Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Ядролық физиканың іргелі мəселелері
2.Ядролық сәулелер туралы түсінік
3.Альфа-бөлшек, тегі, сипаттамасы
4.Бетта-бөлшек, тегі, сипаттамасы
5.Гамма-сәулесі, тегі, сипаттамасы
6.Мезондар, тегі, сипаттамасы
7.Ядролық бөлшектерді тіркеу әдістері
8.Ионизациялық камера. Құрылысы, жұмыс істеу принципі
9.Ионизациялық камера. Сезімталдығы, ажырату қабілеттілігі
10.Беттік-бөгеттік кремний тіркегіші,жұмыс істеу принципі
11. Беттік-бөгеттік кремний тіркегіші, ажырату қабілеттілігі
12.Жұқа ұлпалық тіркегіштер
13.Гейгер-Мюллер тіркегіші, жұмыс істеу принципі
14.Сцинтилляциялық тіркегіштер, жұмыс істеу принципі
15.Электрондық көбейткіштер. Құрылысы,жұмыс істеу принципі
16. Пропорционалдық есептегіштер. Құрылысы, жұмыс істеу принципі.
17. Ядролық электроника. Сызба блогы.
18. Алдыңғы күшейткіштер. Жұмыс істеу принципі. Күшейту коэффициенті.
19. Негізгі күшейткіш. Кең алқапты күшейткіш. Жиілік сипаттамасы.
20. Амплитудалық дискриминаторлар.
21. Кернеу импульсін пішіндеу. Шмидт триггері.
22. Бір каналдық амплитудалық сараптағыш.
23. Көп каналдық амплитудалық сараптағыш.
24. Бөлшектерді электр заряды бойынша сараптау әдісі. Вильсон камерасы
25. Бөлшектерді энергиясы бойынша сараптау әдісі.
26. Бөлшектерді массасы бойынша сараптау әдісі.
27. Магниттік масс-спектрометр. Жұмыс істеу принципі.
28. Өту уақыты бойынша сараптағыш масс-спектрометрлер, жұмыс істеу принципі.
29. Рентген түтігі. Жұмыс істеу принципі.
30. Сипаттаушы және тежелу рентген сәулелері.
31.Атом ядросын зерттеу адистери
32.Атом ядросынын олшемин аныктау адистери.
33.Резерфорд тажирибеси.
34.Альфа-болшектердин ядродан серпимди шашырауы
35.Альфа-болшектердин ядродан кери шашырауы.Кулондык богет.
36.Альфа-болшектин энергиясы б-ша альфа-радиоактивти ядронын радиусын ан
37.Нейтрондардын ядродан шашырауын зерттеу аркылы ядронын радиусын ан-у.
38.Мюондык атомдардын рентген саулесин зерттеу аркылы ядронын рад ан-у.
39.Электрондардын ядродан шашырауын зерттеу аркылы ядронын радиусын ан-у.
40.Альфа-болшектин тегин ан-тын Резерфорд таж-си.
41.Ядронын ишки курылысын зерттеу адистери.
42.Полоний-бериллий нейтрон кози.Ядронын курамында нейтроннын бар екенин байкау адиси
43.Нуклоннын ишки курылысын зерттейтин адистер.
44.Журдек болшектин нуклон ишинде дифракциялануын пайд адиси
45.Удетилген электрондардын дифракциясын пайд-у
46 Хофштадтер тəжірибесі
47 Зарядталған бөлшектерді үдету əдістері
48 Ван-де-Грааф электростатикалық сызықтық үдеткіші
49 Циклотрондық үдеткіштер. Жұмыс істеу принципі
50 Синхротрон. Үлкен Коллайдер. Жұмыс істеу принципі
51 Қолданбалы ядролық физиканың тəжірибелік əдістері
52 Радиоактивтік изотоптарды дайындау əдістері
53 Нейтрон белсендендіру əдісімен радиоактивтік изотоп дайындау
54 Таза элементтерді дайындаудың қажеттілігі
55 Изотоптың гамма спектріне қоспаның тигізетін кері əсері
56 Радиоактивтік изотоптарды геологиялық барлауда қолдану
57 Изотоптарды кен қазу кезінде жəне металлургияда пайдалану
58 Изотоптарды құрылыста пайдалану
59 Гамма-каротаж əдісі
60 Рентген-радиометрлік əдіс
61. Элементар бөлшектерді байкау,зерттеу әдістері
62. Іргелі әсерлесулер
63. Гравитациялық әсер.Әсерді туғызатын заряд. Сипаттамасы.Зерттеу әдістері.
64. Электрамагниттік әсер.Әсердің заряды.Сипаттамасы
65. Күшті әсер.Әсердің заряды.Сипаттамасы
66. Әлсіз әсер.Әсердің заряды.Сипаттамасы
67. Элементар бөлшектердің статикасы
68. Фермиондар.Жалпы сипаттамасы.
69. Бозондар.Жалпы сипаттамасы.
70. Элементар бөлшектердің элементарлығының белгілері.
71. Тамм гипотезасы. Юкава теориясы. Мюонды байқау әдісі
72. Лептондар.Қасиеттері.Қалың қабатты фотоұлпалар әдісі
73. Пи-мезондар. Қасиеттері
74. Протон ішіндегі Пи-мезондар ағыны. Байқау,сараптау әдістері
75. Кварктар. Жалпы сипаттамасы
76. протонның ішкі құрылысын тәжірибе жүзінде зерттеу әдістері.
77. протондар. Жалпы сипаттамасы.
78. күшті өріс заряды- түстер. Сипаттамасы.
79. күшті өріс бозоны- глюондар. Қасиеттері.
80. асимптотикалық еркіндік. Конфайнмент.
81. лептондар. Сипаттамасы.
82. зарядталған лептондар мен нейтрал лептондар. Қасиеттері.
83. лептондардың қатысуымен жүретін ядролық реакциялар.
84. бета- ыдырау. Бета- бөлшектердің энергетикалық спектрі. Ерекшелігі.
85. аннигиляция құбылысы. Зерттеу әдістері.
86. электрондық үдеткіштен нейтриноны өндіру әдісі.
87. лептондық заряд кванттық саны туралы түсінік.
88. әлсіз әсер ториясы- электроәлсіз үлгі туралы түсінік.
89. кванттық электродинамика мен кванттық хромодинамиканың ұқсастыығы мен айырмашылығы.
90. әлемнің біртұтас теориясы туралы түсінік.
1.Ядролық физиканың іргелі мəселелері
Ядролық қару – жаппай қырып-жою қаруы. Атом бомбасы (Атомная бомба) — авиациялық ядролық бомбаның алғашқы атауы. Оның әрекеті жарылғыш тізбекті ядролық бөлінуі реакциясына негізделген. Термоядролық синтез реакциясына негізделген сутек бомбаның пайда болуымен жалпы "ядролық бомба" деген термин орнықты. Ядролық қару жаппай қырып-жою құралы ретінде қысқа мерзім ішінде әкімшілік орталықтарды, өнеркәсіп және әскери нысандарды, әскерлер тобын, флот күштерін талқандау, қоршаған ортаны радиоактивтік ластандыру, жаппай бүлдіру, суға батыру, т.б. мақсаттар үшін қолданылады. Ядролық қару адамдарға күшті моральдық және психологиялық әсер етеді. Оның қуаттылығы тротилдік эквивалентпен бағаланады. Қазіргі заманғы бұл қарудың қуаты ондаған тротилден бірнеше ондаған млн. тротилге дейін жетеді.
Ядролық жарылыстың энергиясын бейбiт мақсатта қолдану мүмкiн емес. Сондықтан ядролық реакция кезiнде бөлiнетiн энергияны пайдалана алу үшiн тiзбектi реакцияны еркiмiзше басқара алатындай болуымыз қажет. Мұндай басқарылатын тiзбектi реакцияны ядролық реакторлар немесе атомдық қазандықтар деп аталатын қондырғыда жүзеге асырады.
Алғашқы жасалған реактор шабан нейтрондарды қолданатын реактор. Уран ядросы бөлшектенгенде бөлiнетiн нейтрондардың энергиясы шамамен 1-2 МэВ. Сәйкес олардың жылдамдықтары 107 м/с, сондықтан оларды шапшаң нейтрондар деп атайды. Мұндай энергиядағы нейтрондар 235U және 238U ядроларымен бiрдей қарқындылықпен әсерлеседi.
Жылулық нейтрондарды 235U ядросы шапшаң нейтрондарға қарағанда 500 есе қарқындырақ жұтады. Сондықтан табиғи уранды шабан нейтрондармен сәулелендiргенде оның көп бөлiгi 238U ядросымен емес 235U ядросына жұтылады. Сондықтан тiзбектi реакцияны жүзеге асыру үшiн нейтрондарды баяулату қажет.
2.Ядролық сәулелер туралы түсінік
Тарихи ядролык нурлардын биринши коздери табиги радиоактивти ядролар болды. Олар энергиялары бирнеше Мэв-тан аспайтын альфа, бета, гамма болшектер шыгарады. Кейнирек, ядролык реакторлар мен удеткиштердин комегимен жасанды радиоактивти дайындамалар шыгарылатын болды. Бирак, олардын да шыгаратын болшектеринин энергиялары бирнеше Мэв-тан аспайды, коптеген ядролык реакциялардын табалдырыгынан томен. Оларды элементар болшектер алеминде колдану мумкин емес. Сондыктан, радиоактивти коздер негизинен ядролык реакцияларды зерттеуге емес, радиоактивтиликтин озин зерттеу мен колданбалы максаттарга пайдаланылады.
Зарядталган болшектерди электр жане магнит ористеринин комегимен белгили траектория бойымен удетуге болады. Мундай, электр жане магнит ористерин пайдаланып, жогар энергиялы болшектерболшектер шоктары ондирилетин кондыргыларды удеткиштер деп атайды.
Нык емес зарядталган немесе бейтарап болшектер агынын, удетилген болшектермен аткыланган нысаналарда отетин ядролык реакцияларды колданып тузеди. Мундай реакциялар кезинде шыгарылатын жана болшектер саны жеткиликти болса, оларды баска нысаналарда жана реакциялар коздыруга болады. Мундай болшектер агынын екинши реттик нур дейди. Удеткиштерде алынатын екинши реттик нурлар гамма кванттар, нейтрондар, иондар, каондар, антиболшектер ж.т.т. болшектер шоктарынын кози ретинде колданылады. Мюондар мен нейтринолар удеткиштердин удеткиштердин ушинши реттик шоктарынан алынады.
3.Альфа-бөлшек, тегі, сипаттамасы Альфа-сәулелер — радиоактивті ядролардан зор жылдамдықтармен (шамамен 10 см/с) бөлініп шығатын бөлшектерден тұратын сәулелер. Альфа-сәуле шығару — ядролық реакторлардың жұмыс процесінде, ядролық жарылыста пайда болатын немесе ядролық зарядтардың құрамына кіретін радиоактивті изотоптардың ыдырау барысында ядролардың гелий атомдарын (альфа-бөлшектер) шығаруы. Альфа-сәуленің өткіш қабілеті аз болғандықтан, ол тек альфа — сәулеленгіш изотоптар организм ішіне түскенде ғана қауіпті.α-бөлшегінің табиғатын 1908 жылы Резерфорд көптеген эксперименттік зерттеулер нәтижесінде анықтады. Альфа-ыдырауы кезінде ядродан өздігінен α-бөлшек — гелий атомының ядросы Не (екі протон және екі нейтрон) ұшып шығады және жаңа химиялық элементтің туынды ядросы пайда болады. 8.7-суретте альфа-ыдыраудың процесі көрсетілген.
Альфа-ыдырау кезінде атом ядросы зарядтың саны екіге және массалық саны төртке кем туынды ядроға түрленеді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жуйенің бас жағына қарай екі орынға ығысады:
мұндағы — аналық ядроның белгісі, — туынды ядроның таңбасы. Гелий атомының ядросы болып табылатын α-бөлшек үшін белгісін пайдаландық.
Аналық ядро ыдырағанда, α-бөлшек пен туынды ядро белгілі бір кинетикалық энергиямен жан-жаққа шашырай ұшады. Кейбір ыдырауда туынды ядро қозған күйде болуы мүмкін. Ыдырау энергиясын аналық ядромен байланысқан санақ жүйесінде энергияның сақталу заңын пайдаланып есептеуге болады. Ыдырау энергиясы қозу энергиясы мен кинетикалық энергиялардың қосындысына тең. Бастапқы энергия аналық ядроның тыныштық энергиясына тең екенін ескерсек, онда
— аналық, — туынды ядролардың, — гелий атомы ядросының массалары, бұдан ыдырау энергиясын табамыз:
4.Бетта-бөлшек, тегі, сипаттамасы
Бета-бөлшектер, β–бөлшектер — бета-ыдыраукезінде атом ядросынан бөлініпшығатын электрондар мен позитрондар. Бета-бөлшектерэлектрондарболсаβ– түрінде, алпозитрондарболсаβ+ түріндебелгіленеді.β-сәулесініңтабиғатын 1899 жРезерфордашқанболатын.
Бета-ыдыраукезіндеатомядросыныңзарядтықсаны бірзарядбірлігінеартады, алмассалықсанөзгермейді. ЖаңаэлементМенделеевкестесіндегіпериодтықжүйеніңсоңынақарайбірорынғаығысады:
мұндағы — электрлікзарядынөлгетең, тыныштықмассасыжоқэлектрондық антинейтрино депаталатынбөлшек.
Бұндайыдырауды электрондық β-ыдырау депатайды. Радиоактивтіэлектронды β-ыдыраупроцесіядроданейтронның протонға айналуыжәнеосыкездеэлектронның жәнеантинейтриноның қабаттасатүзілуіарқылыөтеді:
Ядроның ішінде электронның пайда болуы осы нейтронның ыдырауының нәтижесі екен. Бета-ыдырау кезінде туынды ядро мен электрон жүйесінің энергиясы ыдырауға дейінгі аналық ядро жүйесінің энергиясынан кем болып шығатынын өлшеулер көрсетті.β-ыдырау кезінде энергияның сақталу заңының орындалатына күмән туды. 1930 жылы В. Паулиp β-ыдырау кезінде, ядродан электроннан басқа тағы бір массалық саны () мен зарядының саны () нөлге тең бөлшек бөлініп шығады деген жорамалды ұсынды. β–ыдыраудағы энергияның сақталу заңының бұзылуына себепші, жетіспей тұрған энергия осы нейтраль бөлшекке тиесілі екен.
Үлы итальян ғалымы Э.Фермидің ұсынысы бойынша бұл бөлшекті нейтрино v (итальянша neitrino — кішкентай нейтрон) деп атаған. Нейтриноның электр заряды мен тыныштық массасы нөлге тең болғандықтан, оның затпен әрекеттесуі әлсіз, сондықтан эксперимент арқылы тіркеу аса қиыншылық туғызды. Ұзакка созылған ізденістер нәтижесінде тек 1956 жылы ғана нейтриноны тіркеу мүмкін болды. Ал антинейтрино осы нейтриноның антибөлшегі болып табылады. Электрондық β--ыдыраудан басқа позитрондық β+-ыдырау процесі де өтуі мүмкін. Позитрондық радиоактивтік кезінде ядродағы протонның біреуі нейтронға айналып, позитрон мен электрондық нейтрино v бөлініп шығады:
Ядроныңзарядтықсаны бірлікзарядқакемиді, нәтижесіндеэлементМенделеевкестесіндегіпериодтықжүйеніңбасжағынақарайбірорынғаығысады:
мұндағы позитрон, электронның антибөлшегі, массасы электронның массасына тең.
Аналық және туынды ядролар — изобаралар.
5.Гамма-сәулесі, тегі, сипаттамасы1900 жылы Вилaрд ядролық сәуле шығарудың құрамындағы үшінші компоненттің бар екенін тапты, оны гамма (у)-сәуле шығару деп атаған. Гамма-сәуле шығару магнит өрісінде ауытқымайды, демек, оның заряды жоқ. Гамма-сәуле шығару радиоактивтік ыдыраудың жеке бір түрі емес, ол альфа және бета-ыдыраулармен қабаттаса өтетін процесс. Жоғарыда айтқанымыздай, туынды ядро қозған күйде болады. Қозған күйдегі ядро атом сияқты, жоғарғы энергетикалық деңгейден төменгі энергетикалық деңгейге өткенде, энергиясы бар гамма-квантын шығарады, мұндағы —қозған, — қалыпты күйдегі энергиялар (8.10-сурет). Ядродан шығатын ү-сәулелері дегеніміз — фотондар ағыны болып шықты.
