&;Anna Bek 2006

FIZYKA ATOMOWA I JĄDROWA

Promieniowanie termiczne.

Wszystkie ciała o wysokiej temperaturze emitują do otoczenia promieniowanie elektromagnetyczne, głównie podczerwień i światło widziane, w mniejszych ilościach - promieniowanie ultrafioletowe i mikrofale. Do ciał tych należą : rozgrzane metale, włókna wolfranowe w żarówkach, Słońce.

Ciało doskonale czarne - pudełko pokryte sadzą, przez którego dziurkę, mogą przejść promienie słoneczne. Pochłania ono całkowicie promienie.

Wielkości charakteryzujące ciało doskonale czarne :

1. zdolność emisyjna

2. zdolność absorpcyjna

Kwantowe własności promieniowania elektromagnetycznego.

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne polega na wybijaniu elektronów swobodnych z metalu pod wpływem padającego promieniowania ( przede wszystkim światło widzialne i ultrafioletowe ) .

Wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego według Einsteina - światło składa się z kwantów ( fotonów ) o wartości energetycznej. Energia fotonów w czasie zderzenia przekazywana jest elektronom swobodnym, w metalach zaś kwanty przestają istnieć. Część tej energii jest wykorzystywana na pracę wyjścia a reszta zostaje zamieniona na energię kinetyczną elektronów ( czasami część energii zamieniana jest na energię cieplną metalu ).

Wzór Einsteina :

Dla każdego metalu występuje pewna długość graniczna ( częstotliwość graniczna ) dla której zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne nie zachodzi, wówczas energia kinetyczna elektronu ma wartość równą zero.

Foton - jest cząstką elementarną.

Wielkości opisujące fotony ( kwanty ) :

1. energia :

2. masa fotonu :

3. pęd fotonu :

Zjawisko Comptona - polega na przepuszczaniu promieniowania rentgenowskiego przez materię w wyniku czego otrzymujemy dwie wiązki promieniowania. Jedna wiązka charakteryzuje się taką samą długością fali co promieniowanie padające na materiał, zaś druga wiązka zderzeń sprężystych pomiędzy fotonami promieniowania a elektronami swobodnymi ulega odchyleniu a jej długość fali zwiększa się.

Wzór Comptona :

Fale materii.

W 1942r. de Broglie założył, że elektronon o pędzie p można przypisać długość fali o wartości

W 1927r. hipoteza ta została potwierdzona przez fizyków Devissona i Germana. Otrzymali oni w czasie obserwacji ruchów elektronów, obraz interferencyjny, dyfrakcyjny tych cząstek. Na tej podstawie każde ciało dowolnych rozmiarów możemy opisywać za pomocą długości fali.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga - dla cząstek elementarnych ( elektronów ) nie możemy dokładnie podać ich położenia i ich prędkości ( pędu ) dla danej przestrzeni w której się znajdują. Iloczyn niepewności tych wielkości jest większy lub równy stałej Plancka.

1. pęd i położenie ciała :

2. energia i czas :

Model Bohra atomu wodoru.

Każdy atom danego pierwiastka zbudowany jest dodatniego jądra i elektronów poruszających się po orbitach wokół jądra.

Atom wodoru składa się z jednego elektronu i jednego protonu. Według Bohra elektron krąży po orbicie kołowej wokół jądra.

Postulaty Bohra

1. Moment pędu elektronu poruszającego się po orbicie kołowej, może przyjmować tylko niektóre wartości równe wielokrotności stałej Plancka, podzielonej przez .

2. Jeżeli elektron przeskakuje z orbity n na orbitę k, to wysyła ( pochłania ) kwant energii równy różnicy poziomów energetycznych.

Energia elektronu znajdującego się na orbicie kołowej wokół jądra :

Częstość obiegu elektronu po orbicie kołowej.

1. Główna liczba kwantowa :

2. Poboczna liczba kwantowa :

3. Główna liczba kwantowa :

4. Główna liczba kwantowa :

5. Główna liczba kwantowa :

Zakaz Pauliego - w atomie nie mogą znaleźć się dwa elektrony o wszystkich identycznych liczbach kwantowych.

Fizyka jądrowa.

Jądro atomowe - składa się z protonów i neutronów. Protony posiadają ładunek dodatni a neutrony są elektrycznie obojętne. Wszystkie składniki jądra nazywamy nukleonami. Promień jądra atomowego zależy od liczby masowej A pierwiastka.

Energia wiązania - jest to ilość energii, jaką trzeba dostarczyć do jądra atomowego, aby je rozłożyć na poszczególne neuklony. Defekt masy polega na tym, że część masy w jądrze zmienia się na jego energię wiązania, którą liczymy ze wzoru :

1. Rozpad - polega na emisji z jądra cząstki helu, liczba masowa zmniejsza się o cztery, liczba atomowa zmniejsza się o dwa.

2. Rozpad - polega na emisji z jądra elektronu, na skutek rozpadu neutronu na proton, elektron i antyneutrino.

3. Rozpad - polega na emisji pozytonów powstających w wyniku przemiany protonu w neutron, pozyton i neutrino elektronowe.

4. Rozpad - polega na emisji energii w trakcie przejścia jądra ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego.

Prawo rozpadu promieniotwórczego - liczba jąder promieniotwórczych maleje z upływem czasu.

Aktywność źródła promieniotwórczego - liczba jąder promieniotwórczych, rozpadających się w jednostce czasu.

Czas połowicznego rozpadu

Przejście do początku

Darmowy hosting zapewnia PRV.PL