Tuumafüüsika Aatomi elektronkattes on elektrone niisama palju kui on tuumas prootoneid ja aatomi kogulaeng võrdub nulliga. Prootonite arvu tuumas ehk tuuma laengut elementaarlaengutes tähistatakse täisarvuga Z. Neutronid elektriliselt neutraalsed osakesed, mis vastavalt suurendavad tuuma massi. Massiarvuks nimetatakse prootonite ja neutronite koguarvu A=Z+N. Isotoobid erinevad aatomite tuumad või aatomite vastavate tuumadega, ühes elemendis. Tuumajõud prootonite ja neutronite vahel tõmbuv jõud ehk Nim. Tugevaks vastastikjõuks. Seoseenergiaks nimetatakse energiat, mis oleks vaja osakesele anda, et teda täielikult tuumast vabastada. Seda mõõdetakse elektronvoltides, tuuma puhul (MeV) -Radioaktiivsus ainest eralduvad mingid kiired osakesed ehk kiirgus
Tuumaehitus: *tuum koosneb nukleonidest, +laenguga prootonitest ja laenguta neutronidest. *tuumasid tähistame X, kus Z on laenguarv, mis määrab keemilise elemendi, kus Z on laenguarv, mis määrab keemilise elemendi, A-nukleoonide arv tuumas, nim massiarvuks A=Z+n. *X asendatakse konkreetse keemilise elemendi korral, kindla elemendiga. Mis on isotoobid? : *Keemilise elemendi teisendid. *Tuumades on sama arv prootoneid, erinev arv neutroneid, nad asuvad samal kohal perioodilisuse tabelis. *Keemilised omadused on ühesugused, erinev on aatommass ja radioaktiivsus. Tuuma jõudude iseloomustus: *Tuumajõud on aatomtuuma sees tugevamad kui elektrilaengutevahelistes jõududes. *Tuumajõudude ulatus e mõjuraadius on väga väike, ca 5fermi
KULD Rahumäe Põhikool. Kelly Värva 8b 22.02.2012 Sisukord: *Kuld *Kulla ajalugu *Kulla kasutusalad KULD Kulla keemilise elemendi järjenumbriks on 79 ning nimetuseks on Au. Tema massiarvuks on ümardatult 197. Keemilistelt omadustelt on kuld vähenegatiivne väärismetall ning ei reageeri vee ja hapetega. Normaaltingimustel on ta võrdlemisi pehme kollane metall, mille sulamistemperatuur on 1064 kraadi. KULLA AJALUGU Kuld oli juba iidsetest aegadest alates tuntud hiinlastele, hindudele ja teistele Aasia rahvastele.Kuld oli hästi tuntud ka muistse Mehhiko elanikel-asteekidele.Puhtast kullast valmistatud kettad olid selle rahva mõnedel
koosntuumeb prootonitest ja neutronitest. Neid mõlemaid nimetatakse nukleonideks.Prooton: laeng +e, mp = 1836 me, kus me on elektroni mass.Neutron: laeng 0, mn = 1839 me, mittestabiilne osake, vaba neutron laguneb prootoniks ja elektroniks.Tuuma laeng on +Ze , kus Z on laenguarv e. järjenumber, mis on võrdne prootonite arvuga tuumas. Neutronite arv tuumas on N. Nukleonide arvu A nimetatakse massiarvuks A = Z + N .Tuumi, mille Z on ühesugune, kuid N erinev, nimetatakse isotoopideks. Vabanevat energiat nimetatakse seoseenergiaks. On olemas isotoope, mis iseenesest muutuvad mõneks teiseks isotoobiks. Nähtust nimetatakse radioaktiivsuseks. Radioaktiivne kiirgus liigid (a, b või y kiirgus). Radioaktiivset lagunemist kirjeldab poolestusaeg: see on aeg, mille jooksul tuumade arv väheneb 2 korda. Tuumade muutumist teisteks tuumadeks nimetatakse tuumareaktsiooniks.