Гамма-ыдыраудың формуласын жазайық:
мұндағы — қозған аналық ядро, — оның қалыпты күйдегі нуклиді. 8.10-суретте бор ядросынық β-ыдырауынық сызбасы көрсетілген. γ-сәулесінің толқын ұзындығы өте қысқа болып келеді: λ = 10-8 / 10-11 см. Сондықтан радиоактивті сәулелердің ішінде γ-сәулесінің өтімділік қабілеті ең жоғары, ол 8.11-суретте көрсетілгендей қалыңдығы 10 см қорғасын қабатынан өтіп кетеді. Гамма-кванттың өтімділік кабілеті өте жоғары, ауадағы еркін жүру жолының ұзындығы 120 м
6.Мезондар, тегі, сипаттамасыМезондар — адрондар класына жататын орнықты емес элементар бөлшектер. Мезондардың бариондардан айырмашылығы олардың бариондық заряды болмайды және нөлдік немесе бүтін спинге (бозондар болып табылады) ие. “Мезондар” атауы (грек. mйsos — орташа, аралық) — бірінші ашылған — пи-мезон мен К-мезон массаларының мәндері протон массасы мен электрон массасы аралығындағы мәнге ие болуына байланысты қойылған. Алғашқыда мю-мезондар деп аталған мюондар мезондарға жатпайды, өйткені оның спині 1/2-ге тең және олар күшті өзара әсерге қатыспайды. Кейінірек өмір сүру уақыты өте аз, кейбірінің массасы протонның массасынан да артық көптеген басқа мезондар (бозондық резонанстар) ашылды. Бұлардан басқа мезондардың бейтарап немесе зарядталған (оң немесе теріс элементар электр заряды бар), ғажаптылығы нөлге тең (мыс, пи-мезон), және нөлге тең емес (мыс., К-мезон), тағы басқа түрлері бар. Мезон арқылы нуклондардың өзара әсерлесуін (алмасу механизмін) түсіндіреді. Адрондардың кварктік моделі бойынша мезон кварктер мен антикварктерден тұрады; қарапайым Элементар бөлшектер
7.Ядролық бөлшектерді тіркеу әдістері. Бөлшектердiң қасиеттерiн қарастырғанда олардың бiр-бiрiмен әсерлесу сипатын бiлудiң және осы әсерлесу кезiндегi олардың сан алуан түрленулерiн т.с.с. зерттеудiң маңызы зор. Ол үшiн бiз оларды тiркеп, әрi бақылай бiлуiмiз қажет. Сондықтан, ядролық физиканың туындылап, даму кезеңiнен бастап-ақ бөлшектердi тiркеп, оны бақылаудың әдiстерi де қалыптаса бастады. Бұл бағыттағы алғашқы қолданылған әдiстiң бiрi фотоэмульсия әдiсi. Бұл әдiс күнi бүгiнге дейiн элементар бөлшектер физикасында, ғарыштық сәулелердi зерттеуде кеңiнен қолданылады. Әдiстiң мәнi мынада: зарядталған шапшаң бөлшек фотоэмульсияның қабаты арқылы өткен кезде өзi өткен траекторияның бойында көрiнбейтiн iз қалдырады да бұл iз фотопластинканы өңдегеннен соң айқын траектория түрiнде көрiнедi. Қалдырған iздiң қалыңдығы және ұзындығы арқылы бөлшектiң зарядын және энергиясын анықтаудың мүмкiндiгi бар.Тәжiрибелiк ядролық физиканың тамаша құралдарының бiр – Вильсон камерасы. Оның жұмыс iстеу принципi мынадай: Қақпағы әйнектен жасалған цилиндр тектес ыдыстың iшiнде спирттiң буымен қаныққан ауа бар. Егер поршендi тез қозғап, цилиндрдiң көлемiн кенет ұлғайтсақ, адиабаталық үрдiстiң салдарынан ондағы ауа мен бу салқындайды да аса қаныққан күйге өтедi. Дәл өлшеулер жүргiзу үшiн әдетте Вильсон камерасын тұрақты магнит өрiсiне орналастырадыЗарядталған бөлшектердi бақылауға мүмкiндiк беретiн тағы бiр құрал – көпiршiктi камера. Көпiршiктi камераны температурадасы өзiнiң қайнау температурасына өте жақын тұрған сұйықпен толтырады. Мұндай сұйық ретiнде әдетте сұйылтылған сутегi, пропан, ксенон т.с.с қолданады. Камера арқылы зарядталған бөлшек өткен кезде ол өткен жолдың бойындағы сұйық бөлшектерiнiң температурасы кенет артып, қайнайды да бу көпiршiктерi пайда болады. Ал оны жоғарыдағы Вильсон камерасындағыдай жолмен суретке түсiрiп алуға болады.
8.Ионизациялық камера. Құрылысы, жұмыс істеу принципі. Ионизациялық камера газбен толтырылган, иондаушы саулеленудің деңгейін аныктайтын датчик. Саулелену діңгейін олшеу екі электрод арасында орналаскан камераның жумыс аумагында ионизациялык газды аныктау, т.б. электродтар арасында потенциалдар айырмасы пайда болады. Еркін зарядтардың комегімен электродтар арасында ток пайда болады. Ионизациялык камералар интегралдык және импульсті болады. Сонгы жагдайда камераның камераның анодына жылдам электрондар тез жиналады. Ал ауыр оң иондар катодка жетіп улгермейді. Ол жеке импульстерді тіркеуге мумкіндік береді. Ондай ушінші электрод сетканы орналастырады. Ол анодка жакын орналастырылады. Пропорционалды санагыш газоразрядты тіркегіш, лның жумыс істеу принципі : цилиндрлі электр өрісінде импульс тогының амплитудасыэнергиясына пропорционалды калады, сондыктан ол ионизациялык камера секілді спектрометр функциясын орындауга мумкіндік береді. Пропорционалдык санагыш альфа, бета, гамма және протон мен нейтронды тіркей алады. Пропорционалды санагыш гелий немесе аргонмен толтырылады. Зарядталган болшектер мен гамма квантты тіркеу ушін, энергияның томендемеуі ушін тіркеуге дейін жіңішке кіріс терезелері орнатылады. Кобінесе олар цилиндрлі турде болады, цилиндрдің осінде жіңішке металды сым болады, ал анод аумагында электр орісінің кернеулігінің айтарлыктай коп болуын камтамасыз етеді. Анод пен катод арасындагы потенциалдар айырымы 1000вольт болганда, сым манында ол 4000Вкм жетеді. Егер ол оданкоп боса, онда импульсті ток пен детектордағы энергиясында болшек жогалуының арасында пропорционалдық жойылып, тек болшекті санагыш кана боп калады да, спектрометр ретінде кызмет аткара алмай калады.
9.Ионизациялық камера. Сезімталдығы, ажырату қабілеттілігі Ионизациялық камера газбен толтырылган, иондаушы саулеленудің деңгейін аныктайтын датчик. Саулелену діңгейін олшеу екі электрод арасында орналаскан камераның жумыс аумагында ионизациялык газды аныктау, т.б. электродтар арасында потенциалдар айырмасы пайда болады. Еркін зарядтардың комегімен электродтар арасында ток пайда болады. Ионизациялык камералар интегралдык және импульсті болады. Сонгы жагдайда камераның камераның анодына жылдам электрондар тез жиналады. Ал ауыр оң иондар катодка жетіп улгермейді. Ол жеке импульстерді тіркеуге мумкіндік береді. Ондай ушінші электрод сетканы орналастырады. Ол анодка жакын орналастырылады. Пропорционалды санагыш газоразрядты тіркегіш, лның жумыс істеу принципі : цилиндрлі электр өрісінде импульс тогының амплитудасыэнергиясына пропорционалды калады, сондыктан ол ионизациялык камера секілді спектрометр функциясын орындауга мумкіндік береді. Пропорционалдык санагыш альфа, бета, гамма және протон мен нейтронды тіркей алады. Пропорционалды санагыш гелий немесе аргонмен толтырылады. Зарядталган болшектер мен гамма квантты тіркеу ушін, энергияның томендемеуі ушін тіркеуге дейін жіңішке кіріс терезелері орнатылады. Кобінесе олар цилиндрлі турде болады, цилиндрдің осінде жіңішке металды сым болады, ал анод аумагында электр орісінің кернеулігінің айтарлыктай коп болуын камтамасыз етеді. Анод пен катод арасындагы потенциалдар айырымы 1000вольт болганда, сым манында ол 4000Вкм жетеді. Егер ол оданкоп боса, онда импульсті ток пен детектордағы энергиясында болшек жогалуының арасында пропорционалдық жойылып, тек болшекті санагыш кана боп калады да, спектрометр ретінде кызмет аткара алмай калады.
10.Беттік-бөгеттік кремний тіркегіші,жұмыс істеу принципі. Детектордын жылу өткізгіштігі бойынша дифференциалды түрлері кең таралған, оларды кейде катарометр деп те атайды. Олар негізінен ортасынан жіңішке платина не вольфрам сымы тартылған, екі не төрт цилиндрлі, құдық сияқты қуыс металл торабынан тұрады. Неғұрлым газ арасындағы жылу өткізу айырмасы жоғарылаған сайын, согұрлым катарометрдің сезімталдылығы артады. Сым кедергісінің температура коэффициенті көпірдің тепе-теңдіктен ауытқуын туғызып, ол күшейе келіп тіркеледі. Детектордың кейбір түрлерінде сым орнына температуралық коэффициенті жоғары жартылай өгкізгішті қондырғысы бар термистлер пайдаланылады. Катарометрдің артықшылығы - карапайымдылығы, жұмыстағы жоғарғы дәлдігі мен сенімділігі. Алайда сезімталдылығы аса жоғарғы болмағандықтан, оны өте аз мөлшердегі қосындыларды талдауға қолдана бермейді. Иондық қармау детекторы - бұл бұрын радиациялық өлшегіш ретінде қолданылып жүрген иондағыш камераның жетілдірілген түрі. Камера арқылы газ иондары әкелген шамалы ток жүреді (10 -9). Талданатын құрамдас бөлік ионданып, токты өзгертеді. Органикалық иондар газ-тасымалдауыштан гөрі баяу қозғалады да, камера арқылы өткенде, ток кемиді. Аргонды газ-тасымалдауыш ретінде қолданылып, оның сәуле шығару әсерінен тұрақсыз күйге ауысуын басу үшін оған метанды қосады. Хроматографиялық бағананың шыға берісіндегі газ, кедергі көпірінің иін схемасы болып келетін қызған платина сымында католитті түрде жанады. Термохимиялыктың сезімталдылығы катарометрдікіне карағанда жоғарылау, әйтсе де, олар жиі реттеп отыруды қажет етеді және олардың қолданылуы талданатын заттың жанғыштығымен шектеулі. Бүріккіш теріс - электрод, ал жақынды қоршаған инертті заттан жасалған тұзақ немесе цилиндр оң электродтың міндетін атқарады.
11. Беттік-бөгеттік кремний тіркегіші, ажырату қабілеттілігі Детектордын жылу өткізгіштігі бойынша дифференциалды түрлері кең таралған, оларды кейде катарометр деп те атайды. Олар негізінен ортасынан жіңішке платина не вольфрам сымы тартылған, екі не төрт цилиндрлі, құдық сияқты қуыс металл торабынан тұрады. Неғұрлым газ арасындағы жылу өткізу айырмасы жоғарылаған сайын, согұрлым катарометрдің сезімталдылығы артады. Сым кедергісінің температура коэффициенті көпірдің тепе-теңдіктен ауытқуын туғызып, ол күшейе келіп тіркеледі. Детектордың кейбір түрлерінде сым орнына температуралық коэффициенті жоғары жартылай өгкізгішті қондырғысы бар термистлер пайдаланылады. Катарометрдің артықшылығы - карапайымдылығы, жұмыстағы жоғарғы дәлдігі мен сенімділігі. Алайда сезімталдылығы аса жоғарғы болмағандықтан, оны өте аз мөлшердегі қосындыларды талдауға қолдана бермейді. Иондық қармау детекторы - бұл бұрын радиациялық өлшегіш ретінде қолданылып жүрген иондағыш камераның жетілдірілген түрі. Камера арқылы газ иондары әкелген шамалы ток жүреді (10 -9). Талданатын құрамдас бөлік ионданып, токты өзгертеді. Органикалық иондар газ-тасымалдауыштан гөрі баяу қозғалады да, камера арқылы өткенде, ток кемиді. Аргонды газ-тасымалдауыш ретінде қолданылып, оның сәуле шығару әсерінен тұрақсыз күйге ауысуын басу үшін оған метанды қосады. Хроматографиялық бағананың шыға берісіндегі газ, кедергі көпірінің иін схемасы болып келетін қызған платина сымында католитті түрде жанады. Термохимиялыктың сезімталдылығы катарометрдікіне карағанда жоғарылау, әйтсе де, олар жиі реттеп отыруды қажет етеді және олардың қолданылуы талданатын заттың жанғыштығымен шектеулі. Бүріккіш теріс - электрод, ал жақынды қоршаған инертті заттан жасалған тұзақ немесе цилиндр оң электродтың міндетін атқарады.
12.Жұқа ұлпалық тіркегіштер Детектордын жылу өткізгіштігі бойынша дифференциалды түрлері кең таралған, оларды кейде катарометр деп те атайды. Олар негізінен ортасынан жіңішке платина не вольфрам сымы тартылған, екі не төрт цилиндрлі, құдық сияқты қуыс металл торабынан тұрады. Неғұрлым газ арасындағы жылу өткізу айырмасы жоғарылаған сайын, согұрлым катарометрдің сезімталдылығы артады. Сым кедергісінің температура коэффициенті көпірдің тепе-теңдіктен ауытқуын туғызып, ол күшейе келіп тіркеледі. Детектордың кейбір түрлерінде сым орнына температуралық коэффициенті жоғары жартылай өгкізгішті қондырғысы бар термистлер пайдаланылады. Катарометрдің артықшылығы - карапайымдылығы, жұмыстағы жоғарғы дәлдігі мен сенімділігі. Алайда сезімталдылығы аса жоғарғы болмағандықтан, оны өте аз мөлшердегі қосындыларды талдауға қолдана бермейді. Иондық қармау детекторы - бұл бұрын радиациялық өлшегіш ретінде қолданылып жүрген иондағыш камераның жетілдірілген түрі. Камера арқылы газ иондары әкелген шамалы ток жүреді (10 -9). Талданатын құрамдас бөлік ионданып, токты өзгертеді. Органикалық иондар газ-тасымалдауыштан гөрі баяу қозғалады да, камера арқылы өткенде, ток кемиді. Аргонды газ-тасымалдауыш ретінде қолданылып, оның сәуле шығару әсерінен тұрақсыз күйге ауысуын басу үшін оған метанды қосады. Хроматографиялық бағананың шыға берісіндегі газ, кедергі көпірінің иін схемасы болып келетін қызған платина сымында католитті түрде жанады. Термохимиялыктың сезімталдылығы катарометрдікіне карағанда жоғарылау, әйтсе де, олар жиі реттеп отыруды қажет етеді және олардың қолданылуы талданатын заттың жанғыштығымен шектеулі. Бүріккіш теріс - электрод, ал жақынды қоршаған инертті заттан жасалған тұзақ немесе цилиндр оң электродтың міндетін атқарады.
13.Гейгер-Мюллер тіркегіші, жұмыс істеу принципі Гейгер-Мюллер газразрядтық санағышы.Гейгер-Мюллер санағышы –газозрядталған құрылғығяғни осыған келіп түсетін иондалған бөлшектерді автоматты түрде санын береді.Ол газбен толтырылған конденсатор болып табылады,яғни иондалған бөлшек газдың көлемінен ұшып өтеді.1908ж Гангс Гейгер ойлап тапқан.Қосымша электрондық схема сагағышты қор көзімен қамтамасыз етеді.Қажеті бойынша қаматамасыз етумен қатар,разрядталудың өшуі және санағыш арқылы разряд санын есептейді.Гейгер санағышы өздігінен өшетін және өздігінен өшпейтін санағыштар болып табылады.Өздігінен өшетін-разрядты тоқтату үшін ішікі схемаларды қажет етпейді.Гейгер-Мюллер санағышының ерекшелігі;жоғары сезімталдығымен және қарапайым,арзан қондырғылармен салыстырғанда сәулеленудің әр түрлі тіркеуін тіркеудің жоғары екендігімен ерекше.Гейгер-Мюллердің цилиндрлік санғышы метел трубкадан немесе ішкі жағы металмен қапталған шыны түтіктен, жіңішке металл жіптен,және бұл жіп цилиндр өсіне тартылған бөлікшелерден тұрады.Жіп-анод,трубка катод болып табылады.
