Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Relatiivsusteooria, aatomi ehitus, tuumafüüsika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
prooton, reaktsioon, neutron, elektron, isotoop, elemend, lagunemine, massiarv, termotuum, tuumareaktsioon, footon, tuumalaeng, füüsik, kvark, elementaarosake, põhivärv, vaheosake, isotoobid, relatiivsusteooria, ahelreaktsioon, uraan, prootonid, neutronid, prootoniks, aatomituumas, tuumareaktor, tuumapomm, magnetilised, kosmilised, aegruumTuuma mõõtmed Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomi läbimõõt 1010m Tuum on umbes 100 000 Tuuma läbimõõt 1015m korda väiksem kui aatom Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tema suurust mõõtis esmakordselt E. Rutherford 1911. aastal. 3 Tuuma koostisosakesed 4 1913.a. Tuuma koostisosakesed nukleonid 1920.a. Prooton Neutron Prootonite arv tuumas Tuuma "täiteaine" määrab keemilise Elektriliselt elemendi. neutraalselt laetud Prooton on positiivselt laetud Tavaliselt on tuumas Prootoni mass neutronid sama palju 1836,1 elektroni massi kui prootonid. 1,6726 · 1027 kg Neutroni mass Prootoni mass on umbes kaks tuhat 1838,7 elektroni massi korda suurem kui 1,6749 · 1027 kg
Aatomi tuum Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 1013 cm. Tuum on väga suure tihedusega. Oma olemuselt on tuum liitosake. Tuuma põhiline koostisosake on prooton (1913) Lisaks prootonitele on tuumas veel neutronid. (1932) nukleonid (lad k nucleus tuum) prootonid ja neutronid Tuuma laeng ja mass Prootoni laeng on positiivne ja võrdne elektroni laenguga Neutronil laengut ei ole Prootonite arv tuuma laeng. Võrdne järjenumbriga perioodilisuse tabelis. Tähistatakse täisarvuga Z Prootoni mass 1836,1 elektroni massi 1,6726 · 1027 kg Neutroni mass 1838,7 elektroni massi 1,6749 · 1027 kg Tuuma massiarv
peaaegu olematuks. 5. Mis määrab aatomi laenguarvu? Millega see veel seotud on? Laenguarvu määrab prootonite arv tuumas ehk tuuma laeng. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6. Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on ühe elemendi erineva massiarvuga tuumad, ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7. Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. püsiva tuuma suurus on piiratud 2. tuum peab olema energeetiliselt põhiseisundis 3. tuuma energia peab olema antud osakeste arvu juures minimaalne. 8. Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Energia, mis vabaneb, kui üksikutest neutronitest ja prootonitest panna kokku mõni elemendi tuum. 9. Mida nimetatakse tuuma eriseoseenergiaks? Energia, mis kulub ühe osakese ühe tuumaosakese eraldamiseks antud tuumast. 10
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht);
kohalt 54 kohale). X (all z, üleval m) -> m-4, z-2 Y +He (4,2) heeliumi tuum. Tuumalaeng märgitakse vasakpoolse alumise ja aatommass vaskakpoolse ülemise indeksiga elemendi sümboli juurde. Nt U (üleval 239, all 92), Al (ül 27, all 13), H(1,1), H-deuteerium (2,1), H- triitium (3,1) 2) beeta lagunemisel (eraldub beeta osake, st tuumast lendab välja elektron) (neutron laguneb prootoniks ja elektroniks, elektron eraldub, aga prooton jääb tuuma) suureneb elemendi laeng ühe laenguühiku võrra (prootoni laeng), kuid tuuma mass jääb peaaegu muutumatuks, sest elektroni mass on väga väike võrreldes aatommassiühikuga - prootoni massiga. Selle tulemusel nihkub element Mendeleejevi tabelis ühe korra võrra tahapoole (nt 56 kohalt 57 kohale) X (ül M, all z) -> Y(ül M, all z+1) + e(üleval 0, all -1) elektron 3) gamma lagunemisel tuuma laeng ei muutu (kiirguvad elektromagnetlained)