Aatomi mass on aga koondunud peamiselt tuuma. Aatomi tuum koosneb nukleonidest, mida nim prootoniteks ja neutroniteks. Nende massid võrduvad ligikaudu ühe aatommassiühikuga üks aatommassiühik (u) on võrdne 1/12 süsiniku isotoobi 126C aatomi massist (1u = 1,6605402*1027kg = 931,5MeV = 14,924*1011J) Prootonite arv tuumas võrdub e arvuga aatomi elektronkattes. Prootonite ja neutronite arvude summat nim massiarvuks A=Z+N. Z ja N võivad tuumas olla teatud lubatavate energiaväärtustega. Z arv tuumas määrab elemendi keemilised omadused ja elemendi koha perioodilisussüsteemis. Keemilise elemendi teisendeid, mille tuumas on erinev arv neutroneid nim isotoopideks. Üks ja sama keemilise elemendi isotoopidel on ühesugused keemilised omadused, kuid erinevad füüsikalised omadused. Mõned isotoobid võivad olla radioaktiivsed, nt vesiniku isotoobid (21Hdeuteerium; 31H triitium)
Kergete tuumade liitumisreaktsiooni nimetatakse termotuumareaktsiooniks, kuna tuumajõudude väikese mõjuraadiuse tõttu tuleb reaktsiooni käivitamiseks kaks lähtetuuma omavahel kokku suruda, ületades tuumade elektrostaatilist tõukumist. Selleks peab olema tagatud kõrge temperatuur( 108 kraadi) 19. Miks ei saa reaktor töötada ilma neelajata? Neelaja vähendab tuumareaktsiooni, aeglustab ahelreaktsioone neelates neutrone. 20. Mida nimetatakse massiarvuks? Massiarv on prootonite ja neutronite koguarv tuumas. 21. Mis tekib raske tuuma lõhustumisel? Raske tuuma lõhustumisel tekib mitu väiksema jrk numbri ja massiaarvuga tuuma. 22. Kirjelda raskete tuumade lõhustumist. Raskete tuumade lõhustumist nimetatakse ahelreaktsiooniks, kuna raskete tuumade lõhustumisel võivad vabanenud neutronid põhjustada järgmiste uraanituumade lõhustumist. 23. Selgita mõistet neutronite paljunemistegur.
Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid, tema läbimõõt on suurusjärgus 10 -15 m. Tuuma on koondunud enamus aatomi massist, tema tihedus on 10 18. Tuuma tähtsaim koostisosa on positiivse laenguga prooton, mille arv tuumas määrab keemilise elemendi. Aatomnumber e. laenguarv e. laeng z näitab tuuma laengut e. prootonite arvu. Neutron on elektriliselt neutraalne osake, mis vastavalt suurendab tuuma massi. Tuuma massiarvuks A nimetatakse prootonite ja neutronite koguarvu. Isotoopideks nimetatakse ühe elemendi erineva massiarvuga tuumi. Tuumajõud e. tugev jõud e. tugev vastastikmõju mõjub prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbavalt. Väikestel kaugustel on tuumajõud palju tugevam, kui elektrostaatiline jõud prootonite vahel, kuid kaugemal kahaneb ta väga kiiresti olematuks. Tuumajõud hoiab tuumi koos. Iga osake, sõltumata tuuma suurusest, võtab enda alla ruumala, mis vastab umbes kerale
Tähtsaim osake on prooton(tähtsaim,sest prootonite arv tuumas määrab keemilise elemendi) + laeng, Laenguarvu ehk aatominumbit ehk järjenumbrit tähistatakse täisarvuga Z ja see näitab prootonite arvu selle elemendi aatomi tuumas. Järgmine osake neutron, veidi suurema massiga kui prooton. Neutraalse laenguga. Ligikaudu on neid samapalju kui prootoneid. Prootonite ja neutronite koguarvu A=Z+N(neutronite laenguarvu tähis) nimetatakse tuuma massiarvuks. · Milline on tuuma ehitus Tuum on kihilise ehitusega, kus erinevatel energiatasemetel on vastavalt prootonid ja neutronid. · - kiirgus tekid kui tuum on liiga suur ja tuumast hakkavad väljuma heeliumi tuumad. Massiarv väheneb 4 võrra, laenguarv 2 võrra. Alfa-kiirgus on väikseima läbimisvõimega. Magnetväljas liigub heeliumituum lõunapooluse poole. Kaasneb -kiirgus. Kinni suudab hoida paberileht. · -kiirgus (lagunemine) neutron muutub prootoniks
Neutronite arv tavaprotsessidele mõju ei avalda ja neid võib sama algaine erinevates aatomites olla erinev arv. Sama prootonite arvuga (seega ka sama nime ja käitumisega), kuid erineva neutronite arvuga aineid nimetatakse isotoopideks. Ka radioaktiivsed ained on mõnede algainete isotoobid. Nende tuuma koostis on aga ebastabiilne, valmis kiirgama. Isotoopi kirjeldatakse aine keemilise sümboli järel oleva arvuga, mida füüsikud-keemikud nimetavad massiarvuks. Näiteks jood-131 (lühidalt: 131J) on üks joodi radioaktiivsete aatomitega isotoop. Ka jood-127 (127J) on joodi isotoop, kuid selle aatomid on stabiilsed. Erinevad radioaktiivsed ained kiirgavad erinevalt. Näiteks strontsiumi radioaktiivne isotoop 90 ( Sr) on ainult beeta-aktiivne, see ei saada üldse gammakiirgust. Tseesium-137 ( Cs) aga 90 137 saadab nii beeta- kui gammakiirgust
