Протоны нээлт. Нейтроны нээлт. Протон ба нейтроны нээлт Хэн протоны нээлт

Мэдлэгийн санд сайн ажлаа илгээх нь энгийн зүйл юм. Доорх маягтыг ашиглана уу

Мэдлэгийн баазыг суралцаж, ажилдаа ашигладаг оюутнууд, аспирантууд, залуу эрдэмтэд танд маш их талархах болно.

http://www.allbest.ru/ сайтад нийтлэгдсэн.

Далайн болон голын тээврийн холбооны агентлаг

Адмирал С.О.-гийн нэрэмжит FSBEI HPE “GUMRF. Макаров"

В.И.-ийн нэрэмжит Арктикийн тэнгисийн хүрээлэн. Воронина - салбар

Холбооны улсын төсөв

дээд мэргэжлийн боловсролын боловсролын байгууллага

"Далайн ба голын флотын улсын их сургууль

адмирал С.О нэрээр нэрлэгдсэн. Макаров"

(В.И.Воронины нэрэмжит Арктикийн тэнгисийн хүрээлэн - салбар

Адмирал С.О.-гийн нэрэмжит FSBEI HPE “GUMRF. Макаров")

180403.51 Навигаци

захидлын курс 1 жил

ХИЙСЭН БАЙДАЛ

"нейтроны нээлт"

Кадет Смирнов С.В. 2014 оны__-аас___дүгнэлттэй эссэ бичиж хамгаалсан

2014

Нейтрон

Нейтроны талаар бид юу мэддэг вэ?

Нейтромн (Латин neuter - аль нь ч биш, нөгөө нь ч биш) нь цахилгаан цэнэггүй хүнд энгийн бөөмс юм. Нейтрон нь фермион бөгөөд барионуудын ангилалд багтдаг. Нейтрон (протонтой хамт) нь атомын цөмийн хоёр үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн нэг юм; Протон ба нейтроны нийтлэг нэр нь нуклон юм.

НЕЙТРОНЫ НЭЭЛТ

1930 онд В.А.Амбарцумян, Д.Д.Иваненко нар тухайн үеийн үзэж байсанчлан цөм нь протон, электроноос бүрдэх боломжгүй, бета задралын үед цөмөөс ялгарч буй электронууд задралын агшинд төрдөг болохыг харуулсан бөгөөд үүнээс гадна протон, зарим төвийг сахисан бөөмс цөмд байх ёстой.

1930 онд Германд ажиллаж байсан Вальтер Боте, Г.Беккер нар полони-210-аас ялгарах өндөр энергитэй альфа тоосонцор нь зарим гэрлийн элементүүд, ялангуяа бериллий эсвэл литид тусахад ер бусын өндөр нэвтрэх чадалтай цацраг үүсэж байсныг олж мэдэв. Эхэндээ үүнийг гамма цацраг гэж бодож байсан боловч энэ нь мэдэгдэж буй бүх гамма туяанаас хамаагүй илүү нэвтрэх чадвартай бөгөөд туршилтын үр дүнг ийм байдлаар тайлбарлах боломжгүй юм. 1932 онд Ирен, Фредерик Жолио-Кюри нар чухал хувь нэмэр оруулсан. Хэрэв энэ үл мэдэгдэх цацраг нь парафин эсвэл бусад устөрөгчөөр баялаг нэгдэлд хүрвэл өндөр энергитэй протонууд үүсдэг болохыг тэд харуулсан. Энэ нь өөрөө юутай ч зөрчилдөөгүй боловч тоон үр дүн нь онолын зөрүүтэй байдалд хүргэсэн. Тэр жилийн дараа буюу 1932 онд Английн физикч Жеймс Чадвик хэд хэдэн туршилт хийж, гамма цацрагийн таамаглалыг батлах боломжгүй гэдгийг харуулсан. Тэрээр энэхүү цацраг нь протоны масстай ойролцоо масстай цэнэггүй бөөмсөөс бүрдэхийг санал болгож, энэхүү таамаглалыг баталгаажуулсан хэд хэдэн туршилт явуулсан. Эдгээр цэнэггүй бөөмсийг латин язгуур төвийг сахисан, бөөмийн ердийн дагавар гэсэн үгнээс гаралтай нейтрон гэж нэрлэдэг. Мөн 1932 онд Д.Д.Иваненко, дараа нь В.Гейзенберг нар атомын цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог гэж санал болгосон.

Жэймс ЧАДВИК

Английн физикч Жеймс Чадвик Манчестер хотын ойролцоох Боллингтон хотод төржээ. Тэрээр угаалгын газрын эзэн Жон Жозеф Чадвик, Анн Мэри (Кноулз) Чадвик нарын дөрвөн хүүхдийн том нь байв. Орон нутгийн бага сургуулиа төгсөөд Манчестер хотын ахлах сургуульд элсэн орж, математикийн хичээлээр онц сурсан. 1908 онд Чадвик Манчестерийн их сургуульд математикийн чиглэлээр суралцахаар элсэн орсон боловч үл ойлголцлын улмаас физикийн чиглэлээр ярилцлага өгсөн байна. Алдаа хэлэхийн тулд хэтэрхий даруухан тэрээр түүнээс асуусан асуултуудыг анхааралтай сонсож, мэргэжлээ өөрчлөхөөр шийджээ. Гурван жилийн дараа тэрээр их сургуулийг физикийн чиглэлээр онц дүнтэй төгссөн.

1911 онд Чадвик Манчестер хотын физикийн лабораторид Эрнест Рутерфордын удирдлаган дор аспирантурт ажиллаж эхэлсэн. Яг энэ үед альфа бөөмсийг (цэнэглэгдсэн гелий атом гэж үздэг) нимгэн металл тугалган цаасаар дамжин тархсан туршилтууд нь атомын бүх массыг эерэг цэнэгтэй, нягт, эерэг цэнэгтэй цөмд төвлөрүүлдэг гэсэн санааг Рутерфорд хийхэд хүргэсэн. сөрөг цэнэгтэй электронууд нь мэдэгдэж байгаачлан харьцангуй бага масстай байдаг. Чадвик 1913 онд Манчестерт магистрын зэрэг хамгаалсан бөгөөд тэр жилдээ тэтгэлэгт хамрагдаж, Берлин дэх Улсын Физик Технологийн Хүрээлэнд Ханс Гейгерийн (Рутерфордын туслах асан) удирдлага дор цацраг идэвхт байдлын чиглэлээр суралцахаар Германд очжээ. 1914 онд Дэлхийн нэгдүгээр дайн эхлэхэд Чадвик Английн иргэнээр хоригдож, Рухлебен дэх иргэний хуаранд 4 жил гаруй хугацаа өнгөрчээ. Чадвик эрүүл мэндэд нь сөргөөр нөлөөлсөн хүнд хэцүү нөхцөл байдлаас болж зовж шаналж байсан ч бусад хүмүүсийн бүтээсэн шинжлэх ухааны нийгэмлэгт оролцов. Бүлгийн үйл ажиллагаа нь Германы зарим эрдэмтэд, тэр дундаа Чадвик дадлагажигч байхдаа танилцсан Вальтер Нернстээс дэмжлэг авсан.

Чадвикийн нээлт

нейтроны бөөмс Чадвик альфа

Чадвик 1919 онд Манчестерт буцаж ирэв. Үүнээс өмнөхөн Рутерфорд альфа тоосонцор (одоо гелийн цөм гэж тооцогддог) бөмбөгдөлт нь азотын атомыг бусад элементүүдийн хөнгөн цөм болгон задлахад хүргэдэг болохыг олж мэдсэн. Хэдэн сарын дараа Рутерфорд Кембрижийн их сургуулийн Кавендиш лабораторийн захирлаар сонгогдсон бөгөөд тэрээр Чадвикийг дагахыг урив. Чадвик Кембрижийн Гонвилл, Кайус коллежид Воллстоны тэтгэлэгт хамрагдсан бөгөөд Рутерфордтой хамт альфа тоосонцортой туршилтыг үргэлжлүүлэх боломжтой болсон. Бөмбөлөг бөмбөгдөлт нь ихэвчлэн хамгийн хөнгөн элемент болох устөрөгчийн цөмийг үүсгэдэг болохыг олж мэдэв. Устөрөгчийн цөм нь харгалзах электроны сөрөг цэнэгтэй тэнцэх хэмжээний эерэг цэнэгийг авч явсан боловч электроны массаас ойролцоогоор 2 мянга дахин их масстай байв. Дараа нь Рутерфорд үүнийг протон гэж нэрлэсэн. Цөм дэх протоны тоо нь цөмийг тойрсон электронуудын тоотой тэнцүү байсан тул атом бүхэлдээ цахилгаан саармаг байх нь тодорхой болсон. Гэсэн хэдий ч энэ тооны протон нь устөрөгчийн хамгийн энгийн тохиолдлыг эс тооцвол атомын масстай тохирохгүй байв. Энэхүү зөрүүг арилгахын тулд Рутерфорд 1920 онд цөмд цахилгаан саармаг хэсгүүдийг агуулж болно гэсэн санааг дэвшүүлж, дараа нь электрон ба протоны нэгдлээс үүссэн нейтрон гэж нэрлэсэн. Эсрэг үзэл бодол нь атомууд нь цөмийн гадна болон дотор аль алинд нь электрон агуулдаг бөгөөд цөмийн электронуудын сөрөг цэнэг нь протонуудын зарим цэнэгийг зүгээр л хүчингүй болгодог гэж үздэг. Дараа нь цөмийн протонууд атомын нийт массад бүрэн хувь нэмэр оруулах бөгөөд тэдгээрийн нийт цэнэг нь цөмийг тойрсон электронуудын цэнэгийг саармагжуулахад хангалттай байх болно. Хэдийгээр төвийг сахисан бөөмс байдаг гэсэн Рутерфордын саналыг хүндэтгэж байсан ч энэ санааг туршилтаар баталгаажуулаагүй хэвээр байна.

