«Атом және ядролық физика курсынан негізгі түсініктемелер»


1 Атомдық және ядролық физикадағы негізгі түсініктемелер.
2 Атомдық және ядролық физикадаға физикалық шамалар.
3 Атомдық және ядролық физикадаға негізгі теңдеулер.
4 Элементар бөлшектердің кварктық құрылымы және кейбір қасиеттері
• Атомдық физика – атомдық физикада атом құрылымы және оның қасиеттері, сонымен бірге атом деңгейлерінде болатын элементар процестерді қарастыратын физиканың бөлімі болып таблады. Атомдық физика үшін 10-10 м және элементар процестердегі энергияның мәні бәрнеше электрон-вольт (ядролық физика үшін бұл шама 10-15м және бірнеше мега электрон-вольт). Заттың құрылымы және атом деңгейлерінде орындалатын элементар процестер электромагниттік өзара әсерлесумен орындалады. Атомдық физиканың теориялық негіздері болып кванттық механика есептеледі.
• Атом – заттың микроскопиялық өлшемдегі бөлігі. Әрбір химиялық элементке сәйкес келетін атом қатары химиялық символмен белгіленеді. Атом еркін (газ) және байланысқан күйде бола алады. Молекула құрамындағы немесе бір-бірімен тікелей байланысқан атомдар қатты дене және сұйықты құрайды.
• Атом ядросы – атомның нуклондардан (нейтрон және протон) құралатын ортанғы бөлігі. Ядро радиусы нуклондар саны артуымен пропорционал артады, мұндағы А –массалық сан.

Ядрода атомның 99.97% массасы шоғырланған. Ядроның тығыздығы өте үлкен . Ядродағы протондар санын Z- элементтің атомдық номері және оның элементтерінің периодтық жүйесіндегі орнын анықтайды. Нуклондар атом ядросында ерекше күш-ядролық күштермен байланысқан, оның әсер ету радиусы өте кіші. Ядроның негізгі сипаттамасы: М-масса, А-массалық сан (ядродағы нуклон саны). Ядродағы протон саны 1-ден 108-ге және А-массалық саны 1-ден 260-қа дейін болған атом ядролары анықталған.

Пән: Физика
Жұмыс түрі:  Материал
Көлемі: 59 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 400 теңге
Таңдаулыға:   
Тегін:  Антиплагиат

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Ә.Н.Құрмантаев
Д.К.Алимов

Атом және ядролық физика курсынан
негізгі түсініктемелер

(Оқу-әдістелелік құрал)

Түркістан-2011
Ә.Н.Құрмантаев
Д.К.Алимов

Атом және ядролық физика курсынан
негізгі түсініктемелер оқу-әдістелелік құрал.

Түркістан-2011
Қ.А.Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті Жаратылыстану
факультеті
Физика кафедрасы
050604 және 050110 – Физика мамандықтарының студенттеріне арналған оқу-
әдістемелік құрал.

Физика кафедрасының №5, 22.11.2010 жылғы мәжілісінде бекітілді.

Құрастырған: ф.-м.ғ.к., аға оқытушы Ә.Құрмантаев,
                       магистр-оқытушы Д.К.Алимов

Кафедра меңгерушісі ф.-м.ғ.д., профессор
А.Н.Бақтыбаев

Жаратылыстану факультетінің оқу-әдістемелік кеңесінің №5, 14.01.2011 жылғы
мәжілісінде бекітілді.

Факультет оқу-әдістемелік кеңесінің торағасы
ф.-м.ғ.к., аға оқытушы
Б.М.Бекмурзаев

Қ.А.Ясауи атындағы ХҚТУ-і оқу-әдістемелік кеңесінің № , . .
жылғы мәжілісінде бекітілді.

Университет оқу-әдістемелік кеңесінің торағасы
техн.ғ.д., профессор
С.Қ.Тұртабаев

Университет оқу-әдістемелік кеңесінің хатшысы
А.Сандыбаева

Пікір жазған: ф.-м.ғ.д., профессор Т.А.Тұрманбеков
ф.-м.ғ.д., профессор А.Н.Бақтыбаев

Атомдық және ядролық физикадағы негізгі түсініктемелер.
• Атомдық физика – атомдық физикада атом құрылымы және оның қасиеттері,
сонымен бірге атом деңгейлерінде болатын элементар процестерді
қарастыратын физиканың бөлімі болып таблады. Атомдық физика үшін 10-
10 м және элементар процестердегі энергияның мәні бәрнеше электрон-
вольт (ядролық физика үшін бұл шама 10-15м және бірнеше мега электрон-
вольт). Заттың құрылымы және атом деңгейлерінде орындалатын элементар
процестер электромагниттік өзара әсерлесумен орындалады. Атомдық
физиканың теориялық негіздері болып кванттық механика есептеледі.
• Атом – заттың микроскопиялық өлшемдегі бөлігі. Әрбір химиялық
элементке сәйкес келетін атом қатары химиялық символмен белгіленеді.
Атом еркін (газ) және байланысқан күйде бола алады. Молекула
құрамындағы немесе бір-бірімен тікелей байланысқан атомдар қатты дене
және сұйықты құрайды.
• Атом ядросы – атомның нуклондардан (нейтрон және протон) құралатын
ортанғы бөлігі. Ядро радиусы нуклондар саны артуымен
пропорционал артады, мұндағы А –массалық сан.

