Өрістің Кванттық Теориясы

[өңдеу]Фотосурет

Фотопластинаның сезгiш қабаты желатинге енгiзiлген бромды күмiстiң майда кристалдарынан тұрады. Кристалдарға жарық кванттары түскенде электрондар бромның кейбiр иондарынан бөлiнiп кетедi. Бұл электрондарды күмiстiң иондары қармап алады да, кристалдарда шағын мөлшерде күмiстің бейтарап атомдары пайда болады. Бiрақ осы процестiң есебiнен бөлiнiп шыққан металл күйдегi күмiстiң мөлшерi аз.

Шындығында, фотопластинаның (немесе фотопленканың) уақыт өтуiне байланысты жарықтан аз да болса қараятынын байқауға болады. Бұл қараю металл күмiстiң пайда болуынан туған. Жарыктың әсерiмен объектiнiң фотопластинада пайда болған кескiнiн жасырын деп айтады.

Пластинаны өңдеудегi бiрiншi операция айқындау болып табылады. Пластина гидрохинонның метолдың немесе баска заттардың ертiндiсiне батырылады, олардың әсерiнен бромды күмiстiң жеке молекулалары ыдыраған барлық кристалдарынан металл күмiс бөлiнiп шығады. Пластинада объектiнiң негатив кескiнi пайда болады, онда объектiнiң жарық жерлерi караңғы және керiсiнше болады.

Бұдан кейiнгi операция —  бекiту — мұнда бромды күмiстiң  калған кристалдары ерiтiледi де, жуылады. Осының салдарынан пластина жарық сезгiш  болмай калады. Бекiту үшiн пластинаны гипосульфиттiң ерiтiндiсiне батырады. Суға жуған соң негатив дайын  болады. Оны фотоқағаздың, яғни жарық  сезгiш қабат қапталған кәдiмгi қағаздың үстiне орналастырып, жарықтандырып  және жоғарыда көрсетiлгендей, химиялық оңдеу жасаған соң, позитив кескiн  шығарып алады. Ендi позитивте жарық  және караңғы реңктердiң таралуы  дұрыс (айналдырылмаған) болды.

[өңдеу]Бордың кванттық постулаттары

Табиғаттағы процестер туралы кванттық тусiнiктердi одан әрi дамыта отырып, 1913 ж. данияның ұлы физигi Нильс Б  о р физиктердi ойландырған өте  қиын жағдайдан шығарудың жолын  тапты.

Бордың еңбегiне сүйсiнген Эйнштейн, оны “ақыл-ой саласындағы жоғары музыкалық дарын” деп бағалады. Бір-бiрiнен дара жатқан тәжiрибе деректерiне сүйене отырып, Бор данышпандық интуицияның жәрдемiмен iстiң мәнiн дұрыс аңғарды.

Бордың бiріншi постулатында былай делiнген: атомдық жүйе тек ерекше стационар немесе кванттық күйдерде ғана болады, олардың әрқайсысына белгiлi бiр энергия Еn сәйкес келедi. Стационар күйде атом сәуле шығармайды.

Бордың екінші постулатына сәйкес , атом үлкен энергиялы Ек стационар күйден аэ энертиялы Еn стационар күйге өткенде жарық iшығарылады. Шығарылған фотонның энергиясы атомның стационар екi күйдегi энергияларының айырмасына тең.

[өңдеу]Атом ядросының физикасы

Атом ядросы және элементар бөлшектер деген сөз физика курсында әлденеше рет қайталанады. Атом ядросының өзi элементар бөлшектерден тұрады.

Физиканың атом ядроларының  кұрылысы мен турленуi зерттелетiн  бөлiмi ядролық физика деп аталады.

[өңдеу]Радиокактивтіктің ашылуы

Атомдардың тұрақты еместiгi ХIХ ғасырдың ақырында ашылғанды. 46 жыл өткен соң ядролык реактор жасалды. Бiз атом ядросы физикасының тарихи ретпен жедел дамып келе жатқанын көрiп отырамыз.

