Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu məqalə Atom nüvəsi məqaləsinə çox yaxındır və hər ikisinin eyni başlıq altında birləşdirilməsi mümkündür.
Bu məqalədəki məlumatların olması üçün əlavə mənbələrə ehtiyac var. |
Atom nüvəsi atomun mərkəzində yerləşən, proton və neytronlardan ibarət kiçik ve sıx bir bölgədir. Atom nüvəsi1911-ci ildə Ernest Rezerford tərəfindən kəşfedildi. Bu kəşf, 1909-cu ildə həyata keçirilən Geiger-Marsden qızıl lövhə təcrübəsinə istinad edir. Neytron’un 1932-ci ildə kəşfindən sonra, nüvənin proton və neytronlardan ibarət olduğu modeli Dmitri Ivanenko və Werner Heisenberg tərəfindən sürətlə inkişaf etdirildi. Atomun kütləsinin demək olarki bütünü nüvə içərisindədir, elektron buludunun atom kütləsinə qatqısı olduqca azdır. Proton ve neytronlar nüvə qüvvəsi tərəfindən nüvəni əmələ gətirmək ücun birbirlerinə bağlanmışdır.
Atom nüvəsinin diametri 1.75 fm 1.75 fm-den (1.75×10−15 m) 15 fm’yə qədər çatir. Hidrogen atomunnüvəsinin diametri (tek bir protonun diametri) üçün 1.75 fm(1.75 × 10^-15m)’dir Daha ağır atomlarda, misal üçün uraniumda, nüvənin diametri 15 fm’ye qədər cata bilir. Bu ölçülər atomun öz diametrindən (nüvə + elektron buludu) çox daha kiçikdir.
Atom nüvəsinin quruluşu və nüvəni bir arada tutan qüvvələr üzerində araşdırmalar apararan fizikanın bölməsinə nüvə fizikası adlanır.
Giriş
Tarix
Nüvə 1911-ci ildə Ernest Rutherford’un Thomson’a aid üzümlü kek atom modeli üzerindəki tecrübələrinin səyləri nəticəsində tapılmışdır. Elektron daha öncələr J.J Thomson’un şəxsən özü tərəfindən keşfedilmişdir. Atomların elktroneytral olması məlumatından yola çıxaraq Thomson müsbət yüklərin də olması lazım gədiyini öne sürdü. Onun üzümlü kek atom modelində iddia etdiyi şey atom içərisindəki mənfi elektronların müsbət yüklü kürə içərisində təsadüfi şəkildə paylanmış olmasıdır. Daha sonra Ernest Rutherford bir təcrübə tərtib etdi və onun yönləndirməsiylə Hans Geiger və Ernest Marsden tərəfindən bu təcrübə həyata keçirildi. Bu təcrübə, metal folqanın incə lövhəsinə göndərilən alfa hissəciklərinin meyl etməsi ilə bağlıdır. Əgər Thomson’un atom modeli doğrudusa, müsbət yüklü alfa hissəciklərinin izlediyi yolda çox kiçik bir meyl etmə ilə metal lövhədən keçmələri gerekdiyini düşündü. Çünki, Thomson’un atom modelində qarışıq kimi düşünülən müsbət vemənfi yükler lövhənin neytral kimi görünməsini təchiz edər və lövhənin alfa hissəciklərinə elektroneytral olaraq təsir etməsini gözleyirdi. Rutherford üçün sürpriz bir şəkildə, hissəciklərin çoxu böyük bucaqlarla meyl etmisdir. Böyük ve sürətli hərəkət edən alfa hissəciklərinin meyl etməsi səbəbi ilə çox güclü bir qüvvənin olması lazım olduğunu aşkar etdi çünki alfa hissəciyinin kütləsi bir elektrondan təqribən 8000 kat daha böyükdür. Rutherford, üzümlü kek atom modelinin doğru olmayacağını və alfa hissəciklərinin meyl etməsinin ancaq müsbət və mənfi yüklerin birbirindən ayrı olduğunda gərçəkləşəbiləcəyinin fərqinə vardı. Atomun kütləsinin müsbət yüklü bir nöqtədə toplandiğıni gördü. Bu da müsbət yük və kütlənin intensiv bir merkezde olduğu nüvə atomu düşüncəsini doğruladı.
Kəlməsinin kökü
Nucleus (nüvə) sözcüyü Latınca kiçik cəviz anlamına gələn nucleus’dən götürülmüşdür. Maykl Faraday bu terimini 1844-cü ildə, atomun mərkəzini ifadə etmək üçün istifadə etmişdir. Müasir atom üçün anlamı 1912-ci ildə Ernest Rutherford tərəfindən irəli sürülmüşdür. Amma atom termini üçün "nucleus" terminini mənimsəmə asan olmadı. Misal üçün Gilbert N. Lewis 1916-cı ildə yayımladığı məşhur "Atom ve Molekul" məqaləsində "Atom özək (nüvə) və xarici qabiq qatindan ibarətdir " cümləsiylə atomu ifadə etmişdir.
Nüvənin quruluşu
Atom nüvəsi proton və neytronlardan ibarətdir. Proton və neytronlar kvark adlanan təməl hissəciklərin bir təzahürüdür. Proton və neytronlar, barion adı verilən hadronların qərarlı birləşimlərindəki güclü nüvə qüvvələri ile bir arada tutulur. Güclü nüvə qüvvələri hər bir barion tərəfındən yetərincə uzağa qədər uzanır beləliklə müsbət yüklü protonlar arasındakı itələmə elektrik qüvvəsinə baxmayaraq protonlar və neytronlar birbirine bağlanır. Güclü nüvə qüvvələri çox qısa məsafəli təsirə sahibdir nüvənin xaricində təsiri 0’a düşür. müsbət yüklü nüvənin toplu təsiri ilə elektronegativ olan elektronlar nüvə ətrafındakı yörüngələrdə tutulmaqdadır. nevə ətrafındaki yörüngelerdə hərəkət edən mənfi yüklü elektronlar topluluğu bəlli konfigrasiya üçün bənzərlik göstərir. Bu topluluq toplam elektron sayına bərabərdir və bunlar öz yörüngələrində qərarlıdır(stasionardir).Kimyəvi elementlər atomları təmsil edir və bir atom, nüvəsindəki proton sayı ile təyin olunur. Neytral bir atomda, nüvədəki proton sayına bərabər miqdarda elektron vardır. Kimyəvi elementlər öz elektronlarını paylaşaraq birleşmə metodu ilə daha qərarlı elektron düzülümünə sahib olabilirlər. Elektron paylaşımı ilə nüvənin etrafında qərarlı elektronik yörüngələr yaratmanın təsiri öz makro dünyamızın kimyasında görebilirik.
Protonlar, nüvənin bütün yükünü göstərir, beləliklə öz kimyasal şəxsiyyətini tanımlayır. Neytronlar elektrik baxımından neytraldir lakin nüvənin kütləsinə demək olarkiprotonlar ilə eyni dərəcədə rol oynayırlar. Neytronlar izotop faktini açıqlmaga kömək edir.İzotop eyni kimyəvli elementin müxtəlifliyidir. Bu kimyəvi elementler yalnızca atom kütləsi baxımından fərqlilik göstərməkdədir. Kimyəvi təsirləri baxımından aralarında fərq yoxdur.
Proton və neytronlar
Protonlar və neytronlar birbirindən fərqli bərabər spin kvant nömrələrinə sahib fermiyonlardır. Buna görə iki proton və iki neytron eynı fəza dalğa funksiyasini paylaşabilir çünki iki proton və iki neytron eyni kvant xüsusiyyətinə sahib deyildir. Bunlar bəzən eyni hissəcik olan nükleonun fərqli kvant nömrələri olaraq görülməkdədir. İki fermion (İki proton ya da iki neytron ya da bir proton + bir neytron kimi) cütü olaraq birbirinə bağlı olduğunda bozon kimi davranabilməkdədir.
Hiper nüvənin nadir vəziyyətlərdə, bir ya da daha artıq kuark ya da qeyri adi quark daxil olan və hyperon adı verilən üçüncü barion da dalga funksiyasını paylaşabilir. Amma bu tip nüvə son dərəcə dayanıqsızdır və Dünya üzərinde rast gəlinmir yalnızca fizikanın yüksək enerjiylə əlaqəli təcrübələrində müşahidə edilə bilinir.
Neytron müsbət yüklü nüvənin yarısına (0.3fm) və bu müsbət yükün bərabərləşdiyi onun ətrafında orbitallar üzrə hərəkət edən mənfi yükün yarısına (0.3 fm ilə 2 fm)’yə sahibdir. Proton təqribən müsbət yük paylaşımına sahibdir.
Qüvvələr
Atom nüvəsi güclü nüvə qüvvələri tərəfındən bir arada tutulur. Bu qalıcı güclü qüvvə kuarkları birbirinə bağlayaraq proton və neytronların əmələ gəlməsini təchiz edən güclü təsirin kiçik nəticəsidir. Bu qüvvə neytronlar ilə protonlar arasında daha zəifdir çünki öz içlərində neytral hala gətirilməkdədir. Eyni şəkildə neytral atomlar arasındakı elektromaqnit qüvvəsi (misal üçün iki ədəd stabil qaz atomu arasındaki Van der Waals Qüvvələri) atomun hissəciklərini içdən birlikdə tutan elektromaqnit qüvvəsinə göre olduqca zəifdir.(Məsələn hərəkətsiz bir gaz atomundaki elektronu öz nüvəsində tutan qüvvə)
Nüvə qüvvəsi, tipik nükleon boşluğu uzaqlığında son dərəcə çəkicidir və bu da protonlar arasındakı elektromaqnit qüvvəsi tərəfindən qaynaqlanan itələyici qüvvənin üstəsindən gəlir. Beləliklə nüvənin əmələ glməsini təchiz edir. Lakin bu güclü nüvə qüvvələri limitli bir təsir sahipdir və uzaqlıqla birlikdə tezbirzamanda zəyifləməkdədir. (Yukawa potensialında bunu görəbilərsiniz) Bundan ötrü yalnızca bəlli bir sahədən kiçik olan nüvələr tamamilə dayanıqlı halda qalabilirlər. Təmamilə dayanıqlı halda qalabilən en böyük nüvə (alfa, beta ve gamma pozulmalarına qarşı dayanıqlı) Qurğuşun-208’dir. Qurğuşun-208, 208 nüvə (126 neytron ve 82 proton) daxildir. Bu maksimum səviyyədən daha böyük nüvələr dayanıqsızdı və nükleotidin böyüklüyünün artmasına paralel olaraq daha qısa ömürlü olmaya yönəlimlidirlər. Amma bismut-209’da beta pozulmasına dək dayanıqlıdır və bilinən izotoplar içərisində ən uzun yarı ömürlü alfa pozulmasına sahibdir. Kainatın yaşından milyarlarla uzun olduğu təxmin edilir.
Güclü nüvə qüvvəsi çox qısa mesafələr üçün təsirlidir. (ümumiyyətlə yalnızca bir neçə femtometre(fm), təqribən bir ya da iki nükleotid diametrindədir). Güclü nüvə qüvvəsi hərhansı nukkleotid cütü arasında cazibənin yaranmasını təchiz edir. Məsələn, proton və neytronlar arasındakı bu cazibə, deyteriumu əmələ gətirir. Bundan əlavə bu cazibə protonların öz aralarında və neytronların üz aralarında da mövcutdur.
Halo Nüvəsi və Güclü Qüvvənin Təsir Sərhəddi
Güclü nüvə qüvvəsinin təsiri mütləq sərhəddi halo nüvəsi ile göstərilir. Misal üçün, lityum-11 ve bor-14 təxminən on fermis (təqribən uranium-238’in nüvəsinin yarıqatı olan 8 fermiye bənzər) uzaqlıqta yörüngədə dönürlər. Bu nüvələr təmamilə sıx deyildirlər. Halo nüvəsi nükleotidin grafikasının ən uc nöqtələrində əmələ gəlir – neytron sızma xəttı və proton sızma xəttı-. Bunlar qısa yarı-ömürləriylə birlikdə dayanıqsızdır. Ömürləri milisaniyə olaraq ölçülmüştür. Mİsal üçün lityum-11 8.8 milisaniyə yarı ömre sahibdir.
Təsir altındaki halogenlər enerji səviyələri doldurulmamış xarici kvant səthindəki nüvələrlə birlikdə həyəcanlanmiş halı təmsil edir. (həm yarıqati həm də enerji). Halo, neytronlardan da [NN,NNN] protonlardan da [PP,PPP] oləmələ gələ bilər. Tək bir neytron halosu daxil olan nüvə 11və 19C i özündə birləşdirir.İki neytron halosu 6, 11Li, 17B, 18B və 22C ilə göstəriləbilir. İki neytron halo nüvəsi üç parçaya ayrılabilir, heç vaxt iki yerə ayrılmaz. Bu parçalara Borromean nüvə deyilir bu davranışından ötrü. (birbirinə bağlanmiş üç həlqənin olduğu bir sistem kimi düşünəbilər, tək bir həlqəni pozmaq, ayırmaq digər ikisini də sərbəst hala gətirir). 8B və 14Be nin ikisi də dört neytron halosunu təmsil etməkdədir. Proton halosu daxil olan nüvə 8B və 26P dir. İki proton halosu 17Ne və 27S dir . Daha çox protonun itələyici elektromaqnit qüvvətindən ötəri proton halolarının neytron halolarından daha nadir ve daha dayanıqsız olmaları təxmin edilir.
Nüvə Modelləri
Fizikanın standart modelinin, nüvənin davranışını və məlumatlarını təmamilə müəyyən etmək inanc geniş olsa da, teoridən təxhminlər irəli sürmək hissəcık fizikasının digər sahəsindən daha çətindir. Bunun iki səbəbi vardır :
- Prinsipcə nüvə üçün edilmiş hesablamalar bütünlüklə kvant rəng dinamikasindan əldə edilmişdir. Amma praktikada, aşağı enerji sistemlərindəki kvant renk dinamikasını həll etmık üçün edilən keçərli hesablamalar və riyazi yaxılaşmalar son dərəcə limitlidir. Bunun səbəbi yüksək enerjili kvark maddəsi ilə aşağı enerjili hadron maddəsi arasında gərçəkləşən hal dəyişimidir. Bu da Perturbation teoremini istifadəyə yararsız hala gətirir. Bundan əlavə nükleotidlər arasındakı qüvvənin törədilmiş kvant rəng dinamikasi modelinin doğru bir şəkildə inşa edilməsini çətinləşdirir. Keçerli hesablamalar ya Argon v18 potansiyeli kimhagigətə uyğun modeller ilə ya da chiral təsirli sahə teoremleri ilə sərhədlənir .
- •Nüvə qüvvəsi çox yaxşı bir şəkildə sərhədləndirilsə belə hesablama gücünün önəmli miqdarı nüvənin başlangıcdakı xüsusiyyətlərin doğru hesablanmasını gərəkdirir. Many-Body teoriyasındakı inkişaflar, çox aşağı kütlələr və nisbi dayaniqli nüvələrüçün bu hesablamaları mümkün edir.Lakin gelecəkdə, həm hesablama gücünə həm də riyazi yaxinlaşmalara dair inkişaflar özündən evvəllki ağır nüvələr və böyük ölçüdə dayanıqsız nüvələr üzərində aparilmış çalışmaların nəailliyyətlərinə bağlıdır.
Keçmişdən bu günə, Təcrübələr istər istəməz qüsurlu ibtidai modellerə görə müqayisə edilməkdədir. Bu modellerdən heçbiri nüvənin quruluşu üzerindəki təcrübi məlumatlari tamamiylə açiqlaya bilməz.
Nüvənin radiusu (yarıqatı) (R) herhansı bir modelini təxmin etmək məcburiyyətində olduğu ən təməl böyüklüklərdən biri olaraq göz önünə alınmaqdadır.Dayanıqlı nüvələr üçün (halo nüvələr ya da digər dayanıqsız nüvələr deyil) nüvə radiusu təxminən nüvənin kütlə vahidinin kvadrat kökü ilə düz mütənasibdir. Bu mütənasiblik xüsusi ilə çox sayda nuklon daşıyan nüvələr üçün önəmlidir çünki bunlar daha kürəsəl şəkilləndirməyə uyğun şəkildə sıralanmışdır.
Dayanıqlı bir nüvə təxmini olaraq sabit bir sıxlığa sahibdir və buna görə nüvənin radiusu (R) təxmini olaraq aşağıdakı düsturla ifadə edilir
Burada A= Atom kütlə vahidi (nüvədəki proton və neytronun cəmi) ve r0 = 1.25 fm = 1,25 × 10^−15 m’dir. Bu bərabərlikfə sabit bir ədəd olan r0 0.2 fm’ye qədər deyişəbilir. Bu dəyərin deyişgənliyinin səbəbi nüvəyə dair yaranan suallardır. Lakin sabit əmsalın %20’indən daha az bir deyişiklikdən söhbət gedə bilər.
.
Başqa sözlə, proton ve neytronları nüvədə paketləmə əməliyyatı təxminən eyni toplam ölçüsünü verir. Sabit ölçüyə sahib sıx kürəvi bir paketi (misal üçün misket) dar bir kürəyə ya da təxmini olaraq kürəvi bir çantaya paketləmək kimi. (bəzı dayanıqlı nüvələr təmamilə kürəvi deyildir lakin kürəyə bənzər bir formaya sahib olduğu bilinir)
Maye damcı modeli
Nüvəyə dair inkişaf etdirilmiş ilk modellər nüvənin dönən maye damcısı kimi təsvir edildiyi modellərdir. Bu modeldə, uzun mesafəli elektromaqnit qüvvəsi ve qisa məsafəli nüvə qüvvəsi ilə birlikdə bəlli bir davranışa səbəb olduğu düşünülür. Bu davranış, dəyişik ölçülərdəki maye dənəciklərinin üzərindəki səthi gərilmə qüvvəsinə bənzərlik göstərir. Bu yaxınlaşma nüvəyə dair çoxlu vacib məlumatları uğurla açıqlaya bilir. Misal üçün nüvənin ölçüsü və hissəcikləri dəyişdiyi zaman toplam rabitə enerjisinin necə dəyişdiyini açöqlaya bilir.(yarı təcübi kütlə formuluna baxın) Lakin bu yaxınlaşma proton ya da neytronların çox olduğu nüvələrdə dayanıqlılıq vəziyyətini açıqlaya bilmir.
Bir çox nüvənin rabitə enerjisinin təxmini qiymətini tapmaq üçün istifadə edilın yarı təcrübi kütlə düsturu beş növ enerjinin cəmi olaraq bilinir.(aşağıda görəbilərsiniz) Sıxmaq mümkün olmayan bir maye damcısı kimi təsvir edilən aşağıdakı şəkillər nüvənin ravitə enerjisindəki əsadüf edilmş dəyişiklikləri açıqlaya bilmir.
Həcm Enerjisi: Eynı ölçüyə və birbirinə bənzər nüklonlar en kiçik bir həcmə tayalandiginda hər bir iç nuklonun bəlirli bir sayda nuklonla təması subeyktidir. Buna görı nüvə enerji həcimlə düz mütənasibdir.
Səth Enerjisi: Nüvənin səthindəki bir nüklon, nüvənin içindəki bir nuklondan daha az sayda nuklonla təsirə girir. Buna görədə nüvənin səthindəki nuklonun rabitəenerjisi daha aşağıdır. Səth enerjisi mənfidir və səthin sahəsi ilə düz mütənasibdir. Buna görəsəth enerjisi diqqətə alınmalıdır.
Coulomb Enerjisi: Nuvədəki hər bir cüt proton arasöndakö itələyici qüvvə öz rabitə enerjisinin azalmasına səbəb olur.
Asimetrik Enerji (Pauli Enerjisi’də deyilir) : Bu enerji Pauli prinsipi ile Əlaqəlidir. En dayanıqlı nüvə eyni sayda proton ve neytrona sahib olan olsaydı, bu Coulomb enerjisi üçün doğru olmazdı. Çünki proton və neytron sayının eyni olmaması tək növ bir hissəciyin ən yüksək enerji səviyələrini doldurması anlamına gelir. Digər növ hissəciklər isə ən aşağı enerji səviyyələrini tərk edərkən reallaşır.
Cütləşmə enerjisi: Bu enerji, proton ve neytron cütlərinin əmələ gəlməsini təchiz edir. Cüt sayl hissəciklər tək saylı hissəciklərdən daha dayanıqlıdır.
Energetik Səviyyə Modeli və Digər Kvant Modeller:
Nüvədə yerləşən nuklonların yörüngələrdə hərəkət etdiyi bəzi atom modelleri təklif olundu. Atom fizikası teoremindəki atomik orbitals bənzər şəkildə. Bu dalğa modelleri, nuklonları ya potansiyal quyu içində sonsuz nöqtə hissəciklər olaraq ya da optiki modeldəki oehtimal dalğaları şəklində təsəvvür etmişdir. Potensial qutular içindəki bu yörüngələr sürtünməsizdir və nuklonların böyük bir sürətə sahib olduğu düşünülür.
Yuxarıdakı modellərdən, nuklonların fermiyon əmələ gətirmək məqsədilə cütlər halında yörüngələrdə gəzindiyi fikri ortaya atıla bilər. Bu, təcrübələrdən görüldüyü kimi cüt və tək atom nüvələrini açıqlamağımız üçün imkan verir. Nüvə qabığının həqiqi təbiəti və tutumu atomun ətrafindakı elektronlara görə dəyişir. Çünki nuklonların hərəkət etdiyi potensial quyular (xüsusilə böyük ölçülü nüvələrdə) elektronları atoma bağlayan mərkəz elektromaqnit potensial quyudan fərqlidir. Atomik yörüngə modeliylə olan bəzı bənzərliklər bələi helium-4 kimi kiçik atomik nüvələrdə görüləbilər. Helium-4 nüvəsində iki proton ve iki neytron 1s yörüngələrində ayrı bir şəkildə dolanır. Bu vəziyyət helium atomundaıi iki elektronun 1s ətrafında hərəkət etməsinə bənzəyir. Beləliklə eynı sebebden qaynaqlı qeyri adi bir dayaniqliliq vəziyyərinə çatır. 5 nüklonlu nüvələrdə son dərəcə dayanıqsız və qısa ömürlüdür. Amma 3 nükleonlu helyum-3, qapalı 1s orbital səviyyəsi olmamasına baxmayaraq davamlıdır. Bir digər 3 nüklonlu nüvəyə sahib olan triton hidrogen-3 dayanıqsızdır və izolə edildiyində helium-3’e bozon olur. 1sətrafındakı 2 nüklonun[NP] zəif nüvə dayanıqlılığı deyteriyum hidrogen-2’de aşkar olunur. Hər bir nükleon fermiyon ikən [NP] deyteryum bozondur və beləliklə [NP] deyteryum, səviyyə içindəki qapalı paketlənmədən ötəri Pauili qanununa tabe olmaz. 6 nuklonlu Lityum-6 isə qapalı ikinci 1p ətrafıda səviyyə olmadığı zaman olduqca dayanıqlıdır. Toplam 1’dən 6’ya qədər nuklon sayı olan yüngül nüvələr içərisində yalnız 5 nuklon sayına malik olanlar dayanıqlı olduğuna dair əlamət göstərməz. Qapalı səviyyənin xaricindəki yüngül nüvələrin beta-dayanıqlılığına dair Müşahidələri nəzərə alarsaq ,nüvə dayaniqliliğının, çox sayda proton və neytrona malik səviyyə ətrafında hərəkətinin daha mürəkkəb olduğu deyilə bilər.
Nüklonların gəzindiyi yörüngələr böyük nüvələr üçün elektron səviyyəsində fərqli bir xüsusiyətə bürünürlər. Amma ən azından, mövcud nüvə teoremi çox sayda proton ve neytron tərəfındən doldurulmuş nüvə səviyyəsini təxmin etmək mümkündür.
Həmçinin bax
Mənbə
wikipedia, oxu, kitab, kitabxana, axtar, tap, meqaleler, kitablar, oyrenmek, wiki, bilgi, tarix, tarixi, endir, indir, yukle, izlə, izle, mobil, telefon ucun, azeri, azəri, azerbaycanca, azərbaycanca, sayt, yüklə, pulsuz, pulsuz yüklə, haqqında, haqqinda, məlumat, melumat, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, şəkil, muisiqi, mahnı, kino, film, kitab, oyun, oyunlar, android, ios, apple, samsung, iphone, pc, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, web, computer, komputer
Bu meqale Atom nuvesi meqalesine cox yaxindir ve her ikisinin eyni basliq altinda birlesdirilmesi mumkundur Bu meqaledeki melumatlarin yoxlanilabiler olmasi ucun elave menbelere ehtiyac var Daha etrafli melumat ve ya meqaledeki problemlerle bagli muzakire aparmaq ucun meqalenin muzakire sehifesine diqqet yetire bilersiniz Lutfen meqaleye etibarli menbeler elave ederek bu meqaleni tekmillesdirmeye komek edin Menbesiz mezmun problemler yarada ve siline biler Problemler hell edilmemis sablonu meqaleden cixarmayin Atom nuvesi atomun merkezinde yerlesen proton ve neytronlardan ibaret kicik ve six bir bolgedir Atom nuvesi1911 ci ilde Ernest Rezerford terefinden kesfedildi Bu kesf 1909 cu ilde heyata kecirilen Geiger Marsden qizil lovhe tecrubesine istinad edir Neytron un 1932 ci ilde kesfinden sonra nuvenin proton ve neytronlardan ibaret oldugu modeli Dmitri Ivanenko ve Werner Heisenberg terefinden suretle inkisaf etdirildi Atomun kutlesinin demek olarki butunu nuve icerisindedir elektron buludunun atom kutlesine qatqisi olduqca azdir Proton ve neytronlar nuve quvvesi terefinden nuveni emele getirmek ucun birbirlerine baglanmisdir Proton qirmizi ve neytronlardan mavi ibaret atomun nuve modeli Bu tesvirde proton ve neytronlar birbirine bagli kicik toplara benzeyirler lakin gercekde muasir nuve fizikasindan anlasilacagi uzere nuve bu sekilde aciqlana bilmez Kvant fizikasi baximindan deyerlendirildiyinde dogru bir sekilde aciqlanabiler Atom nuvesinin diametri 1 75 fm 1 75 fm den 1 75 10 15 m 15 fm ye qeder catir Hidrogen atomunnuvesinin diametri tek bir protonun diametri ucun 1 75 fm 1 75 10 15m dir Daha agir atomlarda misal ucun uraniumda nuvenin diametri 15 fm ye qeder cata bilir Bu olculer atomun oz diametrinden nuve elektron buludu cox daha kicikdir Atom nuvesinin qurulusu ve nuveni bir arada tutan quvveler uzerinde arasdirmalar apararan fizikanin bolmesine nuve fizikasi adlanir GirisTarix Nuve 1911 ci ilde Ernest Rutherford un Thomson a aid uzumlu kek atom modeli uzerindeki tecrubelerinin seyleri neticesinde tapilmisdir Elektron daha onceler J J Thomson un sexsen ozu terefinden kesfedilmisdir Atomlarin elktroneytral olmasi melumatindan yola cixaraq Thomson musbet yuklerin de olmasi lazim gediyini one surdu Onun uzumlu kek atom modelinde iddia etdiyi sey atom icerisindeki menfi elektronlarin musbet yuklu kure icerisinde tesadufi sekilde paylanmis olmasidir Daha sonra Ernest Rutherford bir tecrube tertib etdi ve onun yonlendirmesiyle Hans Geiger ve Ernest Marsden terefinden bu tecrube heyata kecirildi Bu tecrube metal folqanin ince lovhesine gonderilen alfa hisseciklerinin meyl etmesi ile baglidir Eger Thomson un atom modeli dogrudusa musbet yuklu alfa hisseciklerinin izlediyi yolda cox kicik bir meyl etme ile metal lovheden kecmeleri gerekdiyini dusundu Cunki Thomson un atom modelinde qarisiq kimi dusunulen musbet vemenfi yukler lovhenin neytral kimi gorunmesini techiz eder ve lovhenin alfa hisseciklerine elektroneytral olaraq tesir etmesini gozleyirdi Rutherford ucun surpriz bir sekilde hisseciklerin coxu boyuk bucaqlarla meyl etmisdir Boyuk ve suretli hereket eden alfa hisseciklerinin meyl etmesi sebebi ile cox guclu bir quvvenin olmasi lazim oldugunu askar etdi cunki alfa hisseciyinin kutlesi bir elektrondan teqriben 8000 kat daha boyukdur Rutherford uzumlu kek atom modelinin dogru olmayacagini ve alfa hisseciklerinin meyl etmesinin ancaq musbet ve menfi yuklerin birbirinden ayri oldugunda gerceklesebileceyinin ferqine vardi Atomun kutlesinin musbet yuklu bir noqtede toplandigini gordu Bu da musbet yuk ve kutlenin intensiv bir merkezde oldugu nuve atomu dusuncesini dogruladi Kelmesinin koku Nucleus nuve sozcuyu Latinca kicik ceviz anlamina gelen nucleus den goturulmusdur Maykl Faraday bu terimini 1844 cu ilde atomun merkezini ifade etmek ucun istifade etmisdir Muasir atom ucun anlami 1912 ci ilde Ernest Rutherford terefinden ireli surulmusdur Amma atom termini ucun nucleus terminini menimseme asan olmadi Misal ucun Gilbert N Lewis 1916 ci ilde yayimladigi meshur Atom ve Molekul meqalesinde Atom ozek nuve ve xarici qabiq qatindan ibaretdir cumlesiyle atomu ifade etmisdir Nuvenin qurulusu Helium 4 atomunun ve boz rengle gosterilmis elektron buludunun simvolik tesviri gorsterilmisdir Iki proton ve iki neytrondan ibaret nuve qirmizi ve mavi rengler ile temsil edilmisdir Bu temsili tesvir onlari birbirinden ayri olaraq gostermisdir lakin gercekde protonlar fezada ust uste duzululerr ve cox boyuk ehtimalla nuvenin tam ortasinda yerlesirler Bu veziyyet neytronlar ucun de kecerlidir Bundan oteri bu dord hissecik cox boyuk ehtimalla fezanin eyni noqtesinde nuvenin tam ortasinda yerlesir Kicik nuvedeki yuk paylasimini gostermeye calisan klassik tesvirler hissecikleri birbirinden ayri olaraq gosterir lakin bu xetali bir tesvirdir Atom nuvesi proton ve neytronlardan ibaretdir Proton ve neytronlar kvark adlanan temel hisseciklerin bir tezahurudur Proton ve neytronlar barion adi verilen hadronlarin qerarli birlesimlerindeki guclu nuve quvveleri ile bir arada tutulur Guclu nuve quvveleri her bir barion terefinden yeterince uzaga qeder uzanir belelikle musbet yuklu protonlar arasindaki iteleme elektrik quvvesine baxmayaraq protonlar ve neytronlar birbirine baglanir Guclu nuve quvveleri cox qisa mesafeli tesire sahibdir nuvenin xaricinde tesiri 0 a dusur musbet yuklu nuvenin toplu tesiri ile elektronegativ olan elektronlar nuve etrafindaki yorungelerde tutulmaqdadir neve etrafindaki yorungelerde hereket eden menfi yuklu elektronlar toplulugu belli konfigrasiya ucun benzerlik gosterir Bu topluluq toplam elektron sayina beraberdir ve bunlar oz yorungelerinde qerarlidir stasionardir Kimyevi elementler atomlari temsil edir ve bir atom nuvesindeki proton sayi ile teyin olunur Neytral bir atomda nuvedeki proton sayina beraber miqdarda elektron vardir Kimyevi elementler oz elektronlarini paylasaraq birlesme metodu ile daha qerarli elektron duzulumune sahib olabilirler Elektron paylasimi ile nuvenin etrafinda qerarli elektronik yorungeler yaratmanin tesiri oz makro dunyamizin kimyasinda gorebilirik Protonlar nuvenin butun yukunu gosterir belelikle oz kimyasal sexsiyyetini tanimlayir Neytronlar elektrik baximindan neytraldir lakin nuvenin kutlesine demek olarkiprotonlar ile eyni derecede rol oynayirlar Neytronlar izotop faktini aciqlmaga komek edir Izotop eyni kimyevli elementin muxtelifliyidir Bu kimyevi elementler yalnizca atom kutlesi baximindan ferqlilik gostermekdedir Kimyevi tesirleri baximindan aralarinda ferq yoxdur Proton ve neytronlarProtonlar ve neytronlar birbirinden ferqli beraber spin kvant nomrelerine sahib fermiyonlardir Buna gore iki proton ve iki neytron eyni feza dalga funksiyasini paylasabilir cunki iki proton ve iki neytron eyni kvant xususiyyetine sahib deyildir Bunlar bezen eyni hissecik olan nukleonun ferqli kvant nomreleri olaraq gorulmekdedir Iki fermion Iki proton ya da iki neytron ya da bir proton bir neytron kimi cutu olaraq birbirine bagli oldugunda bozon kimi davranabilmekdedir Hiper nuvenin nadir veziyyetlerde bir ya da daha artiq kuark ya da qeyri adi quark daxil olan ve hyperon adi verilen ucuncu barion da dalga funksiyasini paylasabilir Amma bu tip nuve son derece dayaniqsizdir ve Dunya uzerinde rast gelinmir yalnizca fizikanin yuksek enerjiyle elaqeli tecrubelerinde musahide edile bilinir Neytron musbet yuklu nuvenin yarisina 0 3fm ve bu musbet yukun beraberlesdiyi onun etrafinda orbitallar uzre hereket eden menfi yukun yarisina 0 3 fm ile 2 fm ye sahibdir Proton teqriben musbet yuk paylasimina sahibdir QuvvelerAtom nuvesi guclu nuve quvveleri terefinden bir arada tutulur Bu qalici guclu quvve kuarklari birbirine baglayaraq proton ve neytronlarin emele gelmesini techiz eden guclu tesirin kicik neticesidir Bu quvve neytronlar ile protonlar arasinda daha zeifdir cunki oz iclerinde neytral hala getirilmekdedir Eyni sekilde neytral atomlar arasindaki elektromaqnit quvvesi misal ucun iki eded stabil qaz atomu arasindaki Van der Waals Quvveleri atomun hisseciklerini icden birlikde tutan elektromaqnit quvvesine gore olduqca zeifdir Meselen hereketsiz bir gaz atomundaki elektronu oz nuvesinde tutan quvve Nuve quvvesi tipik nukleon boslugu uzaqliginda son derece cekicidir ve bu da protonlar arasindaki elektromaqnit quvvesi terefinden qaynaqlanan iteleyici quvvenin ustesinden gelir Belelikle nuvenin emele glmesini techiz edir Lakin bu guclu nuve quvveleri limitli bir tesir sahipdir ve uzaqliqla birlikde tezbirzamanda zeyiflemekdedir Yukawa potensialinda bunu gorebilersiniz Bundan otru yalnizca belli bir saheden kicik olan nuveler tamamile dayaniqli halda qalabilirler Temamile dayaniqli halda qalabilen en boyuk nuve alfa beta ve gamma pozulmalarina qarsi dayaniqli Qurgusun 208 dir Qurgusun 208 208 nuve 126 neytron ve 82 proton daxildir Bu maksimum seviyyeden daha boyuk nuveler dayaniqsizdi ve nukleotidin boyukluyunun artmasina paralel olaraq daha qisa omurlu olmaya yonelimlidirler Amma bismut 209 da beta pozulmasina dek dayaniqlidir ve bilinen izotoplar icerisinde en uzun yari omurlu alfa pozulmasina sahibdir Kainatin yasindan milyarlarla uzun oldugu texmin edilir Guclu nuve quvvesi cox qisa mesafeler ucun tesirlidir umumiyyetle yalnizca bir nece femtometre fm teqriben bir ya da iki nukleotid diametrindedir Guclu nuve quvvesi herhansi nukkleotid cutu arasinda cazibenin yaranmasini techiz edir Meselen proton ve neytronlar arasindaki bu cazibe deyteriumu emele getirir Bundan elave bu cazibe protonlarin oz aralarinda ve neytronlarin uz aralarinda da movcutdur Halo Nuvesi ve Guclu Quvvenin Tesir SerheddiGuclu nuve quvvesinin tesiri mutleq serheddi halo nuvesi ile gosterilir Misal ucun lityum 11 ve bor 14 texminen on fermis teqriben uranium 238 in nuvesinin yariqati olan 8 fermiye benzer uzaqliqta yorungede donurler Bu nuveler temamile six deyildirler Halo nuvesi nukleotidin grafikasinin en uc noqtelerinde emele gelir neytron sizma xetti ve proton sizma xetti Bunlar qisa yari omurleriyle birlikde dayaniqsizdir Omurleri milisaniye olaraq olculmustur MIsal ucun lityum 11 8 8 milisaniye yari omre sahibdir Tesir altindaki halogenler enerji seviyeleri doldurulmamis xarici kvant sethindeki nuvelerle birlikde heyecanlanmis hali temsil edir hem yariqati hem de enerji Halo neytronlardan da NN NNN protonlardan da PP PPP olemele gele biler Tek bir neytron halosu daxil olan nuve 11ve 19C i ozunde birlesdirir Iki neytron halosu 6 11Li 17B 18B ve 22C ile gosterilebilir Iki neytron halo nuvesi uc parcaya ayrilabilir hec vaxt iki yere ayrilmaz Bu parcalara Borromean nuve deyilir bu davranisindan otru birbirine baglanmis uc helqenin oldugu bir sistem kimi dusunebiler tek bir helqeni pozmaq ayirmaq diger ikisini de serbest hala getirir 8B ve 14Be nin ikisi de dort neytron halosunu temsil etmekdedir Proton halosu daxil olan nuve 8B ve 26P dir Iki proton halosu 17Ne ve 27S dir Daha cox protonun iteleyici elektromaqnit quvvetinden oteri proton halolarinin neytron halolarindan daha nadir ve daha dayaniqsiz olmalari texmin edilir Nuve ModelleriFizikanin standart modelinin nuvenin davranisini ve melumatlarini temamile mueyyen etmek inanc genis olsa da teoriden texhminler ireli surmek hissecik fizikasinin diger sahesinden daha cetindir Bunun iki sebebi vardir Prinsipce nuve ucun edilmis hesablamalar butunlukle kvant reng dinamikasindan elde edilmisdir Amma praktikada asagi enerji sistemlerindeki kvant renk dinamikasini hell etmik ucun edilen kecerli hesablamalar ve riyazi yaxilasmalar son derece limitlidir Bunun sebebi yuksek enerjili kvark maddesi ile asagi enerjili hadron maddesi arasinda gerceklesen hal deyisimidir Bu da Perturbation teoremini istifadeye yararsiz hala getirir Bundan elave nukleotidler arasindaki quvvenin toredilmis kvant reng dinamikasi modelinin dogru bir sekilde insa edilmesini cetinlesdirir Kecerli hesablamalar ya Argon v18 potansiyeli kimhagigete uygun modeller ile ya da chiral tesirli sahe teoremleri ile serhedlenir Nuve quvvesi cox yaxsi bir sekilde serhedlendirilse bele hesablama gucunun onemli miqdari nuvenin baslangicdaki xususiyyetlerin dogru hesablanmasini gerekdirir Many Body teoriyasindaki inkisaflar cox asagi kutleler ve nisbi dayaniqli nuvelerucun bu hesablamalari mumkun edir Lakin gelecekde hem hesablama gucune hem de riyazi yaxinlasmalara dair inkisaflar ozunden evvellki agir nuveler ve boyuk olcude dayaniqsiz nuveler uzerinde aparilmis calismalarin neailliyyetlerine baglidir Kecmisden bu gune Tecrubeler ister istemez qusurlu ibtidai modellere gore muqayise edilmekdedir Bu modellerden hecbiri nuvenin qurulusu uzerindeki tecrubi melumatlari tamamiyle aciqlaya bilmez Nuvenin radiusu yariqati R herhansi bir modelini texmin etmek mecburiyyetinde oldugu en temel boyukluklerden biri olaraq goz onune alinmaqdadir Dayaniqli nuveler ucun halo nuveler ya da diger dayaniqsiz nuveler deyil nuve radiusu texminen nuvenin kutle vahidinin kvadrat koku ile duz mutenasibdir Bu mutenasiblik xususi ile cox sayda nuklon dasiyan nuveler ucun onemlidir cunki bunlar daha kuresel sekillendirmeye uygun sekilde siralanmisdir Dayaniqli bir nuve texmini olaraq sabit bir sixliga sahibdir ve buna gore nuvenin radiusu R texmini olaraq asagidaki dusturla ifade edilir R r0A1 3 displaystyle R r 0 A 1 3 Burada A Atom kutle vahidi nuvedeki proton ve neytronun cemi ve r0 1 25 fm 1 25 10 15 m dir Bu beraberlikfe sabit bir eded olan r0 0 2 fm ye qeder deyisebilir Bu deyerin deyisgenliyinin sebebi nuveye dair yaranan suallardir Lakin sabit emsalin 20 inden daha az bir deyisiklikden sohbet gede biler Basqa sozle proton ve neytronlari nuvede paketleme emeliyyati texminen eyni toplam olcusunu verir Sabit olcuye sahib six kurevi bir paketi misal ucun misket dar bir kureye ya da texmini olaraq kurevi bir cantaya paketlemek kimi bezi