Ядрода атомның 99.97% массасы шоғырланған. Ядроның тығыздығы өте үлкен
. Ядродағы протондар санын Z- элементтің атомдық номері және оның
элементтерінің периодтық жүйесіндегі орнын анықтайды. Нуклондар атом
ядросында ерекше күш-ядролық күштермен байланысқан, оның әсер ету радиусы
өте кіші. Ядроның негізгі сипаттамасы: М-масса, А-массалық сан
(ядродағы нуклон саны). Ядродағы протон саны 1-ден 108-ге және А-массалық
саны 1-ден 260-қа дейін болған атом ядролары анықталған.
Ядроны сипаттайтын негізгі шамалар; спин, квадрупольді электр моменті
және магнит моменті, есептеледі. Электр заряды және массасын бірге аталған
шамалар ядроның ішкі құрылымын оның сыртқы электр және магнит өрістерімен
эсерлесуін анықтайды. Ядро квадрупольді моменті ондағы электр зарядтардың
таралуы сфералық – симметриядан ауытқығандығын сипаттайды. Негізгі күйде
орнықты және орнықты емес болатын ядролар бар. Орнықты емес ядролар
спонтанды өздігінен ыдырау кезінде элементар бөлшектер (электрон, позитрон,
нуклон) - бөлшек немесе жеңіл басқа ядроларға түрленеді. Атом ядроның
бұл қасиеті радиоактивтілік, орнықты емесе ядроларды радиоактивті ядролар
деп аталады. Ядролардың электрон және позитрон шығарып ыдырауын -
ыдырау деп атайды. Ядроландың спонтанды, екі, үш немесе төрт бөлікке
бөлініп ыдырауы мүмкін. Мұндай ыдырауды ядроның бөлінуі деп атайды.
Ядроның спонтанды ыдырауынан басқа олардың әр түрлі үшып кететін бөлшектер
- квант, электрон, нуклон, жеңіл ядролар, - мезондармен т.б
соқтығысу нәтижесінде бөлінуі мүмкін. Осындай бөлінулерде екі әр түрлі ядро
және бір немесе бірнеше нейтрон пайда болады. осы нейтрондарды бөлінбеген
ядролар қармап алып олар бөлінеді. Егер әр бір акты нәтижесінде шығатын
нейтрондар орташа саны аз ғана артық болса, тізбектей реакция жүреді.
Ядролардың бөлінуіне кері процесс, яғни олардың қосылу немесе жеңіл
ядролардан өте ауыр ядролар синтезделеді. Осыған мысал ретінде екі үлкен
жылдамдықпен соқтығысатын дейтерий ядроларынан гелий ядросының пайда болуын
көреміз. Үлкен жылдамдық дейтерий ядролары арасындағы электростатикалық
эсерлесуді жеңу үшін қажет. Гелий ядросы пайда болғанда үлкен энергия
бөлініп шығады. Бұл энергия дейтерийге жылдамдық деру үшін жұмсалған
энергиядар әлде қайда үлкен. Осындай процесті термоядролық реакциялар деп
атайды.
• Атом нөмірі – элементтердің периодты жүйесіндегі элемент нөмірі. Атом
нөмірі, атом ядросындағы протондар санына тең болып, атомның химиялық
және көп жағдайда физикалық қасиеттерін анықтайды.
• Адрондар – күшті (ядролық) әсерлесуге қатысатын элементар болшектер
тобы. Адрондар тобына барлық барион және мезондар, сонымен қатар
резонанстар жатады.
• Альфа - бөлшек (-бөлшек) – бөлшектің - 2 протоны
және 2 нейтроны бар гелий (He) ядросы. Оның массасы -ға,
спині мен магниттік моменті 0-ге тең. Байланыс энергиясы –
28,11 МэВ (1 нуклонға 7,03 МэВ). Бұл термин физикаға алғаш рет
1896ж табиғи радиоактивті ашқан француз ғалымы А.А.Беккерельдің
зерттеулері нәтижесінде енгізілді. Кейін (1909) ағылшын ғалымы
Э.Резерфорд альфа-бөлшектің электрондарынан айырылған гелий
атомы екендігін тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Ядролық физикадағы
іргелі жаңалықтар альфа-бөлшекті зерттеудің нәтижесі алынды.
Мыс, альфа-бөлшекпен шашырауын зерттеу атом ядросының, жеңіл
элементтерді альфа-бөлшекпен сәулелендіру ядролық реакцияның,
сондай-ақ жасанды радиоактивтілік құбылыстың, т.б. ашылуына
себепші болады.
• Альфа-сәулелену – иондаушы сәулеленудің түрі, радиоактивті
ыдырау және ядролық реакциялар кезінде шығарылатын оң
зарядталған бөлшектердің (альфа-бөлшектердің) ағыны. Альфа-
сәулеленудің еніп кетуші қабілеті жоғары емес (қағаз парағы оны
тоқтата алады).
• Альфа-ыдырау – атом ядросының өздігінен радиоактивті ыдырауы
кезінде бөлшектерді шығаруы. Альфа-ыдырау кезінде аналық
ядроның массалық саны (А) 4 бірлікке, ал заряды (Z) яғни
протондар саны 2 бірлікке кемиді.

мұндағы, Х – аналық ядро,
У –туынды ядро деп аталады.
Мысалы:
Альфа-ыдырау теориясы бөлшектің потенциалдық тосқауыл арқылы өтетіндігін
(Туннельдік эффект) сипатайтын кванттық механика тұжырымына негізделген.
Бұл теорияны американ физигі Г.Гамов (1904-1968) дамытқан. Альфа-ыдырау
кезінде туынды ядро көптеген энергетикалық деңгейі бар қозған күйде болуы
мүмкін.
• Атом радиусы – молекулалар мен кристалдардағы атомаралық
(ядроаралық) қашықтықты жуықтап анықтау үшін қолданылатын
сипаттама. Атомдардың белгілі бір анық шекарасы болмайды. Оның
үстіне кванттық механиканың негізгі қағидалары бойынша ядродан
белгілі бір қашықтықтағы электронды табу ықтималдығы осы
қашықтықтың артуына сай күрт азаяды. Атом радиусы ұғымын
енгізгенде атомның электрондық тығыздығының 90-98%-і осы
радиустың айналасына шоғырланған деп есептелінеді. Атом
радиусының мәні үшін (яғни 1Е немесе 0,1 нм) алынады.
Атом радиусы атомаралық өзара әсерлесу күштерінің түрлеріне
қарай: металдық атом радиусы, коваленттік атом радиусы және
вандер-вальстік атом радиусы болып ажыратылады.
• Атомдық масса, атомдық салмақ – химиялық элемент атомы
массасының салыстырмалы бірлікпен көрсетілген орташа мәні. Ол
осы элемент атом массасының көміртек атом массасының
бөлігінен неше есе артық екенін көрсетеді. Ол
белгісімен таңбаланады индексі ағылшынша relative –
салыстырмалы). Атом массасының көміртектік шкаласын 1961 ж
Монреалда химиктердің халықаралық одағы қабылданған. Оған дейін
атомдық өлшем бірлігі болып оттегі атомы массасының бөлігі
үшін алынып келді, бірақ оның үш изотопы болғандықтан қолайсыз
деп табылды.
• Ангстрем - ұзындықтың ескірген жүйеден тыс өлшем
бірлігі. Швед физигі А.Й.Ангстремнің (1814-1874) құрметіне
аталған. Ангстрем негізінен, оптикада, атом физикасы мен
молекулалық физикада қолданады. .
• Антибөлшек – массалары және басқада физикалық сипаттамалары
бірдей бірақ, олардан кейбір әсерлесу сипаттамалары бойынша
(мысалы, электр заряды, магнит моменті) өзгеше болған элементар
бөлшектердің жиынтығы – яғни егіз бөлшектер. Бөлшек және
антибөлшек белгілі өлшеуде шартты: мысалы, позитронды
бөлшек десек, электронды анитбөлшек деп айтуға да болады.
Бірақ, бақыланатын кеңістік бөлігінде атомдық заттың
электрондары теріс таңбалы, ал протондары оң таңбалы зарядқа
ие. Сондықтан электрон және протон (кейінрек нейтрон) бөлшек
деп аталған.
• Антибариондар – бариондармен салыстырғанда антибөлшектер болатын
элементар бөлшектер.
• Антизат – заттың атом ядролары протон және нейтроннан құралады,
электрондар атомның қабықшасын құрайды. Антизатта ядро антипротон және
антинейтроннан, қабықшадағы электрондардың орнына позитрондар
орналасады.
• Анион (грек. anion –жоғары қозғалғыш) – бір немесе бірнеше атомнан
тұратын теріс зарядты бөлшектер (иондар). Аниондар катализатор рөлін
атқарады, электр өрісінде электр тогын оң электордқа (анодқа) қарай
тасымалдайды. Аниондар (катиондармен бірге) геохимияда, технологияда
және тірі ағзаларда болатын процестерде үлкен рөл атқарады.
• Антинейтрино () – бейтарап нейтриноға салыстырмалы нөлдік массаға
және жартылай спинге ие болған антибөлшек.
• Антинейтрон () – нейтронға салыстырғанда антибөлшек. Антинейтрон
мен нейтронның бариондық заряды және магнит моменті өлшем бойынша бір-
біріне тең, бірақ таңбасы бойынша қарама-қарсы. Оның – массасы
нейтронның массасына тең, спині 12-ге тең электрлік бейтарап бөлшек.
Антинейтронды алғаш рет 1956ж Б.Корк, Г.Ламбертсон, О.Пиччони және
У.Венцель (АҚШ) тәжірибе жүзінде антинейтрон шоғын зат ішінде шашырату
нәтижесін алды. Антинейтрон нысана ядромен соқтығысқанда ядро
құрамындағы протонның бір-біріне өзінің теріс зарядын береді (немесе
оның оң зарядын алады). Осы процесс кезінде нейтрон-антинейтрон жұбы
түзіледі. Антинейтрон басқа ядроның нейтронымен не протонымен
аннигиляцияланады (аннигиляциялану кезінде іздері бір нүктеден шығатын
бір не бірнеше зарядталған бөлшектер пайда болады). Антинейтронның
пайда болуы оның аннигиляциялануы арқылы білінеді.
• Антипротон – протонға салыстырғанда антибөлшек. Антипротон мен
протонның массасы және спині бір-біріне тең, электр заряды, бариондық
заряды және магнит моментінің өлшемі бірдей, таңбалары қарама-қарсы.
Теорияда антипротон алдынрақ айтылған болып, эксперимен жүзінде алғаш
1955 ж американдық физиктер О.Чемберлен, Э.Сегре, К.Виганд және
Т.Ипсилантис тәжірибе жүзінде протондық үдеткіште (ең жоғары энергия
6,3 ГэВ) алды. Антипротон зат ядросындағы протонмен, нейтронмен
соқтығысқанда аннигиляцияланады. Антипротон аннигиляциялануы
нәтижесінде орта шамамен 4-5 -мезон пайда болады.
• Адрондар деп – элементар бөлшектің жалпы аталуы (бариондар
және мезондар). Күшті әрекеттесуге қатысады. Соның
арқасында атом ядросының орнықтылығы сақталады. Адрондар
спиндеріне байланысты екіге бөлінеді: бариондар - жартылай
спинді, мезондар - бүтін спинді бөлшектер.
• Аралық ядро – құрама ядро немесе компаунд ядро деп аталады.
1936ж Н.Бор баяу бөлшектер мен жүретін ядролық реакциялар екі
сатылы болып келуі керек деп қорытынды жасады. Бірінші сатыда
А ядроға жақын келген a бөлшегі қармалып, С аралық ядро пайда
болады, ал екінші сатыда аралық ядро реакция өнімдеріне, яғны
В ядромен b бөлшекке ыдырайды.

