniladi. [7] Solishtirma energiya yо‘qotish muhitdan о‘tayotgan zarra zaryadining kvadratiga tо‘g‘ri, tezligining kvadratiga teskari mutanosibda hamda mu-hitning elektronlar konsentratsiyasiga ham bog‘lik bо‘lib, zarra massasi-ga bog‘lik emas. Zaryadli zarraning elektronga yaqin kelish masofasi, ya’ni ta’sirla-shuv parametri norelyativistik yoki relyativistik holatlarda turlicha qiymatlarga ega bо‘lishadilar. Norelyativistik holat uchun yaqinlashish parametrining bmax qiyma-tini elektronning atomdagi о‘rtacha ionizatsiya energiyasi I tо‘g‘ri keladi-gan qiymat tanlanildi. Relyativistik holatda shuni e’tiborga olish lozimki, zarra ta’sirlashuv vaqti. v t  b (17) elektronning orbitada aylanish davri  T  2 dan katta bо‘lsa, zarra energiyasini atomni о‘yg‘otishga sarflamaydi. Xuddi prujinaga qiska turtki berilsa Ilmiybaza.uz 10 prujina tebranadi, agar prujinani sekin siqib va asta-sekin bо‘shatilsa tebran- maganidek. Shuning uchun zarraning elektron bilan ta’sirlashuv vaqti hech bо‘lmaganda elektronning orbitada aylanish davriga teng bо‘lishi kerak T t    1 (18) Shunday qilib, о‘rtacha ionizatsiya energiyasi I   (17) relyativistik effektlarni e’tiborga olinsa ta’sirlashuv vaqti bо‘y-lama kulon maydonining siqilishi hisobidan kamayadi 2 1    t рел  b (19) bundan 2 max 1      b (20) 3-rasm. Relyativistik zaryadli zarralar bо‘ylama elektr maydonining siqilishi. [8] a) Tinch zarra elektr maydoni kuch chiziqlari. b) relyativistik zarra kuch chiziqlari. Yaqinlashish masofasining bmin qiymati uchun relyativistik holat uchun m p b    min  yoki 2 min 1     m b  bо‘lishi lozim. Ogir zaryadli zarralarning energiyalariga kо‘ra solishtirma energiya yо‘qotish grafigi 4-rasmda keltirilgan. Ilmiybaza.uz 11 4-rasm (solishtirma inergiya yo’qotish grafigi) Muhitga tushuvchi zaryadli zarra energiyasi juda kichik va katta bо‘lganda ionizatsiya formulasidan foydalanib bо‘lmaydi. 4-rasmdagi AV-qismda, bunda tushuvchi zarra tezligi elektronning orbitada aylanish tezligidan kichik, zarra muhitdan о‘tishda elektronga impuls bermaydi, elektron bilan yonma-yon harakatlanib elektronni yutadi (yoki elektronga yutiladi), natijada zaryadsizlanadi, ma’lum vaqtdan keyin elektrondan ajralib ketishi mumkin. Shuning uchun bu qismni qayta zaryadlanish qism deb ham ataladi. Bu jarayon zarra tezligi elektronning orbitadagi tezligiga erishguncha davom etadi. 4-rasmda V nuqtaga mos keluvchi tezlik elektronning orbitadagi tezligiga tо‘g‘ri keladi. VS qism zarra tezligi oshishi bilan ionizatsiya energiya yо‘qotish (15) formulaga kо‘ra eksponensial kamayadi. Chunki elektromagnit ta’sir-lashuv kuchi о‘zgarmaydi, tezligi oshishi bilan ta’sir vaqti kamayadi. Zar-raning relyativistik tezligi S nuqtaga mos keluvchi tezligidir. SD qism zaryadli relyativistik zarraning bо‘ylama elektr maydoni-ning siqilishi natijasida ta’sir masofasining ortishi va kо‘proq elekt-ronlarga energiya uzatish sababli ionizatsiyaning ortishiga sabab bо‘ladi. DE qism zarra energiyasi juda yuqori bо‘lib ta’sirlashuv parametri bmax qiymati atomlar orasidagi masofadan oshib ketsa zarra trayektoriya-siga yaq atomlar qutblanib qoladi, elektr maydoni muhit dielektrik singdiruvchanligi  - qadar kamayadi, natijada ionizatsiya kamayadi. Bunday qutblanish