· Millal avastati elektron? Iseloomusta elektroni. Elektron avastati 1897 aastal Thomson'i poolt. Elektron on väga väike, negatiivse elementaarlaenguga fundamentaalosake. · Iseloomusta aatomi tuuma. 1911.aastal avastas Rutherford aatomi tuuma. Aatomi tuum on positiivse laenguga ja mõõtmetelt väga väike. Enamus aatomi massist on kogunenud aatomi tuuma. · Mis on elementaarlaeng? Millistel osakestel, millise laenguga esineb? Elementaarlaeng on väiksem iseseisvalt eksisteeriv laeng 1,6x10-19 C Esineb prootonitel (positiivne) ja elektronidel (negatiivne)
1.Aatomi ehituse kvantitatiivse teooria loomisel, mis võimaldaks selgitada aatomite spektrite seaduspärasusi, avastati uued mikroosakeste liikumise seadused kvantmehaanika seadused. Thomsoni mudel oli esimene välja pakutud aatomimudel. Thomson oletas, et positiivne laeng täidab ühesuguse tihedusega kogu aatomi ruumala. Lihtsaim aatom, vesiniku aatom, kujutab endast positiivselt laetud kera raadiusega umb 10 astmel -8cm, mille sees asub elektron. Keerukamates aatomites asub positiivselt laetud kera sees mitu elektroni. Aatom sarnaneb keeskiga, milles rosinate rollis on elektronid. Rutherfordi katsed. Elektronide mass on aatomite massist tuhandeid kordi väiksem. Kuna aatom on tervikuna nautraalne, siis langeb järelikult aatomi massi põhiosa aatomi positiivsele laengule. Ta soovitas aatomi positiivse laengu uurimiseks aatomi sondeerimist alfaosekestega, need tekivad raadiumi ja mõnede teiste keemiliste
tuuma. Elektronide kogulaeng ja tuuma laeng on võrdsed. Rutherfordi teooria puudused: 1. Ei selgitanud energia (nt.valgusenergia) kiirgumist ja neeldumist (kui laetud osakesed liigucvad kiirendusega , siis peaks aatom koguaeg energiat kiirgama. Tegelikult kiirgab ainult siis, kui ta on energiat väljaspoolt ise juurde saanud. Neelab ja siis kiirgab): 2. Ei selgitanud seda, miks aatom on suhteliselt püsiv (energia kiirgamise tagajärjel peaks elekrtoni orbiidi raadius vähenema ja elektron langema tuuma). 2. Tuum on: · kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. · Tema mõõtmed on umbes sada tuhat korda väiksemad kui aatomil. Tuuma on aga koondunud suurem osa aatomi massist. Tuuma suurust saab mõõta. · Tuuma koostisosad on prootonid (p) ja neutronid (n). Prootonite arv tuumas tähistatakse Z ja võrdub järjekorra numbriga Mendeljevi tabelis. Neutronite arv tuumas on N. A=Z+N (A-massiarv) 3
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvantarv määrab elektroni kauguse tuumast ehk energiataseme. n 2) Kõrvalkvantarv ehk orbitaalkvandist määrab elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni (liigub päri või vastupäeva); tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spin iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. s