• Аз байытылған уран – құрамында массасы 20 %-дан кем уран-235
изотопы бар уран.
• Атом электр стансасы (АЭС) – ядролық реактордан бөлінетін
жылулық энергияны өзгерту жолымен электр энергиясын алуға
арналған техникалық ғимараттар кешені.
• Актиноидтар – актинийліктер – элементтің периодтық жүйесінің VII
қатарында, актинийден кейін орналасқан, реттік нөмірлері 90-нан 103-ке
дейінгі 14 элемент. Оған: торий (Th), протактиний (Pa), уран (U),
нептуний (Np), плутоний (Pu), америций (Am), кюрий (Cm), берклий (Bk,
калифорний (Cf), эйнштейний (Es),ферми (Fm), менделевий (Md), нобелий
(No) және лоуренций (Lr) жатады. Актиноидтардың электрондық құрылысы
мен химиялық қасиеттері ұқсас келеді. Оның барлық изотоптары
радиоактивті. Th, Pa, U - ғана табиғи түрінде алынған, қалғандары
қолдан жасалған.
• Әрекеттесу – бірлігі -тарда өлшенетін және энергияның уақытқа
немесе қозғалыс мөлшерінің орын ауыстыру ара қашықтығына
көбейтіндісіне ие болған өлшеммен сипатталатын физикалық шама.
• Әлсіз әсерлесу – элементар бөлшектер арасындағы белгілі төрт іргелі
әсерлесудің бірі. Әлсіз әсерлесу электромагниттік әсерлесуден бір шама
әлсіз және гравитациялық әсерлесуден әлде қайда күшті. Әлсіз
әсерлесудің әсерлесу радиусы осы күйге дейінгі белгісіз болып келген.
Ол өте аз шама. Оның күтілетін өлшемі см. (Күшті әсерлесу
радиусына 3 шамаға кіші).
• Бөлшек (ядро физикасында) – кез келген элементар бөлшек, соның
ішіндегі фотон. Өте кең мағынада - кез келген ядро немесе иондар және
т.б.
• Бариондар – (грек.barys - ауыр) –массасы протон массасына жуық және
жартылай спинге ие болған ауыр элементар бөлшектердің тобы.
Бариондарға протон, нейтрон, гиперон және т.б. бөлшектер мысал болады.
Бариондарға жататын ең жеңіл деген протонның өзі электроннан 1836 есе
ауыр. Сондықтан оларды бариондар деп атаймыз. Бариондардың ішіндегі
ең орнықтысы – p (“өмір сүру” уақыты ~). Одан басқа бариондар
орнықсыз әр түрлі, олар бірте-бірте ыдырау нәтижесінде протонға, т.б.
жеңіл бөлшектерге айналады. - еркін күйде орнықсыз, ал атом
ядросы ішінде байланысқан күйде орнықты бөлшек. Бариондар қазіргі
барлық белгілі іргелі өзара әсерлесуге (күшті, электромагниттік, әлсіз
және гравитациялық өзара әсерлесулер) қатысады. Кез келген процесс
кезінде бариондар санының сақталу заңы орындалады (яғни бариондар мен
антибариондар санының айырмасы өзгеріссіз қалады).
• Бөліну (бөлу) энергиясы деп – атом ядросындағы бір нуклонды (протон
немесе нейтрон) ядродан бөліп алуға қажет энергия.
• Бариондық заряд (бариондық сан) В – элементар бөлшектердің ішкі
сипаттамаларының бірі болып, бариондар үшін ол нөлден өзгеше және
басқа барлық бөлшектер үшін нөлге тең. Бариондардың бариондық заряды 1-
ге, антибариондардікі -1-ге тең. Бөлшектер жүйесінің бариондық заряды
жүйедегі бариондар және антибариондар сандарының айырымына тең.
• Бозон (Бозе бөлшек) – спиндері бүтін санды немесе нөлдік болған
бөлшек (квазибөлшек). Бозондар Бозе-Эйнштейн таралуына бағынады.
Бозондарға фотондар (S=1), гравитондар (S=2), мезондық және бозондық
резонанстар, жұп санды фермиондардың құрама бөлшектері (жартылай бүтін
спинге ие болған бөлшектер), жұп санды протондар және
нейтрондаржиынтығындағы (дейтрон, ядросы және т.б.), газ
молекулалары, тағы басқа қатты денедегі фонондар және сұйық күйдегі-
.
• Барн (ағылш. barn) – ядролық процестің тиімді көлденең қима ауданын
сипаттау үшін қолданылатын бірліктер жүйесінен тыс өлшем бірлігі.

• Баяулатқыш – жылу энергиясына дейін (кемі 1 эВ) ядролар бөлінгенде
түзілетін жоғары энергиядағы (0,5-10 МэВ) нейтрондарды баяулатуға
қызмет ететін кіші атом массалы зат. Ең көп тараған нейтрон
баяулатқыштар – жылу нейтрондарын әлсіз сіңіретін графит, кәдімгі су,
ауырсу және бериллий.
• Бетатрон – циклді электронды үдеткіш. Мұнда электронды үдете қозғалту
айнымалы магнит өрісінің әсерінен индукцияланған құйынды электр өрісі
арқылы жүзеге асырылады.
• Бета-бөлшек – бета-бөлшектер радиоактивті изотоптар ыдырағанда
шығарылатын электрондар (теріс зарядталған) немесе позитрондар (оң
зарядталған) ағыны.
• Бета – ыдырау (-ыдырау) – атом ядросының ішінде нейтронның
протонға және протонның нейтрона өздігінен айналу процесі. Ыдырау
рроцесі кезінде ядродан не және электрондық антинейтрино
не нейтрино бөлініп шығады. Бета-ыдыраудың үш түрі бар:
1. Электрондық бета-ыдырау немесе - ыдырауы:
бұл кезде түзілген ядролардың Z саны алғашқы ядроның Z санынан
бірuе артық болады. Ең қарапайым -ыдырау еркін нейтрондардың ыдырауы
болып есептеледі.
Мысалы:
2. Позитрондық бета-ыдырау немесе - ыдырауы:
бұл кезде түзілген ядролардың саны Z саны алғашқы ядролардың Z
санынан бірге кем болады. -ыдыраудың теориясын 1934 ж италияндық физик
Э. Ферми жасады. -ыдырау процесі әлсіз өзара әсерлесудің нәтижесі
болады.
Мысалы:
3. Электронды қармау (К-қармау) :
атом ядросы электронды қармаған кезде (электрондық нейтрино)
ұшып шығады. Электрондық қармау кезінде сондай-ақ -позитрондық
ыдырауда ядродағы протондардың бірі нейтронға түрленеді және протондар саны
Z, 1-ге кемиді.
Мысалы:
• Бөлшектер жұбының аннигиляциясы –(көне лат. annihilation – жойылу,
құру) - бөлшек пен антибөлшектің әсерлесуі кезінде элементар бөлшектің
басқа түрге айналу процесінің бір түрі. Электрон мен оның антибөлшегі
– позитрон соқтығысқанда электромагниттік сәулеге (фотонға немесе
-квантқа) айналады. Позитрон () – электрон () жұбының
аннигиляция процесінде нөлдік жиынтықты спинді (J=0) соқтығысатын
бөлшектерден жұп санды -квант шығады (тәжірибелік 2), ал (J=1)
болғанда – тақ (тәжірибелік 3).

