Fizyka iii mel
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 32

FIZYKA III MEL PowerPoint PPT Presentation


  • 95 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

FIZYKA III MEL. Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych. Wykład 1 – własności jąder atomowych. Ernest Rutherford (1871-1937). 1908. Odkrycie jądra atomowego. Rutherford (1911). R  10 fm. człowiek. do Słońca. atom. Ziemia. jądro. Wszechświat. 10 -20. 10 -10. 10 0. 10 10. 10 20.

Download Presentation

FIZYKA III MEL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Fizyka iii mel

FIZYKA IIIMEL

Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Wykład 1 – własności jąder atomowych


Rutherford 1911

Ernest Rutherford(1871-1937)

1908

Odkrycie jądra atomowego

Rutherford (1911)

R 10 fm


Skala przestrzenna

człowiek

do Słońca

atom

Ziemia

jądro

Wszechświat

10-20

10-10

100

1010

1020

1030

Skala przestrzenna

rozmiary (w metrach)skala logarytmiczna!


Cz stki i oddzia ywania

Cząstki i oddziaływania

  • jądra atomowe

  • składniki jąder: protony i neutrony (nukleony)

  • liczne cząstki produkowane w wyniku procesów , w których uczestniczą nukleony lub jądra

  • Oddziaływania:

  • grawitacyjne

  • słabe

  • elektromagnetyczne

  • silne


Trzy grupy cz stek elementarnych

Trzy grupy cząstek elementarnych

  • Nośniki oddziaływań:

  • fotony (oddz. elektromagn.)

  • bozony W i Z (oddz. słabe)

  • gluony (oddz. silne)

  • grawitony? (oddz. grawitacyjne)

  • Leptony:

  • elektrony i neutrina elektronowe

  • miony i neutrinamionowe

  • taonyi neutrinataonowe

  • Hadrony:

  • nukleony

  • mezony 

  • …. (kilkaset cząstek)


Masy obiekt w subatomowych

Jednostka energii – elektronowolt:

Masy wyrażamy w jednostkach energii:

1eV = 1,602  10-19 C  V = 1,602  10-19 J

Jednostka masy: MeV/c2 lub MeV (c = 1)

Masy nuklidów wyrażamy w atomowych jednostkach masy u:

1 u = masy obojętnego atomu węgla

Masy obiektów subatomowych


Kinematyka relatywistyczna

energia kinetyczna

energia spoczynkowa

energia całkowita

pęd

energia całkowita

energia spoczynkowa

Kinematyka relatywistyczna


Falowe w asno ci materii

Falowe własności materii

Długość fali de Broglie’a:

Zasada nieoznaczności:


Pustka materii

tylko tu...

Pustka materii

Xe

 _

 _

 _

ośrodek ciągły (tu ciekły ksenon) jest prawie pusty!


Rozmiar j dra

większa energia

Rozmiar jądra

Na jaką odległość może zbliżyć się do jądra cząstka ?

Wzór słuszny dla r > R, gdzie R – promień jądra.


Fizyka iii mel

60o

Gdy padająca cząstka  znajdzie się dostatecznie blisko jądra, włącza się oddziaływanie silne – formułaRutherforda załamuje się. Punkt tego załamania wyznacza rozmiar jądra.

d

parametr zderzenia


Rozmiar j dra1

Dla jądra węgla:Ek = 5,1MeV R = 3,410-15m

Dla jądra aluminium:Ek = 9,0MeV R = 4,110-15m

Rozmiar jądra

Rozmiar jądra: 10-15 m

Rozmiar atomu: 10-10 m


Pustka materii1

jądro piłka o średnicy 10 cm

Pustka materii

elektrony

5 - 10 km

Rozmiar jądra: 10-15 m

Rozmiar atomu: 10-10 m


Wiat j drowy

Skala gęstości w mikro- i makroświecie:

materia jądrowa

biały karzeł

gwiazda neutronowa

ciało stałe

czarna dziura

10-5

100

105

1010

1015

1020

gęstość [g/cm3]

Świat jądrowy

ładunek: q = Zee = 1.6 · 10-19 C

energia jonizacji atomu wodoru – 13.6 eVenergia separacji nukleonu z jądra – 8.5 MeV


Sk adniki j dra

Ładunek jądra = n·e+

Masa jądra około dwukrotnie większa niż masa protonów.

Nukleony – protony i neutrony

Składniki jądra


Elektrony w j drze

zasada nieoznaczoności

więc nie!

oraz analiza spinów jąder…

Elektrony w jądrze?

Hipoteza: jądro zawiera A protonów i A – Z elektronów

(masa elektronu  0.5 MeV)

np:spin jądra147N jest całkowity (eksperyment) podczas, gdy suma spinów (połówkowych) 14 protonów i 7 elektronów byłaby połówkowa!


Nuklidy

Nuklidy

X - symbol pierwiastka

A - liczba masowa

Z - liczba atomowa

N - liczba neutronowa


Cie ka stabilno ci

ścieżka stabilności

+ gwiazdy neutronowe


J dra superci kie

Jądra superciężkie

IUPAC 101 Mendelevium Md102 Nobelium No103 Lawrencium Lr104 Rutherfordium Rf105 Dubnium Db106 Seaborgium Sg107 Bohrium Bh108 Hassium Hs109 Meitnerium Mt


Stabilne nuklidy

Stabilne nuklidy

274 stabilnych nuklidów Z<84

od wodoruZ=1 do bizmutuZ=83

następny polonZ=84 jest już nietrwały

niestabilne wyjątki: technetZ=43 oraz prometZ=61


Nuklidy1

nuklidy

izotopy

izobary

izotony

izomerywzbudzenie

Nuklidy


Masy j der

Masy jąder


Spektrometr masowy

detektor

B

B

E

selektor pędu

źródło jonów

selektor prędkości

Spektrometr masowy

separacja izotopów...


Aston 1919

1922

Aston 1919

Francis Aston 1877 - 1945

od 1919 zidentyfikował i zmierzył masy 212 izotopów...


Defekt masy

Defekt masy

m– masa jądramp– masa protonu (938.3 MeV)mn– masa neutronu (939.6 MeV)

defekt masy:m c2 = [Z · mp + (A – Z) ·mn – m] c2 > 0

energia wiązania:EB = mc2EB / A  8.5 MeV


Defekt masy cd

Defekt masy (cd)

kolaps jądrowy...


Deuter

11H - wodór

21H - deuter

31H - tryt

deuter

md = 1875 MeV < mp +mp = 1878 MeV

m  3 MeV

słabo związany układ dwóch nukleonów


Energia wi zania

EB/A

[MeV]

10

8

6

4

2

50

100

150

200

250

A

Energia wiązania

Energia potencjalna układu związanego jest ujemna


Stabilno

EB/A

[MeV]

10

8

fuzja

rozpady ,rozszczepienie

6

4

2

najsilniej związane (6228Ni, Fe)

50

100

150

200

250

A

stabilność


Liczby magiczne

EB/A

[MeV]

10

8

6

Z=28

Z=50

N=82

N=50

N=28

Z=82N=126

4

Z=8N=8

Z=20N=20

2

Z=2N=2

50

100

150

200

250

A

liczby magiczne

2820285082126


  • Login