Mikromaailma osakeste registreerimine 1) Geiger-Mülleri loendur – trajektooril gaasi iooniseerumine 2) Wilsoni (udu)kamber – osake põhjustab kondenseerumise, trajektoor nähtav 3) Mullikamber – Vedelik, mis on sellisel temperatuuril ja rõhul, et kui osake siseneb kambrisse, hakkab see vedelik trajektoori ulatuses keema 4) Fotoemulsiooni meetod - fotoemulsioonis lõhutakse aine osakesed ära. (fotograafia) Radioaktiivsuse lagunemine – Alfa lagunemine – tuumast heelium välja – alfa lagunemisel tekib uus keemiline element, mille tuuma mass on 4 suhtelise aatommassi ühiku võrra ja tuumalaeng 2 laenguühiku võtta väiksem, kui lähteelemendil Beeta lagunemine – elektron välja – tekib uus keemiline element, mille tuumamass on sama, kuid tuumalaeng ühe ühiku võrra suurem , kui lähteainel Poolestusaeg - Radioaktiivse aine poolestusaeg on aeg, mille jooksul aine aktiivsus väheneb pooleni esialgsest Tuumajäätmete radioaktiivsus
olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate energiatega olekutes. 2)lubatud orbiitide postulaat – lektronid võivad aatomis asetseda ainult kindlatel orbiitidel. 3)kiirguse postulaat – üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron siirdub kõrgemalt madalamale orbiidile. Aatom neelab kvandi, kui elektron siirdub madalamalt kõrgemale orbiidile. Kiiratava (neelatava) kvandi energia suurus: Kvandi energia on võrdne elektronide energia vahega vastavalt orbiitidel. Aatomi ehitus: aatomi keskel on tuum, milles sisalduvad nukleonid – prootonid ja neutronid. Tuuma ümber on elektronkate, mille elektronkihtides on elektronid. Järjekorra nr näitab prootonite arvu ja elektronide arvu. Massiarv näitab nukleonide arvu (prootoneid+neutroneid). Perioodi nr näitab elektronkihtide arvu.
Suurendades ühe määramise täpsust, väheneb teise määramise täpsus. Nt. energia ja aeg, impulss ja koordinaat. 11. Mis on ja potentsiaalibarjäär ja potentsiaaliauk ja kus esinevad aatomis? Potentsiaalibarjäär on tõke, mille ületamiseks puudub kehal piisav energia. Potentsiaaliauk on olukord, kus keha on mitmest küljest piiratud potentsiaalibarjääridega. Potentsiaalibarjääriks on aatomis elektriväljad, elektron on potentsiaaliaugus, kui ta tiirleb täpselt orbiidil. 12. Iseloomusta kvantarve 1) Peakvandist sõltub elektroni kaugus tuumast. n 2) Kõrval- ehk orbitaalkvandist sõltub elektroni orbiidi kuju. l 3) Magnetkvantarv määrab elektroni orientatsiooni ja tugevas magnetväljas iseloomustab elektroni kaugust tuumas. m 4) Spinn iseloomustab elektroni enda magnetomadusi. Nende 4 kvantarvu abil iseloomustatakse elektroni paiknemist ja liikumist. Elektroni kaugust ja mis pidi ta orbiidil liigub. 13
Laenguarv väljendab tuumalaengu suurust elementaarlaengutes ja võrdub prootonite arvuga tuumas tuumas või elektronide arvuga aatomi elektronkattes. See on ühtlasi ka elemendi järjekorranumber perioodilisuse süsteemis. 6.Mis on isotoobid, mis on neis ühesugust ja mis erinevat? Isotoobid on sama elemendi erineva massiarvuga tuumad. Massiarvu erinevus tuleb erinevast neutronite arvust. Ühesugune on neil prootonie arv, kuid erinev võib olla neutronite arv ja seega ka massiarv 7.Millised on stabiilse tuuma tingimused? 1. Püsiva tuuma suurus peab olema piiratud. 2. Prootonite kui ka neutronite energiatasemed peavad olema täidetud alates madalamast 3. Reeglina on stabiilses tuumas neutroneid veidi rohkem kui prootoneid. 8.Mida nimetatakse tuuma seoseenergiaks? Seoseenergia on energia, mis vabaneb, kui üksikutest prootonitest ja neutronitest panna kokku mõni elemendi tuum. 9.Mida nimetatakse tuuma eriseoseenergiaks?
elektrilaenguga elektronidest. Elementaarlaeng on prootoni ja elektroni täpselt võrdne laeng, 1,6 * 10^-19 3. Mis on joonspekter? Joonspekter ehk aatomi spekter on kindla lainepikkusga valguskiir. 4. Kirjelda lühidalt kuidas aatom energiat omandab/loovutab. Aatom omandab ja loovutab energiat kindlate kvantumite kaupa, sest kiirgus- ja neeldumisspektrid on joonspektrid. 5. Mis on elektronvolt, selle arvuline väärtus? Elektronvolt (eV) on energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt. eV = 1,60 * 10^-19 J 6. Mida peab aatomiga tegema, et ta saavutaks kõrgema energiataseme? Miks? Aatomi kõrgema energiataseme saavutamiseks on vaja aatomit ergastada, et tal oleks mida välja kiirata. 7. Kas aatomid saavad vastu võtta igasugust energia hulka? Põhjenda. Ei, aatomid saavad energiat vastu võtta vaid kindlate osade kaupa. Kõik neelatavad energia kogused peavad jääma kindlate energiatasemete vahedele. 8
Kordamine. Radioaktiivsus. 1. Mis on radioaktiivsus? Radioaktiivsus oa aatomi lagunemine laetud osakesteks ja teiseks aatomiks, mille keemilised omadused on esialgse aatomi omadustest erinevad. 2. Millest oleneb tuumade püsivus? Tuumade püsivus oleneb tuumalaengu ja massiarvu suhtest. 3. Mis moodustavad alfakiirguse? Alfakiirguse moodustavad heeliumi aatomite tuumad. 4. Mis moodustavad beetakiirguse? Beetakiirguse moodustavad elektronid, mis tekivad radioaktiivse elemendi ühe neutroni muundumisel prootoniks 5. Mis moodustavad gammakiirguse?
KT 5 KORDAMINE 1. Milline on tuuma koostis: osakeste nimetused, laengud ja nende tähised? Prooton Z = 1 , Neutron N = neutraalne osake, laeng puudub 2. Mis on massiarv ja isotoop? Massiarv (A) on nukleonide koguarv. (Prootonid+neutronid) Isotoop- keemilise elemendi tuumad, milles prootonite arv on jääv, kuid neutronite arv võib muutuda. 3. Mis jõud on tuumajõud ja tuumajõu eripära? Tuumajõud tuumaosakeste vahel mõjub üks neljast vastastikmõju liigist. See on tugev vastasmõju, mis hoiab tuuma koos. Arvuliselt suur, kuid väikese mõjuraadiusega. 4. Mis on ja kelle poolt avastati looduslik radioaktiivsus?
*-radioaktiivsus e -lagunemine: Kui tuum on ergastatud olekus , st 1 madalamaist energiatasemetest pole lõpuni täidetud, prootonite süsteemis on auk, siis langeb sinna prooton kõrgemalt tasemelt ja kiirgab -kvandi. kiirgus on kõige suurema läbitungimisvõimega ja seda kiirgust peatab u poole meetrine betoonikiht. *-lagunemine--kiirgus tekib siis, kui tuumas on neutroneid liiga palju.Neutron muutub prootoniks ja selle protsessi käigus tekib elektron. kiirgus on elektronide voog. Tekkiv uus tuum on ergastatud ja lagunemisega kaasneb ka -kiirgus. *-lagunemine--lagunemise käigus vabaneb tuumast -osake-see on heeliumi aatomi tuum. Juhtub see siis kui aatomi tuum on liialt suur. *radioakt.kiirgus on ohtlik ja kahjulik , sest kiirgus põhjustab tuumareaktsioone aatomites, millest koosnevad rakkude biomolekulid. Normaalsed aatomid muunduvad sobimatu aine aatomiteks,mis põhjustab elusorganismi hukkumise. 5
Kui protsessil mass väheneb saab sellest energiat. (radioakt.kiirgus) Erirelatiivsusteooria põhipostulaadid- 1)valgusest kiiremini ei saa objekt liikuda olenemata taustsüsteemist. 2)kui taust liigubsirgjooneliselt ühtlase kiirusega/ on paigal on ta taustsüsteem, võib vaadelda objektiga (kiirendusega keha ei sobi, suunamuutusega ei sobi) Isotoop- sama aine keemilisel elemendil Z (laeng/prootonite arv) sama, N (neutronite arv) on erinev.(aatommassi määrab püsivaim isotoop looduses) Isotoopide märkimine- Tuumajõud- mõjuvad tuumas mõjuraadius on väga väike ainult tõmbejõud ühed tugevaimad jõud ei sõltu laengust Eriseoseenergia- kuidas 1 osake on tuumaga seotud. Kergetel tuumadel väike. Ei muutu sujuvalt. Raual on suurim eriseoseen. (kõige rohkem en. Vaja kulutada selleks et seda tuuma mõjutada).
AATOMIEHITUS, OMADUSED orbitaal – ruumiosa, kus elektroni leidmise tõenäolsus on suur peakvantarv n – määrab elektroni energiataseme/nivoo, näitab elektronkihtide arvu aatomis // vastav perioodi numbrile tabelis n = 1, 2, 3, ..., 7 kihid K, L, M, N, O, P, Q mida kaugemal tuumast elektron on, seda nõrgemini on ta seotud tuumaga ja seda suurem on ta energia. 2 maksimaalne elektronide arv energeerilisel nivool on 2 n => 2)8)18)32)etc orbitaalkvantarv l – määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju l = 0, 1, 2, 3, ..., n-1 l = 0 => s-orbitaal l = 1 => p-orbitaal l = 2 => d-orbitaal
Pooljuhtkamber tuhanded pooljuhtdioodid, mille pingestatud siirdes tekib ioniseeriva osakese läbilennul lühike vooluimpulss. 12.Vaadeldud fundamentaalosakeste ja vastastikmõju süsteem kannab standardmudeli nime. Kujunes välja seoses c-kvargi ja leptoni avastamisega, t kvark samuti. Leidmata on veel Higgsi osake. Praegu otsib teadus edasi, et seletada standardmudeli põhiparameetreid: võimalikke uusi osakesi. 1931 ehitati esimene kiirendi. Elementaarosake - elektron, neutron, prooton, footon mikroosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikaprotsessides kui jagamatu tervik. I murrang(1932-1934): 1. J. Chadwick avastas neutroni. Sellele järgnes tugeva vastastikmõju avastamine. 2. K. Fayans ja F. Soddy sõnastasid nihkereeglid. 3. C. Anderson avastas positroni. 4. F. ja I. Curie avastasid tehisradioaktiivsuse ja lõid beeta-lagunemise teooria. 5. F. ja I
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. Plancki valem E-hf -lagunemine np+ + e- +v-. - lagunemisel paiskub tuumast välja -osake. Rikutakse stabiilsuse teist tingimust. Tuumast eraldub: -lagunemisel paiskub tuumast välja - osake ehk kiire elektron. Tähis e-. Tuumas massiarv jääb samaks kuid laeng suureneb ühe võrra. lagunemine Prootonite ja neutronite energiatasemed on täidetud võrdses ulatuses. Tuumas eraldub 2 prootonit ja 2 neutronit. Tähiseks: He. Tuumas muutub lähteisotoopide hulk väheneb (massi arv ja laeng väheneb) ja laguproduktide hulk suureneb. Gamma- lagunemine Rikutakse: tuuma energia on minimaalsest kõrgem, ehk kolmandat stabiilsuse tingimust. Tuumast eraldub vastava energiaga footon
Jõudude ulatus e raadius on väga väike. Kaugemal, kui 5 fermi tuumajõud kaovad. Lähemal kui pool fermi muutuvad tõmbejõud tõukejõuks. Tuumajõud ei olene osakese elektri laengust, st tuumajõud mõjuvad ühe tugevalt kõigile nukleonidele. Tuum koosneb positiivselt laetud prootonitest ja laenguta neutronitest. Tuuma koostisosi nim nukleonideks. Laengu arv Z näitab prootonite arvu tuuma samas ka prootonite arvu ja ka elektronide arvu, tuumalaengut. Massiarv näitab tuuma massi ja prootonite ja neutronite arvu A=Z+N. Radioaktiivsuseks nim tuuma võimet kiirata. -lagunemine tekib, kui tuum on väga suur ja tuumajõud ei jõua seda koos hoida. Tuumast eralduvad 42He- osakesed. On kõige väiksema läbimisvõimega kiirgus. - osake liigub magnetväljas lõunapooluse suunas. -lagunemine: et täita tühja kohta prootonite energia tasemes, muutub neutron
o Neutronite arvu tuumastähistatakse tähega N. Isotoobid o Isotoopideks nimetatakse selliseid elemente, millel on sama laeng, kuid erinev neutronite arv. o Isotoobid on perioodilisuse tabelis ühel ja samal kogal. o Ühe keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu A poolest. o Järjenumber Z langeb neil kokku. A=Z+N A- massiarv Z- prootonite arv N- neutronite arv Tuumajõud o Tuumajõud on kahe või enama nukleoni vahel olev jõud, mis hoiab koos aatomituuma. o Tuumajõud põhineb tugeval vastastikmõjul. Tuuma ehitus o Tuuma osakesed asuvad teatud energiatasemetel. o Ühel energiatasemel saab olla ainult piiratud arv osakesi (see arv on igal tasemel erinev)
Plancki konstant, f kvandi sagedus, c valguskvandi levimise kiirus vaakumis Aine struktuur Aatomifüüsika Bohri aatomimudel- Lähtudes Plancki ideest ja fotoefekti teooriast lõi Niels Bohr uue teooria aatomite ehituse seletamiseks. Oma kujutlused esitas ta postulaatidena. Bohri postulaadid- Bohri aatomiteooria on ühe-elektroniliste aatomite poolklassikaline mudel. Selle teooria aluseks on järgmised postulaadid: 1) Elektron aatomis võib olla ainult erilistes püsivates ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E(n). Püsivas olekus aatom ei kiirga. 2) Üleminekul ühest püsivast olekust teise aatom kiirgab või neelab elektromagnetkiirguse kvandi ehk footoni. Kiiratud või neelatud footoni energia võrdub püsivatele olekutele vastavate energiate vahega hf=E(m)-E(n) Tahkiste struktuur Metall Metallides ei jätku viimases valentstsoonis elektrone, et seda täielikult täita.
Põhjus on sama, miks elektronid on üle kogu aatomi laiali jagunenud? Vastuse annab mitteklassikaline füüsika KVANTMEHAANIKA Tähtsaim osa on ENERGIAL Kehtivad ranged reeglid Siin on oma osa mitmel füüsikalisel suurusel. : 1. Osake saab omada vaid teatud kindlaid energiaväärtusi (lubatud energiatasemed) 2. Ühel energiatasemel saab olla vaid kindel piiratud arv osakesi (igal tasemel on see arv erinev) 2.tuuma jõud prooton neutron, Kuna nukleonid on neutraalse värvilaenguga, siis ei saa nende vahel olla tugevat vastasmõju (kuigi prootonid ja neutronid koosnevad kvarkidest, ei saa nad vahetada omavahel gluuoneid). Nukleonide vahelist jõudu vahendav osake peab ise olema samuti neutraalse värvilaenguga, kuid koosnema siiski kvarkidest, millel on värvilaeng.umajõud Prooton, 3. nucleon, Nucleon on kollektiivse nime kaks baryons: neutron ja prooton füüsikas
Tuumafüüsika. Põhifaktid:*Aatomid koosnevad + metall-leht kaitseb, tekib lagunemisel, kui elektron lendab laenguga tuumast ja selle ümber kihtidena paiknevatest välja tuumast ja tuumast muutub prooton kiirgus- elektronidest* 99,95% aine massist asub tuumades *1mm elektromagnetlainetus, kõige läbitungivam. Teke a) koosneb pikkusel lõigul mahub 10milj keskmist aatomit *Tuumad on lagunemistega b)koosneb mõnede lagunemistega c) aatomitest kuni 100 000korda väiksemad. Seda tõestas eraldub radioakt. ainetest, kui nukleonid lähevad suure inglise füüsik Ernest Rutherford