Кез - келген бөлшек және оның антибөлшегінің соқтығысуы олардың
аннигиляциясына алып келеді. Аннигиляция процесіне кері процесті жұптардың
туындауы – электромагниттік немесе басқа өрістердің бір уақытта өзара
әсерлесуінде бөлшек және антибөлшек туындайды. Жұптар аннигиляциясын,
антибөлшектің бар екендігін, жұптың пайда болу мүмкіндігін ағылшын физигі
П. Дирак теория жүзінде 1931ж болжап айтқан.1933ж француз физиктері И. Ф.
Жолио-Кюрийлер магнит өрісіне орналастырылған Вильсон камерасының көмегімен
электрон – позитрон жұбын бақылаған.
• Виртуал бөлшектер, кванттық теорияда – аралық күйде қысқа уақытта ғана
өмір сүретін бөлшектер; басқаша айтқанда, өзіне сәйкес нақты (реал)
бөлшектер тәрізді кванттық сандары бар (спині, электр заряды,
бариондық заряды, т.б.), барлық өте аз уақыт ғана өмір сүретін,
кинетикалық энергиясы (), импульсі (р) және массасы (m)
арасындағы белгілі қатысы орындалмайтын әрі тікелей
бақыланбайтын бөлшектер. Виртуал бөлшектер және виртуал процестер
түсінігі қазіргі өрістің кванттық теориясында өзекті, шешуші орын
алады.
• Гравитациялық әсерлесу – элементар бөлшектердің іргелі әсерлесулер
ішіндегі ең әлсіз түрі. Гравитациялық өзара әсерлесу алыстан әсерлесу
сипатына ие. Егер ара қашықтығы болған екі протон арасындағы
гравитациялық әсерлесу күшін есептегенде оның мәні сондай ара
қашықтықтар болған екі протондардың өзара кулондық әсерлесу күшінен
есе кіші екендігін анықтауға болады.
• Гравитон – гравитациялық өрістің кванты (тартылу өрісі) болып, оның
массасы мен электр заряды нөлге тең жынемпині 2-ге тең (-
бірлігінде). Эксперимент жүзінде әлі табылмаған.
• Гиперондар – массасы нуклонның (р мен n-ның) массасынан артық және
ядролық уақыт масштабымен салыстырғанда ұзағырақ өмір сүретін тұрақсыз
элементар бөлшектер. Олар адрондарға жатады және бариондар болып
есептеледі. Бірақ гиперондардың спині 12-ге тең (тек - ның спині
32-ге тең), яғни олар фермиондарға жатады. Алғашқы гиперондарды
() ғарыш сәулелер құрамынан ағылшын физиктері Г.О.Рочестер мен
Г.Батлер ашты (1947). Дегенмен гиперондардың нақты болатындығы 1951ж
дәлелденді. Гиперондардың американ физигі М.Гелл-Манн және жапон
физигі К.Нишиджима ендірген “қыңырлық’’ (S) деп аталатын ерекше
кванттық саны болады. Гиперондар К-мезондар және резонанстармен бірге
ғажап бөлшектер тобын құрайды. Гиперондар күшті өзара әсер кезінде
пайда болып, әлсіз өзара әсер есебінен ыдырайды (орташа өмір сүру
уақыты с; тек - гиперондардың орташа өмір сүру уақыты ~
с). Әлсіз өзара әсерлесуден болатын ыдыраулар кезінде
гиперондардың ғажаптылығы бір бірлікке өзгереді, ал күшті өзара әсер
мен электр магниттік өзара әсерден болатын ыдыраулар кезінде
гиперондардың қыңырлығы өзгермейді. Күшті өзара әсер кезінде
гиперондардың, басқа адрондар сияқты, смметриясы сақталады. Гиперондар
басқа бариондарға өте ұқсас болып келеді де, унитарлық мультиплеттерге
бірігеді. Гиперондардың қасиеттерін элементар бөлшектердің кварктық
моделімен түсіндіруге болады. Шапшаң бөлшектердің ядролармен әсерлесуі
кезінде гиперядро пайда болуы мүмкін. Бұл жағдай ядролардың бір
нуклоны – гиперонмен алмастырылады.
• Гиперядро – нуклоннан (р мен n-нан) және бір немесе бірнеше
гиперондардан (, т.б.) тұратын ядроларға ұқсас жүйе. Алғашқы
-гиперядросын тәжірибе жүзінде поляк ғалымдары М.Даныш пен
Е.Пневский ашқан (1958).
• Гетерогенді реактор (грек. hesterogenes - әртекті – активті зонадағы
ядролық отыны (U, Pu), нейтрондар баяулатқышы және жылу тасығыш
элементтері дискретті қабаттар түрінде орналасқан ядролық реактор.
Гетерогенді реакторларда жылу тасығыш ретінде қысымы жоғары су, He,
сұық металдар, т.б. пайдаланылады. Осы кезге дейінгі жасалған
реактордың басым көпшілігі - гетерогенді реактор. Өйткені, гетерогенді
реакторларда жылу бөліп шығаратын элементтің пішінін, ядролық отынның
түрін, құрылымдық және технологиялық сипаттамаларын реактордың қызмет
ету бағытына қарай тиімді түрде таңдап алуға болады. Гетерогенді
реактор ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізу мақсатында, сондай-ақ
электр тогын және байытылған U алу үшін қолданылады.
• Глюон (ағылш. glue - желім) – түсті, зарядты әрекеттесуді
қанағаттандырушы. Спині 1-ге тең, тыныштық массасы 0-ге тең.
Глюондардың әсерлесуі адрон ішіндегі кварктарды ұстап тұруға
қабілетті. Кварктар арасында күшті түсті әсерлесуді алып жүреді.
Глюондар кварк және антикварк жұбын тудыра алады, сондықтан глюон
спецификалық қасиетіне негізделген. Глюонның 8 түрі бар. Глюондардың 3
түсі бізге белгілі және ол 3 анти түстен тұрады. Ол түстер қызыл
(красный), жасыл (зеленный), көк (синий). Осы түстерді қолдана отырып,
сәйкестік кестесін құрамыз.


