Էջ:Հայկական Սովետական Հանրագիտարան (Soviet Armenian Encyclopedia) 1.djvu/660

Վիքիդարանից՝ ազատ գրադարանից
Jump to navigation Jump to search
Այս էջը սրբագրված է


(նկ․ ) Նկ․ 1․ Ատոմային ծավալի պարբերական կախումը ատոմային համարից։

նականներ Գ․ Կիրխհոֆը և Ռ․ Բունզենը, ուսումնասիրելով ատոմների օպտիկական հատկությունները, դրեցին սպեկտրալ անալիզի հիմքը (1860)։ 1869-ին ռուս գիտնական Դ․ Մենդելեևը հայտնաբերեց տարրերի պարբերական համակարգը։ Նա ցույց տվեց, որ տարրերի ատոմային զանգվածի մեծացմանր զուգընթաց նրանց քիմիական ե ֆիզիկական հատկությունները պարբերաբար կրկնվում են (նկ 1)։ Սրան հետևեց բնական եզրակացություն․ ատոմը ունի բարդ կառուցվածք, որը փոխվում է կապված ատոմային զանգվածի փոփոխվելու հետ։ Ատոմի կառուցվածքի բացահայտման պրոբլեմը դարձավ քիմիայի և ֆիզիկայի կարևորագույն հարցը։

Ատոմային ֆիզիկայի ծագումը։ Ա․ ֆ–ի հիմքը դրվեց էլեկտրոնի և ռադիոակտիվության հայտնագործմամբ։ Խիստ նոսր գսւզի միջով էլեկտրական հոսանքի անցումը հետազոտելիս հայտնաբերվեցին ճառագայթներ, որոնք բաղկացած էին բացասական լիցք ունեցող արագ թռչող մասնիկներից։ Դրանք կոչվեցին էլեկտրոններ։ էլեկտրոնի լիցքի (–e) ե զանգվածի (m) հարաբերությունը 1897-ին չափեց անգլիացի ֆիզիկոս Ջ․ Թոմսոնը։ Պարզվեց նաև, որ մետաղները ուժեղ տաքացնելիս կամ կարճալիք լույսով լուսավորելիս արձակում են էլեկտրոններ (տես Ջերմաէլեկտրոնային էմիսիա, Ֆոտոէլեկտրոնային էմիսիա)։ Այստեղից եզրակացվեց, որ էլեկտրոնները մտնում են ցանկացած ատոմի կազմի մեջ և որ չեզոք ատոմները պետք է պարունակեն նաև դրական լիցք ունեցող մասնիկներ։ Դրական լիցք ունեցող ատոմները՝ իոնները, հայտնաբերվեցին էլեկտրական լիցքերը նոսր գազերում հետազոտելիս։ Ատոմի պատկերացումը որպես լիցքավորված մասնիկների համակարգ բացատրում էր ատոմի կողմից լույսի արձակման հնարավորությունը։ Հաստատվեց, որ ներատոմային էլեկտրոնների (հայտնաբերել էր Հ․ Լորենցը) լիցքի և գանգվածի e/m հարաբերությունը հավասար է ազատ էլեկտրոնների համար Ջ․ Թոմսոնի ստացած համապատասխան e/m հարաբերությանը։ Ատոմի անբաժանելիության և անփոխակերպելիությսւն մասին պատկերացումը վերջնականապես հերքվեց, ռադիոակտիվության երևույթը ուսումնասիրելիս։ Պարզվեց, որ ատոմները ենթարկվում են երկու տիպի փոխակերպման։ Արձակելով ալֆա–մասնիկ (2e դրական լիցքով)՝ ռադիոակտիվ քիմիական տարրի ատոմը փոխակերպվում է այլ տարրի (պարբերական համակարգում նախորդից 2 վանդակ ձախ գտնվող) ատոմի, օրինակ՝ սյոլոնիում–կապար։ Բացասական լիցքով (–e) բետա–մասնիկ (էլեկտրոն) արձակելու դեպքում փոխակերպումը տեղի է ունենում մեկ վանդակ դեպի աջ, օրինակ՝ բիսմուտ–պոլոնիում։ Փոխակերպված ատոմի զանգվածը երբեմն չէր համնկնում այն տարրի ատոմական կշռի հետ, որին նա փոխակերպվել էր։ Ստացվեցին նույն քիմիական տարրի ատոմների տարատեսակներ, որոնք հետագայում կոչվեցին իզոտոպներ։ Էլեկտրոնի հատկությունների և ռադիոակտիվության հետազոտման արդյունքները հնարավորություն ընձեռեցին կառուցելու ատոմի կոնկրետ մոդելներ։ 1903-ին Ջ․ Թոմսոնը առաջարկեց իր մոդելը, ըստ որի դրական լիցք ունեցող ոլորտի մեջ տեղ–տեղ մտած են իրենց չափերով ատոմի համեմատ շատ փոքր բացասական էլեկտրոնները (տես նկ․ 2)։ Թոմսոնյան մոդելը որոշ չափով բացատրում էր ատոմի կողմից լույսի արձակումը, ցրումը և կլանումը։