elektronlar zichligiga bog‘liq, shuning uchun zichlik effekti deb ataladi. Ilmiybaza.uz 12 Yuqorida keltirib chiqarilgan formulalarda solishtirma ionaza-sion yо‘qotish muhitdagi elektronlarning konsentratsiyasiga bog‘lik edi. Elektronlar konsentratsiyasi ne esa turli muhit uchun har xildir. Atom tartib nomeri Z bо‘lgan muxit uchun ne=nyadZ , bu yerda nyad yadrolar konsent-ratsiyasi. Yadrolar konsentratsiyasi hamma muhitlar uchun о‘zgarmas bо‘lgan-ligi uchun ne fakat Z ga bog‘liq. Shuning uchun bir xil tezlikdagi bir xil zarra uchun (ze=const, v=const) solishtirma ionizatsion qiymati faqat muxit atomlarining tartib nomeri Z ga bog‘liq bо‘ladi. Masalan, bir xil sharoitda zarraning kо‘rg‘oshinda yо‘qotgan energiyasi kо‘mirdagidan 14 6 82   C Pb Z Z marta kо‘p bо‘ladi. Yana shuni aytish kerakki zarraning so-lishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotishi zarraning massasiga oshkor bogliq emas. Lekin zarraning kinetik energiyasi uning massasiga bog‘liq bо‘lgani uchun bir xil zaryadli va tezlikli har xil massali zarraning bir xil muhitda ionizatsiya uchun yо‘qotgan energiyasi massaga proporsional ravishda har xil bо‘ladi. Shunday qilib, solishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotish bir muhitdan ikkinchisiga о‘tganda kuchli о‘zgaradi. Odatda kо‘p xollarda so-lishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotishning uzunlik birligidagi dx dE emas, zichlik birligiga tо‘g‘ri keluvchi  d dE qiymati olinadi.    x -muhit zichligi, -о‘lchov birligi g/sm2 da.              1 dx dE d dx dx dE d dE (21) Chunki muhit zichligi va solishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotish dx dE ham muhit zaryadi Z ga bog‘liq. Shunday qilib solishtirma zichlik ionizatsiya energiya yо‘qotish qaralayotgan muhit uchun о‘zgarmas bо‘ladi. const dx dE              1 (22) Bu esa turli muhit uchun solishtirma ionizatsiya energiya yо‘qotish qiymatini taqqoslaganda qulaylik tug‘diradi. Ilmiybaza.uz 13 Zarraning muhitda bosib о‘tgan yо‘li Zarraning muhitdagi yо‘lining uzunligi zarra energiyasiga bog‘liq. Berilgan zarra va muhit uchun solishtirma ionizatsion yо‘qotish faqat zar-raning kinetik energiyasiga bog‘liq. (E) dx dE   (23) (23) ifodani energiyaning 0 dan YE0 gacha bо‘lgan qiymatlari bо‘yicha integ- rallab, zarraning tо‘la bosib о‘tgan yо‘lini topish mumkin.   0 0 ) ( E E dE x  (24) Zarra energiyasi relyativistik bо‘lmagan holatda dx mv d mv dx d dx dE          2 2 (25) Ikkinchi tomondan ) 2 ( Z   dx dE  (26) dx d m z     )  2 ( bundan    d v z m dx ) (  2 integrallasak ) ( 2 z Ф  x  m (27) Shunday qilib, bir muhitda bir xil tezlik bilan ikki zarraning bosib о‘tgan yо‘llari massasining zaryadi kvadratlarining nisbatlari ka-bi bо‘lar ekan. 2 2 2 2 1 1 2 1 : : z m z m x x  (28) Ilmiybaza.uz 14 II BOB 2.1 Radiatsiya energiya yо‘qotish. Zaryadli zarralar muhitdan о‘tganda energiyalarini muhitni ioniza- siyalashdan tashqari radiatsion nurlashga ham sarflaydilar. Zaryadli zarralar muhit orqali о‘tganda atom yadrosi va elektronlar maydonida tormozlanish natijasida radiatsion yoki tormozlanish nurla-nish deb ataluvchi nurlanish hosil qiladi va о‘z energiyasini shu nurla-nishga yо‘qota boradi. Radiatsion nurlanish asosan yengil zarralarda kuchli bо‘ladi. Chunki