K K[picK[picK[pic
] ] ]
3 3[pic3[pic3[pic
] ] ]
C C[picC[picC[pic
] ] ]

• Гамма сәуле, гамма сәулелену – сәуле – қысқа толқынды
электр магниттік сәуле. -сәуленің толқын ұзындығы қысқа (см)
сондықтан -сәуледе корпускалық қасиет ерекше байқалады. Басқаша
айтқанда, -сәуле энергиясы -ге (-сәулелену жиілігі)
және -ге тең - кванттар ағыны болып есептеледі. -
кванттар радиоактивтілік ыдырау кезінде (түзілетін ядро қозған күйде
тұрған жағдайда) пайда болады. Ядроның жоғары энергетикалық деңгейін
төменгі энергетикалық деңгейге ауысуы кезінде - кванттар
шығарылады. Оның энергиясы ауысу болатын деңгейдің энергиясының
айырмасына тең. Зарядты бөлшектер үдеткіштерде ең үлкен энергия
бірнеше ондаған ГэВ-ке тең тежелу - сәулелері алынады. -
сәулелерінің затпен өзара әсерлесуі, әдетте, жұтылудың сызықтық
коэффициентімен () сипатталады. Ол мына формула арқылы
байланысқан: мұндағы, және I - затқа түскен және одан
шыққан - сәуле шоғының қарқындылығы, Х – жұтқыштың қалыңдығы, e –
тұрақты.
• Гомогендік реактор (грек. homogenes - біртекті) – ядролық отыны мен
баяулатқышы нейтрондар үшін біртекті (ядролық – физикалық қасиеттері
боынша) орта болатын ядролық реактор. Қазіргі кезде мұндай реакторлар
негізінен физикалық зерттеулер жүргізу мақсатында қолданылады.
Технологиялық және құрылымдық қиыншылықтарына байланысты гомогендік
реакторлар көп таралмаған.
• Ғарыштық сәулелер – жоғары энергиялы бөлшектер ағыны, онда протон және
альфа-бөлшектер басым көпшілігі аспан кеңістігінен изотропты жер
атмосферасына түседі (бірінші реттік сәулелену). Олар атмосферадағы
атом ядроларымен екінші реттік жоғары энергиялы бөлшектермен
әсерлескенде туындайды (атап айтқанда электрон және позитрон, мюон,
-мезон, протон және нейтрон, -квант, нейтрино).
• Дейтрон () – сутегінің ауыр изотопы-дейтерийдің (құрамында бір p-
ны және бір n-ны бар) ядролық массасы 2,0141 м.а.б-не дейтронның
байланыс энергиясы 2,23 МэВ-ке, спині 1-ге, магниттік моменті
0,857348 ядролық магнетонға, квадроупольдік электрлік моменті
-қа тең. Оны зерттеу арқылы табиғаты туралы құнды мәліметтер
алынды. Дейтрон ядролық реакциядағы шапшаң нейтронды алуға жұмсалады.
Дейтрондағы нуклондардың спиндері параллель бағытталған. Дейтрон
тәжірибелік ядро физикасында атқылайтын бөлшек әрі нысана ретінде
қолданылады.
• Дезактивация - радиоактивті ластануды жою немесе төмендету.
• Детектор (лат.detector – ашқыш, detego – ашамын, анықтаймын,
байқаймын) – 1. Радиоактивті (мыс., гамма сәулелері, рентген
сәулелері, т.б.) не жылулық сәулелерді, сондай-ақ, әр түрлі
бөлшектерді (мыс., бөлшектер, нейтрондар, протонда, т.б.)
тіркеуге арналған физикалық құрал; 2. Электр тербелістерін
түрлендіруге (детекторлауға) арналған радиоқабылдағыш өлшеу
құралындағы құрылғы.
• Дозиметр – иондағыш сәуленің дозасы мен қуатын өлшеу үшін қолданылатын
құрылғы. Олардың бір ғана сәулесінің (нейтрондық дозиметр, гамма-
дозиметр) не аралас сәуленің дозасын өлшейтін түрлері бар. Рентген
сәулесінің және гамма-сәуленің дозасын өлшеу үшін рентгенометр
(шкаласы рентгенге бөлінген), ал эквиваленттік дозаны өлшеу үшін
бэрметр (шкаласы бэрге бөлінген) қолданылады. Дозиметр негізінен екі
бөліктен тұрады – детектор және өлшеуіш (есеп жүргізетін) құрылғы.
Детектордың көпшілігі иондау дозиметрі (мыс, Гейгер-Мюллер
есептегіші), радиолюминесценттік дозиметрі, шала өткізгіштігі
дозиметрі, фотографиялық дозиметрі, химиялық дозиметр және
колориметриялық дозиметрия болып ажыратылса, құрлымы мен пайдалану
жағдайына қарай олар орнықты дозиметр, тасымалданатын дозиметр және
қалта дозиметрі болып ажыратылады.
• Жұптың туындауы (электрондар) –1,02 МэВ энергияға ие фотон атом
ядросымен немесе басқа бөлшектермен әсерлескенде бір уақыттың өзінде
оң және теріс электрондардың пайда болуы.
• Зарядты бөлшек үдеткіштері – электр өрісінде үдету арқылы энергиясы
жоғары зарядталған бөлшектерді ( электрондарды, протондарды, атом
ядроларын, иондарды т.б) алуға арналған құрылғы. Зарядты бөлшек
үдеткіштерінде зарядталған бөлшектер вакуумдық камера ішінде электр
өрісінің көмегімен үдетіледі. Зарядты бөлшек үдеткіштерін әр түрлі
белгі бойынша жіктеуге болады. Үдеткіштер үдетілген бөлшектердің
типіне сәйкес электрондық үдеткіштер, протондық үдеткіштер және
иондық үдеткіштер болып, ал траекториясының сипатына қарай
сызықты үдеткіштер және циклді үдеткіштер болып ажыратылады. Үдетуші
өрістің сипатына қарай резонансты және резонанық емес үдеткіштер
болып бөлінеді.
• Зерттеу реакторлары – активті аймағы нейтрон мен j-сәуленің көзі
болатын ядролық реактор. Ол ғылым мен техниканың әр түрлі
саласында ( ядро және нейтрон физикасы, қатты дене физикасы, ядро
және радиациялық химия, материалтану, биология, медицина т.б)
зерттеулер жүргізуге арналған. Зерттеу реакторларында ыдырайтын
материал орналасқан активті аймақ, ал жылулық нейтронды
реакторларда мұның үстіне нейтронды баяулатқыш болады. Зерттеу
реакторы активті аймағындағы нейтронның спектрі бойынша шапшаң
нейтронды зерттеу реакторы және жылулық нейтронды зерттеу реакторы
болып бөлінеді. Зерттеу реакторының активті аймағы нейтронның
ағынының ауқымы . Нейтрондар ағынын, қысқа уақытқа,
белгілі бір жоғары мәнге дейін көбейту үшін импульстік зерттеу
реакторы қолданылады. Зерттеу реакторы ядролық реактор, іргелі және
қолданбалы зерттеулер жүргізуде қолданылады.
• Изобара – массалық сандары A бірдей ядроларға айтылады.
• Изотон – нейтрондар саны N бірдей ядроларға айтылады.
• Изомер – жартылай ыдырау периодында айырмашылығы бар Z және A бірдей
болатын радиоактивті ядроларда болады. Оларды изомерлер деп атайды.
• Изотоп - элементтің атом формасы, белгілі бір нейтрондар санына ие.
Элементтің түрлі изотоптарындағы протондар саны бірдей, бірақ
нейтрондар саны әрқалай, демек атомдық салмағы да әр түрлі, мысалы, U-
235, U-238. Кей изотоптар тұрақсыз болып, тез ыдырайды да, басқа
элементтердің изотоптарын құрайды.
• Изотоптық инварианттылық (лат invarians, invariantis - өзгермейтін) -
симметрияның элементар бөлшектердің күшті өзара әсеріне тән ерекше
түрі. Табиғаттағы күшті өзара әсерлесетін элементар бөлшектерді
(адрондарды) “ұқсас” бөлшектер топтарына жіктеуге болады. Олардың
әрбір тобының құрамына массасы бір-бірімен шамалас және электр
зарядынан басқа ішкі сипаттамалары (спині, ішкі жұптылығы,
бариондық заряды, қыңырлығы не оғаштығы, таңырқарлығы, сұлулығы)
бірдей болатын бөлшектер енеді. Мұндай топтар изотоптық мультиплеттер
деп аталады. Күшті өзара әсер, бір изотоптық мультиплетке енетін
барлық бөлшектер үшін бірдей болады, яғни ол электр зарядына тәуелді
болмайды. Күшті өзара әсер симметриясының осы қасиетін изотоптық
инварианттылық деп атайды. Бір изотоптық мультиплетке бірігетін
бөлшектердің қарапайым мысалына р мен n жатады.
• Изотоптық мультиплет – массасы бір-біріне жақын және изотоптық
спинімен, зарядымен ерекшеленетін, күшті әрекеттесуге бірдей қатысатын
элементар бөлшек.
• Импульстік реактор – нейтрондар ағынының қысқа мерзімді импульсін
ұзақтығы бірнеше ондаған мкс-тен бірнеше с-қа дейін қоздыратын ядролық
реактор. Импульстік реакторда нейтронның көбею коэффициенті шапшаң
артады. Мысалы импульстік реактордағы нейтронның көбею коэффициенті
реактордың активті аймағына қосымша ядролық отынды енгізе отырып,
шапшаң арттыруға болады. Өзін-өзі сөндіретін импульстік реакторда
импульсті сөндіру процесі, импульстің қозуы кезінде активті аймақтың
қызуы салдарынан болатын нейтронның көбею коэффициентін азайту
есебінен жүреді. Реактор суығаннан кейін импульсті қоздыру процесін
қайта жүргізуге болады. Өзін-өзі сөндіретін импульстік реактор
негізіне, қарқынды сәуле (импульстің қозуы кезіндегі нейтрондар саны
- ) әсерінен болатын материалдар мен приборлардағы
өзгерістерді зерттеу үшін пайдаланылады.

