2. ročník učebních oborů 4. Fyzika atomu.

Prezentace na téma: "2. ročník učebních oborů 4. Fyzika atomu."— Transkript prezentace:

1 2. ročník učebních oborů 4. Fyzika atomu

2 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Fyzika atomu Fyzika učební obory druhý Mgr. Libor Vakrčka Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Prohlášení Prohlašuji, že jsem tento výukový materiál vypracoval(a) samostatně, a to na základě poznatků získaných praktickými zkušenostmi z pozice učitele ve Střední odborné škole Josefa Sousedíka Vsetín, a za použití níže uvedených informačních zdrojů a literatury. Tento výukový materiál byl připravován se záměrem zkvalitnit a zefektivnit výuku minimálně v  vyučovacích hodinách.. Ve Vsetíně dne podpis autora Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

4 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Obsah – 4. kapitola: Fyzika atomu 4.1. Stavba atomu Elektricky neutrální atom Protonové, nukleonové a oxidační číslo Kladný a záporný ion Izotopy 4.2. Molekula Rozdělení molekul 4.3. Radioaktivita Přirozená a umělá radioaktivita Druhy radioaktivního záření Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

5 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Obsah – 4. kapitola: Fyzika atomu 4.4. Jaderná energie Štěpná jaderná reakce Využití štěpných jaderných reakcí Termonukleární reakce Shrnutí a procvičení učiva Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

6 4.1. Stavba atomu Elektronový obal Protony – kladný elektrický náboj
video video video Elektronový obal Protony – kladný elektrický náboj Neutrony – bez el. náboje (elektricky neutrální) + + - - Elektrony – záporný elektrický náboj Jádro

7 4.1.1. Elektricky neutrální atom
video Elektricky neutrální atom má stejný počet kladně nabitých částic (protonů) jako záporně nabitých částic (elektronů) - + + -

8 4.1.2. Protonové, nukleonové a oxidační číslo
Protonové číslo = počet protonů v jádru Nukleonové číslo = protony + neutrony v jádru Oxidační číslo = protony – elektrony Hélium chemická značka He - + + - 24He0

9 4.1.3. Kladný a záporný ion 24He+1 24He-1 + -
Kladný ion má více kladně nabitých částic (protonů) než záporně nabitých částic (elektronů) Záporný ion má méně kladně nabitých částic (protonů) než záporně nabitých částic (elektronů) - - - + + + + - 24He+1 24He-1 + -

10 Izotopy jsou atomy se stejným protonovým číslem, ale odlišným nukleonovým číslem » liší se počtem neutronů - video Příklad: izotopy vodíku 13H0 11H0 12H0 - - + + - + lehký vodík deuterium tritium

11 4.2. Molekula je částice složená z atomů nebo iontů
V plynech, kapalinách a některých pevných látkách jsou atomy chemickými vazbami vázány do molekul. V jiných pevných látkách jsou atomy vázány přímo bez tvorby molekul. Tak vznikají krystalické látky.

12 Rozdělení molekul Podle atomů, z nichž je molekula složena se molekuly dělí na: homonukleární - Molekuly obsahující pouze atomy stejného prvku (např. H2 , O3 , S8 ). heteronukleární - Molekuly skládající se z různých druhů atomů (např. H20, CO2 ). Molekula prvku je tvořena atomy jednoho druhu. Molekula sloučeniny obsahuje atomy různých prvků.

13 Rozdělení molekul Molekuly prvků (homonukleární) video ( S8 )

14 2.1. Rozdělení molekul Molekuly sloučenin (heteronukleární)
video (H20, CO2 )

15 4.3. Radioaktivita neboli radioaktivní rozpad je samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, při níž vzniká radioaktivní záření Změní-li se počet protonů v jádře, dojde ke změně prvku Radioaktivitu objevil v roce 1896 Henri Becquerel K objasnění podstaty radioaktivity zásadním způsobem přispěli francouzští fyzikové Pierre Curie a Maria Curie-Skłodowska

