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

FIZYKA III MEL PowerPoint PPT Presentation


  • 106 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 IIIMEL

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

100

1010

1020

1030

Skala przestrzenna

rozmiary (w metrach)skala logarytmiczna!


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 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)


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


energia kinetyczna

energia spoczynkowa

energia całkowita

pęd

energia całkowita

energia spoczynkowa

Kinematyka relatywistyczna


Falowe własności materii

Długość fali de Broglie’a:

Zasada nieoznaczności:


tylko tu...

Pustka materii

Xe

 _

 _

 _

ośrodek ciągły (tu ciekły ksenon) jest prawie pusty!


większa energia

Rozmiar jądra

Na jaką odległość może zbliżyć się do jądra cząstka ?

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


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


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


jądro piłka o średnicy 10 cm

Pustka materii

elektrony

5 - 10 km

Rozmiar jądra: 10-15 m

Rozmiar atomu: 10-10 m


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


Ładunek jądra = n·e+

Masa jądra około dwukrotnie większa niż masa protonów.

Nukleony – protony i neutrony

Składniki jądra


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

X - symbol pierwiastka

A - liczba masowa

Z - liczba atomowa

N - liczba neutronowa


ścieżka stabilności

+ gwiazdy neutronowe


Jądra superciężkie

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


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


nuklidy

izotopy

izobary

izotony

izomerywzbudzenie

Nuklidy


Masy jąder


detektor

B

B

E

selektor pędu

źródło jonów

selektor prędkości

Spektrometr masowy

separacja izotopów...


1922

Aston 1919

Francis Aston 1877 - 1945

od 1919 zidentyfikował i zmierzył masy 212 izotopów...


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)

kolaps jądrowy...


11H - wodór

21H - deuter

31H - tryt

deuter

md = 1875 MeV < mp +mp = 1878 MeV

m  3 MeV

słabo związany układ dwóch nukleonów


EB/A

[MeV]

10

8

6

4

2

50

100

150

200

250

A

Energia wiązania

Energia potencjalna układu związanego jest ujemna


EB/A

[MeV]

10

8

fuzja

rozpady ,rozszczepienie

6

4

2

najsilniej związane (6228Ni, Fe)

50

100

150

200

250

A

stabilność


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