• Индукциялық үдеткіш - үдетуші электр өрісі магнит өрісінің уақыт
бойынша өзгеруі (индукцияның ЭҚК) есебінен болатын үдеткіш.
Электрондардың циклді индукциялық үдеткіші бетатрон деп аталады.
• Ион - зарядталған бөлшек, электрондардың атоммен, молекулалармен т.б.
қосылғанында немесе жоғалтқанында пайда болады. Иондар тиісінше оң
(электрондарды жоғалтқанда) және теріс (электрондар қосылғанда) болуы
мүмкін.

• Иондаушы сәулелену - ол ортадағы атом және молекулардың иондануына,
химиялық байланыстардың ажырауына әкеп соқтырады. Иондаушыларға гамма-
сәулелену, рентгенді сәулелену, электрондар мен позитрондар шоғы,
протондар, нейтрондар, альфа-бөлшектер жатады.
• Кванттық ауысу – Кванттық жүйенің (атом, молекулалар, атом ядросы,
кристалл) бір күйден екінші күйге секірмелі ауысуы. Энергия мәндері
әртүрлі болған күйлер арасындағы кванттық ауысулар ерекше саналады.
Кванттық жүйенің бір энергетикалық деңгейден екінші деңгейге ауысуында
энергия шығарады немесе энергия жұтады. Жоғарғы энергетикалық
деңгейден төменгі энергетикалық деңгейге өткенде энергия шығарады,
төменгі энергетикалық деңгейден жоғарғы энергетикалық деңгейге өткенде
энергия жұтады.