Чадвик 1921 онд Кембрижид физикийн ухааны докторын зэрэг хамгаалсан бөгөөд Гонвилл, Кайус коллежийн эрдмийн зөвлөлд сонгогджээ. Хоёр жилийн дараа тэрээр Кавендиш лабораторийн дэд захирал болжээ. 20-иод оны эцэс хүртэл. Тэрээр альфа бөөмсийн бөмбөгдөлт дор гэрлийн элементүүдийн цөмийг зохиомлоор задлах, бета бөөмс (электрон) аяндаа ялгарах зэрэг атомын үзэгдлийг судалсан. Энэ ажлын явцад тэрээр Рутерфордын төвийг сахисан бөөмс оршин тогтнож байгааг хэрхэн батлах талаар тунгаан бодож байсан ч үүнийг боломжтой болгосон шийдвэрлэх судалгааг Герман, Францад хийсэн.

1930 онд Германы физикч Вальтер Боте, Ханс Бекер нар тодорхой гэрлийн элементүүдийг альфа бөөмсөөр бөмбөгдөх нь тусгай нэвтлэх чадвартай цацраг үүсгэдэг болохыг олж мэдсэн бөгөөд үүнийг гамма туяа гэж андуурчээ. Гамма цацрагийг анх цацраг идэвхт цөмөөс үүссэн цацраг гэж нэрлэх болсон. Тэд богино долгионы урттай тул рентген туяаг бодвол илүү их нэвтрэх чадвартай байв. Гэсэн хэдий ч зарим үр дүн, ялангуяа бериллийг бөмбөгдөлтийн бай болгон ашиглах үед эргэлзээтэй байсан. Энэ тохиолдолд альфа бөөмсийн урсгалын хөдөлгөөний чиглэл дэх цацраг нь арын цацрагаас илүү их нэвтрэх чадвартай байв. Чадвик берилли нь гамма туяа гэхээсээ илүү төвийг сахисан бөөмсийн урсгалыг ялгаруулдаг гэж үзсэн. 1932 онд Францын физикч Фредерик Жолиот, Ирен Жолио-Кюри нар бериллийн цацрагийн нэвтрэлтийн чадварыг судалж, бөмбөгдөлтөд өртсөн бериллий ба иончлолын камерын хооронд янз бүрийн шингээгч материалыг байрлуулсан бөгөөд энэ нь цацрагийн бичлэгийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд парафиныг (устөрөгчөөр баялаг бодис) шингээгч болгон ашиглахдаа парафинаас гарах цацрагийн хэмжээ буурах биш харин нэмэгдэж байгааг олж мэдсэн. Туршилтын үр дүнд цацраг идэвхт туяа нэмэгдэж байгаа нь парафины нэвчиж буй цацраг туяагаар ялгарсан протон (устөрөгчийн цөм) -тэй холбоотой гэсэн дүгнэлтэд хүргэв. Тэд Артур Х.Комптоны анхлан явуулсан туршилтын явцад электронуудыг рентген туяагаар (Комптон эффект) устгасантай адил ер бусын хүчтэй гамма туяаны кванттартай (энергийн салангид нэгж) мөргөлдсөний улмаас протонууд тасардаг гэж тэд санал болгосон.

Чадвик франц хосуудын хийсэн туршилтыг хурдан давтаж, өргөжүүлж, зузаан хар тугалга хавтан нь бериллийн цацрагт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй, түүнийг сулруулж, хоёрдогч цацраг үүсгэхгүй байгааг олж мэдсэн нь түүний өндөр нэвтрэх хүчийг илтгэнэ. Гэсэн хэдий ч парафин нь хурдан протоны нэмэлт урсгалыг дахин өгсөн. Чадвик туршилт хийж, эдгээр нь үнэхээр протон гэдгийг баталж, энергийг нь тодорхойлсон. Дараа нь тэрээр бүх шинж тэмдгээр альфа бөөмсийг бериллийтэй мөргөлдөх нь протоныг парафинаас гаргахад хангалттай энерги бүхий гамма туяа үүсгэх магадлал маш бага гэдгийг харуулсан. Тиймээс тэрээр гамма цацрагийн санаагаа орхиж, нейтроны таамаглалд анхаарлаа хандуулав. Нейтрон байгаа гэдгийг хүлээн зөвшөөрсний дараа тэрээр альфа бөөмийг бериллийн цөмд барьж авсны үр дүнд нүүрстөрөгчийн элементийн цөм үүсч, нэг нейтрон ялгардаг болохыг харуулсан. Тэрээр альфа туяагаар бөмбөгдөхөд нэвчдэг цацраг үүсгэдэг өөр нэг элемент болох бортой ижил зүйлийг хийсэн. Альфа бөөмс ба борын цөм нийлж азотын цөм, нейтрон үүсгэдэг. Нейтроны урсгалын өндөр нэвтрэх чадвар нь нейтрон нь цэнэггүй тул бодис дотор шилжих үед атомын цахилгаан талбайн нөлөөнд автдаггүй, харин зөвхөн шууд мөргөлдөх үед цөмтэй харилцан үйлчилдэг тул үүсдэг. Нейтрон нь протоныг таслахын тулд гамма туяанаас бага эрчим хүч шаарддаг, учир нь энэ нь ижил энергитэй цахилгаан соронзон цацрагийн квантаас илүү импульстэй байдаг. Урагш чиглэлд бериллийн цацраг илүү нэвтэрч байгаа нь альфа бөөмсийн урсах урсгалын импульсийн чиглэлд нейтроны давуу цацрагтай холбоотой байж болно.