Р а д и о а к  т и в т i к т i ң — атом ядросының күрделi құрлысын дәлелдейтiн  құбылыстың ашылуы сәттi кездейсоқтықтың  жемiсi болды. Өздерің бiлетiндей, рентген  сәулелерi алғаш рет шапшаң электрондар  разрядтық түтiктiң шыны ыдысының кабырғаларының соқтығысуынан алынған-ды. Олармен бiр мезгiлде түтiк қабырғаларының жарық шығаруы байкалған. Б е  к к е р е л ь ұзақ уақыт  осы тектес құбылысты — алдын  ала күн жарығына сәулелендiрiлген заттардың соңынан сәуле шығаруын зерттеумен шұғылданған.

[өңдеу]Изотоптар

Радиоактивтiк құбылысты зерттеу атом ядроларының табиғатына қатысты маңызды жаңалықтардың ашылуына себепшi болды.

Көптеген радиоактивтiк  қасиеттері мүлдем әр түрлi (яғни түрлiше тәсiлдермен ыдырайтын), бiрақ өздерiнiң  химиялық қасиеттерi жөнiнен барабар  заттар бар екенi анықталды. Белгiлi химиялық тәсiлдердiң бәрiмен де оларды ажырату ешбiр мүмкiн болмады. Осының негiзiнде 1911 ж. Содди химиялық қасиеттерi бiрдей, басқа жағынан, мәселен өзiнiң радиоактивтiгiмен ұқсамайтын элементтер бар екенi жөнiнде болжам айтты. Мұндай элементтердi Менделеевтiң периодтық жүйесiнiң бiр тор көзiне орналастыру керек. Сондықтан Содди олардыизотоптар (яғни периодтық жүйде бiрдей орын алатындар) деп атады.

[өңдеу]Ядролық реактор

Ядролық (немесе атомдык) реактор деп ядролардың басқарылатын бөлiну реакциясын жүзеге асыратын құрылғыны айтады.

Уранның ядросы, әсiресе 255/92 U изотоптың ядросы баяу нейтрондарды анағұрлым тиiмдiрек қармап алады. Соңынан ядро белiнуi болатын баяу нейтрондарды қармап алу ықтималдығы, шапшаң нейтрондарға карағанда, жүздеген есе артық. Сондықтан табиғи урандармен жұмыс iстейтiн ядролық реакторларда нейтрондардың көбею коэффициентiн жоғарылату үшiн нейтрондарды баяулатқыш пайдаланылады. Ядролық реактордағы процестер схема түрiнде суретте кескiнделген.

[өңдеу]Термоядролық реакциялар

Термоядролық  реакция, термоядролық синтез - миллиондаған градус температурада жүзеге асатын ядролық бірігу реакциясы деп аталады.

Жеңіл элементтерді (сутек, гелий, литий, т. б.) жүздеген миллион градусқа дейін қыздырғанда, олардың бейтарап атомдары тұтастығын жойып, ядролар мен электрондарға ыдырайды.

Нәтижесінде оң зарядты ядролардан, теріс зарядты электрондардан тұратын ерекше орта — жоғарғы температуралық плазма пайда болады. Мұндай плазмада ядролар кулондық тебіліс бөгетін (барьерін) жеңе алатын кинетикалық энергияға ие болады:

мұндағы k—Больцман тұрақтысы; Т—плазманың температурасы; m және v — бөлшектің массасы мен жылдамдығы.

Температурасы жүздеген миллион  градус болатын ыстық плазмадағы ядролар аса үлкен жылдамдықпен бір-біріне жақындап, ядролық күштердің  әрекет аймағына енеді. Сол сәтте-ақ тегеурінді ядролық күш оларды біріктіріп, жаңа ядроны түзеді. Бұл кезде пайда  болған m масса ақауы есебінен аса  мол энергия босап шығады. ^[1]