Termiz davlat universiteti fizika-matematika fakulteti nazariy fizika kafedrasi

E=pc (m=0)
ko'rinishni oladi. Agar tinch holda massasi nolga teng bo’lmagan zarra harakatlanmasa, u holda mashhur
E=mc² (p=0)
ifodani olamiz. Agar zarraning massa va energiyasi ma’lum bo’lsa, u holda impuls qiymatini (4) formuladan qabul qilingan birliklarda (mega-elektronvoltning yorug’lik tezligiga nisbati) darrov olinadi. Nuklonlar va yadrolar massalari grammlarda ham ifodalanadi. Yadrolar uchun massa birligi sifatida massaning atom birligi (m.a.b.) dan foydalaniladi. Yadro zaryadi va atom nomeri (3) formulaning tajribada tasdiqlanishi Rezerford taklif etgan atom yadro modelining to’la kabul qilinishiga olib keldi; atom hamma massasi mujassamlashgan musbat zaryadli juda kichik yadrodan va uni o’rab turgan manfiy zaryadli elektronlardan tashkil topgan sistemadan iborat. Bundan tashqari, Rezerfordning sochilish qonuni atom yadrolarining zaryad kattaligini topishga ham imkon berdi. Xususan, turli moddalarda α-zarralarning sochilishiga oid tajriba natijalarini muhokama qilib, qator atomlar yadrolarining zaryad kattaligi aniqlandi. Ingliz fizigi Chadvik mis, kumush va platina uchun A (3)ning qiymatini o’lchab, bu elementlar yadrolarining zaryadi (Z) mis uchun 29±1, kumush uchun 46±1 va platina uchun 78±2 ekanligini topdi (yadro zaryadlari elektron zaryadi birligida berilgan). Chadvik tajribalari natijasini qunt bilan urgangan Van-den-Bruk elementlarning yadro zaryadlari qiymati ximiyaviy elementlar jadvalidagi bu elementlar o’rnining tartib soniga to’g’ri kelishini payqadi. Ximiyaviy elementlar jadvalida elementlar o’rni ularning atom og’irliklari bilan emas, balki yadro zaryadi qiymati, atom nomeri bilan belgilanadi. Ximiyaviy elementlar jadvalidagi bir elementdan ikkinchi elementga o’tilganda uning atom yadrosi zaryadi birga o’zgaradi. Bu moslik mustaqil ravishda Mozli tomonidan tasdiqlandi. U yadro zaryadini aniqlashning elementlarning rentgen spektrini o’rganishga asoslangan metodini kashf etdi. Mozli elementlarning xarakteristik rentgen nurining K chizig’i chastotasi vk davriy jadvaldagi element tartib nomerining ortib borishi bilan asta-sekin ortib borishini aniqladi: bu yerda Z — yadrodagi musbat zaryad kattaligi bo’lib, bu elementning atom nomeriga mos keladi. Neytral atomdagi elektronlar soni ham 2 ga teng. Yadroning elektr zaryadi musbat va elementar (elektron) zaryad kattaligi e=1,6021•10-19 Kl ga karralidir. Uni Ze ko’paytma ko’rinishida ifodalanadi (bu yerda Z atom nomeri). Shunday qilib, berilgan atomning Mendeleyev jadvalidagi o’rnini bildiruvchi atom nomeri Z ham muayyan elementning ximiyaviy xususiyatini anglatadi, chunki barcha ximiyaviy jarayonlar elektronlarning qayta 14 joylashishi tufayli yuz beradi. Elektr zaryadi atom yadrosining asosiy xarakteristikalaridan biridir; u neytral atomdagi elektronlar sonini, ximiyaviy, optik (energiya sathlari) va boshqa fizik xususiyatlarini aniqlaydi. Atomning yangi yadro modelining qabul qilinishi bilan optik va rentgen spektrlarining tuzilishini tushunishda yanada yuksaklikka erishildi. Natijada 1913- yili atomning hammaga ma’lum N. Bor nazariyasi, keyinchalik esa uning kvantmexanik talqini vujudga keldi: atom yadrodan va uning atrofida turli masofada aylanib yuruvchi elektronlardan tashkil topgan.
Yadroning tarkibiy qismlari Yadroning massa va zaryadi proton massasi va zaryadiga butun karrali bo’lganligidan hamma yadrolar protonlardan tuzilgan deb taxmin qilish mumkin. Lekin yadro massa soni A (A—atom og’irligiga yaqin bo’lgan butun son) hamma izotoplarda ularning atom nomerlari 2 dan taxminan 1,5 marta, davriy sistema oxirida esa undan ham ko’p marta kattadir. Faqat vodoroddagina Z=A. Shuning uchun A massa sonli va e atom nomerli yadro A ta protondan tashqari yana (A-Z) ta elektronga ham ega bo’ladi va ular amalda massani o’zgartirmagan holda uning musbat zaryadini Z miqdorgacha kamaytiradi. Bu gipotezaga asosan azot yadrosi (A=14, Z=7) 14 proton va 7 elektrondan, uran yadrosi esa (A=238, Z=92) 238 proton va 146 elektrondan tashkil topishi kerak. Yadro tarkibiga elektronlar ham kiradi degan fikr tabiiydek ko’rinadi, chunki radioaktiv parchalanish vaqtida yadrodan (β-zarralar uchib chiqishi kuzatiladi. Bu gipotezaga tayanib α-zarralarni yadroda mavjud bo’ladigan yoki α-parchalanish paytida hosil buladigan 4 proton va 2 elektrondan iborat mustahkam bog’langan zarralar sistemasi deyish mumkin. Lekin tez orada yadrolarning harakat miqdori momentini va statistikasini tekshirganda, shuningdek, yadro va elektronning o’lchamini solishtirgan vaqtda yadroda erkin elektronlar bo’lishi kerak degan tushuncha ma’lum qaramaqarshiliklarga olib keldi. Bu model to’g’ri bo’lganida yadrodagi zarralarning umumiy soni (2A — Z) ta bo’lishligini ko’rish oson. Demak, bu sonning juftligi e tartib nomerining juftligiga bog’lik bo’ladi. Proton va elektronlarning spini yarim sonli qiymatga ega ekanligi ayon bo’lganligi uchun ulardan tuzilgan yadrolarni quyidagi spinlarga ega deb hisoblash mumkin edi