14.Сцинтилляциялық тіркегіштер, жұмыс істеу принципі Энергиясы жоқары, шапшаң қозғалатын зарядталған бөлшектердің люминесценттік кристалға сығылғанда заттың қасқағыш уакытта жарқ етіп жарқ шығаруын, яғни сцмнтиияция деп аталатын құбылысты тудырады.Сцинтилляциялық санағыштардың ерекшелігі жоғары сезімталдығымен және қарапайым,арзан қондырғылармен салыстырғанда сәулеленудің әр түрлі түрлерін тіркеудің мүмкіндігі жоғары екенін көрсетеді. Сцинтилляциялық санағыш метел трубкадан немесе ішкі жағы металмен қапталған шыны түтіктен, жіңішке металл жіптен,және бұл жіп цилиндр өсіне тартылған бөлікшелерден тұрады.Жіп-анод,трубка катод болып табылады.Зарядталган болшек жане гамма квант сцинтилляциялык кристаллга тускенде жарыктануды тудырады. Жарык жетекши бойымен фотокатодка асер ететин фотогндаронын бетинен, фотоэлектрондык эмиссия натижесинде, электрондарды ыршытып шыгарады. Фотоэлектрон кернеу козине косылган биринши катодка келип согылып, одан кейнекинши реттик электронды жутып алады. Одан электрондар екинши ккатодка согылып, тагы электрондарды жулып шыгарады. Одан электрондар саны шапшан таскындай кобейп, электр тогынын импулси пайда болады. Ол кушейтиледи жане тиркеледи. Электр импульсинин амплитудасын зерттеп, тускен саулелердин энергетикалык спектрин зерттейди.Кемшілігі: Санағышта келесі тіркелетін келесі бір оған келіп түсетін бір бөлшекті тіркеу үшін, шатқалдық разпядты қолдану керек болды.
15.Электрондық көбейткіштер. Құрылысы,жұмыс істеу принципі Фотоэлектрондық аспаптар — оптикалық ауқымдағы электромагниттік сәулеленудің энергиясын электр энергиясына түрлендіретін немесе көрінбейтін (мысалы, инфрақызыл) сәулелердегі кескіндерді көрінетін кескіндерге түрлендіретін электровакуумдық немесе шалаөткізгіш аспаптар. Фотоэлектрондық аспаптар ақпаратты сақтауға, жинауға, таратуға және қайталап шығаруға арналған. Фотоэлектрондық аспаптардың жұмыс қағидасы фотоэффектіге негізделген. Фотоэлектрондық аспап¬тарға әр түрлі фотоэлементтер, фотоэлектрондық көбейткіштер, фоторезисторлар, фотодиодтар, электронды-оптикалық түрлендіргіштер және т.б. жатады.
16. Пропорционалдық есептегіштер. Құрылысы, жұмыс істеу принципі. Пропорционалды санағыштар газоразрядты тіркегіштер, оның жұмыс істеу принципі цилиндрлі электр өрісінде тасқынды зарядтың өршуіне байланысты. Бұл приборда импульс тогының амплитудасы энергиясына пропорционалды қалады, сондықтан ол ионизациялы камера секілді спектрометр функциясын орындауға мүмкіндігі бар. Пропорционалды санағыш альфа, бетта, гамма, протон мен нейтронды тіркей алады. Пропорциионалды санағыш гелий немесе аргонмен толтырылады. Зарядталған бөлшектер мен гамма квантты тіркегенде энергия төмендемеу үшін тіркеуге дейін жіңішке кіріс терезелері орнатылады. Көбінесе олар цилиндрлі түрде болады,цилиндрдің осінде жіңішке металдық сым болады, ол анод аумағында электр өрісінің кернеулігінің айтарлықтар көп болуын қамтамасыз етеді. Анод пен катод арасындағы потенциалдар айырымы 1000 вольт болғанда, сым маңында ол 4000 В/см жете алады. Егер ол одан көп болса, онда импульсті ток пен детектордағы энергиясында бөлшек жоғалуының арасында пропорционалдық жоғалып, тек бөлшекті саеағыш қана болып қалады да, спектрометр ретінде қызмет атқара алмай қалады.
17. Ядролық электроника. Сызба блогы. Эксперименталды ядролық физикада электронды жүйелер, қондырғылар және автоматтандырылған жүйелер қолданылады. Электрониканың ядролық физикамен байланысты бөлімін ядролық электроника деп атайды. Ядролық электроника өзіне радиотехниканың,радиоэлектрониканың, есептеуіш техниканың жетістіктерін қолдана отырып дамыды. Соның арқасында ядролық физикада логикалық элементтер – сәйкестендіру мен антисайкестендіру сызбасы, электронды есептегіштер, әртүрлі наносекундты құрылғылар пайда болды.
18. Алдыңғы күшейткіштер. Жұмыс істеу принципі. Күшейту коэффициенті. Күшейткіштердің күшейткіш қасиеттері күшейткіштердің әр түрлі коэфициенттері арқылы бағаланады. Атап айтқанда қуат, ток және кернеу бойынша күшейткіш коэфициенттерінің сигналы кең қолданылады. Сонымен қатар кернеу бойынша күшейткіштің тікелей коэффициенті. Олардың барлығы күшейткіштің қондырылған режимінде гармониялық кіріс сигналы кезінде анықталады.
Кернеу бойынша күшейткіш коэффициенті шығыс сигнал кернеуінің орнатылған комплексті амплитудасының күшейткіштің кіріс сигнал кернеуінің комплексті амплитудасына қатынасы бойынша анықталады. . Күшейткіш коэффициентінің модулі. k – УЭ инертігінің әсері және күшейткіш тізбегінде реактивті құраушы кедергі әсерінен туындайтын шығыс және кіріс сигнал кернеу фазалар арасындағы қозғалыс бұрышы. К*=КE кернеу бойынша күшейткіштің тікелей коэффициенті күшейткіштің шығыс сигналы кернеуінің орнатылған комплексті амплитуда мәнінің сигнал көзінің ЭДС амплитудасы деп қарастырылады. . К* кернеу бойынша күшейткіштің тікелей коэффициенті, күшейткіш сигналының шығыс кернеуі мен сигнал көзінің ЭДС арасындағы фазалар бұрышының қозғалысы. Ток бойынша күшейткіш коэффициенті дегеніміз шығыс ток сигналаның орнатылған комплексті амплитуданың күшейткіштің кіріс ток сигналаның комплексті амплитудасына қатынасы. .
19. Негізгі күшейткіш. Кең алқапты күшейткіш. Жиілік сипаттамасы.. Күшейткіш шығысындағы сигнал функционалды түрде кірісіндегімен байланысты және одан әрдайым үлкен болатын құрылғы. Қолданылуына байланысты күшейткіштерді жоғары (ЖЖК), аралық (АЖК) және төменгі жиілікті, бейне күшейткіші, операциялық күшейткіш және т.б. деп ажыратады. Күшейткіш - қосымша энергияны пайдалану арқылы механизмнің басқаруын жеңілдететін құрал; ол энергия көзінен, бөліп таратқыш тетіктен және атқару механизмінен тұрады. Күшейткіштің амплитудалық сипаттамасы — күшейткіштің шығысындағы кернеу амплитудасының кіріс кернеу амплитудасынатәуелділігі, яғни күшейту коэффициентінің озгеру графигі: U =f(v).Күшейткіштердің күшейтуін реттеу. Күшейткіштердің күшейтуін реттеу элементтің басқару электродында берілетін ығыстыру кернеуін езгерту арқылы немесе теріс кері байланыс арқылы орындалады. Жиілікке тәуелді тізбектер арқылы амплитудалық-жиіліктік сипаттаманың төменгі және жоғарғы жиілік аймағын көтеретін тізбектер дыбыс тембрін реттеуші тізбектер делінеді. Радиоқабылдағыштарда детектормен түзетілген кернеу бөлігін кері теріс байланыс тізбегі арқылы жоғары жиілік күшейткішінің кірісіне беру жолымен реттеуді күшейтуді автоматты реттеу деп атайды.
20. Амплитудалық дискриминаторлар.Амплитудалық дискриминанттар радиометриялық апараттың көптеген схемаларының негізгі элементы. Олар сигнал мөлшері бойынша тіркелетін импульсті шектегіш ретінде және де амплитуда бойынша импульсті сұрыптау үшін қолданады(есептен шулағыш импульсті шектегіш ретінде). Амплитудалық дискриминанттар бастапқы сигнал белгілі бір анық мәннен артық болған кезде екі сызықты емес элементтен тұрады. Берілген құрылғыға талап детектор типімен және анық мәселе арқылы анықталады. Бірақта, ереже бойынша барлық дискриминанттор жоғары тұрақтылыққа және жылдам әсер еткіш қасиетке ие болу керек. Сонымен қатар сызбаның өлі уақытынан тым асып кетпейтін қандайда уақыт барысында максимальды импульс әсерінен кейін кернеу шегі практикалық түрде бастапқы түрге айналуы керек. Басқа сөзбен айтқанда дискриминатор жұмысы алдын ала құрылғыға келіп түскен кернеу сигналына тәуелді болмау қажет. Дискриминатор шындығында амплитуда және стандартты сигналды құруда екі функцияны атқарады: Және де дискриминатты элементтер жалпы жабық диодтар және триодтар болып саналады.
21. Кернеу импульсін пішіндеу. Шмидт триггері. Шмидт триггері – электрондық екіпозициялы элемент. Шмидт триггері сандық сигналдарды қайта қалпына келтіру үшін қолданылады. RS – триггері Шмидт триггері болып табылады. Ол бір ғана аналогты кіріс сигналымен бақыланатын және екі арқилы кернеулермен "1" мен "0" қосылатын, сонымен қатар қосылу кернеуі "1" қосылу кернеуі "0"-ден артық. Қарапайымдары RS – триггерден және үштік компаратордан тұрады. Үштік компаратор RS – триггердің кірісінде болады. Салыстырмалы кернеуі "1" мен "0" қосылуында әрқилы орнатылады.
22. Бір каналдық амплитудалық сараптағыш.Бірарналық амплитудалық анализатор екі амплитудалық дискриминатордан тұрады. Дискриминатор әртүрлі іске қосылатын табалдырықтан тұрады. Дискриминатордың төменгі деңгейдегі табалдырықтың іске қосылуы дискриминатордың жоғарғы деңгейдегі табалдырығының іске қосылуынан аз болады. Екі дискриминатордың іске қосылу схемасы оларды өзгертуге болатындай құрылады. Сонымен қатар олардың арасындағы айырмашылық өзгермейді: . – анализатор каналының ені.
Схеманың кірісіне әртүрлі амплитудалы П-түрлі импульстар келіп түссін. Егер импульс амплитудасы дискриминатордың төменгі деңгейдегі табалдырықтың іске қосылуынан аз болса , онда дискриминатор іске қосылмай, схеманың шығысында сигнал болмайды. Импульс амплитудасы екі дискриминатордың табалдырығын көтерсе , іске қосылуын қамтамасыз етеді. Нәтижесінде кіріс схемасына бір мезгілде антисәйкестіндірілген (антисовпадение) сигнал келіп түседі. Әйткенмен сәйкестендіру бар болғандықтан, шығыс сигналында антисәйкестік болмайды.
Бірарналық амплитудалық анализаторда каналдың ішінде жататын барлық импульс амплитудаларын тіркейді. Амплитудалық спектрді алу үшін бірнеше өлшеулер жүргізу керек. Ол үшін табалдырық дискриминатордың іске қосылуын канал еніне тиісінше үлкейтіп немесе кішірейтe қажет. Әдетте, анализатор схемасында канал енін өзгертіп отыру қарастырылған. Ең үлкен ендікте спектрдің "дөрекі" өзгерісі орын алады. Ең үлкен амплитудалық мәнді өлшеу ең аз канал енінде алынады:1-2%.
23. Көп каналдық амплитудалық сараптағыш. Амплитудалық анализатор – ядролық электрониканың құрылғысы, импульстарды амплитудалары бойынша таралуын анықтайды. Көп каналдық амплитудалық анализатор аналогты сандық құраушыдан, адрестерді тіркеуден, берілгендерді тіркеуден, есте сақтау құрылғылар блогынан, басқару блогынан тұрады. Аналогты сандық құраушыларда зарядтау әдісі мен конденсатордың сызықтық разряды орындалады.
24. Бөлшектерді электр заряды бойынша сараптау әдісі. Вильсон камерасы. Вильсон камерасы – зарядталған бөлшектерді бақылауа және олардың іздерін фотосуретке түсіріп алатын құрылғы. Поршені бар цилиндр пішінді герметикалық жабық ыдыс. Вильсон камерасының жұмыс істеу принципі аса қаныққан будың зарядталған бөлшектерде су тамшыларын түзіп конденсациялауға негізделген. Поршень кенет төмен түскенде камерадағы ауа мен бу адиабатты түрде шапшаң ұлғайып, бу салқындап аса қаныққан күйге өтеді. Радиоактивті препараттан ұшып шығатын зарядталған бөлшектер қозғалған жол бойында иондалған газдар тізбегі пайда болады. Аса қаныққан бу осы иондарда конденсацияланып, су тамшылары түзіледі. Бөлшек траекториясының ізі – трект болып табылады. Камераны жарықтандырғанда тректті көруге болады.
25. Бөлшектерді энергиясы бойынша сараптау әдісі.
26. Бөлшектерді массасы бойынша сараптау әдісі.
27. Магниттік масс-спектрометр. Жұмыс істеу принципі.Масс-Спектрометр — магнит және электр өрістерінің вакуумда шапшаң қозғалатын иондар шоғына тигізетін әсеріне негізделіп, иондалған молекулалар мен атомдарды олардың массалары бойынша бөлетін прибор. Магнитті масс-спектрометрлнрде масс анализатордың иондарды бөлу үшін біртекті магнит өрісі қолданылады. Мұндай жағдайда электрлі өрісте иондардың күшейтілуі және магниттік өрісте бөлінуі сандықболуы мүмкін. Статистикалық масс-спектрометрерде спектрлердің таралуы электромагнитті өрістің өзгеруімен жүргізіледі, мұндай өзгеру бір минуттай уақыт алуы мүмкін. Тіркелетін бөлшектердің массалық диапазоны кең ауқымда болуы мүмкін. Мәселен иондардың молекулалық массаларынан бірнеше атомдық массалар бірлігіне дейін болады. Қарапайым масс-спектрометрлер цилиндрлі ионизациялық камераларда сымдық иондық көздерден тұрады. Сымның диаметрі 2-5мм,цилиндр диаметрі 10 мм болады.
28. Өту уақыты бойынша сараптағыш масс-спектрометрлер, жұмыс істеу принципі.Масс-Спектрометр — магнит және электр өрістерінің вакуумда шапшаң қозғалатын иондар шоғына тигізетін әсеріне негізделіп, иондалған молекулалар мен атомдарды олардың массалары бойынша бөлетін прибор. Иондарды тіркеу Масс-Спектрометр-лерде эл. тәсілдермен, ал масс-спектрографтарда — фотосезгіштік қабаттың қараюы бойынша жүзеге асырылады. Масс-Спектрометр-дің құрамында, әдетте зерттелетін затты дайындаушы құрылғы, иондар көзінде заттың белгілі бір бөлігі иондалып иондар шоғы түзіледі, масс-талдағышта иондар массасы бойынша дәлірек айтқанда, иондар массасының (m) олардың зарядына (е) қатынасының шамасы бойынша бөлінеді; иондар қабылдағышында иондық ток электр сигналына түрленеді.
Одан әрі сигнал күшейтіледі және тіркеледі. Тіркегіш құрылғыға иондар саны (иондық ток) жөніндегі талдағыштан түскен ақпаратпен қатар, иондардың массасы (m) жөнінде де ақпарат түседі. Масс-Спектрометр-де эл. қоректендіру жүйесі, иондар көзі мен талдағышта жоғары вакуум жасайтын және оны ұстап тұратын құрылғы да болады.
29. Рентген түтігі. Жұмыс істеу принципі.
Вольфрамнан жасалған таспаны қыздырғанда, термоэлектрондық эмиссия механизмі бойынша электрондар пайда болатын құрылғы.Катод ретінде таспаға 50 кВ немесе одан да жоғары теріспотенциал беріледі. Анод ретінде нөлдік потенциалдағы металл нысана алынады. Катодтан бөлініп шыққан электрондар ағыны арнаулы қондырғымен фокустелініп, анодка қарай үдегіле бағытталынып, рентгендік сәуле шығара отырып, анодты соққылайды. Рентген түтігі аса қатты қызып кетпеу үшін анодты сумен салқындатады. Рентгендік сәуле шығару ағыны атомдық рет нөмірі кіші, айталық берилий сияқты элементтен жасалған тесіктен өтіп, зерттелетін үлгіге бағытталады. Рентгендік түтікше ауасыз кеңістік болып табылады. Онымен жұмыс жүргізген кезде қорғаушы экран мен калкандарды ток көзінен автоматты түрде бөліп жіберетін электрондық құрылғыларды пайдаланып, қауіпсіздік шараларын мұқият сақтаған жөн. Рентгендік сәуле спектрінде үздіксіз сәуле шығару да, сипаттауыш сызықтар қатары да болады. Үздіксіз сәуле шығарудың интенсивтігі ток шамасына (I), кернеуге (U) және анодтык заттың атомдық нөміріне (Z) тәуелді: .