16 Maria Curie-Skłodowska
3. Radioaktivita Pierre Curie Henri Becquerel Maria Curie-Skłodowska

17 4.3.1. Přirozená a umělá radioaktivita
Přirozená radioaktivita je důsledkem samovolného rozpadu atomového jádra. Přirozeně radioaktivních je mnoho látek v přírodě (takové látky se pak označují jako radioaktivní látky), včetně tkání živých organismů. Umělá radioaktivita je podmíněna přeměnou jádra, která je způsobena vnějším vlivem

18 4.3.2. Druhy radioaktivního záření
Záření, které při radioaktivním rozpadu vzniká, je čtyř druhů, které označujeme jako α, β, γ a neutronové záření. Záření α je proud jader helia = α-částic = atom helia, z něhož byl odstraněn elektronový obal (symbol α nebo He2+ nebo 24He) - α He2+ - + + + + helium

19 4.3.2. Druhy radioaktivního záření
Příklad záření α : Vložení radioaktivního izotopu polonia (Po) do hliníkové nádoby Polonium je přirozeně radioaktivní, přičemž při svém rozpadu vyzařuje α částice, které přeměňují hliník na izotop fosforu

20 4.3.2. Druhy radioaktivního záření
Záření β je proud záporně nabitých elektronů Záření γ je elektromagnetické záření vysoké frekvence Neutronové záření je proud neutronů video video – dosah radioaktivního záření

21 4.4. Jaderná energie je energie, která se uvolňuje z jaderných reakcí v atomovém jádře. Pro mírové účely se v současnosti průmyslově využívá štěpná reakce uranu nebo plutonia, uvažuje se rovněž o využití thoria. Předmětem intenzivního výzkumu je praktické využití termonukleární syntézy (především přeměna vodíku na hélium.

22 Štěpná jaderná reakce je jaderná reakce, při níž dochází k rozbití jádra nestabilního atomu vniknutím cizí částice (většinou neutronu) za vzniku energie Neutron pronikne do jádra uranu, je absorbován a tím se předá tomuto jádru tolik energie, že se rozkmitá a rozdělí se většinou na dva odštěpky, které se od sebe velkou rychlostí vzdalují. Jsou však velmi brzy brzděny nárazy o okolní atomová jádra a jejich pohybová energie se mění na energii tepelnou.

23 4.4.1. Štěpná jaderná reakce energie Schéma štěpné jaderné reakce
3692Kr Schéma štěpné jaderné reakce 3692Kr 56141Ba 92235U 92235U energie 92235U 38Sr 56141Ba 54Xe

24 Štěpná jaderná reakce jiný příklad

25 4.4.2. Využití štěpných jaderných reakcí
Neřízená řetězová reakce, nechají se reagovat všechny vzniklé neutrony, reakce končí výbuchem tzv. atomové bomby Řízená řetězová reakce, nechá se reagovat pouze 1 neutron. To je využito v jaderných elektrárnách video 17% světové výroby elektřiny

26 4.4.3. Termonukleární reakce
je proces, při kterém dochází ke sloučení atomových jader za pomoci vysoké teploty či tlaku (hvězdy) 12H + 12H --> 23He + neutron 12H + 12H --> 13H + 11H 12H + 13H --> 24He + neutron Řízená reakce: problém izolace obrovské teploty Neřízená reakce: termonukleární zbraně - mnohem větší devastující účinky než obyčejná štěpná atomová bomba

27 4.5. Shrnutí a procvičení učiva

28 Seznam použitých zdrojů a literatury
INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Seznam použitých zdrojů a literatury František Jáchim, Jiří Tesař, Fyzika pro 8. ročník ZŠ, SPN Praha 2000, str , ISBN Ivan Štoll, Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU, 1.vydání, Prometheus Praha, str , ISBN LANGMaster, Jak věci fungují 2, Fyzika, CD A, Wikipedia - Encyklopedie na internetu Encyklopedie fyziky MEF, www. jreichl.com Projekt Modernizace výuky všeobecně vzdělávacích a odborných předmětů v SOŠ Josefa Sousedíka Vsetín prostřednictvím využití ICT je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky