Upload
others
View
30
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ATOMOVÁ FYZIKA
JADERNÁ FYZIKA
12. JADERNÁ FYZIKA, STAVBA A VLASTNOSTI
ATOMOVÉHO JÁDRA
Autor: Ing. Eva Jančová DESS
SOŠ a SOU spol. s r. o.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
JADERNÁ FYZIKA
zabývá strukturou a přeměnami atomového
jádra.
studium atomového jádra umožnilo
pochopení základních vlastností hmoty
(např. strukturu Mendělejevovy tabulky
prvků), vedlo k objasnění radioaktivity a k
popisu jaderných reakcí.
znalost atomového jádra umožnila vytvoření
jaderné zbraně a jaderného reaktoru.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA
Skládá se z jaderných částic – protonů
a neutronů = nukleony.
Proton :
- stabilní částice
- částice s kladným elektrickým
nábojem:
- e » 1,6 . 10–19 C
- klidová hmotnost - mp » 1,673 . 10–27
kg
Neutron
- částice bez elektrického náboje
- klidová hmotnost - mn 1,674 95 . 10–27
kg
- ve volném stavu nestabilní dodáním
energie se přeměňuje na proton
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
Obrázek č. 1
Atom vodíku
STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA
POZITRON:
částice s nábojem +e
hmotnost me » 9,1 . 10–31 kg
NEUTRINO
stabilní elementární částice
(lepton)
elektricky neutrální
má nulovou nebo jen velmi malou
klidovou hmotnost
má spin ½
ANTINEUTRINO
antičástice k neutrinu
submikroskopická částice bez
elektrického náboje
má zanedbatelnou hmotnost
vzhledem k me
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
ATOMOVÉ JÁDRO
Atomové jádro - vnitřní kladně
nabitá část atomu a tvoří jeho
hmotové i prostorové centrum.
Atomové jádro představuje
99,9 % hmotnosti atomu.
Průměr jádra činí přibližně 10-
15 m.
Existence atomového jádra byla
poprvé pozorována
v Rutherfordově experimentu.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
Obrázek č. 2
Model atomu Hélia
VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: PROTONOVÉ ČÍSLO,
NUKLEONOVÉ ČÍSLO, PRVEK, NUKLID
Protonové číslo
počet protonů v jádře atomu
pořadové číslo prvku
v Mendělejově periodické soustavě
prvků určuje celkový kladný náboj
jádra atomu:
Qj = + Ze
Z … počet protonů v jádře atomu
e … náboj elektronu 1,6.10-19 C
Nukleonové číslo
počet nukleonů v jádře atomu
A = Z + N
Prvek
Látka, jejíž atomy mají stejné
protonové číslo Z.
Nuklid
Označení atomového jádra, ale i
atomu nebo látky složené ze
stejných atomů se stejným
protonovým i nukleonovým číslem
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: IZOTOPY
IZOTOPY
Atomy téhož chemického prvku, které se
liší hodnotou nukleonového čísla
V přírodě:
- 264 stabilních izotopů chemických
prvků
- asi 50 nestabilních nuklidů
radionuklidy
Uměle připravené:
- 2000 nestabilních nuklidů
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
Obrázek č. 3
Izotopy vodíku
VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: ROZMĚRY A TVAR
ATOMOVÉHO JÁDRA
Rozměry atomového jádra
Za poloměr jádra lze
označit vzdálenost, ve které
ještě na nukleon působí jaderné
síly.
Experimentálně bylo zjištěno,
že objem atomového jádra je
přibližně přímo
úměrný počtu nukleonů, které
jádro obsahuje.
Pokud
předpokládáme kulový tvar
jádra, potom jeho objem je
úměrný nukleonovému číslu.
Tvar atomového jádra
Obvykle se jádro považuje za
kouli. Ve skutečnosti se však
tvar jádra od ideální koule
často mírně odlišuje.
Jádra tak mohou mít nejen
tvar koule, ale i zploštělého
elipsoidu (uhlík), protáhlého
elipsoidu (mnoho dalších
jader) nebo i složitějších těles.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: VAZEBNÁ
ENERGIE
Vazebná energie
Bylo by možné očekávat, že
celková hmotnost atomového
jádra je
rovna součtu hmotností
všech protonů aneutronů, z
nichž se jádro skládá.
Z měření však vyplývá, že celková
hmotnost jádra je vždy menší.
Vazebná energie jádra - Ej
Ej = B c2
B … hmotnostní schodek
B = Zmp + Nmn – mj
Z … počet protonů
mp … hmotnost protonu
N … počet neutronů
mn … hmotnost neutronu
mj … hmotnost jádra
Hmotnost jádra atomu je
menší než součet hmotností
částic, z nichž je jádro
složeno
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
Orientační hodnoty vazebné energie na jeden nukleon.´
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: VAZEBNÁ ENERGIE
Obrázek č. 4
Vazebná energie
POUŽITÉ ZDROJE
[1] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Atomové jádro [online], Wikipedie: Otevřená
encyklopedie, c2013, Datum poslední revize 8.03.2013, 15:13 UTC, [citováno
05.01.2013], www:
http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Atomov%C3%A9_j%C3%A1dro&oldid=98435
99
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.
POUŽITÉ OBRÁZKY
[1] Commons.wikimedia.org [online], Webber Source: "own work" Date: 2005, autor tohoto díla, jej
uvolnil jako volné dílo, a to celosvětově. Datum poslední revize 05. 1. 2007, 19:31 UTC,
[citováno 15.01.2013], www:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Atom.jpg?uselang=cs
[2] Commons.wikimedia.org [online], Xerxes314, autor tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to
celosvětově. Datum poslední revize
21. září 2006, [citováno 05.01.2013], www:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Helium_atom_QM.png?uselang=cs
[3] Commons.wikimedia.org [online], [citováno 05.01.2013], Dostupný pod licencí GNU Free
Documentation License, www:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Deuterium_Tritium_Nuclei_Schematic.svg
[4] Commons.wikimedia.org [online], ADominec, autor tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to
celosvětově. Datum poslední revize, 22. 8. 2009, 14:02 UTC, [citováno 05.01.2013 ], www:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Binding_energy_curve_-_common_isotopes-CZ.svg
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.
Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.