protsessid toimuvad pidevalt loodusliku radioaktiivsusena. Prootoni olemasolu ennustas Rutherford 1913.a. aga see avastati kuus aastat hiljem.Rutherfordi arvutused näitasid, et tuumas peavad olema ka teatud laenguta osakesed, mis avastati alles 1932.a. J.Chadwiki poolt uuringutes, et -osakestega pommitatud berülliumis tekkinud kiirgus kujutab endast neutronite voogu ( Nobeli preemia 1935 ) . Massilt prooton 1,672623 neutron 1,674929 10 -27 kg elektron 9,109534 10 - 31 kg Tuuma massi esitatakse aatommassiühikutes ( u ) , mille aluseks on võetud neutraalse süsinikuisotoobi 6 C 12 mass, mis on täpselt 12 u ehk 1 u on 1 / 12 nimetatud aatomi massist. 1 u = 1,6605402 10 -27 kg Sellel skaalal m p = 1,007276 u ning m n = 1,008665 u . 2
Tuumafüüsika ja relatiivsusteooria Tuuma mõõtmed tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist, tuuma läbimõõt on umbes 10 -15 m. Prooton - positiivselt laetud tuumaosakesed. Prootonite arv (aatomnumber ehk järjekorranumber ehk laenguarv) määrab elemendi tuumalaengu ja on võrdne elektronide arvuga aatomis, nii et aatomid on elektriliselt neutraalsed. Tuuma tähtsaim osake, tähistatakse tähega Z. Neutron - elektriliselt neutraalsed tuumaosakesed. Samal elemendil võib tuumas olla erinev arv neutroneid. Neutron on veidi suurema massiga kui prooton. Tähistatakse tähega N. Suure läbitungimisvõimega. Mittestabiilne osake, vaba neutron laguneb prootoniks ja elektroniks. Massiarv prootonite ja neutronite koguarv tuumas. Tähistatakse tähega A. Isotoop - ühe ja sama keemilise elemendi teisendid, millel on aatomituumas ühesugune arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid
neutron- laeng puudub, neutraalne osake, mis ülekriitilise massi saavutamisel. suurendab tuuma massi tuumareaktor(milleks ta on mõeldud): massiarv- prootonite ja neutronite koguaev kasuliku energia tootmiseks (A=Z+N) isotoop- erineva prootonite ja neutronite termotuumareaktsioon: tuumareaktsioon, kus arvutdega tuum/aatom kergemate aatomituumade tuumaühinemise tulemusel kõrge temperatuuri ja rõhu juures nukleon- selle hulka kuuluvad prootonid ja tekivad raskemad aatomid. neutoronid Termotuumapomm: e. Vesinikupomm, tuumajõud e. Tugev jõud e. Tugev
Stabiilne ja radioaktiivne tuum – stabiilne tuum püsib muutumatu, radioaktiivne tuum muundub iseenesest. Radioaktiivsus – radioaktiivsest tuumast vabanevat kiirgust nimetatakse radioaktiivseks kiirguseks. α-kiirgus – heeliumi tuumade voog, tekib siis kui radioaktiivse tuuma mass on liiga suur ja seetõttu tuum laguneb, kiirgus on väikese läbimisvõimega. Üldvalem: β-kiirgus – elektronide voog. Tekib siis kui tuumas on liiga palju neutroneid, neutron laguneb ning sellest tekib elektron, prooton ja neutriino, läbimisvõime suurem (neeldub plastikus, klaasis või metallkihis). Üldvalem: γ-kiirgus – suure energiaga elektromagnetkiirgus. Ergastatud tuum läheb põhiolekusse ning kiirgab γ- kvandi, kiirgus suure läbimisvõimega, neeldub paksus tiheda aine kihis (teras, plii, betoon). Üldvalem: Poolestusaeg – ajavahemik, mille jooksul pooled radioaktiivse aine tuumadest on lagunenud.