Чадвик мөн бильярдны бөмбөг мөргөлдөх тухай ярьж байгаа мэт нейтроны масс протоны масстай тэнцүү байх ёстой гэсэн Рутерфордын таамаглалыг бататгаж, нейтрон болон материас тасарсан протоны энергийн солилцоонд дүн шинжилгээ хийжээ. Тэдний масс бараг ижил байдаг тул эрчим хүчний солилцоо нь ялангуяа үр дүнтэй байдаг. Тэрээр мөн C.T.R-ийн зохион бүтээсэн багаж болох конденсацийн камерт нейтронд цохиулсан азотын атомуудын мөрийг шинжилжээ. Вилсон. Конденсацийн камер дахь уур нь уурын молекулуудтай харьцах үед ионжуулагч бөөмсөөс үлддэг цахилгаанжуулсан замын дагуу конденсацдаг. Хэдийгээр бөөмс өөрөө үл үзэгдэх боловч зам нь харагдаж байна. Нейтрон шууд ионждоггүй тул түүний ул мөр харагдахгүй. Чадвик азотын атомтай мөргөлдсөний дараа үлдсэн замаас нейтроны шинж чанарыг тогтоох ёстой байв. Нейтроны масс нь протоны массаас 1.1% их болох нь тогтоогдсон.

Бусад физикчдийн хийсэн туршилт, тооцоолол нь Чадвикийн ололтыг баталж, нейтрон байгааг хурдан хүлээн зөвшөөрсөн. Үүний дараахан Вернер Хейзенберг нейтрон нь протон ба электрон хоёрын холимог байж болохгүй, харин цэнэггүй цөмийн бөөмс болох гурав дахь субатом буюу элементар бөөмс гэдгийг харуулсан. 1932 онд Чадвик нейтрон байдгийг нотолсон нь атомын дүр төрхийг үндсээр нь өөрчилж, физикийн цаашдын нээлтүүдийн замыг тавьсан юм. Нейтрон нь атом устгагч болгон практик хэрэглээтэй байсан: эерэг цэнэгтэй протоноос ялгаатай нь цөмд ойртоход түлхэгддэггүй.

Хүлээлт

"Нейтроныг нээснийхээ төлөө" Чадвик 1935 онд физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ. Шведийн Хааны Шинжлэх Ухааны Академийн Ханс Плейел хүлээн авалтын үеэр хэлсэн үгэндээ "Нейтрон оршин тогтнож байгаа нь бүрэн тогтоогдсон. Энэ нь атомын цөм дэх энергийн хуваарилалтад илүү нийцсэн атомын бүтцийн шинэ үзэл баримтлалд хүргэсэн" гэж хэлсэн. Нейтрон нь атом, молекулууд, улмаар бүхэл бүтэн материаллаг ертөнцийг бүрдүүлдэг барилгын блокуудын нэг болох нь тодорхой болсон."

Чадвик 1935 онд Ливерпүүлийн их сургуульд нүүж, цөмийн физикийн судалгааны шинэ төв байгуулжээ. Ливерпүүлд тэрээр их сургуулийн тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх ажлыг удирдаж, цэнэглэгдсэн тоосонцорыг хурдасгах зориулалттай циклотрон барих ажлыг удирдаж байв. 1939 онд Дэлхийн 2-р дайн эхлэхэд Британийн засгийн газар Чадвикаас цөмийн гинжин урвал байж болох эсэхийг асуусан бөгөөд тэрээр энэ боломжийг судлахын тулд Ливерпүүлийн циклотроныг ашиглаж эхэлжээ. Дараа жил нь тэрээр Их Британи атомын бөмбөг бүтээх чадварын талаар өөдрөг дүгнэлт хийсэн Британийн нэр хүндтэй эрдэмтдээс бүрдсэн Мод хороонд элсэж, Ливерпуль, Кембриж, Бристол дахь атомын зэвсгийн туршилтын хөтөлбөрийн зохицуулагч болжээ. Гэвч үүний дараа Их Британи Америкийн цөмийн зэвсгийн хөтөлбөрт нэгдэхээр шийдэж, цөмийн эрдэмтдээ АНУ руу илгээв. 1943-1945 онд Чадвик Манхэттэний төсөл (атомын бөмбөг бүтээх нууц хөтөлбөр) дээр ажиллаж байсан Британийн эрдэмтдийн хүчин чармайлтыг зохицуулж байв.

Чадвик 1946 онд Ливерпүүлийн Их Сургуульд буцаж ирсэн. Хоёр жилийн дараа тэрээр идэвхтэй шинжлэх ухааны ажлаасаа тэтгэвэртээ гарч, Гонвилл, Кайус коллежийн тэргүүн болжээ. 1958 онд тэрээр эхнэр Эйлинтэйгээ Хойд Уэльс рүү нүүж, 1925 онд гэрлэсэн Стюарт-Браунтай гэрлэхээсээ өмнө 1969 онд Кембрижид буцаж ирээд ихэр охидтойгоо дотносожээ. Чадвик 5 жилийн дараа Кембрижид нас баржээ.