dayaniqli nuveler temamile kurevi deyildir lakin kureye benzer bir formaya sahib oldugu bilinir Maye damci modeli Nuveye dair inkisaf etdirilmis ilk modeller nuvenin donen maye damcisi kimi tesvir edildiyi modellerdir Bu modelde uzun mesafeli elektromaqnit quvvesi ve qisa mesafeli nuve quvvesi ile birlikde belli bir davranisa sebeb oldugu dusunulur Bu davranis deyisik olculerdeki maye deneciklerinin uzerindeki sethi gerilme quvvesine benzerlik gosterir Bu yaxinlasma nuveye dair coxlu vacib melumatlari ugurla aciqlaya bilir Misal ucun nuvenin olcusu ve hissecikleri deyisdiyi zaman toplam rabite enerjisinin nece deyisdiyini acoqlaya bilir yari tecubi kutle formuluna baxin Lakin bu yaxinlasma proton ya da neytronlarin cox oldugu nuvelerde dayaniqliliq veziyyetini aciqlaya bilmir Bir cox nuvenin rabite enerjisinin texmini qiymetini tapmaq ucun istifade edilin yari tecrubi kutle dusturu bes nov enerjinin cemi olaraq bilinir asagida gorebilersiniz Sixmaq mumkun olmayan bir maye damcisi kimi tesvir edilen asagidaki sekiller nuvenin ravite enerjisindeki esaduf edilms deyisiklikleri aciqlaya bilmir Hecm Enerjisi Eyni olcuye ve birbirine benzer nuklonlar en kicik bir hecme tayalandiginda her bir ic nuklonun belirli bir sayda nuklonla temasi subeyktidir Buna gori nuve enerji hecimle duz mutenasibdir Seth Enerjisi Nuvenin sethindeki bir nuklon nuvenin icindeki bir nuklondan daha az sayda nuklonla tesire girir Buna gorede nuvenin sethindeki nuklonun rabiteenerjisi daha asagidir Seth enerjisi menfidir ve sethin sahesi ile duz mutenasibdir Buna goreseth enerjisi diqqete alinmalidir Coulomb Enerjisi Nuvedeki her bir cut proton arasondako iteleyici quvve oz rabite enerjisinin azalmasina sebeb olur Asimetrik Enerji Pauli Enerjisi de deyilir Bu enerji Pauli prinsipi ile Elaqelidir En dayaniqli nuve eyni sayda proton ve neytrona sahib olan olsaydi bu Coulomb enerjisi ucun dogru olmazdi Cunki proton ve neytron sayinin eyni olmamasi tek nov bir hisseciyin en yuksek enerji seviyelerini doldurmasi anlamina gelir Diger nov hissecikler ise en asagi enerji seviyyelerini terk ederken reallasir Cutlesme enerjisi Bu enerji proton ve neytron cutlerinin emele gelmesini techiz edir Cut sayl hissecikler tek sayli hisseciklerden daha dayaniqlidir Energetik Seviyye Modeli ve Diger Kvant Modeller Nuvede yerlesen nuklonlarin yorungelerde hereket etdiyi bezi atom modelleri teklif olundu Atom fizikasi teoremindeki atomik orbitals benzer sekilde Bu dalga modelleri nuklonlari ya potansiyal quyu icinde sonsuz noqte hissecikler olaraq ya da optiki modeldeki oehtimal dalgalari seklinde tesevvur etmisdir Potensial qutular icindeki bu yorungeler surtunmesizdir ve nuklonlarin boyuk bir surete sahib oldugu dusunulur Yuxaridaki modellerden nuklonlarin fermiyon emele getirmek meqsedile cutler halinda yorungelerde gezindiyi fikri ortaya atila biler Bu tecrubelerden gorulduyu kimi cut ve tek atom nuvelerini aciqlamagimiz ucun imkan verir Nuve qabiginin heqiqi tebieti ve tutumu atomun etrafindaki elektronlara gore deyisir Cunki nuklonlarin hereket etdiyi potensial quyular xususile boyuk olculu nuvelerde elektronlari atoma baglayan merkez elektromaqnit potensial quyudan ferqlidir Atomik yorunge modeliyle olan bezi benzerlikler belei helium 4 kimi kicik atomik nuvelerde gorulebiler Helium 4 nuvesinde iki proton ve iki neytron 1s yorungelerinde ayri bir sekilde dolanir Bu veziyyet helium atomundaii iki elektronun 1s etrafinda hereket etmesine benzeyir Belelikle eyni sebebden qaynaqli qeyri adi bir dayaniqliliq veziyyerine catir 5 nuklonlu nuvelerde son derece dayaniqsiz ve qisa omurludur Amma 3 nukleonlu helyum 3 qapali 1s orbital seviyyesi olmamasina baxmayaraq davamlidir Bir diger 3 nuklonlu nuveye sahib olan triton hidrogen 3 dayaniqsizdir ve izole edildiyinde helium 3 e bozon olur 1setrafindaki 2 nuklonun NP zeif nuve dayaniqliligi deyteriyum hidrogen 2 de askar olunur Her bir nukleon fermiyon iken NP deyteryum bozondur ve belelikle NP deyteryum seviyye icindeki qapali paketlenmeden oteri Pauili qanununa tabe olmaz 6 nuklonlu Lityum 6 ise qapali ikinci 1p etrafida seviyye olmadigi zaman olduqca dayaniqlidir Toplam 1 den 6 ya qeder nuklon sayi olan yungul nuveler icerisinde yalniz 5 nuklon sayina malik olanlar dayaniqli olduguna dair elamet gostermez Qapali seviyyenin xaricindeki yungul nuvelerin beta dayaniqliligina dair Musahideleri nezere alarsaq nuve dayaniqliliginin cox sayda proton ve neytrona malik seviyye etrafinda hereketinin daha murekkeb oldugu deyile biler Nuklonlarin gezindiyi yorungeler boyuk nuveler ucun elektron seviyyesinde ferqli bir xususiyete burunurler Amma en azindan movcud nuve teoremi cox sayda proton ve neytron terefinden doldurulmus nuve seviyyesini texmin etmek mumkundur Hemcinin baxAtom fizikasiMenbe