Рентгендік түтіктердің анодын вольфрам, платина, алтын, молибден, хром, күміс, радий сияқты металдардан жасайды.
30. Сипаттаушы және тежелу рентген сәулелері.Жылдам электрондар кенеттен тежелгенде пайда болатын толқын ұзындығы өте қысқа (10-12÷ 10-9м) электромагниттік сәулелер рентген сәулелері болып табылады. Рентген сәуле шығаруын классикалық электромагниттік теорияның аясында түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша үдей қозғалатын зарядталған бөлшек міндетті түрде сәулеленуі тиіс. Қарастырылып отырған жағдайда электрон антикатодқа соғылып тежеледі де, теріс үдеу алады, сондықтан ол сәулеленеді. Сәулеленудің қуаты электрон зарядының квадратына және оның үдеуінің квадратына пропорционал, яғни р ~ е2а2. Электрон тежелгенде классикалық теория бойынша нөлден шексіздікке дейінгі барлық интервалдағы толқын ұзындықтары бар сәулелер шығу керек. Сәулелену қуатының максимумына сәйкес келетін толқын ұзындығы электрондардың жылдамдығы артқан сайын азаюы тиіс, яғни ол үдетуші U кернеуді арттырғанда қысқа толқындар жағына жылжуы керек.
31.Атом ядросын зерттеу адистери.атом ядросынын касиеттерин сипаттайтын шамаларды статикалык жане динамикалык деп болуге болады.стат шамалар берилген,албетте козбаган куйлерди сип-ды.динам шамалар дролардагы озгеристер:козу,ыдырау,озара асерлесу кездеринде байкалады.стат касиеттерди ядролык кубылыстарга тан уакытпен салыстырганда баяу отетин озгеристерге душар ядролар мен куйлерге де тануга болады.ядронын манызды стат сип-ры мыналар:а)ядронын курылымын сип шамалар:атомдык номери Z,массалык сан А.б)мех шамалар:масса,байл эн-сы,спин,таза кванттык мех шама-жуптылык.в)ядронын молшери мен пишинин сип-тын шамалар:ядронын радиусы R мен ядронын пишининсферадан ауытку дарежеси.г)ядронын электромагниттик касиеттерин сип-тын шамалар:зарядтын таралуынын орт шаршылык радиусы,дипольдик магнитик момент,электрлик квадрупольдик момент,изотоптык спин.д)статистика
32.Атом ядросынын олшемин аныктау адистери.резерфорд таж-ри атом ядросынын молшеринин жогарга шегин багалауга да мумкиндик береди.ол ушин мысалы энергиясы 5 МэВ альфа болшектин алтын ядросына кандай ен аз кашыктыкка дейн жакындай алатынын есептейик.мундай кашыктыкка дейнжеткен альфа болшек токтап,онын кинет эн-сы толык потенциялык эн-га айналады.егер булл кашыктыкка дейн кулон заны орындалатын болса, немесе шыгады.резерфорд таж-нин натижелери осы кашыктыктарга дейн нуктелик зарядтар ушин дурыс.кулон занымен тамаша уйлеседи.осыдан мынадай еки корытынды шыгаруга болады:-ядро мен альфа-болшектин рад-нын косындысы -ден киши.-ядролардын бериктигин камтамасыз ететин ядролык куштердин асер ету кашыктыгы булл кашыктыктан кыска.
33.Резерфорд тажирибеси.атомнын оте ауыр,оте тыгыз,он зарядталган ядросы болатынын Резерфорд пен онын шакиртттери 1906-1912ж жасалган,энергиялары бирнеше МэВ альфа-болш-дин алтыннын жане кейбир баска металдардын аса жука кабыршагы аркылы отуине арналган,тажирибелеринин натижелерин ондеу барысында ашты.резерфорд таж-ри альфа-болшектер заттардын оте жука,калындыгы бирнеше атом аралык кашыктыкка гана тен,кабыршагы аркылы откенде олардын бирен-сараны гана багыттарын курт кейин карай озгертетинин,ал басым копшилигинин багытын озгертпей дерлик отетинин корсетти.мысалы,энергиялары 7,5МэВ альфа-болшектер алтыннын калындыгы 0,6мкм кабыршагы аркылы откенде,олардын 20000-нан биреуи гана 90градус жуык бурышка ауыткиды.резеофорд заттарды аткылаган альфа-болшектер электроннан коп ауыр жане олардын жылдамд-ры жарык жылдамдыгынан 20еседей гана кем.мундай болш-дин курт кейн ауыткуын тусиндиру ушин мынадай тужырымдар жасалды:заттагы материя онын колеминдеги биркелки таралмай,оте тыгыз жане берик туйиршиктерде шогырланган.бул туйиршиктер-ядролар.затта ядролар бир-биринен кашык орн-н.катты денелерде атомдар оте тыгыз,бир-бирине жанаса дерлик орн-н.осыдан ядро атомнын курамына киреди.атом массасынын басым болиги ядрода шогырланган.
34.Альфа-болшектердин ядродан серпимди шашырауы.ядролардын энергиялык куйлерин ядронын энергиялык денгейлери д.а.оларды корнеки бейнелеу горизонталь сызыктардын комегимен жург-ди.ен томенги сызык негизги куйге,ал калгандары козган куйге сайкес келеди.мысал ретинде 2.2 суретте натрий ядросынын ен томенги бирнеше энергиялык денгейи корс-ген.сызыктардын сол жагында денгейлердин кэВ-пен алынган энргиясы берилген.бул суреттен натрий ядросын коздыру ушин ен кем дегенде 440кэВ энергия керек екеин коремиз.шынында да тажирибелер натрий нысаналардан энергиясы 440кэВ-тан кем альфа болш-дин тек серпимди шашырайтынын,ал энергиясы одан жогары болшектердин де шашырайтынын корсетти.жане серпимсиз шашыраган болш-дин эн-сы алгашкы энергиядан ен кеми 440кэВ-ка аз болады.орташа массалы ядролар мен ауыр ядроларга,ен томенги денгейлер ушин,ондаган кэВ денгй аралык кашыктык тан.женил ядроларда булл кашыктык бирнеше МэВ-ка дейн артады.козу энергиясынын мундай мандери атом ядроларынын Жер бетинде отетин дагдылы жылулык кубылыстарга бериктигин тусиндируге мумкиндик береди.
35.Альфа-болшектердин ядродан кери шашырауы.Кулондык богет.энергиялык сакталу занына сайкес,альфа-ыд ыд энергиясы нолден улкен болса,ягни алгашкы ядронын массасы,акыргы ядро мен альфа-болшектин массаларынын косындысынан артык болса гана мумкин.барлык сакталу зандары канагаттандырылган кезде,альфа-ыд лездеотуи керек.ал ис жузинде ол булл уакытпен салыстырганда мангиликке созылады.альфа-ыд процесин кар-к.алдымен,ыдырайтын ядро альфа-болшек пен урпак ядродан турады деп алайык.онда олардын арасында асерлесудин еки тури орын алады.биреуи каркындырак кыска асерли ядролык тартылу куши,екиншиси каркыны аздау,бирак узын кашыктыктык электростатикалык кулондык куш.еки куш те асер ететин кашыктыктар ушин каркындырак ядролык асерлесу басым болады да,потенц энергия терис болады.ягни болшек пот шункырда болады. кашыктыктарда тек канна тебилу куши асер етеди.сондыктан пот энергия он болады.ягни альфа-ыд оту ушин альфа-болшек пот тоскауылдан оту керек.тоскауылдын бииктигин пайымдау ушин резерфорд ThC’ шыгаратын,эн-сы 8,8МэВ,альфа-болш-дин баска альфа-радтоактивти ядролармен шашыратылуын зерттеди.зерттеу натижелеримундай шашыратулардын ешкандай ауыткусыз,кулон занына дал сайкес келетинин корсетти.пот эн-нын ен улкен мани кулондык потенциялык тоскауыл д.а.онын бииктиги кашыктык ушин кулондык аселесу энергиясына тен:
36.Альфа-болшектин энергиясы б-ша альфа-радиоактивти ядронын радиусын ан-у.болшектердин энергиясын ар турли спектрометрлердин комегимен ан-га болады.алгашкы таж-де альфа-болшектин кинет энергиясы заттагы оту жолынан ан-ды.болшектин заттагы оту жолы мен кинет энергиясынын арас-гы тауелдилик теориялык немесе эмпирикалык жолмен тагайындалады.альфа-болш-дин ауадагы оту жолы онын энергиясымен,биринши жуыктауда,дарежелик тауелдиликте болады:.альфа-болш-дин оту жолдары мен энергияларын,артурли альфа-радиоактивти ядролардын жарт ыдырау периодтарын олшеулерден альфа-ыдыраудын мынадай ерекшеликтери мен зандылыктары байкалады:1.1911ж Гейгер мен Нетолл табигаттагы 3 радиоактивтик катар ушин альфа-ыд турактысы мен шыгарылатын болш-дин оту жолы арасындагы тауелдиликти тагайындады.мундагы А-туракты барлык катарлар ушин бирдей де,ал В-турактысынын артурли катарлар ушин айырмашылыгы 5% шамасы.энергия мен оту жолы арасындагы дарежелик тауелдиликти колданып ыдырау турактысы мен альфа-болшектин эн-сы арасындагы тауелдиликти жазуга болады.А’, B’ турактылары мен А жане В турактыларынын арасындагы байланыс оту жолы мен кинет энергия арас-гы тауелдидикпен ан-ды.
37.Нейтрондардын ядродан шашырауын зерттеу аркылы ядронын радиусын ан-у.ядрода нейтрондардын таралуы туралы малиметтер алу киынырак.онын басты себеби-осы уакытка дейин ядролык асерлесудин дал теориясынын жоктыгы.ядродагы нейтрондардын таралуын зерттеуге ен ынгайлы ок нейтрондар болады.ядрога тусетин нейтрондардын b коздеу кашыктыгы ядронын R радиусынан артык болса,нейтрон ядромен асерлеспей,озинин алгашкы багытын озгертпей отеди деуге болады.ал b<R ушин керисинше нейтрон ядромен карпылады.карапайым классикалык козкарастан ядронын нейтронды шашыратылуынын толык кимасы нысананын колденен кимасына тен деп алуга болатын сиякты.сонда нейтроннын ядромен шашыратылуынын кимасынан,ядронын нейтрондык радиусынын байланысы болуы керек.бирак булл дурыс емес.нейтронга барлык баска микроболшектер сиякты кВ касиеттер тан.кв эффектилер,асиресе,баяу нейтрондар ушин,кобирек байкалады.баяу нейтрондар ушин асерлесудин колднен кимасынын энергияга тауелдилиги каты байкалады,оте баяу нейтрондарды шашырату кимасынан кейбир ядролар ушин радиустын кисынга келмейтин мандери шыгады.муны энергиянын оте киши мандери ушин шашыратудын колденен кимасынын ядронын молшерине емес,нейтроннын аныкталмайтындык принципимен ан-тын - молшерине тен болатынымен тусиндируге болады.
38.Мюондык атомдардын рентген саулесин зерттеу аркылы ядронын рад ан-у.ядронын электрлик радтусын аныктаудын тагы бир адиси ол мю-атомнын,бир электроны мюонмен алмастырылган атомнын спектрин зерттеу.мюон массасы электроннын массасынан 207есе улкен,ядролык асерлесуге катыспайтын болшек.массасы 2-7есе артык болгандыктан мюон ядрога сонша есе жакын козгалады,типти уакытынын елерликтей болигин ядронын ишинде откизеди.сондыктан мю-атомнын спектри ядронын курылымы туралы,кадимги атомнын спектрине караганда кобирек малимет береди.
39.Электрондардын ядродан шашырауын зерттеу аркылы ядронын радиусын ан-у.атом ядросынын он заряды мен онын сыртындагы электрон кабыгынын терис заряды тен болатынын билемиз.егер ядро мен электрон кабыгынын заряды тен болмаса,онда атом зарядталган болады.арбир атомнын центри коршилес атомнын сфера бетине ен жакын келетин ара кашыктыгы атомдык радиус болып табылады.атомдык радиустар,биринши жагынан,атомдардын табиги касиетине байл болса,екинши жагынан,кристалдын геометриялык курылысына байл.демек,атомдык радиус гылымда ен негизги шамалардын бири болып табылады.рентген саулесин колдану аркылы осы шаманын табылуы гылымга зор асерин тигизди.
40.Альфа-болшектин тегин ан-тын Резерфорд таж-си. атомнын оте ауыр,оте тыгыз,он зарядталган ядросы болатынын Резерфорд пен онын шакиртттери 1906-1912ж жасалган,энергиялары бирнеше МэВ альфа-болш-дин алтыннын жане кейбир баска металдардын аса жука кабыршагы аркылы отуине арналган,тажирибелеринин натижелерин ондеу барысында ашты.резерфорд таж-ри альфа-болшектер заттардын оте жука,калындыгы бирнеше атом аралык кашыктыкка гана тен,кабыршагы аркылы откенде олардын бирен-сараны гана багыттарын курт кейин карай озгертетинин,ал басым копшилигинин багытын озгертпей дерлик отетинин корсетти.мысалы,энергиялары 7,5МэВ альфа-болшектер алтыннын калындыгы 0,6мкм кабыршагы аркылы откенде,олардын 20000-нан биреуи гана 90градус жуык бурышка ауыткиды.резеофорд заттарды аткылаган альфа-болшектер электроннан коп ауыр жане олардын жылдамд-ры жарык жылдамдыгынан 20еседей гана кем.мундай болш-дин курт кейн ауыткуын тусиндиру ушин мынадай тужырымдар жасалды:заттагы материя онын колеминдеги биркелки таралмай,оте тыгыз жане берик туйиршиктерде шогырланган.бул туйиршиктер-ядролар.затта ядролар бир-биринен кашык орн-н.катты денелерде атомдар оте тыгыз,бир-бирине жанаса дерлик орн-н.осыдан ядро атомнын курамына киреди.атом массасынын басым болиги ядрода шогырланган.
41.Ядронын ишки курылысын зерттеу адистери.ар атом он зарядталган ядро мен терис зарядталган электрондар жиынтыгы-электрондык кабыктан турады.ядрода атом массасынын барлыгы дерлик шогырланган.атомга караганда ядро оте кишкентай жане оте берик.дролардын сызыктык молшерлери ал атомдардики .сутеги атомын ядро-электронга жиктеу ушин керек ен улкен энергия 13,6 эВ,ал гелий атомынын еки электронын да аластату ушин 79эВ энергия кажет болса,осал ядро дейтронды кураушылар-протон мен нйтронды жиктеу ушин 2,2 МэВ,ал гелий ядросы-альфа-болшекти кураушыларга тугел жиктеу ушин 28МэВ энергия кажет.кезкелген ядродан бир нуклонды аластату энергиясынын орт мани 8МэВ.корип отырганымыздай,ядронын сызыктык молшери атомнын сызыктык молшеринен есе аз.ал оны ыдыратуга керек энергия атомды иондауга керек энергиядан сонша есе коп.
42.Полоний-бериллий нейтрон кози.Ядронын курамында нейтроннын бар екенин байкау адиси.ядронын курамы туралы маселе 1932 ж Чедвик нейтронды ашканга дейин шешусиз калды.Чедвик,1930ж Боте мен Беккер ашкан,альфа-болш-дин женил ядролармен соктыгысуы кезинде болинип шыгатын,зат аркылы оту кабилети жогары болшектердин массасын ан-ды.ол егер осы болшектин сутеги жане азот ядроларымен серпимди соктыгысуы кезинде импульс пен энергия сакталса,онын массасы кандай деген суракка жауап издеди.есептеулер ол болшектин массасы протоннын массасына тен дерлик екенин корсетти.ол болшек нейтрон д.а.зат аркылы отимдилиги жогары болуы ушин,онын электр заряды нолге тен болуы керек.нейтрон ашылганнан кейин коп узамай Е.Н.Гапон мен Д.Д.Иваненко жане В.Гейзенберг ядронын протондык-нейтрондык моделин усынды.атом ядролары бакыланатын элементар болшектер-протондар мен нейтрондардан турады.протон мен нейтроннын массалары озара жуык жане электроннын массасынан 2000 есе дерлик артык.протон электр зардталган,онын заряды он жане абсолют мани электроннын зарядына тен.нейтрон электр бейтарап 1950-1980 жылдардагы зерттеулер протон мен нейтроннын жане т.б коптеген элементар деп аталатын болшектердин,шындыгында элементар емес,озиндик курамы бар,курдели болшектер екенин корсетти.бирак олар ушин элементар болшектер деген ат сакталган.