zarra qancha yengil bо‘lsa, shuncha tez tormozlanadi. Haqiqatdan radiatsion nurlanishda zarraning yо‘qotgan energiyasi, elektrodinamika qonuniga asosan, tormozlanayotgan zarraning tormozlanishda olgan tezlanishiga bog-liq. Elektrodinamika qonuniga kо‘ra muhitda a tezlanish bilan tormoz-langan zarraning dt vaqt ichida radiatsion nurlanish intensivligi 2 3 2 2 3 2 a c Z e W  (29) bu yerda Ze – muhit zaryadi, a-zarraning tormozlanishda olgan tezlanishi. Ma’lumki tezlanish m a  F (30) bunda F-zarraga ta’sir etuvchi kuch, m-zarra massasi. (29), (30) ifodalardan bir xil zaryadli zarralar uchun radiatsion nurla-nish intensivligi zarra massasi kvadratiga teskari mutanosibligi kelib chiqadi 2 1 ~ m dx dE рад       Ilmiybaza.uz 15 bundan radiatsion nurlanish asosan yengil zarralarga xos ekanligi, haqi-qatdan ham bir xil tormozlanuvchi muhitda protonning elektronga nisba-tan radiatsion nurlanishi 6 2 2 *10 4,3  1836       e p m m marotaba kuchsiz bо‘ladi. Zaryadli zarralarning ionizatsiya energiya yо‘qotishi atom elektron-lari bilan ta’irlashuvga kо‘ra rо‘y bersa, radiatsion nurlanish muhit yad-rolari bilan ta’sirlashuvga kо‘ra bо‘lishadi. Zarralarni tormozlovchi mu-hit yadrolarining kulon kuchi yadro zaryadi kvadratiga Z2 bog‘liq. G.Bete va V.Geytlerlar elektronlar turli energiya sohalari uchun ra- diatsion nurlanish formulalarini ishlab chiqdilar. Umuman radiatsion nurlanish muhit atomlarining tartib nomeri Z2 ga, atom va elektronlari konsentratsiyasi ne ga va zarra (elektron) kinetik energiyasi Te ga bog‘liq ekan e e рад z n T dx dE 2 ~       (31) Zaryadli zarralarning ionizatsiya energiya yо‘qotish formulasi elektron uchun 2 1 ~ n Z v dx dE e ион       bog‘lanishda bо‘lib ionizatsiya energiya yо‘qotish zar-ra energiyasi oshishi bilan kamayib boradi. Radiatsion energiya yо‘kotish esa energiya oshishi bilan oshib boradi. Ma’lum bir energiyada ionizatson va radiatsion energiya yо‘qotishlar tenglashadi. Bu turli muhit uchun har xil bо‘lib bunga kritik energiya deyiladi. Uni quyidagi tenglamadan aniqlash mumkin. 800 : Z T dx dE dx dE e ион рад          (32) bu yerda Te MeVlarda olingan. (32) kо‘ra suvda (Z=8) energiyasi Te=100 MeV bо‘lgan elektronlar uchun рад ион dx dE dx dE              bо‘ladi. Demak, suv uchun kritik energiya Tkr = 100 MeV, qо‘rg‘oshin uchun z=82 va demak Tkr=10 MeV. Elektronlar energiyasi kritik Ilmiybaza.uz 16 energiyadan yuqori bо‘lsa energiya yо‘qotish asosan radiatsion yо‘qo-tishdan iborat bо‘lib qoladi. Elektronning boshlangich energiyasi YE0 bо‘l-sa, radiatsion yо‘qotish natijasida energiyasi eksponensial qonun bо‘yicha о‘zgaradi: E 0 0 x x e E   (33) (33) dan x=x0 masofada elektronning energiyasi ye marta kamayadi. Bu x=x0 turli muhitlar uchun har xil bо‘lib, radiatsion uzunlik deb ataladi. 1-jadvalda turli muhitlar uchun radiatsion uzunlik va kritik energiyalar qiymatlari keltirilgan. 1-jadval Muxit Radiatsion uzunlik lr g/sm2 Kritik energiya Yekr MeV Muxit Radiatsion uzunlik lr g/sm2 Kritik energiya Yekr MeV H 63,1 340 Al 24,0 47 He 94,3 220 Fe 13,8 24 C 42,7 103 Cu 12,9 21,51 Xavo 36,2 83 Pb 6,4 6,9 Radiatsion uzunlikning l(sm) dagi qiymatini topish uchun lr ni mu-xit zichligiga nisbatini lr/ olish lozim. Masalan havo uchun: м см г см г см lr l 300 299,17 00121 / ,0 / 2, 36 3 2      Energiyasi Te>Еkr bо‘lgan elektron bir radiatsion uzunlikka teng ma- sofada о‘rta hisobda energiyasi Te ga yaqin bо‘lgan bitta kvant hosil qilishi mumkin. radiatsion nurlanish energiyasi 2 2 m c E e  bо‘lsa, u elektron-pozitron juftini hosil qilishi mumkin. Bu jarayon kosmik nurlar tarkibida elektron-foton yogdusining hosil bо‘lishiga sabab bо’ladi. Ilmiybaza.uz 17 2.2 Vavilov-Cherenkov nurlanishi. 1934-yili akademik S.I.Vavilov shogirdi P.A.Cherenkov uran tuz-lari eritmalarining gamma nurlar ta’sirida lyuminessensiyasini о‘rga-nishda yangi bir nurlanishni kashf etdi. Odatda nurlanish atom va mole-kulalarda qobiq elektronlarning bir energetik holatidan ikkinchisiga о‘tish natijasida hosil bо‘ladi va ularning nurlanishi =10 s davom eta-di. Nurlanish intensivligi tashqi parametrlarga muhit tozaligiga, tempe-ratura о‘zgarishlariga bog‘liq bо‘ladi. Lekin bu yangi Vavilov-Cherenkov nurlanishi tashqi parametrlarga bog‘liq emas, bu nurlanishlar- ning quyidagicha о‘ziga xos xususiyatlarga ega ekanligi aniqlandi: 1) Nurlanish magnit maydonida kuchli qutblanadi, demak nurlanishni gamma kvantlar emas, balki zaryadli zarralar vujudga keltiradi; 2) Nurlanish intensivligi muhit zaryadi Z ga bog‘lik emas, demak bu radiatsion nurlanish emas; 3) Nurlanish uni hosil qilayotgan birlamchi zarra yо‘nalashiga nisbatan ma’lum burchak ostida hosil bо‘ladi; Vavilov-Cherenkov nurlanishini 1937 yili I.YE.Tamm va I.M.Frank-lar klassik elektrodinamika nazariyasi asosida tushuntirib berdilar. Klassik elektrodinamika qonunlariga kо‘ra vakuumda tо‘g‘ri chiziq bо‘ylab tekis harakat qilayotgan zaryadli zarra nurlanish hosil qilmasligi kerak. Aks holda energiya va impulsning quyidagi sharti bajarilishi lo-zim нур зарра dр dE dp dE              (34) (34) sharti vakuum uchun bajarilmaydi, lekin muxit sindirish kо‘r-satkichi n>1 bо‘lsa bajariladi. Haqiqatdan, massasi m0 bо‘lmagan vaku-umda erkin harakatlanayotgan zarraning tо‘la energiyasi 2 2 4 0 p c m c Eзарра   1/ 2 2 2 2 4 ) ( p c m c   (35) (35) diferensiallasak,   ) 2 2 1 2 2 4 2 0 2 2 1/ 2 4 2 4 2 p c c m c pdp pc dP p c m c dEзар      bundan Ilmiybaza.uz 18      2 2 2 mc c m E pc dp dEзар (36) Ikkinchi tomondan, vakuumda elektromagnit nurlanish uchun Eнур  PC (37) diferensiallasak dEнур  cdP yoki C dP dEнур  (38) Xar doim v<c , shuning uchun нур зарра dр dE dp dE              bо‘ladi. YA’ni energiya va impuls saqlanish qonuni vakuumda tо‘g‘ri chiziq bо‘ylab tekis harakat- lanayotgan zaryadli zarra о‘z energiyasi va impulsini elektromagnit nurla-nishga sarflashini taqiqlaydi. Agar zarra harakati muhit sindirish kо‘rsatkichi n>1 bо‘lganda zarra-ning muhitdagi tezligi v yorug‘likning shu muhitda tarqalish fazoviy tez-ligidan katta bо‘lishligi n c c v  ' zarra о‘z energiyasini nurlanishga sarflashi mumkin bо‘ladi. Vavilov-Cherenkov nurlanishi qayiqni suvda tez suzib orqasidan tar-qatgan tо‘lqiniga о‘xshaydi. Qayiq tezligi tarqalayotgan tо‘lqin tezligidan katta bо‘lsa, tо‘lqin tarqalishi kechikadi. Qayiq orqasidan kengayib bo-ruvchi tо‘lqin fronti (qanot) xosil bо‘ladi. Qayiq tezligi, tо‘lqin tarqa-lish tezligidan kichik yoki teng bо‘lsa unday tulqin fronti kuzatilmaydi. Xuddi shuningdek о‘ta tez zaryadli zarra muhit sindirish kо‘rsatkichi n>1 bо‘lgan muhitda tarqalishidan zarra elektr maydoni ta’sirida о‘z yо‘-li atrofidagi muhit atomlarini qutblaydi. Zarra tezligi elektromagnit maydonning muhitda tarqalish fazoviy tezligidan katta bо‘lgani uchun о‘ta tez zarra о‘tib ketadi, kutblangan dipol kechikib qoladi. Kechikkan di-pol kechikish о‘qi bо‘yicha nurlaydi. Zarra tezligi vc’ bо‘lganda zarra о‘rniga nisbatan muhit atomlari-ning qutblanishi simmetrik natijalovchi maydon nol dipol nur-lanishlar bir-birini sо‘ndiradi. Zarra tezligi n c c v  ' bо‘lganda muhit kechikkan dipollari kogerent Ilmiybaza.uz 19 nurlanishlarni hosil qiladi. Bu nurlanish tarqalish burchagi quyidagicha topiladi. Zaryadli zarra n>1 sindirish kо‘rsatkichli muhitda chapdan о‘ngga n c c v  ' tezlik bilan harakatlanayotgan bо‘lsin). Zarra t-vaqtdan sо‘ng x=vt nuktada bо‘ladi. Bu vaqt ichida zarra hosil qilgan nurlanishlar tо‘lqin fronti AX chizig‘ida yotadi. Chunki x=0 nuqta-da hosil bо‘lgan tо‘lqin t vaqtda R0=c’t masofani, x nuqtada hosil bо‘lgan nurlanish esa Rx=c’(t-x/v)=0 masofani о‘tadi. Hosil bо‘lgan tо‘lqin fronti 2 burchakli konus tomonlaridan iborat va   n v c vt t c x R Sin 1 ' ' 0     Vavilov-Cherenkov nurlanishining tarqalish yо‘nalishini belgilov-chi burchak 6-rasmdan   2 ga teng ekanligi kо‘rinib turibdi, u quyidagi shartdan topiladi. n Cos    1 (39) Shunday qilib, Vavilov-Cherenkov nurlanishi 2 burchakli konus ichida tarqaladi. Bu nurlanishning aniq burchak yо‘nalishga ega bо‘lishidan foydalanib, zarraning muhitdagi tezligi  ni aniqlash mumkin. (39) dan zarra tezligini aniqlash soxasi oraligi 1 1 n    . n   1 da =00 nurlanish boshlanadi. =1 da 1)   arccos(n nurlanish maksimum burchakka erishadi. Masalan suv uchun (n=1,33) ,0 75 ,133 1 1 min   n   da Vavilov-Cherenkov nurlanishi hosil bо‘ladi. Elektron uchun bu shart ,0 26 1 ( ,0 75) 1 1 5,0 1 1 1 2 2 2                         m c E e e MeV dan boshlab bajariladi. Ilmiybaza.uz 20 Elektron uchun suvda nurlanishning maksimum burchagi ,0 75 1 max  n  Cos =41,50 Tamm-Frank nazariyasiga kо‘ra chastotasi  dan +d ga qadar oralikda bо‘lgan Vavilov-Cherenkov nurlanishidagi fotonlar soni         2 2 2 2 2 1 1 ) ( 4 ( )    n hc ze N (40) (40) formulaga kо‘ra, hosil bо‘lgan fotonlar soni birlamchi zarra zaryadi-ning kvadratiga va zarra tezligiga bog‘liq.  ning ortishi bilan N() noldan        2 2 2 2 2 1 1 4 h hc e z  ga qadar ortadi va u nurlanish chastotasiga bog‘liq emas. E=h bо‘lgani uchun asosiy nurlanish energiyasi yuqori chasto-tali yoki qisqa tо‘lqinli spektr sohasida yotadi. Shuning uchun ham Vavi-lov-Cherenkov nurlanishi kо‘k- binafsha rangli nurlanishdan iborat bо‘-ladi. Zarraning nurlanishga sarflaydigan energiyasi kam, shunga qaramas- dan bu effekt о‘ta tez zarralar tezliklarini, yо‘nalishlarini qayd qilish-likda keng qо‘llanilmoqda. Ilmiybaza.uz 21 XULOSA Ushbu “ Yadroning bog`lanish energiyasi “ mavzusidagi kurs ishini yozish davomida shunday xulosaga kelindiki, ko`p yadrolar uchun solishtirma bog`lanish energiyasi o`rtacha 8 MeV/nuklon ga teng.Bu elektronnning atomda bog`lanish energiyasidan juda katta.Masalan vodorod atomida elektronning bog`lanish energiyasi (ionizatsiya potensiali) 13,6 eV.Eng og`ir element atomlarida ham atomga kuchli bog`langan K elektronning