Kontrolltöö aatomi-ja tuumafüüsikast 1. Tuumafüüsika: tuuma ehitus, tuumajõud, nukleonid, seoseenergia (tuuma seoseenergia arvutamine massidefekti ja eriseoseenergia kaudu). 2. Tuumareaktsiooni mõiste. Tuumareaktsioonide võrrandite kirjutamine, lähtudes laengu ja massi jäävuse seadustest. 3. Radioaktiivsus ja selle liigid. Nihkereeglid alfa-, beeta- ja gammakiirguse kohta. Võrrandite kirjutamine. Poolestusaeg 4. Raskete tuumade lõhustumine neutronite toimel. Kiired ja aeglased neutronid. Ahelreaktsioonid. Kriitiline mass. Neutronite paljunemistegur. Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 10-13 cm
1) Aatomtuum koosneb prootonitest ja neutronitest 2) aatominumber ehk laenguarv (Z) 3) Massiarv on nukleonide (prootonite ja neutronite) koguarv aatomi tuumas. Ainult prootonite arvu aatomi tuumas näitab aatomnumber. 4) Mille poolest erinevad, sarnanevad prootonid ja neutronid? 5) Prootonid ja neutronid kokku Nukleonid 6) Isotoopideks nimetatakse ühe elemendi erineva massiarvuga tuumi. Neid tähistatakse 7) Ülesanne tuuma koostise kohta 8) Radioaktiivsus ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneslik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. 9) Alfa kiirgus Alfakiirgus on ioniseeriv radioaktiivne kiirgus, mis tekib tuumareaktsioonide tulemusel ja koosneb alfaosakestest. Alfakiirgus on tulenevalt oma väikesest läbimisvõimest inimesele suhteliselt ohutu, ei suuda läbida isegi paberit. Beeta kiirgus- Beetakiirgus on beetaosakestest koosnev ioniseeriv radioaktiivn...
toiduainetetehnoloogiat, paljusid medikamente, lupja ehitusmaterjalina. 4. Metalliside - Kõige tüüpilisemad metallisidemega elemendid on leelismetallid, kuid MS esineb kõigis metallides, sulamites ja metalliitides.Metalliside (MS) on keemiline side, mis on tingitud nn. elektrongaasi vastastoimest kristallivõre positiivselt laetud ioonide skeletiga. 5. Einsteini valem + massidefekt Massidefekti moodustab energiana eraldunud massi osa: E = mc2 kus E energia m mass c - valguse kiirus vaakumis Energia ja massi ekvivalentsuse seadus (Einstein, 1905) Massidefekt: Aatomi mass peaks võrduma stabiilsete komponentosakeste massiga. Tegelikult esineb kõigi elementide puhul puudujääk (1%). Massidefekti põhjus on suure hulga energia kiirgamine tuuma moodustumisel. Mida suurem on antud tuuma moodustumine massidefekt, seda stabiilsem on tuum. 6. Reaktsiooni etapid
3. Rõhu suurenemine põhjustab kontsentratsiooni tõusu süsteemis. Kui gaasil ainete hulk reakts ei muutu või gaasilisi aineid ei osale, siis rõhu muutumine keemilist tasakaalu ei mõjuta. 4. Temp tõustes nihkub tasakaal endotermilise reaktsiooni korral saaduste tekkimise suunas, eksotermilise reaktsiooni korral saaduste vähenemise (lagunemise) suunas. 3. rida 1) Einsteini valem (E=mc2) Massidefekti moodustab energiana eraldunud massi osa: E=mc2 E energia mmass cvalguse kiirus vaakumis 2) Alkeemia IV...XVI saj. usk filosoofilise kivi maagilisse jõusse alkeemiku isikuomaduste mõjutransformatsioon ,,müstiliste olluste" pikaealisuse eliksiir jms otsingud, mitteväärismetallidest kulla saamine egiptuse, kreeka, araabia, hiina alkeemia Alkeemia oli kultuurinähtus.
Vesiniku isotoobid: 1neutroniga (prootium), 2 neutroniga (deuteerium) ja 3 neutroniga (triitium; radioaktiivne) Mõned radioaktiivsed isotoobid 40K annab põhilise osa elusorganisme mõjutavast kiirgusest 14C kasutatakse süsinikku sisaldavate muististe ( puusüsi, elusaine jäänused) vanuse määramiseks 60Co kiirgusallikas, raadiumi aseaine meditsiinis 235U kasutatakse energeetikas (poolestusaeg 7,04×108 aastat) Massidefekti võrra väheneb aatomituuma mass võrreldes neutronite ja prootonite masside summaga tuumas. Kõikide tuumaosakeste vahel on tõmbejõud. Aine kogust mõõdetakse aine massiühikute ja mahuühikte kaudu (g, kg, ml, l jne). Aine hulka mõõdetakse Avogadro arvu kaupa (mol, mmol jne) GayLussaci seadus: reageerivate ja reaktsioonil tekkivate gaaside ruumalad suhtuvad üksteisesse nagu lihtsad täisarvud.
väga raskeid terviseprobleeme tekitav looduslik radioaktiivne gaas. Radoon tekib maapinnas loodusliku uraani lagunemisel ning tungib hoonetesse peamiselt vundamendipragude kaudu. Igal aastal haigestub radooni tõttu kopsuvähki Eestis umbes sada inimest. Massidefekt Tuuma mass on alati teda moodustavate prootonite ja neutronite masside summast väiksem. Mt < Zmp + Nmn Masside vahet M = Zmp + Nmn Mt nimetatakse massidefektiks. Massidefekti põhjus massidefektiks. on suure hulga energia kiirgamine tuuma moodustumisel. E = M c2 on tuuma seosenergia. Tuumajõud Tuum ei ole kõva keha mille sees on neutronid ja prootonid. Tuuma hoiavad koos tuumajõud. Tuumajõud on üks neljast vastastikmõju liigist looduses tugev vastastikmõju Tuumajõud on tõmbejõud Nad on palju suuremad kui prootonite vahel mõjuvad elektrostaatilised tõukejõud. Tuuma ehitus.
2 1H nimetatakse deuteeriumiks ja tema tuumas on lisaks ühele prootonile ka üks neutron. Vesiniku kolmas isotoop 31H on triitium, mille tuumas on üks prooton ja kaks neutronit. Triitiumi tuum on ebastabiilne, sest prootonid ja neutronid ei ole tasakaalus. Tuumaenergia Aatomituumad koosnevad prootonitest ja neutronitest, kuid tuuma mass on alati väiksem kui üksikute prootonite ja neutronite masside summa. Selle erinevuse (massidefekti) tekitab tuumaosakesi koos hoidev seoseenergia. Tuumade seoseenergiat saab leida Einsteini valemiga Seoseenergia = mc2 Kus m on massidefekt ning c valguse kiirus vaakuumis. Vaakuumis oleva heeliumituuma (-osakese) jaoks on seoseenergiaks m = 0.0304 u , mille suuruseks on 28.3 MeV, arvestades u väärtust: 1 u = 931.434 M eV C-2. Tuuma seoseenergiad on miljoneid kordi suuremad kui aatomis elektronide sidumiseks vajalikud energiad
katkendlikkust Need pobleemid ületas Niels Bohr+3postulaati elektron -1, prooton +1 Isotoobid: ühesugune tuumalaeng (sama element) erinev massiarv Isobaarid (‘samarasked’): ühesuguse massiarvuga erinevad keemil.elemendid Massidefekt - Aatomi mass peaks võrduma stabiilsete komponentosakeste (elektronid, prootonid, neutronid) massiga. Tegelikult esineb kõigi elementide puhul ‘puudujääk’ ( 1%). Massidefekti moodustab energiana eraldunud massi osa: E = mc2 E – energia ; m – mass ; c - valguse kiirus vaakumis Energia ja massi ekvivalentsuse seadus (Einstein, 1905) Radioaktiivsus - keemil. elementide aatomituumade iseeneslik lagunemine. Avastas: H.Becquerel (1896). Radioakt. lagunemine ei sõltu otseselt välistingimustest Poolestusaeg - sõltumatu radioakt. aatomite algkogusest ja määratud lagunemise konstandiga ,mis eri tuumade puhul drastiliselt
Päikese ja temast väiksemate tähtede järgnev elukäik peaks olema üsna rahulik: pärast kütuse lõppemist tõmbuvad nad tasapisi kokku, muutudes lõpuks valgeteks kääbusteks, mille läbimõõt on võrreldav Maa läbimõõduga, tihedus aga miljon korda suurem. Selline täht kiirgab väga vähe ning võib omaenda sisemise energia varal elada veel miljardeid aastaid. Termotuumareaktsioonid Igasugune tuumaenergia tootmine põhineb aatomifüüsikas tuntud massidefekti nähtusel -- aatomituumad "kaaluvad" pisut vähem kui nende koostisosad eraldi võetuna. See masside vahe (teda nimetatakse pärast c2-ga korrutamist ka seoseenergiaks) sõltub tuuma massist ja on kõige suurem keskmise aatommassiga tuumadel, nagu raud, nikkel jt. Suuremate ning väiksemate masside juures on seoseenergia väiksem ning kergete tuumade liitmisel (raskete lõhkumisel) tekkiv energia ülejääk võimaldabki toota tuumaenergiat. Et vesiniku tuum
Gümnaasiumi lõpetaja teab mõisteid: aatom, neutron, prooton, energianivoo, peakvantarv, laenguarv, massiarv, keemiline element, isotoop, ergastatud olek, ergastatud oleku eluiga, spontaanne ja ergastatud kiirgus, energiatsoon, keelutsoon, tuumareaktsioon, kiirgusdoos, radioaktiivsus, poolestusaeg, tuumade lõhustumine, seoseenergia, eriseoseenergia, massidefekt, tuumade süntees. oskab kasutada seoseid: E = m c 2 ; h f = E n - E m ; Bohri I postulaat; A = Z + N ; seoseenergia ja massidefekti arvutamine. ülesannete lahendamine tuumareaktsiooni võrrandi kohta. mudeleid: metall, pooljuht, dielektrik, mõõteriistu: dosimeeter kirjeldada mudeleid: aatomimudel, metall, pooljuht, dielektrik tsooniteoorias, elementaarosake, rakendusi: tuumaenergeetika, kiirguskaitse. Kosmoloogia Gümnaasiumi lõpetaja teab mõisteid: planeet, asteroid, komeet, meteoor, täht, tähtkuju, galaktika, universum, Päikesesüsteem, valgusaasta, antroopsusprintsiip. oskab
kõrge energiaga osakestega (prootonid, neutronid, -osakesed, teised tuumad jne.).Tuumade kihilise ehituse teooria järgi sõltub tuumade püsivus (stabiilsus) märgatavalt Z/N suhtest:stabiilsemad on tuumad, kus vastavad nukleonide kihid on täielikult täitunud - maagilised tuumad. Massidefekt - Aatomi mass peaks võrduma stabiilsete komponentosakeste (elektronid, prootonid, neutronid) massiga. Tegelikult esineb kõigi elementide puhul `puudujääk' ( 1%) Massidefekti moodustab energiana eraldunud massi osa.E=mc²(energia ja massi ekvivalentsuse seadus-Einstein)Mia suurem on atud tuuma moodustumise massidefekt, seda stabiilsem on tuum.Elementaarosake-on struktuuriga või struktuurita mikroosake, mis võtab kõigist nüüdisajal tuntud füüsikalistest protsessidest osa jagamatu tervikuna.Kvarkmudel-EO käsitlus, mille kohaselt hadronid(struktuuriga osakesed) koosnevad kvarkidest Radioaktiivsus keemil. elementide aatomituumade iseeneslik lagunemine. H
moodustatud tuuma mass 270. Kas kergete tuumade sünteesil keskmisteks energia vabaneb või neeldub? Vabaneb 271. Kas suurte tuumade lagunemisel energia vabaneb või neeldub? Vabaneb 272. Kas tuuma seisumass on suurem või väiksem kui nukleonide masside summa? Väiksem 273. Millistel tuumadel on eriseoseenergia suurim? Eriseoseenergia on suurim tuumadel, millel on võimalikult suur massidefekt ning samas võimalikult väike nukleonite arv (massidefekti ja nukleonite suhe võimalikult suur) Eriseoseenergia on üldjuhul suurim rasketel tuumadel. 274. Mis on elektronvolt? Elektronvolt on mittesüsteemne energiaühik (1eV). 1eV võrdub energiaga, mille saab elementaarlaengu osake elektrivälja ühest punktist teise liikudes, kui nende punktide potentsiaalide vahe on 1V. 275. Milles seisneb Plancki kvanthüpotees? Footoni energia on võrdeline kiirguse sagedusega. h = 6.6310-34 m2kg/s - Plancki konstant
Termotuumareaktsioon on väga kõrgel temperatuuril toimuv kergete tuumade liitumine (sünteesireaktsioon) 1 H2 + 1H3 = 2He4 + 0n1 Kuna reaktsioon toimub väga kõrgel temperatuuril, on tehniliselt raske saavutada juhitavat reaktsiooni. Esialgu kasutatakse vaid termotuumapommides 12. massidefekt, Tuuma mass on alati teda moodustavate prootonite ja neutronite masside summast väiksem. Mt < Zmp + Nmn Masside vahet M = Zmp + Nmn Mt nimetatakse massidefektiks. Massidefekti põhjus on suure hulga energia kiirgamine tuuma moodustumisel. E = M c2 on tuuma seosenergia. 13. Einsteini velem, Tuumajõud ja seose energia. Einsteini valem E = m c 2 E = m c 2 . Kui 1932 avastati neutron ja tekkisid tuumamudelid, mille järgi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest, siis kerkis väga terav küsimus, kuidas on võimalik, et tuumas püsivad nii tugevalt koos samanimeliselt laetud tõukuvad prootonid.
Kordamisküsimused : TEST: Loeng 11 Elektriväli ja magnetväli. Suurused: · Elektrilaeng - q (C) · elektrivälja tugevus E-vektor (1N / C) · elektrivälja potentsiaal = töö, mida tuleb teha (positiivse) ühiklaengu viimiseks antud väljapunktist sinna, kus väli ei mõju. (J) · magnetiline induktsioon B-vektor · Coulomb'i seadus kui pöördruutsõltuvus - Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. · Elektrivälja tugevuse valem ja väljatugevuste liitumine (vektorkujul!). Elektrivälja tugevus = sellesse punkti asetatud positiivsele ühiklaengule (+1C) mõjuv jõud. · Juhi potentsiaali ja mahtuvuse vaheline seos. Mahtuvus - juhile antud laeng jagatud juhi potentsiaaliga. Farad (F) - juhi mahtuvus, kui laeng 1 C tõstab tema potentsiaali 1 V võrra. Loeng 1...
Kordamisküsimused : TEST: Loeng 11 Elektriväli ja magnetväli. Suurused: · Elektrilaeng - q (C) · elektrivälja tugevus E-vektor (1N / C) · elektrivälja potentsiaal = töö, mida tuleb teha (positiivse) ühiklaengu viimiseks antud väljapunktist sinna, kus väli ei mõju. (J) · magnetiline induktsioon B-vektor · Coulomb'i seadus kui pöördruutsõltuvus - Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. · Elektrivälja tugevuse valem ja väljatugevuste liitumine (vektorkujul!). Elektrivälja tugevus = sellesse punkti asetatud positiivsele ühiklaengule (+1C) mõjuv jõud. · Juhi potentsiaali ja mahtuvuse vaheline seos. Mahtuvus - juhile antud laeng jagatud juhi potentsiaaliga. Farad (F) - juhi mahtuvus, kui laeng 1 C tõstab tema potentsiaali 1 V võrra. Loeng 1...
annaabi.ee 