Tihedus on tuumal väga suur. Prooton on tuuma tähtsaim osake, sest nende arv määrab keemilise elemendi. Prootoni mass on ligi 2000 korda suurem kui elektronil, elektrilaeng on võrdne kuid vastasmärgiline. Prootoni laeng on positiivne. Tuuma massi suurendajateks on neutraalse laenguga neutronid. Neutron on veidi suurema massiga kui prooton ja leidub tuumas üldiselt samas koguses. Prootonite ja neutronite A = Z + N nimetatakse tuuma massiarvuks. 14. Mida nimetatakse aatomnumbriks? Mida nimetatakse massiarvuks? Aatomnumber on laenguarv ehk laeng tuumal. Massiarv on tuuma prootonite ja neutronite koguarv. 15. Mida nimetatakse elemendi isotoopideks? Elemendi isotoopideks nimetatakse erinevate massiarvudega kuid sama järjekorranumbriga tuumi. 16. Millist jõudu nimetatakse tugevaks vastastikmõjuks? Miks püsib tuum koos? Tuumajõud, mis mõjub prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbuvalt kutsutakse ka
energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu(kuni 10 eV) ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist keelutsooni. Tuumafüüsika: Aatomituum on aatomi väga väike ja tihe keskosa, kuhu on koondunud põhiline osa aatomi massist. Aatomituum koosneb nukleonidest positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest. Neutron on ilma laenguta nukleon aatomituumas. Prooton on positiivse laenguga nukleon aatomituumas. Massiarvuks A nimetatakse tuumas sisalduvate prootonite arvu Z ja neutronite arvu N summat. Isotoop Kujutavad endist ühe ja sama prootonite arvu, kuid erineva massiarvuga tuumi. Radioaktiivsus Aine iseeneselik kiirgamine. Poolestusaeg Aeg, mille jooksul aine aktiivsus väheneb kaks korda. Seosenergia energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhkumiseks üksikuteks koostisosadeks. Massidefekt Algproduktide ja lõpp-produktide seisumasside vahe.
Dielektrikutes ehk isolaatorites on energiatsoon elektronide poolt täielikult hõivatud, liikumisvabadus puudub, pole vabu naabertasemeid. Järgmine energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei teki. Aatomi tuuma koostisse kuuluvad prootonid ja neutronid. Prootonite arvu tuumas nimetatakse laenguarvuks Z (elemendi järjenumber perioodilisuse süsteemis). Prootonite ja neutronite koguarvu Z+N=A nimetatakse tuuma massiarvuks. Isotoop on ühe ja sama elemendi teisend, millel on erinev neutronite arv, aga laenguarv Z on kõigil sama elemendi isotoopidel seesama. Nukleonid on prootonite ja neutronite ühisnimetus. Nukleone seab ühtseks tervikuks tuumajõud. Seoseenergia on energia, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Massidefektiks nimetatakse nukleonide summaarse massi ja tuuma massi vahet. (Tähis m) Eriseoseenergia on seoseenergia ühe nukleoni kohta. (Ühik MeV)
Õhu temperatuur ja muutused. Atmosfääri massiarv iseloomustab kiirte tee pikkust atmosfääris. Kiirguse nõrgenemise on seda suurem, mida pikem on nende tee õhus. Kiirte tee õhus on lühim, kui nad langevad vertikaalselt päikese seniidis ja teise päikese asendi korral läbivad kiired õhus pikema tee. Arvu, mis näitab, mitu korda kiirte teele jäänud mass on nende kaldu langedes suurem kui vertikaalselt langedes, nimetatakse massiarvuks. Massiarv sõltub päikese kõrgusest, mida väiksem on kõrgus, seda suurem on massiarv.Läbipaistvus oleneb veeauru, tolmu, suitsu jt kiirgust nõrgendavate ainete hulgast atmosfääris. Kõige parem on läbipaistvus talvel, mil õhus on vähe veeauru ja tolmu. Suvele üleminekul läbipaistvus halveneb olles kõige väiksem augustis. Bougueri seadus kiirguse nõrgenemise tõttu on atmosfääris maapinnale jõudnud kiirguse intensiivsus alati väiksem solaarkonstandist
Omaduseks on see, et Kiirte tee õhus on lühim, kui nad langevad vertikaalselt päikese seniidis ja teise päikese asendi korral läbivad kiired õhus pikema tee. Arvu, mis kõrguse kasvades temperatuur püsib. Temperatuur on siin ~ -50°C. Kiht ulatub kuni 30km kõrguseni.Isopaus. Stratosfäär – omaduseks on näitab, mitu korda kiirte teele jäänud mass on nende kaldu langedes suurem kui vertikaalselt langedes, nimetatakse massiarvuks. Massiarv kõrguse kasvades temperatuuri tõus 3°C võrra 1km kohta. Ülemine piir on ~50km kõrgusel (temp. 0°C).Stratopaus – üleminekukiht 5km. sõltub päikese kõrgusest, mida väiksem on kõrgus, seda suurem on massiarv. Läbipaistvus – oleneb veeauru, tolmu, suitsu jt kiirgust Mesosfäär – temperatuur tõustes kõrgemale langeb. Ülemine piir on ~80km kõrgusel (temperatuur on seal -100°C).Mesopaus
h päikesekiirte langemisnurk.Solaarkonstant Päikese kiirgusnivoo tihedust väljaspool Maa atmosfääri, Maa keskmisel kaugusel Päikesest nim solaarkonstaniks.Solaarkliima Nim. Päikese kiirguse teoreetilist jaotust atmosfääri ülemisel piiril.Massiarv ja selle sõltuvus Päikese kõrgusest Arvu mis näitab, mitu korda kiirte teele jäänud ainemass on nende kaldu langedes suurem kui vertikaalselt langedes, nim massiarvuks m´. Massiarv sõltub Päikse kõrgusest h . Mida väiksem on h , seda suurem on m´. Atmosfääri läbipaistvus ja selle karakteristikud Atmosfääri läbipaistvust reguleerivad temas sisalduv veeaur ja aerosoolid. Suuremad muutused tulenevad aerosoolide sisalduse ja koostise muutumisest Atmosfääris. Aktinomeetrias on kõige rohkem levinud Bougier läbipaistvuse koefitsient Pm ja Linke sumedustegur Tm.Bougier valemist. Pm=m(koren)Sm/So.Pm arvutamiseks on tarvis teada
mõnekümne meetri paksuses kihis tugevasti temperatuuri vaatlusi, mida tegi langedes suurem kui vertikaalselt langedes, mida kiirgab välja aluspind või atmosfäär, kuumenenud aluspinna lähedal, sellisel juhul sõjaväearst Johann Jacob Lerche (vana nim massiarvuks m´. Massiarv sõltub Päikse nimetatakse vastavalt maa või väheneb õhu tihedus aluspinna juures kõrge kalendri järgi 18. augustil 1731.a.) kõrgusest h . Mida väiksem on h , seda atmosfäärikiirguseks. temperatuuri tõttu, kõrgemale tõustes Vilsandi reidil purjelaeva pardal
Prootoni mass on umbes 1836 korda suurem kui elektroni mass. Neutroni mass on lähedane prootoni massile. NB! Tuuma mass ei võrdu teda moodustavate prootonite ja neutronite masside summaga, kuna tuuma tekkel muundub osa massist energiaks massidefekt. Prootonite arvu (Np) tuumas nimetatakse aatomi tuumalaenguks (Z) või ka järjenumbriks: Np = Z = järjenumber perioodilisussüsteemis Prootonite ja neutronite koguarvu tuumas nimetatakse massiarvuks (A). NB! A = Np + Nn . tuuma mass. Iooni laeng Q on prootonite ja elektronide arvude vahe: Q = Np - Ne = Z - Ne Keemiline element on teatud kindel aatomite liik, mille määrab tuumalaeng. Sama elemendi eri aatomites võib olla erinev arv neutroneid. Sama tuumalaenguga, kuid eri massiarvuga aatomiliike nimetatakse isotoopideks. NB! Looduslikud elemendid on enamasti mitme isotoobi segud. Nende jaoks on määratud keskmised aatommassid, milles kajastuvad looduslikud isotoopide esinemissagedused.
11.3. Tuumamudel Tuum koosneb prootonitest ja neutronitest. Neid mõlemaid nimetatakse nukleonideks. Prooton: laeng +e, mp = 1836 me, kus me on elektroni mass. Neutron: laeng 0, mn = 1839 me, mittestabiilne osake, vaba neutron laguneb prootoniks ja elektroniks (poolestusaeg ca 12 minutit). Tuuma laeng on +Ze , kus Z on laenguarv ehk järjenumber, mis on võrdne prootonite arvuga tuumas. Neutronite arv tuumas on N. Nukleonide arvu A nimetatakse massiarvuks A=Z+N. Kui suur on aga tuuma mass kilogrammides? Selleks tuleb massiarv korrutada aatommassi ühikuga (amü,), mis on võrdne 1/12 süsiniku tuuma massist: 1 amü = 1,66 . 10 27 kg. Tuumi, mille Z on ühesugune, kuid N erinev, nimetatakse isotoopideks. Need on suhteliselt sarnaste omadustega. Tuuma raadius on määratud massiarvuga r = r0 A 1/3 , kus r0 = 1,2 . 10-15 m. Tuuma aine tihedus on 1,3.10 17 kg/m3. See tähendab, et 1 cm3 tuumade mass on 130 miljonit tonni
annaabi.ee 