43.Нуклоннын ишки курылысын зерттейтин адистер. атом ядролары бакыланатын элементар болшектер-протондар мен нейтрондардан турады.протон мен нейтроннын массалары озара жуык жане электроннын массасынан 2000 есе дерлик артык.протон электр зардталган,онын заряды он жане абсолют мани электроннын зарядына тен.нейтрон электр бейтарап 1950-1980 жылдардагы зерттеулер протон мен нейтроннын жане т.б коптеген элементар деп аталатын болшектердин,шындыгында элементар емес,озиндик курамы бар,курдели болшектер екенин корсетти.бирак олар ушин элементар болшектер деген ат сакталган.ядродагы болшектерди бытырап кетуден сактап туратын жане онын бериктигин камтамасыз ететин куштер ядролык асерлесу куштери немесе ядролык куштер д.а.ядролык куштер электромагниттик куштерден алдекайда куштирек.казирги,20-гасырдын аяк шебиндеги калыптаскан козкарас б-ша
44.Журдек болшектин нуклон ишинде дифракциялануын пайд адиси.нейтрондык октардын комегимен ядронын радиусын ан ушин,онын энергиясын болатындай етип жогары алу керек.бирак оны оте жогары алуга тагы болмайды.жогары энергиялы нейтрондар ушин кара денеден сур денеге айналып,кейбир нейтрондар оны тесип отип кетеди.колденен кимасы азайып ядронын радиусынын томендетилген мандери шыгады.нейтроннын эн-нын зерттеулер жургизуге ен ынгайлы мани 20МэВ молшерлес.бирак мундай энергиялар ушин кВ эффектен толык арылмайды.мундай нейтрондар ядромен асерлесу кезинде олардын де-Бройль толкынынын дифракциясы байкалады.есептеулер мундай дифракциялык шашыратылудын колденен кимасы болатынын корсетеди.сонда нейтрондардын шоктан шыгуынын толык кимасы болады.осы орнекти пайд-п нейтрондардын затпен шашыратылуынын колденен кимасынан ядронын ядролык асерлесу ушин радиусын табуга болады.
45.Удетилген электрондардын дифракциясын пайд-у.бул рентген саулесин ан-да пайд-ды.затты курайтын атомдардын аракашыктыгы рентгендик сауленин толкын узындыгымен шамалас.1912ж рентген саулесинин дифракциясы ашылып,кристалдын курылымы периодты болатыны далелденди.рентген саулеси тузилу механизмине байл уздиксиз жане сызыктык болады.уздиксиз рентген саулеси зарядталган шапшан болшектердин нысана атомдарынын сырткы электрондык кабаттармен асерлесуи натижесинде,ал сызыктык рентген саулеси ишки электрондык кабаттармен асерлесуи натиж-де п.б.рентген саулесинин затпен асерлесуи кезинде рентген саулеси жутылады,шашырайды немесе фотоэффект кубылысы байкалады.спектрдин узын толкын аймагында рентген саулесинин жутылуы,кыска аймагында-шашырауы басымырак болады.рентген саулесинин жутылу дарежеси онын толкын уз-нын жане элементтин реттик номеринин артуына байл тез оседи.рентген саулеси жутылуга байл болгандыктан,онын каркындылыгы рентген саулесинин биол асеринин олшеми бола алмайды.рентген саулесинин затка тигизетин асеринин сандык шамасын есептеумен рентгенометрия айналысады,онын олшем бирлиги Р(РЕНТГЕН).рентген саулеси рентгендик терапия максаттары ушин кенине колданылады.
46 Хофштадтер тəжірибесі
Хофштадтер Те=250 МэВ энергиялы электрондар шогынын шашырауын зерттеген. Олардын толкын узындыгы оте аз шама, осыдан дифракциялык бейне коринген. Егер энергиясы Те=750 МэВ электрондар колданса (сур. 1) дифракциялык бейне аныгырак коринеди. (4020Са ядросындагы шашырау). Минимумдар орналасуынан 4020Са ядро радиусы алуга болады:
Радиуысты есептеу формуласын пайдаланып4020Са ушин R=3,6 Фм аламыз.
Диффиренциалды киманын бурыштык тауелдилигинен кенистик зарыд тыгыздыгынын таралуын алуга болады. ρ(r).
Электрондардын ядрода серпимди шашырауынын эспериментальды малиметтерден нысана ядронын касиеттерин зерттеуге болады. Серпимди шашырау шашыраудан кеин ядронын курылысында озгеристер болмайтынын корсетеди. Ядро козбайды. Электрондардын нуктелик спинсиз ядрода шашырауын карастырсак болады. Мундай нуктелик ядрода шашырау аркылы серпимди. Дифференциальды кима осындай шашырау ушин Резерфорд формуласынан келесидей ерекшеликтери болуы керек:
Мундай формула Моттпен кванттык электродинамика шенберинде алынды: 47 Зарядталған бөлшектерді үдету əдістері
Үдеткіштер-электр жөне магнит өрістерінің көмегімен жоғары энергиялы зарядталған бөлшсктер (электрондар, протондар, ядролар мен иондар) ағындарын түзуге арналған қондыргылар. Үдеткіштердің басты көрсеткіштері бөлшектердің энергиясы мен шоқ карқындыгын, ягни бірлік уақыт ішінде үшып шығатын бөлшектер саны. Шоқтың карқынын ол түзетін тоқтын күшімен жиі сипаттайды. Тоқ күші (тоқ), арине, уақыт бірлігінде үшып шыгатын бөлшектердің саны мен олардың зарядының көбейтіндісіне тең.
Үдетілген бөлшектер ағынын түзудің ең карапайым әдісі-оларды электр өрісінен өткізу. Электр өрісінде I потенциалдар айырмасы V екі нүкте аралығын өткен, заряды q бөлшектің энергиясы (дөлірек энергиясының өзгерісі) E = qV (1) болады. Осыдан ең қарапайм үдеткіш, потенциалдар айырмасы V, бір-бірінен d қашықтықта орналаскан екі электродтан тұрады. Әрине, электродтар вакуумда орналасуы керек. Әйтпесе, бөлшектердің ауаның молекулаларымен соқтығысуынан оларды удету мүмкін емес болады. Үдетілген бөлшектердің электр өрісіне кіруі мен шығуын камтамасыз ету үшін электродтар тор немесе сакина түрінде жасалады.Ыдыстагы вауумды соргыш камтамасыз етеді. Оларга коса, удеткіштін күрамына бөлшектер көзі кіруі тиіс. Аталга элементтер-бөлшектер көзі, удеткіш кондыргы, вакуумды соргыш-кез келген үдеткіштің қүрамына кіреді
Үдететін электр орісінің сипатына карай, үдеткішт резонанстық емес жане резонанстық болып жіктеледі.
Резонанстық емес үдеткіштерде электр өрісінін багыты үдету кезінде өзгермейді. Резонанстық үдеткіштерде айнымали электр өрісі қолданылып, бөлшектер қозғалысы өрістің өзгеруімен резонанста болып, онымен бірге қозғалады.
48 Ван-де-Грааф электростатикалық сызықтық үдеткіші
Электростатикалык үдеткішггер (Ван-де-Грааф генераторы) тіке үдететін үдеткіштердің ең көп таралган түрі] Бірінші мүндай үдеткішті 1931-жылы Ван-де-Грааф қүрастырды.
Ван-де Грааф генераторы (11.2-сурет) электр аластаткыш бағананын басына орналскан куыс металл электродтан (кондуктордан), оның ішіне жоғары шеттері кіріп туратын, түйық электр аластаткыш лента мен үдеткіш түтіктен турады. Бағананың төменгі жагында лентаға зарядтағыш қондыргы заряд жапсырады. Лентамен жогары көтерілген; заряд разрядтагыш кондыргының көмегімен кырылып кондукторга беріледі. Қуыс өткізгіштің ішінде электр өрісі болмайтындықтан, заряд оның сырт бетіне жайылады. Коңдуктормен үдеткіш түтіктін потенциалы ең үлкен электроды жалганған.
Үдетілетін иондар кондуктордын ішінде үдеткіш түтіктің басжагында орнатылған иондық көзден алынады. Олар түтікте үдетілгеннен кейін, магнит орісінің көмегімен бүрылып, нысанага багытталады.
Үдетілетін иондар кондукгордын ішінде удеткіш тутіктің бас жагында орнатылган иондық көзден алынады. Олар тутікте удетілгеннен кейін, магнит өрісінің көмегімен бүрылып, нысанага бағытталады.
Электростатикалык үдеткіштер беретін белшектердің энергиясынын ен үлкен мәні багана мен коршаган газдын аластаткыштық касиетімен анықталады. Дагдылы атмосфералык кьісымда жүмыс істейтін үдеткіштер беретін бөлшекгердің энергиясын бірнеше МэВ-кз дейін, ал жогары қисымды инертті (мысалы, азот немесе көмір кышкыл газ) газ атмосферасында орналаскан үдеткіштерде 12МэВ-кд дейін жеткізуге болады.
49 Циклотрондық үдеткіштер. Жұмыс істеу принципі
Циклотрон үлкен электромагнитгің полюстерінің арасындағы вакуумдық камера ішіне орналасқан екі қуыс электрод-дуанттардан түрады. Магнит өрісінің сызықтары дуанттардың орта жазықтығына перпендикуляр бағытталған. Дуанттардың арасындағы саңылаудын ортасына үдетілетін иондардың көзі орналасады. Дуантгарға жоғары жиілікті жоғары вольтты (ондаған, тіпті жүздеген кВ) синусоидал
кернеу беріледі. Иондар көзінен жылдамдықсыз шыққан оң иондар осы кезде теріс зарядталған дуантқа карай үдетіліп, оның куысына кіреді. Бүл кезде оның энергиясы qU -fa тең болады. Дуанттың қуысында ион магнит өрісінің әсерінен жарты шеңбер жасап, уақыттан кеиін саңлауға кaйтып келеді. Егер осы уақытта саңлаудагы кернеу кері багытка өзгерсе, ион тағы үдетіледі. Оның энергиясы тагы qU -га өседі. Одан кейін цикл каиталанады.
Бүл цикл көп рет кайталанып, саңылауды өр өткен сайын бөлшектің энергиясы артып отырады. Бөлшек үнемі үдетіліп отыру үшін, оның шеңбер бойымен айналу периоды мен дуанттарға берілетін айнымалы тоқгың периоды бірдей болуы керек:
Бүл жағдайда бөлшек қозғалатын шеңбердің радиусы
өрнегімен анықгалады, яғни ионның жылдамдығы өскенде, оның траекториясының радиусы да өседі.
n —толық айналым жасаған ионның энергиясы W = 2nU0 дейін артады.
Циклотрондарда протондардың, дейтрондардың, альфа- бөлшектердің, иондардың шоқгарын ондаған мегаэлектронвольтка дейін үдетуге болады.
50 Синхротрон. Үлкен Коллайдер. Жұмыс істеу принципісайын арттыру керек.
Магнитөрісі тұрақгы, электр өрісінің жиілгі уақытқа тәуелді өзгертілетін үдеткіш фазотрон деп аталады. Онын курылымы циклотронның қүрылымына үқсас.
Синхротронда электр өрісінің жиілігі өзгермейді, магнит өрісінің индукциясы иондардың энергиясы өскенде өседі. Сонымен, катар оның сипаттамаларын жақсарту жәнс қүнын төмендету мақсатында күрылымдық өзгерістер де енгізіледі. Синхротронда электрондар радиусы тұрақты орбитада жарық жылдамдыгына өте жақын жылдамдықка дейін үдетіледі. Сондықтан, олардың магнит жүйесін (әлбетте, секторларға бөлінген) сақина пішінді, ал дуанттардың орнына сақина тутік қолданылады.
Синхрофазотронда электр өрісінің жиілігі де, магнит өрісінің индукциясы да, өзара тауелді, иондар радиусы түрақгы тепе-теңдік орбиталарымен қозгалатындай етіп, өзгертіледі. Осыдан, олардың қүрылымы, синхротронның қүрылымына үқсас.
Олар ауыр бөлшектерді (протондар, иондар) үдетуге қолданылады. Олардын көмегімен үдетілген протондардың энергиясы 400ГэВ-қа дейін жеткізілді.
51 Қолданбалы ядролық физиканың тəжірибелік əдістері
Казирги кезде радиоактивти изоптардын гылыми техникалык колданысы оте кен аукымда болып келеди, типти ондиристин озинде, мысалы таукен исинде колданысында улкен монографиялар жазылады. Сондыктан барлык колданыстарын жазбай ак физикалык кубылыстар негизинде колдану багытын атап айтак жон болып келеди. Коптеген физикалык колданыстары ен негизги торт физикалык кубылыстарга негизделген
Биринши кубылыс кез келген радиоактивти изотоп сайкес атомнын мечендык атомы болып келеди. Атом озин озинин негизги атомы сиякты физикалык жане химиялык касиеттер корсететди, бирак онын омирин онын раиоактивтилиги аркылы зерттеуге болады. Меченды атом ролин туракты атомдар изотоптарыда аткара алады.
Екиншиси кубылысты кез келген радиоактивти саулелену затта оту касиетине ие( ол затта не жутылады не шашырайды)
Ушинши кубылыс ядролык нурланулар заттан откен кезде ионизация тугызады.
Жане ен сонгы тортинши кубылыс затта нейтрон, немесе баска нурланулардын асерине затта радиоактивтиктин пайда болуы болып келеди.
Сайкес бул адистер ядролык нурлану туоине байланысты торт типке жиктеледи.
52 Радиоактивтік изотоптарды дайындау əдістері
53 Нейтрон белсендендіру əдісімен радиоактивтік изотоп дайындау
Активти элементтин анализинин карапайым адиси, зерттелетин затапен дайын эталонды фиксациялык доамен нурландырады. Кейин пайда болган активтиликти олшейди. Затта элементтин бар екенин энергиясы жане жартылай ыдырау периоды аркылы аныктайды. Колданыска тек жылу нейтрондары гана емес жылдам нейтрондарда ие. Жылдам нейтрондар колданылган кезде тек карпып алу гана емес косымша тагы реакциялар болады. Нейтрон коздери ретинде радтоактив коспалар, нейтрон кобейткиштер реакторлар пайдалынады. Реактордын куатты нейтрон агынында активтеу оте дал анализдер, жане оте аз молшердеги элементтерди табуга мумкиндик береди.
70 элемент ушин реакторда нейтрон белсендендіру əдісімен радиоактивтік изотоп анктау жузеге асырылды.
Казирги замангы жана технологиялар аркылы изотоптар жасау улкен каркын алды. Бурынгы СССР курамында изототар жасау Озбекстанда болган еди. Казирги кезде де Озбекстан алдынгы катарлы ТМД аумагында таза изотоптар жасаушы ел болып саналды.
54 Таза элементтерді дайындаудың қажеттілігі
Дурыс эксперименталды малиметтер алу ушин химиялык курамы, курылысы уксас, тек изотоптык курамы ар турли элементтерди салыстыру керек. Ен улкен эксперименталды киындыкты образецке енетин баскарылмайтын коспалар тугызады.
Оптималды жагдайда, ондай натиже болуы оте сирек, премистердин заттын химиялык курамында оте аз болган кезде олардын улеси изотоп улесинен аз болады. Техниканын жаксы дамуы оте таза материалдар алуга мумкиндик береди. Изотоп дайындау онеркасиби «Кырги кабак согыстан» кейин озинин дамуын бастау алды. Идеалды кристалдар – алмаз, германий мен кремний, ондиристе улкен ыкпалы бар элементтер шыгарыла бастады.
Алмазкристалынын ар турли изотоптык курамы General Е фирмасыннын лабараториясында, ал германий молекулярлык физика Институты РУЦ "Курчат институт" (Россия) мен Лоуренс атындагы Улттык лаборатория Беркли (США) куш жумылдыра жасалады.
Казирги кезде жатылай откизгиштер жасау кезинде детекторлардын курамы оте таза болуы керек. Себеби зерттеу кез3нде детекторлар оте таза сигналдар беру керек. Ал егер детектор курамында озге хим элементтер болса детектор шумдары пайда болады.
55 Изотоптың гамма спектріне қоспаның тигізетін кері əсері
изотопиялык курамы катты дененинин сипатына ыкпалы изотопиялык натижелердин фонондык спектри болып табылады. Атап корсетсек, изотоптар абыл-сабыл орналаскан биринши жуыктауда накты кристалл бар. Сол туйинде виртауалды кристалл улгисин карастыруга болады. Осы улгиде изотопиялык ретсиздик ескерилмеген. Улгиде Карапайым торда(уяшыкта) атом колеми накты изотоптын композициясы орташа арифетикалык колемине тен. сонымен бирге моноатомдык кристалл изотопиялык озгерис(жылжу) Дю у/мс ЖИИЛИГИНЕ пропорционал. Полиатомдык торга Дю жиилигинин озгериси сайкес полиризация векторы емодульдин квадратына косымша пропорционал болып келеди. Сойтип, изотроптар массасынын озгериси изотопиялык асерДИН фонондык спектринде байкалады. Сонымен катар Жанама турде электрон-фонондык арекеттестик электрондык спектерде коринеди. Уйлесимдилик сынайлы тасилде изотопиялык курам температуралык тауелдиликтин туракты тор жане тыгыздык модульге ыкпалын аныктауга болады. Амбебап аракатынас изотопиялык курамы баска параметрлер айырмашылыгы аркылы жузеге асады.