Суреттегі горизонталь сызық – энергия деңгейлерін, вертикал сызықтар бір
деңгейден екінші деңгейге өткендегі кванттық ауысуларды білдіреді. Егер
энергия электромагнитті сәуле түрінде берілетін болса, . Мұндағы
- екі деңгей энергиясының айырымы, - квант энергиясы (-
сәулелену жиілігі, - Планк тұрақтысы). Кванттық жүйе деңгейлері: -
негізгі деңгей (қалыпты), -қозыған деңгей. Стрелкамен энергия
шығаратын (төменге қарай) және энергия жұтатын (жоғарыға қарай) кванттық
ауысулар бейнеленген.
• Кванттық жүйенің негізгі күйі – (ядро, атом, молекула, қатты
дене) жүйенің ең кіші энергияға ие болған күйі, негізгі күй
орнықты болады.
• Кварктар – гипотетикалық материалды объекттер, қазіргі көз
қарастар бойынша белгілі адрондардан құрлған. Кварктар мен
глюондардың күшті өзара әсерінің кванттық өріс теориясы кванттық
хромодинамиканың кванттық электродинамикадан айырмашылығы онда
фермиондардың қосымша еркіндік дәрежесі түс деп аталатын үш
мәнге ие кванттық сандары болып мұндай фермиондарды кварктар деп
атайды. Әр типтің кваркы ((ароматы) – u, d, s, t, с, b) үш
түсті күйде бола алады; олар бір-бірімен калибрлік түрлендірулер
арқылы байланысады. Кванттық хромодинамикада электрлік зарядтың
аналогы - “түсті” заряд оларды глюондық өріс тудырады. Кварктар
мен глюондардың өзара әсерлесуі кезінде олардың арасында глюондар
алмастырылады.
• К-мезондар (каондар) – орнықты болмаған элементар бөлшектер тобы, оған
екі зарядталған () және екі бейтарап () спиндері нол және
массасы шамамен 970 есе электрон массасынан үлкен болған бөлшек. К –
мезондар күшті әсерлесуге қатысады, яғни адрондар болып есептеледі.
Олардың бариондық заряды жоқ және нөлге тең емес. S-қыңырлық деген
кванттық саны бар. және мезондарының қыңырлығы ,
және ( және - антибөлшектері) мезондарының
қыңырлығы . Гиперондармен қатар К-мезонлар қыңыр бөлшектер тобын
құрайды (). Қыңырлықтары әртүрлі болған және мезондар
әр түрлі күшті әсерлесуге қатысады.
• Күшті әсерлесу – элементар бөлшектер арасында төрт іргелі әсерлесудің
бірі. Қалған үш: әлсіз, электромагнитті және гравитациялық әсерлесулер
– күшті әсерлесумен салыстырғанда өте әлсіз әсерлесулер болып
есептеледі. Соңғы екеуінен басқа күшті әсерлесу қысқа әрекеттесу болып
оның әсерлесу радиусы 10-13 см (әлсіз әсерлесу радиусы см). Өте
үлкен энергиялы ядро немесе нуклондар соқтығысқанда, күшті әсерлесу
көптеген ядролық реакцияларды тудырады.
• Лептондар - спині -қа тең, ішкі құрылымы жоқ және тек әлсіз
әрекеттесуге түседі. Лептон сөзі грекше (leptos) – жеңіл, жұқа дегенді
білдіреді. Лептондардың массасы басқа барлық бөлшектердің массаларынан
кіші (фотондан басқа). Бізде 6 лептон белгілі және олар фермиондар
тобына жатады. Олар (), (), () және осы бөлшектердің
анти бөлшектері. Лептондардың лептондық заряды +1, ал лептон емес
бөлшектердің лептондық заряды 0-ге тен
• Магиялық ядролар – Протон немесе нейтрон сандары 2, 8, 20, 28, 50, 82,
126 болған атом ядролары, олардың ядролық қабықшалары нуклондармен
толған болады. Бұл сандарды магиялық сандар деп атайды. Магиялық
ядролар табиғатта басқа ядролармен салыстырғанда көп таралған және
олардың орнықтылығы өте жоғары.
Мысалы:

• Массалық сан (А) – ядро жалпы ортақ атпен нуклондар деп
аталатын протондар мен нейтрондардан тұрады, нуклондардың
ядродағы толық саны.
,
• Мезондар – Адродан топшасына енетін орнықты болмаған элементар
бөлшектер. Бариондардан өзгешелігі мезондар бариондық зарядқа ие емес
және нөлдік немесе бүтін санды спиндерге ие болып күшті әрекеттесуге
түсетін элементар бөлшек. Мезон аталу (грекше mesos – орташа, орта
аралықты) себебі, бірінші рет 1938ж ғарыштық сәулелер құрамында
ашылған - мезон және -мезон массалары протон және электрон
массалары арасындағы мәнге ие. - мезон 7 есе протоннан және 270
есе электрон массасынан ауыр. Кейінрек массалары протон массасынан
үлкен мезондар табылған. Мезондар бейтарап және оң немесе теріс
элементар электр зарядына ие.
Меншікті байланыс энергия - (нуклонға шаққандағы орташа байланыс
энергиясы) – ядроның байланыс энергиясын, ядродағы нуклондардың А санына
бөлінгендегі толық байланыс энергиясын айтады. үшін бұл шама

• Молекула – заттың ең кіші бөлігін құрайтын, өз бетінше өмір сүретін
сонымен бірге заттың химиялық және физикалық қасиеттерін тасымалдайтын
микро бөлшек. Молекула әртүрлі немесе бір типті атомдардан құралады.
Молекуладағы атомдар -ден (екі атомды молекулалар т.б.)
бастап жүз және мыңға дейін болады. Молекуласы болса, ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Ядролық физика
Ядролық физика туралы
Атом және атом ядросы
Стандарттау саласындағы негізгі түсініктемелер
Ядролық физика тақырыптарын факультатив сабақтарда қолдану
Мектеп физика курсының Атом және атом ядросы физикасы тарауы есептерін шығарудың әдістемелік жолдары
Атом құрылысы
Атом ядроларының байланыс энергиясы
Томсонның және Резерфордтың атом моделі
Атом ядросы
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь