Орындаған: Омарова. А Сахиева. С Тайышов. С Базарбай. Б МВ-313
Спектроскопия(лат spectrum – бейне, көрсету және грек. skopeo – көремін) – электрмагниттік толқындар спектрін зерттеуге арналған физиканың саласы. Мэссбауэр спектроскопиясы (ядролық гамма-резонанстық әдіс ) Мэссбауэр эффектісіне негізделген , яғни резонанстық жұтылу кезінде атомдық ядроға қайтып берілмейтін , радиоактивті көзден шығарылатын монохроматты γсәулеленумен түсіндіріледі. γ-резонансты спектроскопия деп те аталады. Мессбауэр спектроскопия көмегімен ядролық энергетикалық деңгейлері ұтымды орналасқан 57Ғе изотопын жиі пайдаланып, темір қосылыстарын зерттейді.
1957 жылы неміс физигі Р. Мэссбауэр ядролық гамма-резонанстық құбылысын ашқан және оны Мэссбауэр эффектісі деп атаған. 1961 жылы Р. Мессбауэр осы жаңалығы үшін Нобель сыйлығына ие болды.
Мессбауэр Эффектісі (ядролық ү-резонанс) – қатты денедегі бір-бірімен байланысқан атом ядроларының үкванттарын шығаруы немесе жұтуы.
Мэссбауэр эффектісі қатты денелердің электрондық құрылымын зерттеуде кең қолданылады. Мессбауэр Эффектісі металдар мен шала өткізгіштердегі қоспа атомдардың электрондық күйлерін және ол атомдардың тербеліс ерекшеліктерін зерттеуге пайдаланылады. Мессбауэр Эффектісі биологияда (мысалы, гемоглобиннің электрондық құрылымын зерттеу), геологияда (табиғи шикізатты барлау және шұғыл талдау жасау), заттарды хим. талдау жасауда, денелердің жылдамдықтары мен тербелістерін өлшеуде қолданылады
Мэссбауэр спектраскопиясындағы Монохромдық гамма квант көзінде қысқа өмір сүретін белгілі изотобы бар изомерлер болады. Қазіргі кезде Мэссбауэр эффектісі байқалатын 90 изотоп белгілі. Солардың ішінде тәжірибелерде жиі қолданатын 2 изотоп : 57 Fe және 119 Sn. Осы изотоптардың өмір сүру уақытына 140 және 25, 4 нс сәйкес келеді. Ұзақ өмір сүретін аналық ядрода 57 m. Fe және 119 m. Sn изомерлері пайда болады, 57 Co ядросы қолданылады. Сосын жұтушы қойылады – ол дегеніміз сәулеленудегідей изотобы бар зат, одан кейін гамма кванттық детектор. Сәулеленуден шыққан гамма кванттар жұтушыға түседі.
Изотоптың энергиясы негізгі және қозған күйдегі энергияларына сәйкес келеді. Осы кезде ядро детекторға түспей қозады. Басқа бөліктен кванттар жұтушы арқылы еркін және детекторда тіркеліп өтеді. Спектрлі сызық алу үшін жұтушының гамма кванттың энергиясын өзгерту керек. Мэссбауэр эффектісінде спектр сызықтары өте жіңішке және жұтушының гамма кванттың жиілігінің өзгерісі көп болмау керек. Сондықтан Доплер эффектісін қолданады. Доплер эффектісі дегеніміз –электромагниттік энергияның жиілігіне сәулелену көзінің қозғалыс жылдамдығына қатынасы. Мэссбауэрлік өлшеуде сәулелену –V және +V жылдамдықпен қозғалады.
Мэссбауэр эффектісінің мақсаты : Қатты денедегі электромагниттік толқын ядросының квантты шығарып және жұтуы кезінде энергияны жоғалтпауы. Осыған тоқталатын болсақ. Атом ядросында атом немесе ион негізгі күйде болады, демек аз энергиялы күйде және қозған күйде өте жоғарғы энергияға ие болады.
Мэссбауэр эффектіні пайдалану үшін жарық көзінен шығатын -сәулесіне сәулені жұтушы денемен салыстырғанда жылдамдық беріледі. Бұл кезде жарық көзінен шығатын -квантының энергиясы =0 /с шамасына (мұндағы 0 – -ауысуының энергиясы, с – жарық жылдамдығы) өзгереді. Ал жылдамдығының мәні 0, 1 – 1, 0 см/с аралығында өзгергенде спектрлік сызықтар өзінің табиғи еніне жуық шамаға ығысады. Мессбауэр спектрометрі кванттарының резонанстық жұтылуының жарық көзінің жылдамдығына ( ) тәуелділігін өлшейді.
Мёссбауэр резонанстық гамма квантының жұтылуы : I- гамма квантының интенсивтілігі , жұтушы арқылы өтуі , u – гамма квантының жылдамдығы ; а –u = 0 болғандағы резонанстық сызық ; б, в, г-Изомерлік қозғалу (d), квадрупольдық дублет (DEQ), 57 Fe ядро үшін магн. жоғары жіңішкелі құрылымы.
Мессбауэр сәулеленуінің стационарлы көзін жасау ушін қатты денедегі аз өмір суретін қозған күйдегі ядролардың санын зерттелетін көп уақыт аралығында қолдану қажет. Ол ушін көп өмір суретін аналық радионуклидті қолданады. физиктердің анықтауы бойынша Мессбауэр эффекті арқылы қозған ядролардың өмір сүру уақытын және ядролардың көлемін, дәл магниттік мөлшерін анықтауға болатынын айтты. Химиктер ушін 2 параметр маңызды болып табылды. олар резонанстық сигналдың химиялық қозғауы мен квадрупольдік жарылу.
Мессбауэр сызықтары өте жіңішке және ондағы ядросіңіргіштің энергетикалық күйінің болмашы өзгерісі резонансты сіңіру жиілігін сәулелендіруші ағым энергиясы резонанс шартына сәйкес келмейтіндей дәрежеге ығыстырады. Сол сияқты атомның ядро деңгейіне химиялық қоршау ықпалымен байланысты химиялық ығысу да резонанс жағдайының ауытқуына келтіреді. Сондықтан да байқау және оны өлшеу үшін осы ауытқуларды нақтылы теңестіру керек. Ондағы бөлшек жылдамдығы аса жоғары емес және оны іске асыру оңай. Мессбауэр спектрометрінің блок-схемасы 1 -суретте көрсетілген.
Мессбауэр спектрометрінің блок-схемасы 1 -сурет. Мессбауэр спектрометрі: a - торап жүйе; б - өлшемдердің өзгеру реті.
Іс жүзінде сәуле шығару көзін ғана ауыстырып отырады, ал қалғандары көбіне өзгеріссіз қалады, өйткені үлгіні әдетте тербеліс торды қатыру үшін салқындатады. Сәуле шығару көзін жылжытуды, ондағы үдеуді әуелі бір бағытта, сосын екінші бағытта өзгерге отырып, тұрақты болатындай сигнал генератор сигналын бағдарлама арқылы басқаратын двигатель көмегімен жүргізеді. Бір цикл ішінде барлық жылдамдық диапозоны қамтылады. Ығысу квазипарабола кисығы бойынша алынған уақытқа тәуелді өзгереді. Детектордан шыққан сигнал бір каналды анализаторға түседі, одан бұйрық беретін басқару двигателімен байланысқан, генератормен синхронды көп арналы анализаторға беріледі. Бұл канал мен жылдамдықтардың жіңішке аралығына сәйкес. Ондағы осцилографта дыбыс берудің жылжу жылдамдығына тәуелділігі кескінделеді.
Скачать презентацию Орындаған Омарова А Сахиева С Тайышов С Базарбай
MV-313_Sem_12.pptx