56 Радиоактивтік изотоптарды геологиялық барлауда қолдану
Геологияда казирги кезде барлау жумыстарынын негизги колемин скважиналардын радиоактивти картожы адиси аркылы жасайды.
Ол адис негизи гамма нурлардын немесе нейтрон агынын ар турли ародаларда таралуына негизделген. Скважина нурландыру кози орнатылады, козден жогары болгиш фильтр( гамма нур ушин коргасыннан, ал нейтрондар ушин парафиннен), ал фильтр устине детектор орналастырылады. Счетчик жылдамдыгы ортага тикелей байланысты. Тиркелетин болшектерге байланысты кортаждар гаммма гамма, нейтрон нейтрон, гамма нейтрон деп болинеди.
Мысалы комир тектерин издеу кезинде гамма гамма кортаждарын колдану оте тиимди болып саналады.
Ал курамы оте ар турли, улкен коспаларга нейтрондык кортаждар жаксы мысал болып саналады. Нейтрон кортаждар мунай пародасын зертттеуде оте ынгайлы.
57 Изотоптарды кен қазу кезінде жəне металлургияда пайдалану
Металлургия саласында улкен кендерди киши рудаларга болу оте кен таралган. Егер метал коспаларындын курамын радиоактивти изотоптар адисимен зертеген болса
58 Изотоптарды құрылыста пайдалану
Ядролық реактордың қолданысымен катар энергетикада және көлікте , құрылыстың түрлі облыстарында үшін изотоптар үлкен мағынага ие.Олар ренген және өндірістік үдерістің автоматтандыруының радиоактивті сыңарларды пайдаланылады. Бұл ретте қарастыруга болады екі бағыт: игерушілік ядролық сәулелену және оның әрекеттестіктерінің затпен және таңбалы атомның(радиоактивті индикаторлардың) әдісі.
Ядролық сәулеленулерді, қолданыстағы контролди-олшегиш аспап және құрылымдар өлшеу- бақылау- асерлесумен механикасымен байланыста жасап қояды және іс жүзінде тәуелсіз сыртқы шарттың - қызудың, қысымның, ылғалдылықтың, ортанын және д. т. агрессивтілігінің. Радиоизотоп аспаптар жұмыста төзімді және қызметтің үлкен мерзімі болады. Таңбалы атомның әдісі үстін-үстін түрлі технологиялық үдерістерді байқатады, жане ерекшелиги зерттеу үдерістің жүрісін бұзбайды.
Құрылыста жарық түстик әдісінің ү- сәулелермен кең қолданысы көлемді бетонды плита енин немесе блоктар және грунттардың кую калындыгын аныктау колданылады. Тустик- жарық радиоактивти қиманың қажетке рұқсат алуды құрылыстық конструкцияға екі жақтан: бір жақта шығарғышты салады, сырттан санауыш сәулеленудің тіркеу үшін. Сол себептен әдіс құрама кассеталық қиюмен жасау темірқұйматас конструкцияларда бетонның тығыздығының тексерісі үшін ыңғайлы.
Темирбетон шығырлар қалыңдықпен мм. до 500 ара сапа сәулеленудің каркындылыгы радиоактивті кобальт - 25 мКю белсенділігі жарық колданылады.Детектормен катар сцинтилляциялық санауыштар қызмет етеді. Тығыздық өлшеу құрылыммен көрсетімнің толассыз жазбасы үшін жабдықталады.
59 Гамма-каротаж əдісі
Гамма-каротаж(ГК) таудың тұқымының табиғи гамма-активтилигин өлшеу негізи. Атомды ядроның оздигинен ыдырайтын табиғи шарттарда(радиоактивтіктің айқындау) альфа-, бета- және гамма-нурланумен қоса беріледі. Осы сәулеленудің барлық көріністері, материалдық ортада кездестіре, арада аналык немесе өзге шарада қылғуды сынайды. Копшилик үлкен ионизация нурлануы зейінмен ие болуы . α. -нурлану тасқыны α толықтай тіпті қағаздың парағының және тұқымның қабатының қалыңдықпен бирнеше микрометрге сіңіседі. β-нурлар тасқыны үлкен калындыкка өтіп кеттеди және толықтай алюмининың қабатының қалыңдықпен мм до 8 сіңіседі немесе тұқымның қабатының бирнеше миллиметрге дейин синеди. Гамма-нурлану жоғары жиілікті кыска толкынды электромагнитті сәулеленуді мегаэлектронвольтах(МэВ) өлшенетин куатпен зерттеуге болады, олар катал рентгендік сәулеленумен сыбайлас. (Жүйеде энергия джоулдерде өлшетеді. 1 МэВ =1,6021 -10-13 джоул.) Ол және ара нәтиже ядролық үдерістердің туады. Пароданын радиоактивті сәулеленуінің ашықтығын ұңғымада мен көмек гамма-нурлануда индикаторының тереңдіктің аспабында(рис. 64, а) пейілді өлшететін. Ара сапа индикатордың бири Гейгер Мюллердің немесе сцинтилляциялық санауыштарды пайдаланады. Ара нәтиже замера қисық, каяртыстың гамма-нурланудын ашықтығын ұңғыманың діңінің колеминде сипатталуын, қисықтың гамма-каротажной аталады. Радиоактивті сәулеленудің ашықтығы сияқты систематикалык заңдылық, қалың, толассыз өзгерісті аумайтын шарттарда бірыңғай көріністің барымен анықталатын келісилген
60 Рентген-радиометрлік əдіс
Рентгенорадиометрлик адисти сепаратор иске асырады, бул адис заттык курылысын 10 ( 5 )мм шамасындагы боликтердин курамын аныктау болып келеди. Боликтерди айныту, екниши ретти ренген спектри аркылы иске асырылады. Детекторлар блоктары болектер устинде орналасып, калынатын информацияны апаратуралык спектр ретинде береди. Осы спектирди зерртеу жане талдау аркылы боликтердин толык курылысын ишиндеги ядролардын таралуы туралы маглумат алынады. (анализделинетин калындык биринши жане екинши реттик сауленену каркындылыгна тауелди болып келеди.Рентгенорадиометрикалык адисте калындык 0,01 ден 1,5мм шамасында болып келеди.) Сапалык жане сандык багалай ушин боликтерге аналитикалык параметр колданылады. (болгиштик касиет) Р, ол спектрлик сызыктар катынасы аркылы есептелинеди:
карапайым есепер ушинкурдели есептер ушин
мунда: Ni – импулстер саны ( зерттелетин заттын характерлик ренген саулелену аймагында тиркелген)
Nj - импулстер саны ( зерттелетин заттын шашыраган ренген саулелену аймагында тиркелген)
N1, N2, Nn, Nm – аналитикалык аудан
k - коэффициент
61. Элементар бөлшектерді (Э.б) байкау,зерттеу әдістері.Э.б – заттың ең ұсақ және ішкі құрылымы ең қарапайым деп есептелетін бөлшектері. Қазіргі кезде антибөлшектерді қосқанда 200-ге жуық э.б белгілі. Солардың ішінен атомдар құрамына кіретін электрон, протон және нейтрон ғана. Протон мен нейтрондардан атом ядросы, ал электрондардан атомның электрондық қабықтары түзіледі. Қалған э.б әдетте секундтың өте аз үлесіндей уақыт қана өмір сүреді. Э.б зат атомдарымен әсерлесуі нәтижесінде электрондар мен протондарға түрленеді. Э. б-дің пайда болу мезеті мен ыдырау мезетінің арасындағы уақыт әдетте секундтың миллиондық және миллиардтық үлесіндей болады. Э.б–дің фотоннан басқасы лептондар, мезондар және бариондар деп аталатын үш топқа бөлінеді. Ә.б-тің антибөлшегі бар. Э.б–дің мөлшері өте кішкентай болғандықтан, оларды ешқандай оптик. прибордың көмегімен көруге болмайды. Физиктер Э.б жөніндегі деректерді Э.б-дің зат арқылы өтуі кезінде пайда болған құбылыстарды зерттеу нәтижесінде алады. Мұндай құбылыстарға қозғалған бөлшектердің фотоэмульсиядағы ( Қалың қабатты фотопластинка әдісі) не арнаулы прибордағы ( Вильсон камерасы, Көпіршікті камера, т.б.) іздері, Э.б-дің Черенков – Вавилов сәуле шығаруы, Э.бөткен кезде арнаулы санауыштарда пайда болатын разрядтар жатады.
62. Іргелі әсерлесулер. Іргелі әсерлесу - байланыс, өзара әсерлесу және қозғалыс материяның негізгі атрибуттары. Дененің барлық қасиеттері өзара әсерлесуден шығады және олардың құрылымдық байланыстарының нәтижесі болып саналады. Іргелі әсерлесу деген уақыт пен кеңістік шеңберінде бір объектіге материя және қозғалыс алмасуы арқылы әсер етуі. қабілеттерін тасушы, әрі өзара әрекеттесудің сандық өлшемі заряд болып табылады. Зарядтың ең кіші дискреттік шамасын (квантты) жекелеген заряд ретінде қарастырады. Өзара әрекеттесу күші кез кел-ген жағдайда әрекеттесетін екі бөлшектің көбейтіндісіне тура пропор-ционал, ал өте күрделі түрде бөлшектердің арасындағы қашықтыққа байланысты.Қазіргі көзқарастар бойынша, кез келген өзара байланыс турінің өзіндік физикалық агенті бар, яғни онсыз өзара әрекеттесу болмайды. Заттардың бір-біріне тартылуы немесе тебілуі оларды бөліп туратын орта арқылы беріледі. Ондай орта - вакуум. Өзара әрекеттесу теория-сын жасаған кезде процестің белгілі бір жобасы пайдаланылады: фермион - заряд бөлшектер маңында бозон-бөлшектерін тудыратын өріс қалыптастырады. Екі реальды бөлшек белгілі бір әрекеттесу радиу-сында бір-бірімен қозғалмалы бозондарымен алмаса бастайды, яғни бір бөлшек бозон бөлген кезде екіншісі оны жутып, өз бозонын оған береді немесе керісінше, бозондармен алмасу бөлшектердің арасында тартылу немесе тебілу қубылыстарын қамтамасыз етеді.
63.Гравитациялық әсер.Әсерді туғызатын заряд. Сипаттамасы.Зерттеу әдістері. Бүл барлық әрекеттесулердің ішіндегі ең әлсізі. Өзара әсерлеуші денелердің массалары неғурлым үлкен болса, соғұрлым гравитациялық әсер жоғары болады.Классикалық физикада ол Ньютонның белгілі тартылыс заңы арқылы сипатталады. Гравитациялық өзара әрекеттесу барлыц космостық жүйелердің пайда болуын, сонымен қатар эволюция барысында таралып кеткен жұлдыздар мен галактикаларды дамудың жаңа цикліне енуін қамтамасыз етеді. Гравитациялық толқындардың таралу жылдамдығы вакуумдағы жарық жылдамдығына тең, бірақ гравитациялық толқындар өлшеуіш құралдар арқылы тіркелмеген.Өріс жағдайында гравитациялық заряд, Эйнштейннің кезқарасы бойынша заттың инерттік массасына эквивалентті. Американ физик-тері Р.Хясли мен Дж. Тейлор гравитациялық толқындардың табиғатта бар екендігін дәлелдеп, 1993 жылы Нобель сыилығын алды.Гравитация үшін тебілудің қарама-қарсы эквивалентті күші жоқ, барлық қарсы бөлшектердің оң мәні бар массалары мен энергиялары бар.Гравитацияның кванттық теориясы бойынша тартылыс өрісі квант-талған, бул өрістің кванттарын гравитондар деп атайды. Тартылыс күші денелер арасында үздіксіз гравитондар немесе денелер арасында үздіксіз гравитондар немесе гравитациялық толқындар ауысуының нәтижесі болып табылады. Олар энергия тасымалдайды, сонымен бірге уақыт - кеңістік қасиеттері бар.
64. Электрамагниттік әсер.Әсердің заряды.Сипаттамасы Бұл өзара әрекеттесудің де өзіндік әмбебап қасиеттері бар, бірақ гравитациялық өзара әрекеттесуден бір айырмашылығы, өзара тартылыс (әр түрлі зарядтар арасында) және тебіліс (бірдей зарядтар арасында) қүбылыстары байқалады.Электромагниттік байланыстың арқасында атомдар, молекулалар және макроскопиялық денелер пайда болады. Барлық химиялық реакциялар электромагниттік өзара әрекеттесудің нәтижесі болып табылады. Бұл принципті химия ғылымы зерттейді.Электр туралы ғылымның дамуының алғашқы кезеңінде бұл өзара әрекеттесудің электрлік және магниттік компоненттері бір-бірне байланыссыз түрде қарастырылды. Максвелл бұл екі күштің бір-бірімен тығыз байланысты екендігін дәлелдеді.Максвелдің электродинамикасы электромагнетизмнің аяқталған классикалық теориясы болып табылады, ол өз мәнін осы уақытқа дейін жоғалтқан жоқ. Бірақ қазіргі физика электромагнетизмнің жетілген және нақты теориясын жасалады, онда құбылыстың кван-ттық-өрістік аспектілері қарастырылған. Бұл құбылыс - кванттық электродинамика деп аталады. Физикада массаның пайда болу себебі белгісіз болса, электромагниттік зарядтың табиғаты да түсініксіз. Сондықтан теория осы зарядтың өмір сүруі туралы постулаттардан тұрады.Электр заряды ек! түрде кездеседі: электронға тән заряд - теріс заряд деп, ал позитрон мен протонға тән заряд оң заряд деп аталады. Зарядтардың өзара әрекеттесуі қозғалмалы фотондардың алмасуы арқылы жүзеге асырылады. Әр түрлі зарядтардың әрекеттесу жағдайында тартылыс әсері, ал бірдей зарядтар әрекеттескенде тебілу әсері байқалады. Электромагниттік зарядтар қатысуымен болатын барлық процестерде заряд, импульс, энергия сақталу заңдары орын-далады.
65. Күшті әсер.Әсердің заряды.Сипаттамасы Күшті өзара әрекеттесу адрондар (грекше «адрос» - күшті) және нуклондар (протондар мен нейтрондар) және лизондар арасында орын алады. Күшті әрекеттесу үлкен арақашықтық жағдайында мүмкін (радиусы мөлшермен 1013 см шамасында).Күшті өзара әрекеттесудің бір көрінісі - ядролық күштер. Күшті әрекеттесуді ең алғаш рет ашқан Э.Резерфорд (1911 жылы), сол уақытта атом ядросы ашылды (бұл күштер арқылы бөлшектердің ыдырауы түсіндіріледі). Юкаваның гипотезасы бойынша (1935 ж.) күшті өзара әрекеттесулер аралық бөлшектердің - ядролық күштерді тасымалдаушылардың шығарылуына байланысты. Бұл 1947 жылы табылған пи-мезон, оның массасы нуклонның массасынан 6 есе кіші, сонымен бірге кейінірек табылған мезондар. Нуклондар мезондар « бүлтымен» қоршалған. Нуклондар қозу жағдайында болғанда бариондық резонанс туады, яғни, басқа бөлшектермен алмасады. Бариондар соқтығысқан кезде олардың бұлттары бірін-бірі жауып қалады да жан-жаққа таралған бүлттардың бағытымен бөлшектер шығарылады. Орталық бөліктерінен әр түрлі бағытқа қарай ақырындап қалдық бөлшектер шыға бастайды. Ядролық күш бөлшектер зарядына тауелді емес күшті өз ара әрекеттесу кезінде заряд бірлігі сақталады.