bog`lanish energiyasi 0,1 MeV dan ortmaydi.Demak, yadro kuchi ta`siri tufayli nuklonlar yadroda bir birlari bilan juda qattiq bog`langan.Bu yadroviy o`zaro ta`sir kuchning kuchli o`zaro ta`sir etuvchi kuch ekanligini bildiradi.Shuning uchun ham tabiatda uchraydigan gravitasiya , elektro magnit va kuchsiz o`zaro ta`sirlardan farqli ravishda yadroviy kuch kuchli o`zaro ta`sir etuvchi kuch deb ataladi. Atom yadrosining mustahkamligini xarakterlash uchun ba`zi holarda bog`lanish energiyasi o`rniga massa defekti va joylashish koeffitsiyenti deb ataluvchi fizik kattaliklar ishlatiladi.Bundan ko`rinadiki yadroning bog`lanish energiyasi va uni hisoblash yadroning qanchalik mustahkamligini xarakterlaydi.Shu bilan birga yadroning bog’lanish energiyasini turli elementlar uchun hisoblab chiqib, ular uchun alohida grafik ham hosil qilishimiz mumkin.Qolaversa yadroning bog’lanish energiyasini hisoblash davomida avvalo uning molyar massasi , neytronlar soni , atom nomeriga alohida e’tibor qaratish lozim.Bundan tashqari bu energiyani hisoblashda bizga proton va neytronlarning ham atom massalari kerak bo’ladi .Barcha berilgan qiymatlarni e’tiborga olgan holda amallarni bajarib bo’lgandan so’ng, hosil bo’lgan natijani 931MeV ga ko’paytirsak natija MeV larda namoyon bo’ladi. Ilmiybaza.uz 22 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. Einstein Abrert Dic Feldgleichungen der Gravitation, Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschatten zu Berlin: 844 − 847. (November 25,1915) 2. Mo’minov TM., Xoliqulov A.B., Xushmurodov Sh.X. Atom yadrosi va zarralar fizikasi. - Toshkent, 2009.288 b. 3. Акоста В., Кован К., Грэм Б. Основы современной физики. - Москва: “Hayka”, 1981.432c. 4. Бекивонов Р. Эйнштейн ва нисбийлих назарияси. - Тошвент, 1978. 2326 5. Беквонов Р.Б. Атом ядроси ва зарралар физиваси. - Тошкент: 6. Мурсалимова Г., Рахимов А. Умумий астрономия курси. - Тошкент: 7 Рахимов А.У., Отакулов Б.О. Электродинамика ва нисбийлих назаривси 8. Такибасв Н.Ж. Эволюция вселенной и пронсхожаение хивнческих 9. R. Ibedov, B. Kleihaus, J. Kunz and Y. Shnir, “New regular solations with axial symmetry in Einstein-Yang-Mills theory,” Phys. Lett. B 609, 150 (2005) [arXivigr-qci0410091]. 10. R. Ibadov, B. Kleihaus, J. Kunz and M. Wirschins, “New black hole solutions with axial symmetry in Einstein-Yang-Mills theory,” Phys. Lett, B 627,180 (2005) [arXiv:gr-qci0507110]- 11. R. Ibadov, B. Kleihaus, J. Kunz and M. Leissner, “Gravitating Sphaleron- Antisphaleron Systems,” Phys. Lett. B 663,136(2008) [arXiv;0802.3335 [gr- qc]]. 12. R. Ibadov, B. Kleihaus, J. Kunz and U. Neemann, “Gravitating Dyons with Large Electric Charge,” Phys. Lett. B 659,421(2008) [arXiv:0709.0285 [gr- qc]] Ilmiybaza.uz 23 13. R. Tbadov, B. Kleihaus, J. Kunz and U. Neemann, “New branches of electrically charged Einstein-Yang-Mills-Higgs solutions,” Grav. Cosmol. 14 , 28(2008) 14. R. Tbadov. B. Kleihaus, J. Kunz and M. Leissner, “Properties of charged rotating electroweak sphaleron-antisphaleron systems,” Phys, Rev, D 82 , 125037(2010)[arXiv: 1010.5158]. 15. R. Ibadov, B. Kleihaus, J. Kunz and M. Leissner, “Rotating Electroweak Sphaleron-Antisphaleron Systems,” Phys. Lett. B 686.298 (2010) [arXiv:1001.3027 [hep-th]].