Чадвик Нобелийн шагналаас гадна Хатан хааны нийгэмлэгийн Хьюзийн медаль (1932), Коплигийн медаль (1950), АНУ-ын засгийн газрын гавьяаны медаль (1946), Франклиний хүрээлэнгийн Франклиний медаль (1951), Гутригийн медалиар шагнагджээ. Лондон дахь Физикийн хүрээлэнгийн (1967). 1945 онд өргөмжлөгдсөн тэрээр Британийн есөн их сургуулийн хүндэт цолыг хүртсэн бөгөөд Европ, АНУ-ын олон шинжлэх ухааны нийгэмлэг, академийн гишүүн байжээ.

Ашигласан номууд

1.http://ru.wikipedia.org

2. http://hirosima.scepsis.ru

Allbest.ru дээр нийтлэгдсэн

Үүнтэй төстэй баримт бичиг

ХХ зууны физикийн хөгжил. Металл дахь гүйдлийн атом бус шинж чанарыг шалгах зорилгоор Рикке, Молекулын массыг тодорхойлох Перриний туршилт. Хүнд элементийн атомууд дээр альфа бөөмсийг тараах Э.Рутерфордын туршилтууд. Хэт дамжуулагч ба хэт шингэний нээлт.

курсын ажил, 2014 оны 01-р сарын 10-нд нэмэгдсэн


Энгийн бөөмс нь дотоод бүтэцгүй, өөрөөр хэлбэл бусад бөөмс агуулаагүй бөөм юм. Энгийн бөөмсийн ангилал, тэдгээрийн тэмдэг, масс. Өнгөний цэнэг ба Паули зарчим. Бүх бодисын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болох фермионууд, тэдгээрийн төрөл.

танилцуулга, 2012/05/27 нэмэгдсэн


Бүх энгийн бөөмсийн шинж чанарууд. Атомын цөм дэх протон ба нейтроны хоорондох холбоо. Энгийн бөөмсийн ангилал. Нейтрон ба протоны массын ялгааны хэмжээ. Нейтронуудын таталцлын харилцан үйлчлэл. Мюоны амьдралын хугацааны туршилтын үнэ цэнэ.

хураангуй, 2011 оны 12-р сарын 20-нд нэмэгдсэн


Английн агуу физикч Майкл Фарадейгийн амьдрал, хувь хүний ​​болон бүтээлч хөгжлийн тухай товч тойм. Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн нээлт, хуулийн томъёолол, цахилгаан соронзон судлалын чиглэлээр хийсэн судалгаа. Цахилгаантай хийсэн туршилтууд.

хураангуй, 2009 оны 04-р сарын 23-нд нэмэгдсэн


Рутерфордын туршлага. Атомын бүтцийг судлах. Дифференциал хөндлөн огтлолын хэмжилт. Атомын цөмийн бүтэц. Цөмийн хэмжээ, тэдгээрийн массын тархалтыг хэмжих арга. Протон, нейтрон, электронуудын шинж чанар. Нуклонуудын харилцан үйлчлэлийн тензор шинж чанар.

танилцуулга, 2016 оны 06-р сарын 21-нд нэмэгдсэн


Цөмийн цацрагийн хий ялгаруулах детекторын шинж чанар (иончлолын камер, пропорциональ тоолуур, Гейгер-Мюллерийн тоолуур). Цөмийн бөөмсийг бүртгэх үед тоолуурт явагдах процессын физик. Гейгер-Мюллерийн тоолуурын ажиллагааны дүн шинжилгээ.

лабораторийн ажил, 2010 оны 11-р сарын 24-нд нэмэгдсэн


Үндсэн физик харилцан үйлчлэл. Таталцал. Цахилгаан соронзон. Сул харилцан үйлчлэл. Физикийн нэгдмэл байдлын асуудал. Энгийн бөөмсийн ангилал. Субатомын бөөмсийн шинж чанар. Лептонууд. Адронууд. Бөөм нь харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч юм.

дипломын ажил, 2003 оны 02-р сарын 5-нд нэмэгдсэн


Цөмийн орчинд нейтроны тархалтын далайц, түүний хугарлын үзүүлэлтүүд. Туйлшрал ба эргэлтийн өнцгийн хамаарал нь нейтроны цацрагийн туулсан зайнаас. Цөмийн орчин дахь нейтроны энерги. Цөмийн псевдомагнит талбайн илэрхийлэлийг олж авах.

курсын ажил, 2010.07.23-нд нэмэгдсэн


Цахилгаан гүйдэл үүсэх, цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн оршин тогтнох, хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэл. Хоёр өөр металл хүрэлцэх үед цахилгаан гарч ирэх онол, цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэрийг бий болгох, цахилгаан гүйдлийн үйл ажиллагааны судалгаа.

танилцуулга, 2011/01/28 нэмэгдсэн


Исаак Ньютоны амьдралын зам - Английн математикч, физикч, одон орон судлаач. Кембрижийн их сургуулийн боловсрол, профессор. Оптикийн туршилт, тусгал дуран зохион бүтээсэн. Механик, математикийн салбарын нээлтүүд.