66. Әлсіз әсер.Әсердің заряды.СипаттамасыБүл тек микроәлемде байқалатын әрекеттесу. Олбір фермион бөлшектердің екінші түрге айналуына қатысты, бул жағдайда өзара әрекеттесуші лептондар мен кварктер түсі өзгермейді. Әлсіз әрекеттесудің қарапайым мысалы: бета - ыдырау процесі барысында бос нейтрон 15 минут ішінде протонға, электронға және электрондық антинейтроноға ыдырайды. Әлсіз заряд үш айырбас бозон бөлшектері бар үш өріс түрін күрайды. Әлсіз өзара әрекеттесу векторлық бозондар арқылы беріледі және әрекеттесу радиусы өте қысқа - 1015 см.Әлсіз өзара әрекеттесу туралы ең алғаш жасалған теория аяқталмаған болып шықты.Күннің өзі әлсіз әрекеттесу нәтижесінде жарық шашады (протон нейтронға, позитронға және нейтриноға айналады). Белініп шығатын нейтронның аса жоғары өту қабілеті бар, ол миллиард километр қалыңдықтағы темір плита арқылы өтіп кетеді. Әлсіз өзара әрекеттесу жағдайында бөлшектер зарядтары өзгереді.Әлсіз әрекеттесу түйісу арқылы жүзеге аспайды, керісінше аралық ауыр бөлшектердің - бозондардың алмасуы арқылы жүреді.60-шы жылдарда С.Вайнберг пен А.Салам біртұтас электро әлсіз өзара әрекеттесу теориясын ұсынды.Бұл теория біртұтас іргелі зарядтардың өмір сүруі арқылы жасалған
67. Элементар бөлшектердің статикасы. Кез келген элементар бөлшек ол ұшырайтын әсерлесудің түріне қос, белгілі физикалық шамалардың дискретті мәндерінің жиынтығы-сипаттамаларымен айнытылады.Барлық әлементар бөлшектерге ортақ сипаттамалар мыналар;масса,өмір сүру уақыты,спин,электр заряды.Масса элементар бөлшектердің инерттік және гравитациялық қасиеттерін сипаттайды.Әзірге элементар бөлшектердің массаларының таралу заңдылықтары мен массасының кванты белгісіз.Өмір сүру уақыты бойынша элементар бөлшектер тұрақты бөлшектерге бөлінеді.Нық болып қазіргі өлшеу дәлдіктеріне сәйкес, фотон,электрон,протон және олардың антибөлшектері мен нейтрондар саналады.Нықсымақтар қатарына нәзік және электромагнниттік әсерлесулер салдарынан ыдырайтын бөлшектерді жатқызады.Олардың өмір сүру уақыты ядролық әсерлесуге тән уақыттан әлдеқайда артық.Нық емес элементар бөлшектер ядролық әсерлесу салдарынан ыдырайды.
68. Фермиондар.Жалпы сипаттамасы.Элементар бөлшектердің спиндері бүтін -қа немесе жартылай бүтін -қа тең болады.Элементар бөлщектің спині оның тобырлық (айнымайтын бөлшектердің өте көп санының жиынтығының) қасиетін немесе олардың статикасын анықтайды.Спиндері жартылай бүтін бөлшектер Ферми-Дирак статистикасына бағынатын фермиондар болады. Фермиондардың толқынлық функциясы екі дәл бірдей бөлшектердің өзара алмасуына антисимметриялы болуы тиіс.Осыдан толық анықталған күйде бірден артық бөлшек бола алмайды(Паули тыйымы).Электрон фермион,оған ћ спин тән.
69. Бозондар.Жалпы сипаттамасы.Спиндері бүтін -қа тең бөлшектер Бөзе-Эйнштейн статистикасына бағынатын бозондар тобын құрады.Бозондардың толқындық функциясы екі бөлшектің орын ауыстыруына симметриялы сондықтан бір деңгейде олардың кез келген саны мекендей алады.Мөлшерлегіш бозондар – іргелі әсерлесулердің кванттары. Олар бөлшектің өзара әсерлесулерін қамтамасыз етеді.Бөлшектер әсерлесу барысында осы бозондарды алмастырады.Сонымен қатар, мөлшерлегіш бозондар іргелі әсерлесулердің мөлшерлегіш түрлендіруге инварианттылығын қамтамасыз ететін мөлшерлегіш өрістердің де кванттары болып табылады.Бақыланатын мөлшерлегіш бозондар электр нәзік әсерлесу кванттары:фотон, бозондар.Мөлшерлегіш бозондар қатарына кварктардың өзара әсерлесуін қамтамасыз ететін глюондар да қосылады.Бірақ олар да кварктар сияқты еркін күйде байқалмайды.Жалпы күшті әсерлесу теориясына сәйкес, глюондар спиндері бірге тең,электр бейтарап,массасыз бөлшектер.
70. Элементар бөлшектердің элементарлығының белгілері.Элементар бөлшектер атағы оған тек 1911 жылы Р.Милликен оның заряды мен массасын анықтағаннан кейін ғана берілді.Ол электр заряды е=1.6·Кл,массасы 9.1·кг жеңіл бөлшек.Электрон тек элементар бөлшектер тізімін ғана бастап қойған жоқ.Оның қасиеттерін тереңірек зерттеулер табиғаттқа субатомдық бөлшектер әлемінде анығырақ байқалатын қасиеттер тән екенін көрсетті.Олардың ең алғашқысы және ең маңыздысы-спин.Спин сыртқы күш өрісіндегі байқалуы жағынан,қозғалыстағы дененің импульс моментіне ұқсас.Протонның ашылуы атомның ғана емес,атом ядросының да күрделігіне күман қалдырмады.Енді атом ядросының моделдері ұсыныла бастады.Бірақ ол кезде белгілі бөлшектер-протондар мен электрондардан қасиеттері атом ядроларының қасиеттерімен үйлесетін жүйелер құрастыру мүмкін болмай шықты.Нейтронның протоннан өзгешілігінің бірі-оның нықсыздығы.Элементар бөлшек деп,құрамына басқа қарапайым бөлшек кірмейтін,ішкі құрылымы жоқ бөлшекті айтады.Элементар бөлшек қолайлй жағдайларда түрленіп,бір біріне өзара ауысады.Элементар бөлшектерді бақыланатын және бақыланбайтын бөлшектерге жіктейді.
71. Тамм гипотезасы. Юкава теориясы. Мюонды байқау әдісі.Жаңа іргелі әсерлесудің енгізілуіне байланысты оның кванты – оны қамтамасыз ететін бөлшек туралы мәселе туралы көтерілді.Оның шешуін 1934 жылы Юкава ұсынды.Оның есептеулері бұл бөлшектің массаы электрон массасынан 200-300 есе артық бозон болу керектігін көрсетті.Мюондар, өмір сүру уақыты массасы электронның массасынан 207 еседей артық,орнықсыз бөлшек.Мюатомардағы мюондар атом ядросымен қарпылуы мүмкін . Бұл құбылыс кәдімгі атомдағы К-арпуға ұқсас,осыдан ол қарапайым әсерлесуіне сәйкес келеді.Тәжірбиелер барлық белгілі әсерлесуге мюондар дәл электрондар сияқты қатысатынын көрсетеді.Бұл құбылысты әмбебаптық дейді.Сонымен қатар,мюон электроннан ішкі кванттық сан-лептондық зарядтың мәнінен айнытылады.Таммның жоспарланған эксаерименті бойынша анықталған бетта тұрақтыны бетта әсерлесудің нәтижесіндегі нуклондардың өзара тартылыс күшінен болады.Нуклондардың ядрода өзін ұстап тұруының күші нуклондардың бір-бірінен тартылу күшінен 14-15 есе аз.Юкава бойынша нуклондардың өзара әсерлесуі бұрынғы бөлшектен жаңа бөлшектің,яқғи нейтрино зарядталған бөлшектің нәтижесінлде пайда болады деді.Оның массасы ядолық күшті ұстап тұратын радиусқа тең.
72. Лептондар.Қасиеттері.Қалың қабатты фотоұлпалар әдісі Лептондар тобын ядролық әсерлесуге ұшырамайтын бөлшектер тобы құрады.Гравитация,нәзік,электромагниттік әсерлесулерден басқа барлық лептондарға бірдей қасиет олардың спиндері.Олардың бәрінің спиндері ћ\2, демек барлық лептиондар фермиондар.Электр зарядының мәніне қарай лептондарды жоғарғы және төменгілептондарға жіктейді. Жоғарғы лептондардың барлығының электр зарядтары нөлге, ал төменгілерінікі -1-ге тең. Лептондарға тән ішкі кванттық сан-лептондық заряд. Оның мәніне сәйкес лептондарды үш топқа-ұрпаққа бөледі.Әр ұрпақтың өзіне тән лептондық заряды бар және олар үшін осы лептондық заряд қана бірге, ал қалған екеуі нөлге тең. Мысалы электрон мен электрондық лептондық зарядтары , ал Мюондық және тау-лептондық зарядтары нөлге тең.Лептондық заряд барлық лептондар қатысатын әсерлесулерде сақталатын дәл кванттық сан.Лептондар адрондық әсерлесуге қатыспайды, сондықтан оларға адрондарға тән зарядтарды телімеуге болады немесе оларды нөлге тең деп қабылдау керек.Кез-келген элементар бөлшектерге сияқты, әр лептонға сәйкес антибөлшек бар.
73. Пи-мезондар. Қасиеттері. Ең жеңіл мезондар Юкава ядролық әсерлесу кванты ретінде ұсынған пиондар .Ең жеңіл және тарихи бірінші бақылаған мезондар пиондар .Олардың қасиеттерін зерттеулер пиондардың үшеуінің де сипаттамаларының өзара өте жақын екенін көрсетеді;1.олар затпен пәрменді әсерлеседі.2.Олардың массалары бірдей.3.олардың спиндері мен жұптылықтары бірдей.4.Зарядталған пиондардың өмірлерінің ұзақтықтары бірдей. Бейтарап пионның өмір сүру уақыты зарядталған пиондардыкынен әлдеқайда аз.Бірақ,ол олардың ядролық әсерлесуге қатысты сипаттамаларынан емес,электромагниттік және нәзік әсерлесуге қатысты сипаттамаларымен анықталады.Зарядталған пиондардың ыдырауына нәзік әсерлесу,ал битарап пионның ыдырауына электромагнитік әсерлесу жауапты.-мезондардың қасиеттерінің ұқсастығы мен олардың күшті әсерлесуге қатысатындығы,изотоптық инваианттылық принципінің тек нуклондардың емес,пиондардың әсерлесуі үшін де дұрыстығын меңзейді.
74. Протон ішіндегі Пи-мезондар ағыны. Байқау,сараптау әдістері Ең жеңіл мезондар Юкава ядролық әсерлесу кванты ретінде ұсынған пиондар .Ең жеңіл және тарихи бірінші бақылаған мезондар пиондар .Олардың қасиеттерін зерттеулер пиондардың үшеуінің де сипаттамаларының өзара өте жақын екенін көрсетеді;1.олар затпен пәрменді әсерлеседі.2.Олардың массалары бірдей.3.олардың спиндері мен жұптылықтары бірдей.4.Зарядталған пиондардың өмірлерінің ұзақтықтары бірдей. Бейтарап пионның өмір сүру уақыты зарядталған пиондардыкынен әлдеқайда аз.Бірақ,ол олардың ядролық әсерлесуге қатысты сипаттамаларынан емес,электромагниттік және нәзік әсерлесуге қатысты сипаттамаларымен анықталады.Зарядталған пиондардың ыдырауына нәзік әсерлесу,ал битарап пионның ыдырауына электромагнитік әсерлесу жауапты.-мезондардың қасиеттерінің ұқсастығы мен олардың күшті әсерлесуге қатысатындығы,изотоптық инваианттылық принципінің тек нуклондардың емес,пиондардың әсерлесуі үшін де дұрыстығын меңзейді.
75. Кварктар. Жалпы сипаттамасы. Кварктер – қазіргі көзқарас бойынша барлық адрондар құралады деп есептелетін жорамал материалдық нысандар. Кварктердің болуы жөніндегі жорамалды ең алғаш рет америкалық физик М.Гелл-Манн (1929 жылы туылған) мен австриялық физик Д.Цвейг (1937 жылы туылған) бір-біріне тәуелсіз түрде айтқан (1964). “Кварк”деген атаудың дәл аудармасы жоқ. Бұл сөз Д.Джойстың “Поминки по Финнегану” деген романынан алынған. Осы романда “кварк” сөзі анықталмаған, мистикалық нәрсені білдіреді. Кварктер жөніндегі болжам (резонанстардың) көп ашылуына және оларды жүйеге келтіру қажеттілігіне байланысты шықты.Кварктер жорамалы бойынша бариондар үш кварктен (ал антибариондар үш антикварктен), мезондар кварк пен антикварктен құралады. Кварктер (немесе антикварктер) адрондардың ішінде глюондық өрісте ұсталады. Кварктердің спиннен басқа “аромат” және “түс” деп аталатын екі ішкі еркіндік дәрежесіболады. Ал ішкі еркіндік дәрежесінің толық саны 72-ге тең. Әрбір кварк үш “түстің” (шартты түрде “қызыл”, “көк” және “сары”) бірін иеленеді. Бұл терминология оптикалық қасиетке байланысты қойылмаған, тек қолайлылық үшін ендірілген. Үш “түстің” жарық квантын жұтуы да, шығаруы да бірдей болып келеді. Олардың “түстік” күйлерінің массалары да бір-біріне тең. Ал ароматтың белгілісі әзірше бесеу, тағы біреуі (t-кварк) бар деп есептеледі. Әр түрлі “ароматы” бар кварктердің қасиеті де әр түрлі болып келеді. Сондықтан оларды массасының өсуіне қарай мынадай әріптермен белгілейді: u, d, s, c, b, t. Соңғы t-кваркін өте ауыр болғандықтан бақылау мүмкін болмай отыр. d, s, b – кварктердің зарядтары (протон заряды бірлігінде): –-ге, ал қалғандарының зарядтары -ге тең. Кәдімгі қарапайым зат ядро нуклондарының құрамына енетін u және d кварктерден құралады. Бұдан да гөрі ауыр кварктер зарядталған бөлшектер үдеткіштерінде жүргізілген тәжірибелер кезінде жасанды түрде алынуы не ғарыштық сәулелер құрамында байқалуы мүмкін. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерге қарамастан кварктер(жеңіл де, ауыр да) бос күйде тіркелген жоқ. Кварктерді тек адрондардың ішінде ғана бақылауға болады. Кварктер гравитациялық, әлсіз, электрмагниттік және күшті өзара әсерлердің барлығына да қатысады. Тек кварктердің өздері неден тұратыны белгісіз (мүмкін олар элементар бөлшектер болар). Кварктердің өзіндік өлшемі 10–16 см-ден кем болуы мүмкін.
76. протонның ішкі құрылысын тәжірибе жүзінде зерттеу әдістері.
Әлемнің бүкіл күрделі заттық құрылысының негізі протон болып табылады. Сондықтан протонның ішкі құрылысын табу Әлемнің құрылу прцессін анықтаудың негізгі кілті болып табылады. Протонның ішкі құрылысын анықтау үшін оның пайда болуы мен ішкі структурасының топологияық ерекшеліктерін анықтау керек. Бұл сұрақтардың жауабын іздеуде фракталды геометрияны қолданамыз. Фракталдар әртүрлі заттарды сипаттауда, құрылымы анықтауда қолданылады. Протонның ішкі құрылысы- барлық заттық құрылудың негізі болатын бөлшектер екені анықталды. Сонымен ротон құрылысын фракталдар арқылы анықтаймыз. Фрактал жиынтығын- фундаменталды бинарлық фрактал деп атаймыз. Бұндай фракталда 2 константа бар, олар негізгі сипаттаушылар болып табылады. 1 константа структурогенездің жақын жұр және тақ қадамдардың қатынасын бақылайды: … екінші константа структурогенездің жұп жіне тақ қадамдарының сипаттамалары қаиынасын анықтайды: ... протонның фундаменталды физикалық константаларында осы 2 константа кездеседі. Протон фракталы әртүрлі масштабтағы құрылымдарды көрсетеді. Әрбір қадамның соңы келесі қадамның басы болып табылады.
77. протондар. Жалпы сипаттамасы.
Протон(грекше prоtos – бірінші) (р) –атом ядросының элементтік құрамбөліктерінің бірі, сутек атомының, оның ішінде ең жеңіл сутек изотопының яки атомдар ішіндегі ең қарапайымының — протийдің ядросы; ядролардың бөліну процесі кезінде дараланады; болмашы оң зарядпен сипатталады. Ядро құрамындағы протәндар саны оның бүкіл зарядын қалыптастыра отырып, химиялык элементтің атомдық нөмірін және атомтүрін анықтайды, спині 1/2-ге, массасы 1836 электрон массасына (~10-24 г) тең, бариондарға жататын орнықты элементар бөлшек; сутек атомының жеңіл изотопының (протий) ядросы.Әлемнің бүкіл күрделі заттық құрылысының негізі протон болып табылады. Сондықтан протонның ішкі құрылысын табу Әлемнің құрылу прцессін анықтаудың негізгі кілті болып табылады.
78. күшті өріс заряды- түстер. Сипаттамасы.
Түсті заряд- кванттық хромодинамикада глюондармен және кварктармен жазылатын кванттық сан. Бұл элементар бөлшектер электр зарядтары секілді өзінара әсерлесе алады, бірақ электр зарядынан айырмашылығы мұнда 3 түс бар. Оларды қызыл, жасыл, көк деп атайды, бірақ оның біз көріп жүрген түстерге ешбір қатысы жоқ. Әр түстің өзндік антитүсі бар: антиқызыл, антижасыл, антикөк. Кванттық хромодиамикада түстер тұжырымдамасы Пауль принципін бұзбай, бірдей кванттық санды кварктардың нуклондарда бар болуын түсіндіру үшін жасалған. Карктардан тұратын бариондар мен мезондардан өзіндік түсі бар. Бариондар 3 түрлі түсті кварктардан тұрады, түстердің түйіскен жерінде ақ немесе түссіз бөлшек түзіледі. Ал мезондар бір түсті кварктар мен антикварктардан тұрады, мұнда да түссіз бөлшек паййда болады.
79. күшті өріс бозоны- глюондар. Қасиеттері.
Глюондар- кварктардың әсерлесуінің себебі болатын элементар бөлшектер. Техникалық тілмен айтар болсақ, глюондар- бұл векторлы калибрленген бозондар, олар кванттық хромодинамикада кварктардың күшті түстік әсерлесуіне жауап береді. Кванттық электродинамикада нейтрал фотондарға қарағанда глюондар түстік зарядтарды өздері тасиды, сол себепті күшті әсерлесулерге қатысады. Глюон- кванттық хромодинамикада векторлық өрістің кванты. Оның массасы жоқ. Фотон секілді бірлік спинге ие. Глюон шкі теріс жұптылыққа және нөлдік изоспинге ие. Ол өз- өзіне антибөлшек бола алады.
80. асимптотикалық еркіндік. Конфайнмент.
Кварктардың және глюондардың эффективті заряды үлкен қашықтықта көп мәнге ие, яғни жақындаған сайын кеми түседі. Кварктық әсерлесу константасы кварктардың арасындағы арақашықтыққа тура пропорционал. Басқаша айтқанда, кварктар бір- біріне жақындаған сайын әсерлесу кемиді, асимптотикалық түрде 0-ге жақындайды. Адрондарда кварктар еркін бөлшектер секілді, адронды жару кезінде олардың өзара тартылыс күші артады. Кванттық хромодинамиканың бұл қарама- қайшы заңы асимптотикалық еркіндік аталымын алды, «түссіз» адрондар ішіндегі түсті кварктарды ұстап қалу конфайнмент д.а. осы теорияның құрылуы арқасында жақын арақашықтықтағы күшті әсерлесудің сапалы параметрлері жасалды және құрылды.
81. лептондар. Сипаттамасы.
ЛЕПТОНДАР (грек. leptos — жұқа, жеңіл) — күшті өзара әсерге қатынаспайтын элементар бөлшектер тобы. Лептондарға электрон, мюон, нейтрино, 1975 ж. ашылған ауыр лептон (массасы 1,8ГэВ) және олардың антибөлшектері жатады. Барлық Лептондардың спині 1/2-ге тең, яғни олар фермиондар болып табылады. Электр зарядының мәніне қарай лептондарды жоғарғы және төменгі лептондарға жіктейді. Жоғарғы лептондардың барлығының электр заряды нөлге, ал төменгілерінікі 1-ге тең. Лептондарға тән ішкі кванттық сан- лептондық заряд. Оның мәніне сәйкес лептондарды үш топқа- ұрпаққа бөледі. Әр ұрпақтың өзіне тән лептондық заряды бар және олар үшін осы лептондық заряд қана 1-ге, ал қалған екеуі 0-ге тең. Мысалы, электрон мен электрондық нейтриноның электрондық лептондық заряды Le=1, ал мюондық және тау- лептондық заряды нөлге тең. Лептондар адрондық әсерлесуге қатыспайды, сондықтан адрондарға тән зарядтарды 0 деп қабылдау керек. Кез- келген элементар бөлшектерге сияқты әр лептонға сәйкес антибөлшек бар. Оларды сәйкес бөлшектің таңбасының үстіне тильда белгісін қою керек. Немесе оларды электр зарядының таңбасын өзгерту арқылы белгілейді.
82. зарядталған лептондар мен нейтрал лептондар. Қасиеттері.
Электр зарядының мәніне қарай лептондарды жоғары және төменгі лептондарға жіктейді. Жоғарғы лептондардың барлығының электр заряды нөлге, ал төменгілерінікі 1-ге тең. Лептондарға тән ішкі кванттық сан- лептондық заряд. Оның мәніне сәйкес лептондарды үш топқа-- ұрпаққа бөледі. Әр ұрпақтың өзіне тән лептондық заряды бар және олар үшін осы лептондық заряд қана 1-ге, ал қалған екеуі 0-ге тең. Мысалы, электрон мен электрондық нейтриноның электрондық лептондық заряды Le=1, ал мюондық және тау- лептондық заряды нөлге тең. Лептондық заряд барлық лептондар қатысатын әсерлесулерде сақталатын дәл кванттық сан. Лептондар адрондық әсерлесуге қатыспайды, сондықтан адрондарға тән зарядтарды 0 деп қабылдау керек.
83. лептондардың қатысуымен жүретін ядролық реакциялар.
Aldymen lepton turaly kyska malımet bereıık.ЛЕПТОНДАР -күштіөзараәсергеқатынаспайтынэлементарбөлшектертобы. Лептондарға электрон, мюон, нейтрино, 1975 ж. ашылғанауырлептон (массасы1,8ГэВ) жәнеолардыңантибөлшектеріжатады. БарлықЛептондардыңспині 1/2-гетең, яғниолар фермиондар болыптабылады. Лептондарсаныменолардыңантибөлшектерісаныныңайырмасыбарлықпроцестеркезіндетұрақтыболыпқалатындығытәжірибежүзіндеанықталған. Мысалы, электрондыққармаупроцесінде протонның (р) электронды (е–) жұтуыэлектрондықнейтриноның (nе) ұшыпшығуыменқабаттасажүреді: е–рnе, алпротонның (р) теріс мюонды жұтуымюондық нейтриноның () ұшыпшығуыменқатаржүреді: –рn; нейтронныңэлектронменбіргебета-ыдыраупроцесіндеэлектрондықантинейтрино, т.б. пайдаболады. Мұндайзаңдылықтарлептондардаайрықша “заряд” — Лептондықзарядтыңболуыментүсіндіріледі. ядролықреакциялардыңықтималдығыядролықреакцияшығымымен (яғнибелгілібірнысанадағыядролықтүрленулерсаныныңосынысанағатүскенатқылайтынбөлшектерсанынақатынасы) сипатталады. Ядролықреакциялардыңэффективтіккөлденеңқимасыныңатқылайтынбөлшектердіңэнергиясынатәуелділігінсипаттайтынфункцияядролықреакциялардыңқозуфункциясыдепаталады. Ядролықреакциясондай-ақжылудықэффектарқылыдасипатталады. Жылулықэффект – ядролықреакцияғақатысатынжәнеядролықреакциянәтижесіндетүзілетінядролардыңтыныштықмассаларының айырмасынатең. Олэнергетикалық. бірлікпен (көбінеМэВ) өрнектеледі. Егержылулықэффектоңболса, ондаядролықреакцияэнергиянысыртқашығараотырыпжүреді.
84. бета- ыдырау. Бета- бөлшектердің энергетикалық спектрі. Ерекшелігі.
Бета- ыдырау деп ядроның, электронның не позитронның қатысуымен өтетін түрленуін атайды. Бұл кезде ядроның атомдық номері ±1-ге өзгереді де, массалық саны өзгермейді. Ядро атомдық номері Z±1 изобаралық ядроға айналады. Қатысатын бөлшектердің түрі мен өтетін құбылыстарға қарай бета- ыдыраудың үш түрі ажыратылады. Электрондық бета- ыдырау: ; . Позитрондық бета- ыдырау: ; . Сонымен қатар бета- ыдырауға ядроның атомның электрондық қабығынан бір электрон қарпып, (A,Z-1) ядроға айналуын да жатқызады: ; . Бұл түрленуді электрондық қарпу дейді.
Энергияның сақталу заңы бойынша бета- ыдырау энергиясы: пайда боғған бөлшектердің кинетикалық энергияларының қосындысына тең. Бета ыдыраудың тұтас спектрін түсінудуң бірнеше жолдары бар. 1. Бета- ыдырау ұрпақ ядролардың әртүрлі қозған күйлеріне өтеді. Егер қозған күйлердің саны көп жіне олар тығыз орналасқан болса, онда бөлшектердің спектрі тұтас дерлік болады. 2. Ядроның ыдырауы кезінде шығарылатын Те моноэнергиялы бөлшектер өзінің атомының немесе көршілес атомдардың электрондық қабықтарымен әсерлесіп, соның нәтижесінде тұтас түрге көшеді. 3. Бета- ыдырау кезінде энергия мен импульстың сақталу заңдары бірге орындалмайды.
85. аннигиляция құбылысы. Зерттеу әдістері.
Теріс энергиялы деңгейде көшкен электронның орнында кемтік пайда болады. Оның электр өрісіндегі қылықтары оң массалы оң зарядталған электронның қылықтарына ұқсас болады. Мұндай оң зарядты электронды позитрон дейді. Сонымен, вакуумды қоздыру кезінде екі бөлшек- электрон мен позитрон (электрон- позитрондық қосақ) түзіледі. Бұл құбылысқа қарсы құбылыс – электронның оң энергиялы деңгейден теріс энергиялы аумақтағы бос орынға өтуі де бақылануы керек. Бұл құбылыс шынында да бақыланады. Ол құбылыс аннигиляция деп аталады. Бұл құбылыста электрон мен позитрон жоғалып, олардың орнына, көбінесе екі гамма- квант түзіледі.
86. электрондық үдеткіштен нейтриноны өндіру әдісі.
Neutrino- ote erekwe bolwek, okiniwke orai az zerttelgen. Neutrino elektronga uksaidy, birak manyzdy aiyrmawylygy bar: onin elektr zaryady jok. Osynyn aserinen neitrinoga elektr orisi aser etpeidi. Kazir fizikada aserlesudin 4 tipi belgili: gravitaciyalyk, elektromagnittik, katty jane alsiz. Neitrinoga osylardyn iwinen tek atom yadrosynan da az kashyktyktagy alsiz aserlesu gana aserin tigizedi. Neitino Alemdegi en kop taragan bolwek.Lardyn kopwiligi 15 milliard jyl buryn Alemnin paida boluynan keiin paida bolgan, al kalgandary kazirgi kezde atom elektrostanciyasy reaktorlarynda, elektrondy udetkiwterde ondiriledi.Onyn kez-kelgen materiyadan onai otip kete alatynyna bailanysty ony detektorlar arkyly ustap kalu kiyn.Tek jogargy energiyaly neitrinolar gana ilinedi, al kop neitrinolar kosmosta kalyp ketedi.Kazirgi zamangy kuwti detektorlardyn ozderi milliondagan neitrinonyn tek birneweuin gana tirkei lalady.
87. лептондық заряд кванттық саны туралы түсінік.
ЛЕПТОНДЫҚ ЗАРЯД, лептондық сан (L) — лептондарды сипаттайтын айрықша кванттық сан. Лептондар саны мен олардың антибөлшектері санының айырмасы барлық процестер кезінде тұрақты болып қалатындығы тәжірибе жүзінде анықталған. Мысалы, электрондық қармау процесінде протонның (р) электронды (е–) жұтуы электрондық нейтриноның (nе) ұшып шығуымен қабаттаса жүреді: е–рnе, ал протонның (р) теріс мюонды жұтуы мюондық нейтриноның () ұшып шығуымен қатар жүреді: –рn; нейтронның электронмен бірге бета-ыдырау процесінде электрондық антинейтрино, т.б. пайда болады. Мұндай заңдылықтар лептондарда айрықша “заряд” — Лептондық зарядтың болуымен түсіндіріледі. Лептондар үшін L=+1-ге, ал антилептондар үшін L=–1-ге тең. Тәжірибе мәліметтері көрсеткендей үш Лептондық заряд — электрондық Le, мюондық L және ауыр лептондар (–) мен оның нейтриносының () L бар. Ал қалған барлық элементар бөлшектер үшін Летондық заряд нөлге тең деп есептеледі. Бөлшектер жүйесінің Лептондық заряды — жүйе құрамына енетін бөлшектердің Лептондық зарядтарының алгебралық қосындысына тең.
88. әлсіз әсер ториясы- электроәлсіз үлгі туралы түсінік.
Бүл тек микроәлемде байқалатын әрекеттесу. Олбір фермион бөлшектердің екінші түрге айналуына қатысты, бул жағдайда өзара әрекеттесуші лептондар мен кварктер түсі өзгермейді. Әлсіз әрекеттесудің қарапайым мысалы: бета - ыдырау процесі барысында бос нейтрон 15 минут ішінде протонға, электронға және электрондық антинейтроноға ыдырайды. Әлсіз заряд үш айырбас бозон бөлшектері бар үш өріс түрін күрайды. Әлсіз өзара әрекеттесу векторлық бозондар арқылы беріледі және әрекеттесу радиусы өте қысқа - 1015 см.
Әлсіз өзара әрекеттесу туралы ең алғаш жасалған теория аяқталмаған болып шықты.
Күннің өзі әлсіз әрекеттесу нәтижесінде жарық шашады (протон нейтронға, позитронға және нейтриноға айналады). Белініп шығатын нейтронның аса жоғары өту қабілеті бар, ол миллиард километр қалыңдықтағы темір плита арқылы өтіп кетеді. Әлсіз өзара әрекеттесу жағдайында бөлшектер зарядтары өзгереді.
Әлсіз әрекеттесу түйісу арқылы жүзеге аспайды, керісінше аралық ауыр бөлшектердің - бозондардың алмасуы арқылы жүреді.
60-шы жылдарда С.Вайнберг пен А.Салам біртұтас электро әлсіз өзара әрекеттесу теориясын ұсынды.
Бұл теория біртұтас іргелі зарядтардың өмір сүруі арқылы жасалған.
89. кванттық электродинамика мен кванттық хромодинамиканың ұқсастыығы мен айырмашылығы.
Кванттық хромодинамикада кванттық электродинамикадағы сияқты кварктар өзара әсерлесу өрісінің кванттарын алмастыру арқылы әсерлеседі деп есептеледі. Ол әсерлесу кванттары глюондар деп аталады. Кванттық хромодинамиканың кванттық электродинамикадан айырмашылығы- кварктық Дирак өрісінің үш түстік күйінің болатындығы мен ол күйлердің біреуінің екіншісі арқылы түстік кеңістікте түрлене алатындығы. Кванттық хромодинамикада глюондардың өз өрісімен асимптотикалық еркіндік деген тамаша эффект туады. Кванттық электродинамикада вакуумның полярлануы салдарынан заряд қалқаланып, әсерлесудің эффективтік тұрақтысы жақын қашықтықтар үшін артады. Кванттық хромодинамикада керісінше, глюондардың өздік әсерлесулері антиқалқандалуға, жақын қашықтықтарда күшті әсерлесулердің эффектілік тұрақтысының q(K)2 кемуін береді.
90. әлемнің біртұтас теориясы туралы түсінік.
Материя жөніндегі алғашқы пікірлер дүниенің біртұтас негізін түсіндіре бастаған көне дүние философтарының балаң ізденістерінде кездесіп отырды. Мәселен, Фалес дүниенің негізін – су, Гераклит – от, Демокрит – атом деп қарастырған. Ал Эмпедокл әлемнің түп негізі – төрт элементтен – судан, жерден, ауадан және оттан тұрады деген. Аристотельдің пайымдауынша, материя – бұл мүмкіндіктегі болмыс. Нақты заттар осы болмысқа форманың әсер етуі нәтижесінде пайда болады. Материяның басқа жағдайға көшуін Аристотель – қозғалыс, процесс («кинесис») деп атаған. Яғни, материя дегеніміз – біздің сана – сезімізден тыс өмір суретін реалдылық. Ол адамнан, адамзаттан тыс өмір сүреді. Әлемді ешкім жасаған жоқ, ол болған және бола бермек. Әлем шексіз, шетсіз, ол көпжақты, көп қырлы, оның әр түрлі қасиеттері, ерекшеліктері бар. Әлемнің шексіздігі – ондағы процестер мен құбылыстардың ешқашан аяқталмайтынын білдіреді. Материалдық әлемнің басы, соңы жоқ, ол ұдайы даму, ұдайы өзгеру, ұдайы қалыптасу үстінде. Адам, оның өмірі – басы мен аяғы жоқ, шексіз де шетсіз әлемнің тарихындағы бір ғана сәт немесе өте кішкене әлем. Материяға – біртұтастық, яғни бүтіндік және құрылымдылық, біркелкілік тән. Әлемнің әртүрлі бөліктері мен қырлары - өзара тікелей немесе бір – бірі арқылы байланысқан – табиғат пен қоғам, тұлға мен топ. Материяның өмір сүру тәсілі – қозғалыс. Қозғалыс дегеніміз кез келген өзгеріс. Қозғалыс объективті, абсолютті, салыстырмалы, мәңгі.