16 ma’ruza. Vakuumda magnit maydoni reja: Vakuumda magnit maydoni

RADIOAKTIV YEMIRILISH QONUNI. ELEMENTAR ZARRALAR VA

ULARNING XOSSALARI.
Aytaylik, ixtiyoriy t₀ vaqt momentida N₀ ta yemirilmagan atomlari bo'lgan radioaktiv modda berilgan bo'lsin. Chekli t vaqt o'tgandan keyin moddada qolgan radioaktiv yadrolar sonini topaylik

Ravshanki, t vaqt momentidagi yemirilgan atomlar soni dN shu momentdagi yemirilmagan atomlar soni N ga proporsional bo'ladi. Radioaktiv atomlarning umumiy N soni qancha ko'p bo'lsa, yemirilganlarining soni ham shuncha коp bo'ladi: dN-N (8)

Radioaktiv atomlarning yemirilishi o'z-o'zidan va xaotik bo'lgani sababli, t dan t+dt gacha bo'lgan vaqt intervalida yemirilgan atomlar soni dt vaqt oralig'iga proporsional bo'ladi deb hisoblash mumkin: dN-dt (9).

Shunday qilib, dN = Ndt yoki

dN=-Ndt (10)

bo'ladi, bu yerdagi -proporsionallik koeffitsiyenti bo'lib, radioaktiv yemirilish doimiysi deyiladi. Uning qiymati har xil moddalar uchun har xil. Tenglikning o'ng tomonidagi « - » ishora yemirilmagan atomlar soni N kamayishi sababli, dN manfiy kattalik bo'lishini ko'rsatadi.

Yemirilmagan atomlar sonini topish uchun yuqoridagi tenglikni

(11)

ko'inishda yozib, so'ngra integrallaymiz: (12)

Bundan (13)

yoki (14)

natija topiladi.

Bu formula radioaktiv yemirilish qonunining matematik ifodadir:

yemirilmagan radioaktiv yadrolar soni vaqt o'tishi bilan eksponensial ravishda kamayadi.

quyidagi rasmda bu bog'lanishning grfigi keltiriladi. Grafikdan, radioaktiv yemirilish aktivligi o'zgarishining umumiy xarakteri va vaqtga bog'liq bo'lmagan holda, yarim yemirilish vaqti ichida moddaning aktivligi ikki barobar kamayishi ko'rinib turibdi.


Elementar zarralar va ularning xossalari. Hozirgi vaqtda stabil (barqaror) bo'lgan va o'rtacha yashash vaqti 10^-17 sekunddan kam bo’lmagan qiyosan stabil bo'lgan 35 ta elementar zarracha mayjud Bulardan tashqari, o'rtacha yashash vaqti 10^-22 yol0^-23 sekund bo'lgan rezonanslar deb ataladigan 100 dan ortiq zarralar ham mayjud.

Barcha elementar zarralar tinch holatdagi massasi, elektr zaryadi, o'tacha yashash vaqti va boshqa ba'zi fizik kattaliklari bilan xarakterlanadi.

Elementar zarralarni ularning tinch holatdagi m₀ massalariga ko'ra quyidagi 4 sinfga ajratish mumkin:

F o t o nlar(m₀ = 0);

leptonlar yoki yengil zarra1аг (0 0 < m_e);
mezonlari yoki o'rta og'irlikdagi zarralar (m_e< m₀< m_p);

barionlar yoki og'ir zarralar (m_e p d).

Bu yerda m_e m_p va m_d mos ravishda elektron, proton va neytron (og'ir vodorod yadrosi) ning tinch holatdagi massalari.
Barionlar o'z navbatida yana nuklonlar va gipertonlarga bo'linadi.

Quyidagi jadvalda barcha ma'lum zarralar keltirilgan va ularning ba'zi xarakteristikalari berilgan. zarrararning massasi elektronning tinch holatdagi massasida, elektr zaryadi elementar zaryadlarda ifodalangan.

Jadvaldan ko'rinadiki, elementar zarraning zaryadi yo + 1 ga, yo - 1 ga yoki 0 ga teng; ikki va ko'p zaryadli zarralar yo'q. Elementar zarrnlarning ko'pchiligi barqaror emas yoki undan . ko'p o'rtacha yashash vaqti juda qisqa. Elementar zarralarning xarakterli xususiyati yana shundaki, ular ikki xil ko’rinishda zarra va antizarra korinishda namoyon bo'ladi. Zarra va antizarraning massasi, elektr zaiyadining kattaligi bir xil, ammo zaryad ishorasi bilan farq qiladi.

Masalan, p - proton va - antiproton, -e₀ elektron va +e pozitron, n -neytron va n- antineytronlar antizarrachaga misol bo'ladi..

Elementar zarralardan faqat uchtasi elektron, proton va neytronlar asosiydir, atomlar va nihoyat, bizni o'rab olgan butun moddiy olam shu zarralardan tashkil topgan.

Hozirgi vaqtda yadro neytronlaridan birining protonga aylanishi natijasida elekttonlar sochilishi aniqlangan:

Bunda уanа e₀ elektron va n antineytrino hosil bo'ladi (neytrino va antineytrinoning tinchlikdagi massasi m_n=0, zaryadi q_n=0)..

Ikkinchi tomondan, atom yadrosidagi proton pozitron va neytrino chiqarib, neytronga aylanishi mumkin:

(la)

Zarracha antizarracha bilan to'qnashishda boshqa elementar zarrachalarga aylanishini ham eksperimental kashf etilgan. Bunda ularning ikkalasi ham avvalgi holdagi mavjudligini yo'qotadi, bu protsess juftlar anniligilyatsiyasi deb yuritiladi.

Masalan, juftlar annigilyatsiyasiga proton va antiprotonning pinol mezonga aylanishi quyidagichadir:

(2)