FÜÜSIKA 1. Millist laengut omab ja kus asub: neutron, elektron, prooton: -Neutron = Neutraalne -Elektron = Negatiivne -Prooton = Positiivne -Prootonid & Neutronid asuvad aatomi tuumas, elektronid elektronkihtidel 2. Võrdle planetaarset, Thompsoni ja Bohri aatomimudelit! Thompsoni aatomimudel on nagu ,,rosinakukkel" kus osakesed on aatomis laiali. Bohri aatomimudel on nagu planetaarne, kuid elektronid tiirlevad kindlatel energiatasemetel. (Õige ainult Vesiniku aatomi korral) Planetaarne aatomimudel on nagu päikesesüsteem, keskel on tuum ja ümber tiirlevad
· Aatomituuma peamiste karakteristikute hulk kuulub elektrlaeng · Elemendi järjenr Mendelejevi tabelis on sama suur kui tuumalaeng · Lihtaine koosneb ühesuuruse tuumalaenguga aatomitest · Aatomituum koosneb prootonitest (pr) ja neutronitest (ne) · Tuumalaeng q=Ze ( q- keemilise elemendi tuumalaeng; Z laenguarv, mis näitab pr arvu tuumas; e prootoni elektrilaeng) · A= Z + N (N ne arv) · Mn 55 massiarv ( pr + ne); 25 laenguarv (pr arv) · Isotoop keemilise elemendi teisend · Aatomituuma tähis - X ( X keemilise elemendi sümbol; A massiarv; Z laenguarv) · He heeliumiaatomi tuum (alfaosake), mille massiarv on 4, laenguarv 2. Selgub, et He tuumas on 2 pr ja 2 (N=A-Z) ne. · !! Massi mõõdetakse kg · Massiarv pr, ne arvude summa Tuumajõud hoiab koos tuuma, seega kogu Maailma · Aatomituumad on väga püsivad süsteemid
lakkab. 2,2*10-15m tuuma mõjuraadius). Küllastatavus- ühe nukleoni ümber mahub teatav arv nukleoneid, naabernukleonite vahel on tugev vastastikmõju (veetilk). 3)Tuumamass:aatommassiühikutes( 1/12 612C aatomi massist). Ühele AMÜ-le vastavalt Einsteini valemile E=mc2. Aatommassi ühik: Tuumafüüsikas kasutatav süsteemiväline mõõtühik. Üks AMÜ(u) on võrdne 1/12-ga süsiniku isotoobi 612C aatomi massist.1u= 1,6605402*10- 12 kg= 931,5 MeV Isotoop: keem.el teisend, mille aatomituumas on sama arv pr, kuid erinev arv neutr. 4) Seosenergia: nukl vastastikmõjuen. vastandväärtus.Võrdne tööga, mis kulub tuuma lahutamiseks koostisosadeks. Es= mc2= ( Zmp+ Nmn- Mt)* 931,5 MeV. Eriseosenergia on tuuma seosenergia ühe nukleoni kohta. Massidefekt: tuuma moodustavate nukleonide masside summa ja selle tuuma massi vahe. M= Zmp+ Nmn- Mt. 5) Radioaktiivsus: aatomi lagunemine laetud osakesteks (voog= kiirus) ja teiseks aatomiks, mille keem om
annaabi.ee 
