З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
402
403
құрамына енетін бүкіл бөлшектердің зарядтарының алгебралық қосындысына тең.
Электр заряды дискретті:
ең кіші қарапайым электр заряды болады, денелер
бөлшектерінің барлық электр зарядтары осы қарапайым электр зарядқа еселік
болады. Электрлік оқшауланған жүйеде зарядтардың сақталу заңы орындалады.
Қозғалмайтын электр зарядтарының өзараәсерлесулері Кулон заңымен, ал электр
заряды мен олардың өрісі арасындағы өзараәсерлесу Максвелл теңдеулерімен
сипатталады. Заттардағы өрістерді қарастырған кезде оның зарядтары
еркін заряд-
тар және байланысқан зарядтар болып екіге ажыратылады. Электр зарядының
Халықаралық бірліктер жүйесіндегі (СИ) бірлігі – кулон (Кл).
Бариондық заряд – қарапайым бөлшектердің бариондар үшін нөлден өзге
және лептондар үшін де нөлден өзге және бұлардан басқа бүкіл бөлшектер үшін
нөлге тең болатын ішкі сипаттамалардың бірі.
Индукцияланған электр заряды – бейтарап өткізгіште болатын оң және теріс
электр зарядтарының ажыратылуы нәтижесінде осы өткізгіштің бөліктерінде пайда
болатын электр заряды.
Кеңістіктік заряд – кез келген көлемде бытырап орналасқан электр заряды.
Қарапайым электр заряды – денелердің бүкіл электр зарядтарына еселік
болатын ең кіші (минимал) электр заряды.
Лептондық заряд – қарапайым бөлшектердің лептондар үшін нөлден өзге және
өзге бөлшектер үшін нөлге тең болатын ішкі сипаттамалардың бірі.
Магнит заряды – электр зарядына ұқсас және статикалық магниттік өрісті
есептеу кезінде енгізілетін ұғым.
Түсті заряд – кванттық хромодинамикадағы – кварктер мен глюондардың күшті
өзараәсерлесулерін анықтайтын электр зарядына ұқсас параметр.
Электронның меншікті заряды – электронның электр зарядының оның мас-
сасына қатынасы.
ЗАРЯД ТАСУШЫ, ток тасушы – электр тогының заттар арқылы өтуін
қамтамасыз етуге жарамды зарядталған қозғалмалы бөлшектер немесе
квазибөлшектердің жалпылама атауы. «Заряд тасушы» атауы көбінесе қатты
денелерге қатысты қолданылады, мұнда өткізгіштік электрондар мен кемтіктер
біріктірілген.
Газдардағы заряд тасушылар – электрондар мен иондар.
Жартылайөткізгіштердегі заряд тасушылар – өткізгіштік электрондар мен кемтіктер
болып табылады.
ЗАРЯДТЫ БӨЛШЕКТЕР ҮДЕТКІШТЕРІ – зарядты бөлшектерді (электрон-
дарды, протондарды, атом ядроларын, иондарды) электр өрісі арқылы үдетіп,
жоғары энергиялы зарядты бөлшектер тудыруға арналған құрылғы. Зарядты
З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
404
405
бөлшектер үдеткіштері физика ғылымынан тысқары (химияда, биофизикада, гео-
физикада) салаларда және қолданбалы мақсаттарда (дефектоскопияда, азық-түлікті
стерилдеу, терапиялық емдеуде) қолданылуда. Зарядты бөлшектер үдеткіштерін
зарядталған бөлшектерден пайда болған электрлік бейтарап құрылымдарды
үдететін
плазмалық үдеткіштерден ажырата білу керек.
Үдеткіш өріс тудыру тәсілі бойынша үдеткіштер кәдімгі («классикалық»)
үдеткішке [мұнда үдеткіш өріс сыртқы радиотехникалық құрылғылар (генера-
торлар) арқылы тудырылады] және
үдеткіш өріс өзгедей зарядталған бөлшектер
(электрондық шоқтармен, электрондық сақинамен, плазмалық толқындар) арқылы
тудырылатын үдеткіштерге ажыра-
тылады. Үдетілетін бөлшектердің
типі бойынша э л е к т р о н д ы қ
үдеткішке, п р о т о н д ы қ үдеткішке
және иондық үдеткішке, ал бөлшектер
траекторияларының сипаты бойынша
– сызықтық үдеткішке (траекториясы
түзу сызыққа жуық) және циклдік (тра-
екториясы шеңберге жуық) үдеткішке
топталған.
Үдетуші өрістің сипаты бойын-
ша р е з о н а н с т ы қ (үдетілетін
бөлшектер өрістің өзгерісімен резонан-
сты қозғалатын) және р е з о н а н с т ы қ
е м е с (өрістің бағыты үдетілу кезінде
өзгермейтін) топтарға ажыратылған.
Резонанстық емес үдеткіш индукциялық
үдеткішке және жоғары вольттік үдеткішке жіктелген.
Үдеткіштердің дамытылуының алғашқы кезеңінде (1919 – 32) жоғары кернеулі
генераторларды жасау және оларды зарядталған бөлшектерді тұрақты электр
өрісінде тікелей үдету үшін пайдалану бағытында өрістеді. Осы кезеңде 1931
жылы американ физигі Роберт
Ван де Грааф (1901 – 1967) ж о ғ а р ы в о л ь т-
т і к электрстатикалық үдеткіш (генератор) және 1932 жылы ағылшын физиктері
Джон
Кокрофт (1897 – 1967) және Эрнст Уолтон (1903 – 1995) к а с к а д т ы қ ге-
нератор жасаған. Осындай қондырғылар (жоғары вольттік үдеткіш) қазіргі кезге
дейін ~ 10
6
эВ
энергиялы үдетілген ағындар алуға мүмкіндік береді. 1931 – 44
жылдары резонанстық әдістер дамытылды, бұларда үдету айнымалы жоғары
1-сызба. Күшті фокустаушы синхрофа-
зотронның
магнит
қимасының
сұл-
басы: ток орамдарымен (2) қоздырылатын
полюстердің ұштары (1) вакуумдық ка-
мера (3) орналасқан аймақта
З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
404
405
жиілікті (ЖЖ) өрістер арқылы жүзеге асырыл-
ды. Бөлшек үдетілуі көптеген рет қайталану
арқылы жоғары энергиялы бөлшекке айна-
лады. Осы негіздегі циклдік үдеткіштер –
ц и к л о т р о н д а р [мұның идеясын 1929
жылы американ физигі Эрнест
Лоуренс
(1901 – 1958) айтқан, ол үдеткіштің алғашқы
нұсқасы 1931 жылы жасалған] өзінің дамуы
барысында 10–20 МэВ энергиялы протондар
шығарған. 1940 жылы американ физигі До-
нальд
Керст (1911 – 1993) идеясы 20-жыл-
дары ұсынылған электрондардың циклдік
үдеткішінің индукциялық типі – б е т а-т р о н
д ы іс жүзіне асырған.
Үдеткіштердің осы заманғы типін жасау
1944 – 45 жылдары кеңес физигі Владимир
Векслер (1907–1966) және 1945 жылы өз бетінше американ физигі Эдвин Мак-
миллан (1907–1991) а в т о ф а з а л а у д ы ашқан соң резонанстық үдеткіштерде
үдетілетін бөлшектер энергиясын едәуір арттыруға мүмкіндік берді. Осы принцип
негізінде циклдік үдеткіштердің бірнеше типтері жасалды: синхротрон, фазо-
трон, синхрофазотрон, микротрон. Радиотехниканың дамуы эффектілі сызықтық
резонанстық үдеткіштер жасауға мүмкіндік ашты. 1950 жылы американ физиктері
Николас
Кристофилос (1917 – 1972), 1952 жылы Милтон Ливингстон (1905 –
1986), Хартлэнд
Снайдер (1913 – 1962) күшті фокустау идеясын ұсынғаннан
кейін циклдік және сызықтық үдеткіштерде тудырылатын энергия арттырыла
түсті. Электрондардың шекті энергиясы сызықтық үдеткіштерде ~20 ГэВ-қа, ал
протондар үшін циклдік үдеткіштерде > 500 ГэВ-ке жетті.
Осы аталған «классикалық» үдеткіштермен қатар 1956 жылы кеңес физигі
Владимир
Векслер ұсынған үдетудің ұжымдық әдісі үдетілу шапшаңдығын едәуір
арттырды.
Зарядты бөлшектер үдеткіштерінде үдетілген зарядты бөлшектердің атомы
ядроларымен әсерлесуінің нәтижесінде пайда болатын фотондар, нейтрондар,
мезондар шоғын да алуға болады. Үдеткіштер ядролық физика мен жоғары энергия
физикасының түрлі мәселелерін шешуде кеңінен қолданылатын негізгі зерттеу
құралының біріне айналды. Үдеткіштер дефектоскопияда және изотоптар алуда,
химиялық үрдістерді шапшаңдатуда, заттың қасиетін өзгертуде және медицинада
2-сызба. Магниттің сол және оң
полюстерінің (N және S) квадру-
полдік линзасының магнит өрісі;
Ғ – магнит өрісінің суреттің жазық-
тығына перпендикуляр қозғалатын
бөлшектерге әсер ететін күші (0
ортасында Ғ=0)
Достарыңызбен бөлісу: | 
