Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

6.3 Mnohaelektronové atomy … 6.3.3 Hundovo pravidlo 7Jaderná a částicová fyzika 7.1 Základní vlastnosti atomových jader 7.2 Radioaktivita 7.3 Interakce.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "6.3 Mnohaelektronové atomy … 6.3.3 Hundovo pravidlo 7Jaderná a částicová fyzika 7.1 Základní vlastnosti atomových jader 7.2 Radioaktivita 7.3 Interakce."— Transkript prezentace:

1 6.3 Mnohaelektronové atomy … Hundovo pravidlo 7Jaderná a částicová fyzika 7.1 Základní vlastnosti atomových jader 7.2 Radioaktivita 7.3 Interakce jaderného záření s hmotou 7.4 Štěpení a fuze atomových jader 7.5 Subnukleární částice 7.6 Fundamentální interakce Info: zkouška bez písemky Fyzika II, , přednáška 121

2 6.3 Mnohaelektronové atomy Konfigurace – popisuje stav atomu, představuje souhrn obsazených orbitalů v základním stavu. Řídí se principy: - Pauliho vylučovací princip - výstavbový princip - Hundovo pravidlo Fyzika II, , přednáška 122

3 Atom v základním stavu je v konfiguraci s maximálním počtem nespárovaných elektronů Fyzika II, , přednáška 123

4 7Jaderná a částicová fyzika 7.1 Základní vlastnosti atomových jader Složení hypotéza, že jádra atomů tvořena protony a neutrony (nukleony) - W. Heisenberg, potvrzena Označování a klasifikace jader (nuklidů) izotopy – stejné Z izobary – stejné A izotony – stejné N X symbol pro prvek z periodické soustavy prvků A hmotnostní (nukleonové) číslo (počet nukleonů) Z atomové (protonové) číslo, tj. počet protonů N počet neutronů A = Z + N Fyzika II, , přednáška 124

5 5

6 určení hmotnosti nabitých částic tabule přesnost u určení izotopického zastoupení Proton a neutron Př. Určení hmotnosti neutronu na základě dokonale pružné jednorozměrné srážky se dvěma klidnými částicemi (jádrem dusíku a protonem). Jsou známy hmotnosti obou částic a rychlosti částic po srážce, Měření hmotnosti atomových jader: hmotnostní spektroskopie - určení hmotnosti urychlených částic se známým nábojem Fyzika II, , přednáška 126

7 konstantní ≠ funkce ( A ), tabule Př. Pro E k = 7,7 MeV  -částic se nepozoruje odchylka od elstat. rozptylu na atomech zlata 79 Au. Odhadněte rozměr jádra zlata. A je hmotnostní (nukleonové) číslo

8 7.2 Radioaktivita radioaktivita samovolná přeměna nestabilních jader za vzniku jiných jader doprovázená ionizujícím zářením Stabilita jader izotopy – stejný počet protonů → stejný počet elektronů → stejné chemické vlastnosti odlišné jaderné vlastnosti, např. stabilita, tzv. údolí stability Fyzika II, , přednáška 128

9 7.2.1 Stabilita jader 284 stabilních jader (nuklidů): Z = 8, 20, 28, 50, má sudé N a Z 57 má sudé N, liché Z 53 má liché N, sudé Z 8 má liché N, liché Z nestabilní nuklidy, tzv. radionuklidy Z = 43, 61 N = 19, 35, 39, 45, 61, 89, 115, 126 A + Z = 5, 8 Z > 83 N > 126 A > 209  rozpad N Z údolí stability nachýleno k většímu počtu neutronů 9

10 7.2.2 Rozpadový zákon rozpad - statistický proces rozpadový zákon - platí pro střední hodnoty veličin rozpadový zákon v diferenciálním tvaru - dN/dt … úbytek počtu jader za jednotku času N … počet nerozpadlých jader v čase t … rozpadová konstanta typická pro daný rozpad mateřská jádra, dceřiná jádra rozpadový zákon v integrálním tvaru tabule N 0 … počet mateřských jader v čase t = 0 N … počet zbylých (mateřských) jader v čase t Počet dceřiných jader N R v čase t ≡ počet rozpadů v čase t : rychlost rozpadu (aktivita A ): počet rozpadů za jedn. času funkce času jedn. 1 becquerel: 1 Bq ≡ 1 rozpad za 1 s 1 curie: 1 Ci = 37 GBq Fyzika II, , přednáška 1210

11 Fyzika II, , přednáška 1211

12 7.2.3  -rozpad Např. potenciální energie  -částice v v jádře a okolí jádra vyvolaná: zbytkovou silnou (jaderná) interakcí Coulombovou odpudivou silou tunelový jev uvolněná energie  částice charakteristická pro konkrétní rozpad radionuklidu, t 1/2 ~ – s radioaktivní série Fyzika II, , přednáška 1212

13 7.2.3  -rozpad Fyzika II, , přednáška 1213

14 7.2.4  – rozpad Z → Z +1 nebo Z – 1    – rozpad … elektronové antineutrino např.    – rozpad … neutrino např. Fyzika II, , přednáška 1214

15 7.2.4  – rozpad elektronový záchyt např  – rozpad často doprovází  - nebo  rozpad Př. z excitovaných stavů jader energie ~ MeV neutrina: klidová hmotnost m v < 7 eV/ c 2 náboj q v = 0 kvantové číslo s v = ½ 15

16 Fyzika II, , přednáška 1216

17 7.3 Radioaktivní záření a hmota Interakce radioaktivního záření s hmotou a)  -částice b) elektrony a pozitrony (  -rozpad) c) vysoce energetické fotony (  -rozpad)  -částice silná elektromagnetická interakce → ionizace silné brzdění → malý dolet (pro ~ MeV v látce hustoty vody ~ 0,1 mm) největší ionizační účinky na konci doletu podobné vlastnosti má protonové, deuteronové, mionové záření Fyzika II, , přednáška 1217

18 7.3.1 Interakce radioaktivního záření s hmotou   -záření odpudivá elektromagnetická interakce → ionizace e  lehký → pohyb „cik-cak“ sekundárně vzniká brzdné záření se spojitým spektrem a charakteristické X-záření s čárovým spektrem dolet závisí na energii, 1-4 mm pro 0,6-3 MeV v látce hust. vody, v těžkých kovech ~ 0,1 mm   -záření elektromagnetická interakce → ionizace e  lehký → pohyb „cik-cak“ pozitronium – „atom“ tvořený e  a e  (2x větší než atom H) anihilace → 511 keV, dva fotony opačného směru Fyzika II, , přednáška 1218

19 1.fotoelektrický jev → vyvolává měkké  -záření ( h f < 0,8 MeV), doprovází charakteristické rentgenové záření 2.Comptonův jev – rozptyl na volných nebo slabě vázaných elektronech,  -záření středních a vyšších energií 3.Tvorba páru elektron-pozitron – v blízkosti jádra, v látce zůstává e , e  anihiluje s jiným elektronem ( h f > 1,022 MeV), nutná třetí částice 4.neionizační procesy Interakce radioaktivního záření s hmotou  -záření (vzniká přechodem mezi energetickými hladinami jádra) 19

20 7.3.1 Interakce radioaktivního záření s hmotou Absorpce  - a  -záření lze popsat polotloušťka x 1/2 - vzdálenost, při které se intenzita zeslabí na poloviční hodnotu tabule I 0 intenzita záření dopadající na absorbátor I intenzita po průchodu absorbátorem tloušťky x  absorpční koeficient (cm -1 ) Fyzika II, , přednáška 1220

21 7.3.2 Dozimetrické veličiny Radiační dávka jedn. 1 gray, 1Gy = 1 J kg -1 1 rad (radiation absorbed dose) = 0,01Gy Dávkový příkon jedn. 1 Gy s -1, často mGy s -1 Dávkový ekvivalent jedn. 1 sievert, 1Sv = 1 J kg -1 1 rem (radiation equivalent man) = 0,01 Sv dE … střední energie dodaná hmotnostnímu elementu dm (3 Gy – zemře 50% populace) dávka za jednotku času dávka D zohledněná na druh záření Q – jakostní faktor N – součin ostatních modifikujících faktorů (pro kůži menší než pro pohlavní orgány…) 21

22 7.3.3 Ochrana před zářením  -částice dolet ve vzduchu ~ 10 cm, ve tkáních ~ 0,02 mm ochrana dostatečná vzdálenost od zářiče  -záření pronikavost záleží na energii (tvrdosti) ochrana: vrstva lehkého materiálu d (mm) > 2 E max (MeV)  -záření ochrana: stínění těžkými materiály, olovem, např. pro záření zdroje 60 Co tloušťka 3,5 cm BEZPEČNOSTNÍ OPATŘENÍ, SPECIÁLNÍ ŠKOLENÍ Fyzika II, , přednáška 1222

23 Požadavky ke zkoušce V souboru Požadavky ke zkoušce Zkouška bez písemky: 1.Přihlaste se na příslušný termín přes SIS 2.Pošlete mi zprávu na adresu kde uvedete termín, na který jste se přihlásili. Při odesílaní pošty použijte vaši adresu z domény vscht.cz, vaše zpráva nebude vyhodnocena jako nevyžádaná pošta, jak by se mohlo stát při poslání z jiné 3.V odpovědi vám sdělím hodinu ústní zkoušky. Ústní zkouška se koná v den písemky nebo ve dnech bezprostředně následujících. Fyzika II, , přednáška 1223

24 7.4 Štěpení a fuze atomových jader 7.5 Subnukleární částice 7.6 Fundamentální interakce 8Elektrony v pevných látkách 8.1 Elektrické vlastnosti pevných látek 8.2 Energiové hladiny v krystalických pevných látkách 8.3 Pásová struktura kovů Fyzika II, , přednáška 1224


Stáhnout ppt "6.3 Mnohaelektronové atomy … 6.3.3 Hundovo pravidlo 7Jaderná a částicová fyzika 7.1 Základní vlastnosti atomových jader 7.2 Radioaktivita 7.3 Interakce."

Podobné prezentace


Reklamy Google