Aine ehitus III ptk Millest koosneb aatomituum? Aatomi tuum koosneb nukleonidest positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neuronitest, neid hoiavad koos tuumajõud. Tuumalaeng on nii sama suur kui on elemendi järjekorranumber Mendelejevi tabelis. Prootonite arv tuumas määrab ära, millise keemilise elemendiga on tegemist. Neuronite arv tuumas määrab ära millise isotoobiga on tegu. Sest sama prootonite arvuga, kuid erinevate neuronite arvuga aatomid on sama keemilise elemendi erinevad isotoobid. Tuuma valem X-keemilise elemendi sümbol A- massiarv Z-laenguarv A=Z+N A-tuuma massiarv ehk prootonite ja neuronite arvude summa. Z-laengu arv (prootonite arv) N- neuronite arv Tuumalaeng q=Ze q-keemilise elemendi tuumalaeng Z-laenguarv, mis näitab prootonite arvu tuumas e-prootoni elektrilaeng, mis võrdub elementaarlaenguga s.t. elektroni laengu absoluutv...
Prootonid ja neutronid on nukleonid ehk tuumaosakesed ehk jrk. nr. Aatomilaeng on 0!!! ISOTOOP- aatom, millel on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Aatomituuma vahelises reaktsioonis tekivad uued aatomituumad. TUUMAFÜÜSIKA SAI ALGUSE SELLEST, KUI INGLISE FÜÜSIK RUTHERFORD POMMITAS LÄMMASTIKUAATOMEID ALFA OSAKESTEGA. (1919) Tuumaseose energia hoiab koos nukleoni aatomituumas. Suurem seoseenergia on raua aatomitel. Tuumaseose energia sõltub tuuma massiarvust. Mida suurem, seda suurem on ka seoseenergia. TUUMAREAKTSIOONID: KERGED TUUMAD RASKED TUUMAD Ühinevad Lõhustuvad Sisemuses väga kõrge temp. prootonid ja Laguneb iseeneslikult. On suur, raske, ei vesiniku aatomid ühinevad. Tekib heelium. suuda koos hoida. Siis toimub, kui aatomituum neelab alla ühe neutroni.
c. Aine kogus peab ületama kriitilise massi piiri. 4. Missugustes piirkondades on tuumareaktsioonides võimalik kätte saada kõige rohkem energiat? a. Raskete tuumade ühinemisel ja kergete tuumade lagunemisel. b. Kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. 5. Mida on kujutatud joonisel? a. Tuumareaktor. b. Tuumapomm. c. Termotuumapomm. 6. Mille poolest erinevad ühe ja sama keemilise elemendi isotoopide massiarv teise sama elemendi isotoobi massiarvust. a. Nad erinevad prootonite arvu poolest. b. Nad erinevad neutronite arvu poolest. 7. Mida kujutab endast β-kiirgus? a. Heeliumi aatomi tuuma. b. Elektronide voogu. c. Neutronit. 8. Mida on kujutatud joonisel? a. Kergete tuumade ühinemist. b. Termotuumareaktsiooni toimumist. c. Ahelreaktsiooni toimumist. 9. Mis põhjustab radioaktiivsust? a. Liiga palju prootoneid tuumas muudab aatomid ebastabiilseks. b. Liiga palju neutroneid tuumas muudab aatomid ebastabiilseks
Seosenergia- energia , mis kulub tuumaosakeste eraldumiseks. Sõltub massiarvust. Termotuumareaktsioon- tuumad ühinevadm korraldavad end ümber ja lagunevad. Kriitiline mass- väikseim kogus uraani , mis reageerib 50 kg uraani , 250g uraan + peegelseinad. Ahelreaktsioon- aine liikumine edasi ja muutumine teiseks aineks( kasutatakse nt tuumareaktoris). Tuumareaktor- kasutatakse energiablokkidena tuumaelektrijaamades ja laevades. Kiiritustõbi- äge( lühiajaline , suur kiirgus), krooniline ( pikkaajaline , võike kogus)
Kas kõik ühe elemendi isotoobid on stabiilsed? Ei Kas kõikidel elementidel on stabiilseid isotoope? Ei Kirjelda tuumajõudude iseloomu! Ulatus väga väike, mõjutavad ühesuguselt Tuumaenergia 1.Mis on tuumareaktsioon?Võrdle seda keemilise reaktsiooniga. Tuumade muundumine. Tekivad uued keemilised elemendid. Keemilise reaktsiooni tagajärjel tekivad uued ained. 2.Mis on seoseenergia?Too näiteid! Energia, mis tuleb kulutada, et lõhkuda tuum. 3.Kuidas oleneb tuumade seoseenergia massiarvust? Mida suuremaks läheb massiarv, seda suuremaks läheb seosearv. 4.Missugustes tingimustest on võimalik kergete tuumade ühinemine? Väga kõrgete temperatuuride juures. 5.Too näide lihtsamast sünteesireaktsioonist!Kui palju eraldub selles energiat? Vesiniku ühinemine heeliumiks. Eraldub väga palju energiat. 6.Kuidas toimub raskete tuumade lõhustumine? Neutronite abiga. 7.Missuguste elementide missugused isotoobid on põhiliseks tuumkütuseks? Plutoonium ja uraan. 8
Kas kõik ühe elemendi isotoobid on stabiilsed? Ei Kas kõikidel elementidel on stabiilseid isotoope? Ei Kirjelda tuumajõudude iseloomu! Ulatus väga väike, mõjutavad ühesuguselt Tuumaenergia 1.Mis on tuumareaktsioon?Võrdle seda keemilise reaktsiooniga. Tuumade muundumine. Tekivad uued keemilised elemendid. Keemilise reaktsiooni tagajärjel tekivad uued ained. 2.Mis on seoseenergia?Too näiteid! Energia, mis tuleb kulutada, et lõhkuda tuum. 3.Kuidas oleneb tuumade seoseenergia massiarvust? Mida suuremaks läheb massiarv, seda suuremaks läheb seosearv. 4.Missugustes tingimustest on võimalik kergete tuumade ühinemine? Väga kõrgete temperatuuride juures. 5.Too näide lihtsamast sünteesireaktsioonist!Kui palju eraldub selles energiat? Vesiniku ühinemine heeliumiks. Eraldub väga palju energiat. 6.Kuidas toimub raskete tuumade lõhustumine? Neutronite abiga. 7.Missuguste elementide missugused isotoobid on põhiliseks tuumkütuseks? Plutoonium ja uraan. 8
Kordamisküsimused: Aatomi ehitus ja perioodilisussüsteem 10. klass 1) Mis on aatom ja millest ta koosneb? Mille poolest võivad aatomid üksteisest erineda? 2) Mis on aatommass? Mille poolest erineb aatommass massiarvust? 3) Millest koosneb aatomituum ja kui palju on see aatomist väiksem. 4) Miks moodustab aatomituum põhilise osa aatomimassist? 5) Mida nimetatakse tuumalaenguks ja põhjenda miks ta on alati positiivne? 6) Iseloomusta elektroni, prootoni, neutroni (kus asub, mis laenguga on, nende mass võrreldes teiste aatomis olevate osakestega jne.) 7) Mida nimetatakse on elektronkihiks, väliseks elektronkihiks, elektronkatteks ja elektronpilveks.
lagunemise jaoks pole aga väliseid põhjuseid vaja. Liitosakese seoseenergia on võrne minimaalse tööga mis kulub selle liitosa lõhkumiseks koostisosadeks. Tuuma seoseenergia oleneb üsna omapärasel viisil massiarvus, mugavaim on seda sõltuvust jälgida , kui tuuma seoseenergia jagada massiarvuga, st. vaadata ühe nukleoni kohta tulevat seoseenergiat. Tuumajõudude ja tuumade seoseenergia olenevus massiarvust viib selleni , et tuumareaktsioonidest on võimalik suuremal hulgal energiat saada kahes piirkonnas kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. Tuumade seoseenergiad on u miljon korda suuremad kui aatomites ja molekulides. Tuumareaktsioonide alustuseks on ainet vaja kuumutada vähemalt kümne miljoni kraadini , alles siis saavad tuumade kiirused nii suureks, et na põrkudes ületaksid elektrilise tõukumise ja jääksid tuumajõudude haardesse.
Tuumareaktsioonide võrrandeid võib kirjutada täpselt nagu keemiliste reaktsioonide võrrandeid. Erinevalt tuumareaktsioonidest, ei toimu keemilises reaktsioonis aatomituumade muutusi. 2. Mis on seoseenergia. Too näiteid Seoseenergia on mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. Näiteks elektroni seoseenergia on energiahulk, mis on tarvis elektronile anda, et teda oma orbiidilt välja lüüa 3. Kuidas oleneb tuumade seoseenergia massiarvust? Seoseenergia kasvab massiarvu kasvades 4. Missugustes tingimustes on võimalik kergete tuumade ühinemine? Temperatuur peab tõusma vähemalt 10 miljoni kraadini. Tuumad peavad üksteisele hästi lähedal olema. 5. Too näide lihtsamast sünteesireaktsioonist! Kui palju eraldub selles energiat? Kaks deuteeriumi tuuma ühinevad , tekib uus tuum, kõige lihtsamaks sünteesi saaduseks on heelium 6. Kuidas toimub raskete tuumade lõhustamine?
tuumareaktsioonides energia vabanemine. Tänu energia jäävuse seadusele on energia kogubilanss tasakaalus. Seoseenergia on energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. Energia vabanemine toimub seosenergia arvel. Liitosakese seoseenergia on võrdne minimaalse tööga, mis kulub selle liitosakese lahutamiseks(lõhkumiseks) koostisosakesteks. Energia vabaneb liitosakese moodustumisel osakestevaheliste jõudude tööna. Tuumade seosenergia oleneb omapärasel viisil tuuma massiarvust, see viib selleni, et tuumareaktsioonidest on võimalik suuuremal hulgal energiat saada kahes piirkonnas kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustumisel. Kergete tuumade ühinemine. Tähed ja vesinikpomm. Tuumade seosenergiad on umbes miljon korda suuremad kui aatomites ja molekulides. Tuumareaktsioonide alustuseks on ainet vaja kuumutada vähemalt kümne miljoni kraadini, alles siis saavad tuumade
Tuumareaktsioon on reaktsioon, mis toimub tuumade ja elementaarosakeste või aatomituumade vastastikusel toimel. Seoseenergia on mehaaniline energia, mida on vaja rakendada, et purustada tervik osadeks. Mida suurem on tuuma siseenergia, seda stabiilsem see on. ∆E = ∆M·c2 (ühik eV). Eriseoseenergia on seosenergia ühe nukleoni kohta. Eriseoseenergia näitab kui suur energia tuleb kulutada ühe nukleoni kohta, et lõhkuda tuum prootoniteks ja neutroniteks. Oleneb massiarvust nõnda, et eriseoseenergia leidmiseks tuleb seoseenergia jagada kõikide nukleonide arvuga (ehk ∆E/A). Massidefekt on tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe, ∆M = Z·mp + N·mn – Mt (Z-prootonit arv, N-neutronide arv, mp-prootoni seisumass, mn-neutroni seisumass, Mt-tuuma seisumass). Selgita uraani lõhustumise näitel ahelreaktsiooni kulgemist: kui tuum haarab neutroni, siis ta ergastub ja hakkab deformeeruma. Tuum venib seni, kuni tõukejõud saavad
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. Kiirguse nõrgenemine sõltub atmosfääri massiarvust ja läbipaistvusest. Läbipaistvuskoefitsent iseloomustab atmosfääri läbipaistvust, mis sõltub omakorda massiarvust. Õhu temp ja muutused temperatuur on mingi keha või keskkonna soojuslik omadus. Temp on õhu omadus, mis näitab molekulide liikumise keskmist kineetilist energiat. Õhumass on suur ühesuguste füüsikaliste omadustega õhuhulk troposfääris. Õhumassi temp on õhumassi individuaalne temp. õhumassi temperatuuri määravad kiirgus, mis tuleb
läbipaistvus halveneb olles kõige väiksem augustis. Bougueri seadus – kiirguse nõrgenemise tõttu on atmosfääris maapinnale jõudnud Termopaus.Eksosfäär – lõppu on raske öelda, umbes 1200°C kõrgusel. Temperatuur tõuseb seal väga aeglaselt, võib tõusta umbes 1700°C kiirguse intensiivsus alati väiksem solaarkonstandist. Kiirguse nõrgenemine sõltub atmosfääri massiarvust ja läbipaistvusest. juurde.Öökülm – põllumajanduslikus mõttes nimetatakse põllumajanduskultuuride kasvuperioodil temperatuuri langust õhus, maapinnal või Läbipaistvuskoefitsent iseloomustab atmosfääri läbipaistvust, mis sõltub omakorda massiarvust. Õhu temp ja muutused – temperatuur on taimestikus alla 0° C
Q on positiivne, kui reaktsiooniproduktide kogumass on väiksem kui neelatud osakestel ja esialgsel tuumal, sest siis kasvab tuuma seoseenergia. Tuumareaktsiooni toimumise tõenäosust kirjeldatakse mõistega reaktsiooni ristlõige. Energia võib vabaneda nii kergete tuumade ühinemisel kui ka raskete tuumade lagunemisel. Seda selgitab graafik, mis näitab tuuma seoseenergia suurust ühe tuumaosakese(nukleoni) kohta: Seoseenergia nukleoni kohta B/A sõltuvalt tuuma massiarvust A. Ühe tuumaosakese kohta on seoseenergia maksimaalne massiarvu 60 ümbruses, mida arvestades ei tule imestada, et raua isotoop 56Fe on üks püsivamaid ühendeid universumis. Kui kergeid tuumi sundida mingi jõu abil liituma, siis võib toimuda tuumasüntees, mille käigus vabaneb energiat, sest tekkinud tuuma mass on väiksem kui ühinenud tuumade masside summa. Kui ühinenud tuumade massiarvud on seoseenergia kõveral rauast vasakul, siis on uues liitunud
Molekulaarfüüsika vaatles aineid (keskkonda) kui punktmasside - molekulide - kogumit. Et molekulidel on elektrilised omadused, tuleb neid omadusi välja arvutamisel arvestada. Eeldame, et ained on elektriliselt neutraalsed, kuid elektriseeritavad; seega kaasneb iga kehaga varjatud laeng, mille suurus on arvutatav aatomifüüsikast. Ühe kilomooli kohta tuleb keskmiselt laeng eeldusel, et aatomituuma laeng võrdub poolega massiarvust. Elektriväli aines sõltub nüüd eeskätt sellest, kuivõrd need laengud võivad oma asukohta muuta. Kui mingisugused laengukandjad saavad ruumis vabalt liikuda, nimetame neid vabadeks laenguteks; kui mitte, siis seotud laenguteks. Vastavalt laengute liikuvusele jagunevad ained: Juhid laengud liiguvad vabalt metallides ja elektrolüütides; Pooljuhid laengud seotud nõrgalt, vabanevad välismõju toimel;
sõltub Päikese kõrgusest, õhu sumedusest, aluspinna albeedost). Mõõdetakse püranomeetriga. Otsekiirgus + hajukiirgus = summaarne kiirgus (Q = S´ + D). Päikesepaistelise ilmaga esineb nii otse kui ka hajuskiirgus. Pilves ilma korral hajutavad pilved kogu kiirguse ja esineb ainul hajuskiirgus. Öösel otsekiirgus puudub. Kiirguse nõrgenemine sõltub atmosfääri läbipaistvusest ja massiarvust. Kiirguseks e insolatsiooniks nim otsekiirguse hulka, mis langeb kiirtega kaldu asuvale pinnaühikule (cm 2) ühe ajaühku (min) jooksul. Tavaliselt mõistetakse insolatsiooni all horisontaalsese pinnaühikule (cm 2) langeva otsekiirguse voogu 1 minutis. Max intensiivsus nii kiirtega risti asuvale kui ka horisontaalpinnale on juunis ja min detsembris. Aurumise all mõeldatakse vee või jää üleminekut gaasilise olekusse so muutumist veeauruks. Looduses aurub vett
ahelreaktsioonina, kus vabanevate neutronide hulk plahvatuslikult kasvab. Lõhustuva massi minimaalset hulka, kus ahelreaktsioon on juba võimalik, nimetatakse kriitiliseks massiks. Tuumajõujaamades tuumakütus, näit. uraan- 235 laguneb kontrollitavais tingimusis kergemaiks elementideks baarium-141, krüptoon-92, vabanevad neutronid ja energia(moodsam tehnoloogia kasutab uraani peamist isotoopi uraan -238 mis muundatakse lõhustuvaks plutoonium -239). Tuumasisese energia hulk sõltub tuuma massiarvust, kergete tuumade liitumisel (tuumasüntees) vabaneb palju rohkem energiat kui raskete tuumade lagunemisel. Tuumasünteesi rakendamine energia tootmiseks muutub reaalseks oletatavasti käesoleva sajandi keskpaiku. Mis ma pean oskama: 1) teadma radioaktiivsuse kiirguse liike, neist tulenevaid ohte, vastavaid mõõtühikuid ja lubatavaid doose; 2) hinnata antud hetkel säilunud radioktiivse aine hulka teades alghulka ja poolestusaega.
Et molekulidel on elektrilised omadused, tuleb neid omadusi välja arvutamisel arvestada. Eeldame, et ained on elektriliselt neutraalsed, kuid elektriseeritavad; seega kaasneb iga kehaga varjatud laeng, mille suurus on arvutatav aatomifüüsikast. Ühe kilomooli kohta tuleb keskmiselt laeng Kõik ained sisaldavad laetud osakesi 60 eeldusel, et aatomituuma laeng võrdub poolega massiarvust. Elektriväli aines sõltub nüüd eeskätt sellest, kuivõrd need laengud võivad oma asukohta muuta. Kui mingisugused laengukandjad saavad ruumis vabalt liikuda, nimetame neid vabadeks laenguteks; kui mitte, siis seotud laenguteks. Vastavalt laengute liikuvusele jagunevad ained: · JUHID oLaengud liiguvad vabalt metallid elektrolüüdid · POOLJUHID o Laengud seotud nõrgalt, vabanevad välismõju toimel. · DIELEKTRIKUD
annaabi.ee 
