Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi fanidan kurs ishi mavzu: Gamma nurlanish modda orqali o’tishi, Fottoeffekt, Kompton effekt, Elektron-Pozitron jufti hosil bo’lishi va bog’liqlik tomonlari

II BOB. ELEKTROMAGNIT NURLANISHNING KORPUSKULYAR XUSUSIYATLARI
2.1 Tutash roentgen spektrining qisqa to’lqinli chegarasi. Rentgen spektrlari — toʻlqin uzunliklarining 10~4 dan 103 A gacha sohasidagi elektromagnit nurlanishlar, yaʼni rentgen nurlanishning chiqarish va yutish spektrlari. Rentgen spektrlari tutash (yaxlit) va chiziqli (harakteristik) boʻladi. Tutash Rentgen spektrlari zaryadlangan zarralar (elektron, proton, mezon va h.k.) ning antikatodga urilib tormozlanishi jarayonida vujudga keladi. Chiziqli Rentgen spektrlari elektronlarning antikatodga urilib, oʻz energiyasini antikatod atomlariga berishi natijasida hosil boʻladi. Chizikdi Rentgen spektrlari bir-biridan keskin ajralib turadigan ayrim chiziqlardan iborat boʻladi.
Tutash Rentgen spektrlarining xususiyati antikatod materialiga emas, zaryadlangan zarralarning massasi va ularni tezlatuvchi potensialga bogʻliq. Tormozlanish spektrlari intensivligi taqsimoti toʻlqin uzunligiga qarab efi chiziq bilan ifodalanadi (racmga q.). Chiziqning qisqa toʻlqinli chegarasi antikatodga urilayotgan zaryadlangan zarraning energiyasiga bogʻliq, Mas, elektronlarni tezlatuvchi potensial f=100 KB ga teng boʻlganida, tutash spektrdagi eng qisqa toʻlqin uzunligi 0,123 A boʻladi. Uygʻotuvchi elektronlarning energiyasi biror kritik qiymatdan ortiq boʻlmaganda, tutash spektr, ularning energiyasi kritik qiymatga teng yoki undan katta boʻlsa, chizikli spektr hosil boʻladi. Chizikli Rentgen spektrlarining xususiyati esa antikatod materialiga bogʻliq. Har bir elementning oʻziga xos chizikli Rentgen spektrlari bor. Ingliz olimi G. Mozli nurlanuvchi elementlarning Rentgen spektrlari ini tadqiq qilib (1913), ularning spektr chiziklari chastotasi bilan chiziqaarni hosil qiluvchi elementning atom tartib raqami orasidagi bogʻlanishni ifodalovchi qonunni kashf etdi (qarang Mozli qonuni).
Rentgen spektrlari rentgen spektroskopiyasi, rentgen spektr tahlili, rentgen struktura taxlili va boshqa da qoʻllaniladi.
2.2 Fottoeffekt. Moddalarning elektromagnit nurlanish taʼsirida elektron chiqarishi. F. hodisasini 1887-yilda nemis fizigi G. Gers ochgan. Dastlabki asosiy tadqiqotlarni rus olimi A. G. Stoletov (1888), soʻngra nemis fizigi F. Leonard (1899) oʻtkazgan. F. qonunlarini birinchi boʻlib A. Eynshteyn (1905) nazariy tushuntirgan. F.ning asosiy qonuniyatlari: 1) chiqarilayotgan elektronlar soni nurlanish intensivligiga proporsional; 2) har bir modda uchun uning sirtining maʼlum holatiga va T=0 K trada chegara — nurlanishning eng kichik chastotasi P50 (yoki eng katta toʻlki n uzunligi ^0) mavjud boʻlib, bu chegaradan tashqarida F. sodir boʻlmaydi; 3) fotoelektronlarning eng katta kinetik energiyasi nurlanish chastotasi 03 ortishi bilan chiziqli ortadi va nurlanishning intensivligiga bogʻliq boʻlmaydi. F. — kvant hodisa, uning ochilishi kvant nazariyasini eksperimental asoslashda muhim rol oʻynadi; F. qonuniyatlarini faqat kvant nazariyasi asosida tushuntirish mumkin. Erkin elektron fotonnk yutishi mumkin emas, chunki bunda bir vaqtning oʻzida energiyaning ham, impulsning ham saklanish qonuni bajarilmaydi. Elektron atrof muhit bilan brgʻlanganligi uchun F. hodisasi atom, molekula va kondensatlangan muhitda hosil boʻlishi mumkin. Bu bogʻlanish atomda ionlanish energiyasi ye, bn, kondensatlangan muhitda chiqish ishi A bilan tavsiflanadi. F.dagi energiyaning saklanish qonuni Eynshteyn munosabati bilan ifodalanadi: E=hm — ye (yoki Ehw — A), bunda Ye — fotoelektronning kinetik energiyasi. T=0K va yoruglik intensivligi kichik boʻlganda (amadda koʻp fotonli effektlar boʻlmaganda), agar h sh < ye, yoki h sh < A boʻlsa, F. boʻlmaydi.
Gazlarda F. ayrim atom va molekulalarda kuzatiladi (fotoionlanish). Bunda foton yutilib, elektron chikarish yoʻli bilan ionlanish yuz beradi. Fotonning ionlashga sarflagan energiyadan boshqa gamma energiyasi chikarilayotgan elektronga beriladi. Kondensatlangan muhitlarda fotonlarni yutish mexanizmi ularning energiyasiga bogʻliq. h Sh > A da foton utkazuvchanlik elektronlari (metallarda) yoki valentlik elektronlari (yarimoʻtkazgichlar va dielektriklarda) tomonidan yutiladi. Natijada tashqi F. yoki ichki F. kuzatiladi. P GO juda katta boʻlganda (ukvantlar holida) fotoelektronlar atomning chuqur qobiqlaridan urib chiqarilishi mumkin. Koʻpgina metallarning toza sirtlari uchun A>3 eV, shuning uchun metallarda F. ultrabinafsha sohada kuzatiladi. Ishqoriy yer metallari va bariy (Va) uchun F. koʻrinadigan yorugʻlik sohasida ham kuzatiladi.