Ռեզերֆորդի ստեղծած ատոմի մոլորակային մոդելը։ Պարզվեց, որ ատոմի թոմսոնյան մոդելը անբավարար է բազմաթիվ երևույթներ բացատրելու համար։ Դրանով չհաջողվեց բացատրել ատոմների կողմից ալֆա–մասնիկների ցրման երևույթը հաստատող անգլիացի ֆիզիկոս Է․ Ռեզերֆորդի և նրա աշխատակիցների կատարած փորձերի արդյունքները։ Անցնելով նյութի միջով, ալֆա–մասնիկներն ընդհարվում են ատոմների հետ։ Յուրաքանչյուր ընդհարման ժամանակ ալֆա–մասնիկը, անցնելով ատոմի էլեկտրական դաշտով, փոխում է շարժման ուղղությունը՝ ցրվում է։ Այդ շեղումները հիմնականում շատ փոքր են։ Ուստի և նյութի բարակ շերտով ալֆա–մասնիկների փունջը անցնելիս տեղի էր ունենում փնջի շատ փոքր ցրում։ Սակայն մասնիկներից մի քանիսը շեղվում էին 90°–ից ավելի անկյունով։ Այս երևույթը չէր բացատրվում Թոմսոնի մոդելով, որովհետև «հոծ» ատոմի էլեկտրական դաշտը չէր կարող մեծ անկյունով շեղել զանգվածեղ և արագաշարժ ալֆա–մասնիկը։ Ռեզերֆորդը առաջարկեց ատոմի սկզբունքորեն նոր մոդել, որն իր կառուցվածքով հիշեցնում է Արեգակնային համակարգը և ստացավ մոլորակային մոդել անունը։ Ըստ այդ մոդելի ատոմի կենտրոնում գտնվում է դրական լիցք ունեցող միջուկը, որի չափերը (~10-14 մ) շատ փոքր են ատոմի չափերից (~10-10 մ), իսկ զանգվածը գրեթե հավասար է ատոմի զանգվածին։ Միջուկի շուրջը պտտվում են էլեկտրոնները (ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը)։ Չլիցքավորված (չեզոք) ատոմում էլեկտրոնների թիվը այնպիսին է, որ նրանց գումարային բացասական լիցքը կոմպենսացնում (չեզոքացնում) է միջուկի դրական լիցքը։ Ի տարբերություն մոլորակային համակարգում գործող ձգողականության ուժի, ատոմում գործում են էլեկտրական (կուլոնյան) ուժեր։ Միջուկի շուրջը գոյություն ունեցող ուժեղ էլեկտրական դաշտով են բացատրվում դրական ալֆա–մասնիկների (հելիումի միջուկի) խիստ շեղումները (տես նկ․ 3)։ Հետագայում պարզվեց, որ ատոմի միջուկի լիցքը (հաշված տարրական լիցքի միավորներով) թվապես հավասար է պարբերական համակարգում համապատասխան տարրի կարգահամարին։ Կատարված փորձերի արդյունքները ճշգրտորեն համընկան տեսական հաշվարկների հետ՝ փայլուն կերպով հաստատելով ատոմի մոլորակային մոդելը։

(նկ․) Նկ․ 2․ Թոմսոնի ատոմի մոդելը։ Կետերով նշված են դրականապես լիցքավորված սֆերայում գտնվող էլեկտրոնները։

Սակայն Ռեզերֆորդի մոլորակային մոդելն իր հերթին հանդիպեց սկզբունքային դժվարությունների։ Այն չէր բացատրում ատոմի կայունությունը ճառագայթման նկատմամբ, ինչպես նաև նրա ճառագայթման գծային (և ոչ անընդհատ) սպեկտր–