Бериллийг цацраг идэвхт полоний ялгаруулж буй α-бөөмүүдээр бөмбөгдөхөд хүчтэй нэвтэрдэг цацраг үүсэж, 10-20 зузаантай хар тугалганы давхарга шиг саад бэрхшээлийг даван туулж чадна. см. Энэхүү цацрагийг Жолио-Кюригийн эхнэр Ирен, Фредерик (Ирен бол Мари, Пьер Кюри нарын охин) нар Чадвиктай бараг нэгэн зэрэг ажигласан боловч эдгээр нь өндөр энергитэй γ-туяа гэж таамаглаж байв. Хэрэв бериллийн цацрагийн замд парафин хавтанг байрлуулсан бол энэ цацрагийн ионжуулах чадвар эрс нэмэгддэг болохыг тэд олж мэдэв. Тэд бериллийн цацраг нь энэ устөрөгч агуулсан бодист их хэмжээгээр агуулагддаг парафины протоныг устгадаг болохыг нотолсон. Агаар дахь протонуудын чөлөөт зам дээр үндэслэн тэд мөргөлдөх үед протонуудад шаардлагатай хурдыг өгөх чадвартай γ-квантуудын энергийг тооцоолсон. Энэ нь асар том болсон - 50 орчим МэВ.

Ж.Чадвик туршилт хийхдээ үүлний камерт бериллийн цацрагтай мөргөлдсөн азотын бөөмийн ул мөрийг ажиглажээ. Эдгээр туршилтууд дээр үндэслэн тэрээр туршилтанд ажиглагдсан хурдыг азотын цөмд дамжуулах чадвартай γ-квантийн энергийн тооцоог хийсэн. 100-150 болж таарсан МэВ. Бериллийн ялгаруулж буй γ квант ийм асар их энергитэй байж чадахгүй. Үүний үндсэн дээр Чадвик α бөөмсийн нөлөөн дор бериллээс ялгардаг массгүй γ квантууд биш, харин хүнд хэсгүүд гэж дүгнэжээ. Эдгээр хэсгүүд нь өндөр нэвтэрч, Гейгерийн тоолуур дахь хийг шууд ионжуулдаггүй тул цахилгааны хувьд саармаг байсан. Энэ нь Чадвикийн туршилтаас 10 гаруй жилийн өмнө Рутерфордын таамаглаж байсан нейтрон гэдэг бөөмс байгааг нотолсон юм.

Устөрөгч нь хамгийн энгийн бүтэцтэй элемент юм. Энэ нь эерэг цэнэгтэй, бараг хязгааргүй ашиглалтын хугацаатай. Энэ бол орчлон ертөнцийн хамгийн тогтвортой бөөмс юм. Их тэсрэлтийн үед үүссэн протонууд хараахан ялзарч амжаагүй байна. Протоны масс 1.627*10-27 кг буюу 938.272 эВ. Ихэнхдээ энэ утгыг электрон вольтоор илэрхийлдэг.

Протоныг цөмийн физикийн "эцэг" Эрнест Рутерфорд нээсэн. Тэрээр бүх химийн элементийн атомын цөм нь протонуудаас бүрддэг, учир нь масс нь устөрөгчийн атомын цөмөөс бүхэл тооны олон дахин их байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлэв. Рутерфорд нэгэн сонирхолтой туршилт хийжээ. Тухайн үед зарим элементийн байгалийн цацраг идэвхт бодис аль хэдийн илэрсэн байсан. Альфа цацрагийг ашиглан (альфа бөөмс нь өндөр энергитэй гелийн цөм юм) эрдэмтэн азотын атомуудыг цацрагаар цацсан. Энэ харилцан үйлчлэлийн үр дүнд бөөмс гарч ирэв. Рутерфорд үүнийг протон гэж үзсэн. Вилсоны хөөстэй камерт хийсэн цаашдын туршилтууд түүний таамаглалыг баталжээ. Тиймээс 1913 онд шинэ бөөмс нээсэн боловч цөмийн найрлагын талаарх Рутерфордын таамаглал нь батлагдах боломжгүй болсон.

Нейтроны нээлт

Агуу эрдэмтэн тооцоондоо алдаа олж, цөмийн нэг хэсэг болох, протонтой бараг ижил масстай өөр нэг бөөмс байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлжээ. Туршилтаар тэр үүнийг илрүүлж чадаагүй.

Үүнийг 1932 онд Английн эрдэмтэн Жеймс Чадвик хийжээ. Тэрээр бериллийн атомуудыг өндөр энергитэй альфа тоосонцороор бөмбөгдсөн туршилт хийжээ. Цөмийн урвалын үр дүнд бериллийн цөмөөс бөөмс ялгарч, хожим нь нейтрон гэж нэрлэгддэг. Чадвик нээлтийнхээ төлөө гурван жилийн дараа Нобелийн шагнал хүртжээ.

Нейтроны масс нь протоны массаас (1.622 * 10-27 кг) үнэхээр бага ялгаатай боловч энэ бөөмс нь цэнэггүй байдаг. Энэ утгаараа энэ нь төвийг сахисан бөгөөд нэгэн зэрэг хүнд бөөмийг задлах чадвартай. Цэнэггүйн улмаас нейтрон нь Кулоны өндөр потенциалын саадыг амархан давж, цөмийн бүтцэд нэвтэрч чаддаг.

Протон ба нейтрон нь квант шинж чанартай (тэд бөөмс ба долгионы шинж чанарыг харуулж чаддаг). Нейтрон цацрагийг эмнэлгийн зориулалтаар ашигладаг. Өндөр нэвтлэх чадвар нь энэхүү цацраг нь гүний хавдар болон бусад хорт формацийг ионжуулж, илрүүлэх боломжийг олгодог. Энэ тохиолдолд бөөмийн энерги харьцангуй бага байна.

Нейтрон нь протоноос ялгаатай нь тогтворгүй бөөмс юм. Түүний ашиглалтын хугацаа 900 секунд орчим байдаг. Энэ нь протон, электрон, электрон нейтрино болж задардаг.

1920 онд Рутерфорд электрон ба протоныг нэгтгэсний үр дүнд үүссэн саармаг элементар бөөмс байдаг гэж таамаглаж байсан. 30-аад онд энэ бөөмсийг илрүүлэх туршилт явуулахын тулд Ж.Чадвикийг Кавендишийн лабораторид урьсан. Туршилтууд олон жилийн турш явагдсан. Устөрөгчөөр дамждаг цахилгаан цэнэгийг ашиглан янз бүрийн элементүүдийн цөмийг бөмбөгдсөн чөлөөт протонууд үүссэн. Тооцоолол нь хүссэн бөөмийг цөмөөс нь таслан устгаж, протон, электрон задралын замаас таслах үйлдлийг шууд бусаар бүртгэх боломжтой байв.

1930 онд Боте, Бекер нар цацраг туяа цацсан а- бериллийн тоосонцор асар их нэвтрэх чадалтай цацрагийг илрүүлсэн. Үл мэдэгдэх туяа нь хар тугалга, бетон, элс гэх мэтээр дамжин өнгөрдөг. Эхлээд үүнийг хатуу рентген туяа гэж таамаглаж байсан. Гэвч энэ таамаг шүүмжлэлд өртсөнгүй. Цөмтэй мөргөлдөх ховор үйлдлүүдийг ажиглахад сүүлийнх нь маш их өгөөж авсан тул үүнийг тайлбарлахын тулд рентген фотонуудын ер бусын өндөр энергийг авах шаардлагатай байв.

Чадвик Боте, Бекер нарын туршилтаар түүний илрүүлэх гэж оролдсон төвийг сахисан хэсгүүд бериллиас ниссэн гэж шийджээ. Тэрээр саармаг тоосонцор гоожиж байгааг илрүүлнэ гэж найдаж туршилтаа давтан хийсэн боловч үр дүнд хүрсэнгүй. Ямар ч мөр олдсонгүй. Тэрээр туршилтуудаа хойш тавив.

Түүний туршилтыг дахин эхлүүлэхэд шийдвэрлэх түлхэц болсон зүйл бол Ирен, Фредерик Жолио-Кюри нарын хэвлэгдсэн бериллийн цацраг нь протоныг парафинаас салгах чадварын тухай өгүүлэл байв (1932 оны 1-р сард). Жолио-Кюригийн үр дүнг харгалзан тэрээр Боте, Бекер нарын туршилтыг өөрчилсөн. Түүний шинэ суурилуулалтын диаграммыг Зураг 30-д үзүүлэв. а- бериллийн хавтан дээрх тоосонцор. Цацрагийн замд парафины блок байрлуулсан. Цацраг нь парафины протоныг ялгаруулдаг болохыг олж мэдсэн.

Одоо бид бериллийн цацраг нь нейтроны урсгал гэдгийг мэдэж байна. Тэдний масс нь протоны масстай бараг тэнцүү тул нейтронууд эрчим хүчнийхээ ихэнх хэсгийг урагшаа нисэж буй протонуудад шилжүүлдэг 5.3 МэВ. Чадвик протоныг таслахыг Комптон эффектээр тайлбарлах боломжийг шууд няцаасан, учир нь энэ тохиолдолд протонууд дээр тархсан фотонууд ойролцоогоор ойролцоогоор асар их энергитэй байсан гэж үзэх шаардлагатай байв. 50 МэВ(тэр үед ийм өндөр энергитэй фотонуудын эх үүсвэр тодорхойгүй байсан). Тиймээс ажигласан харилцан үйлчлэл нь схемийн дагуу явагддаг гэж тэр дүгнэв
Жолио-Кюригийн урвал (2)

Энэхүү туршилтаар чөлөөт нейтроныг анх удаа ажиглаад зогсохгүй, гели, бериллийг нэгтгэх замаар нүүрстөрөгчийг гаргаж авсан анхны цөмийн хувирал байв.

Даалгавар 1.Чадвикийн туршилтаар парафинаас ялгарсан протонууд энергитэй байсан 5.3 МэВ. Фотоны тархалтын үед протонууд ийм энерги олж авахын тулд фотонуудад энерги байх шаардлагатайг харуул. 50 МэВ.

Бодис нь молекулаас, нөгөө нь атомаас бүрддэг болохыг олж мэдсэний дараа физикчид шинэ асуулттай тулгарсан. Атомын бүтцийг бий болгох шаардлагатай байсан - тэдгээр нь юунаас бүрддэг. Түүний шавь нар ч мөн адил энэ хүнд хэцүү асуудлыг шийдэхээр шийджээ. Тэд өнгөрсөн зууны эхээр протон, нейтроныг нээсэн

Э.Резерфорд атом нь цөм болон түүний эргэн тойронд асар их хурдтай эргэлддэг электронуудаас бүрддэг гэсэн таамаглалыг аль хэдийнэ хийж байжээ. Гэвч атомын цөм юунаас бүрдэх нь бүрэн тодорхойгүй байв. Э.Рутерфорд аливаа химийн элементийн атомын цөмд цөм байх ёстой гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн.

Энэ нь дараа нь хэд хэдэн туршилтаар батлагдсан бөгөөд үүний үр дүнд протон нээгдэв. Э.Рутерфордын туршилтын туршилтын мөн чанар нь азотын атомыг альфа цацрагаар бөмбөгдөж, түүний тусламжтайгаар зарим бөөмсийг азотын атомын цөмөөс гаргаж авсан явдал байв.

Энэ үйл явцыг гэрэл мэдрэмтгий хальсан дээр тэмдэглэв. Гэсэн хэдий ч гэрэлтэх нь маш сул, киноны мэдрэмж нь бас бага байсан тул Э.Рутерфорд оюутнууддаа туршилтыг эхлүүлэхийн өмнө харанхуй өрөөнд хэдэн цаг дараалан өнгөрөөхийг зөвлөсөн бөгөөд ингэснээр тэдний нүд бараг харагдахгүй байв. гэрлэн дохионууд.

Энэхүү туршилтаар гэрлийн шинж чанарын ул мөр дээр үндэслэн устгагдсан бөөмс нь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн атомуудын цөм болохыг тогтоожээ. Протоныг нээхэд хүргэсэн Э.Резерфордын таамаг гайхалтайгаар батлагдсан.

Э.Рутерфорд энэ бөөмсийг протон гэж нэрлэхийг санал болгов (Грек хэлнээс орчуулбал "protos" нь эхний гэсэн утгатай). Энэ тохиолдолд бид үүнийг устөрөгчийн атомын цөм нь зөвхөн нэг протонтой байх тийм бүтэцтэй байхаар ойлгох ёстой. Протоныг ингэж нээсэн юм.

Энэ нь эерэг цахилгаан цэнэгтэй байдаг. Энэ тохиолдолд энэ нь тоон хувьд электроны цэнэгтэй тэнцүү, зөвхөн тэмдэг нь эсрэг байна. Өөрөөр хэлбэл, протон, электрон хоёр бие биенээ тэнцвэржүүлдэг бололтой. Тиймээс бүх объектууд атомуудаас бүрддэг тул эхлээд цэнэггүй байдаг бөгөөд тэдгээрт цахилгаан орон ажиллаж эхлэхэд цахилгаан цэнэгийг хүлээн авдаг. Төрөл бүрийн химийн элементүүдийн атомын цөмийн бүтэц нь устөрөгчийн атомын цөмөөс илүү олон тооны протон агуулдаг.

Протоныг нээсний дараа эрдэмтэд химийн элементийн атомын цөм нь зөвхөн протоноос тогтдоггүй гэдгийг ойлгож эхэлсэн, учир нь бериллийн атомын цөмтэй физикийн туршилт хийж, 4 нэгж байгааг олж мэдсэн. цөм, харин үндсэн үндсэн масс нь есөн нэгж юм. Өөр нэг таван нэгж масс нь цахилгаан цэнэггүй зарим үл мэдэгдэх хэсгүүдэд хамаарна гэж үзэх нь логик байсан, эс тэгвээс электрон-протоны тэнцвэр алдагдах болно.

Э.Рутерфордын шавь тэрээр туршилт хийж, альфа цацрагаар бөмбөгдөлтөд өртөхөд бериллийн атомын цөмөөс гарч ирсэн элементар тоосонцорыг илрүүлж чаджээ. Тэд ямар ч цахилгаан цэнэггүй болох нь тогтоогдсон. Эдгээр бөөмсүүд хариу үйлдэл үзүүлээгүйгээс болж цэнэг байхгүй болсон нь атомын цөмийн бүтцийн алга болсон элементийг илрүүлсэн нь тодорхой болсон.

Д.Чадвикийн нээсэн энэ бөөмсийг нейтрон гэдэг. Энэ нь протонтой ижил масстай боловч аль хэдийн дурьдсанчлан цахилгаан цэнэггүй болох нь тогтоогдсон.

Үүнээс гадна протон, нейтроны тоо нь үелэх систем дэх химийн элементийн серийн дугаартай тэнцүү болохыг туршилтаар баталсан.

Орчлон ертөнцөд та оддын хувьслын эцсийн шат болох нейтрон од зэрэг объектуудыг ажиглаж болно. Ийм нейтрон одод маш нягт байдаг.