Relatiivsusteooriad, Tuumareaktsioonid, Kiirgused, Vastastikmõjud (0)

RELATIIVSUSTEOORIAD
ERIRELATIIVSUSTOORIA
ÜLDRELATIIVSUSTEOORIA
peamiselt LIIKUMISE KOHTA
LIIKUMINE+GRAVITATSIOON
(kiirus)vC(valguskiirus)
Ruumikõverus: suure massiga taevakeha juures potents .auk
valguskiirusel liikudes muutub aeg aeglasemaks-kaksikute paradoks
kehade mõõtmed tõmbuvad kokku taustsüsteemi jaoks
Ei kehti meie matemaatika - nurkade liitmine teistsugune
mass= E=mC2 energia suurenedes mass kasv
nii saab valgus meieni tulla päikese tagantki- valg .-> ruumikõv.
Taustsüsteem- ei liigu/liigub sirjooneliselt
Aja dilatatsioon - Liikuvates süsteemides toimuvate protsesside aeglustumine paigalseisva vaatleja jaoks (kaksikute paradoks)
Pikkuse kontraktsioon -valguskiirusele läheneval kiirusel liikuv keha tõmbub liikumissuunas kokku.(kui võrdselt kiirusega-muutub olematuks )
Kineetiline mass- liikumisega seot .mass, mis lisandub kui keha liigub valgusele sarnasema kiirusega. See on märgatav alles siis kui kiirused väga suured. (kasutatakse aineosakesi uurides-kiirendid. En-> massiks.)
Massi ja energia jäävuse seadus- E=mC2 Energiat on võimalik muuta massiks ja vastupidi. Osakesel pole massi, anda energia, muutub massiks. 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). (kõige parajama suurusega tuum- suurem-ääres läheb liiga kaugele, väike- polegi midagi seostada .)Maakoores seda kõige rohkem. Tähe lõppfaasis- supernoova - plahvatusega tekib raud. Kergetel – suur seoseen . ise hoiavad üksteist. Rasketel seespool on suurem, väljas liiga kaugel.
STABIILSED TUUMAD - 1)eriseoseen.suur 2)energia tasemed täidetud sarnaselt
EBASTABIILSED- (radioaktiivsed isotoobid on ebastab) 1)eriseoseen.väike 2)liiga vähe/palju neutroneid.Energianivood pole võrdsetel tasemetel .
POOLESTUSAEG – aeg, mille jooksul laguneb pool olemasolevast radioaktiivsest ainest. Väike PA-laguneb kiiresti, annab korraga palju kiirgust, muutub ruttu kahjutuks . Pika PA-ga lagunevad aeglasemalt.
α-kiirgus
β-kiirgus
γ-kiirgus
Miks tekib?
aatom on liiga suur. Tuum on suur ja tõukejõud on suurem, tekib kiirgus.
neutroneid liiga palju n->p. Ühtlustab en.tasemeid, stabiilsuse saamiseks. n->p+ + e- muutub vaid siis, kui saab kiirata elektroni. Aine jäävuse seadus. Võib ka tekkida kerge neutraalne osake – neutriino .
ergast.olekust tagasi hüppel. prootonid ja neutronid sätivad end madalamatele tasemetele(kukkudes madalamale tagasi kiirgab suure kvandi γ-kiirgust.-tuum väike , en. suur)
Kiirguse osakesed:
α-osake (kiirgab alfaosakesi) Heeliumituumi. - 4 2He
243 95 Am-> 4 2 He+ 239 93 Np*
Elektronid. Kiirgab elektrone. 16 6C - β->16 7 N*+e-+N- (neutriino) (ka gamma-kvandid)
6 pr.  7pr (mass samaks)
γ- kvant . *prootonid ja neutronid sätivad end madalamatele tasemetele(kukkudes madalamale tagasi kiirgab suure kvandi γ-kiirgust.-tuum väike , en. suur)
Aktiivsus/ energia:
Tugevalt ioniseeriv kiirgus. (õhumolekulidel võivad tekkida laengud ) α-kiirgus on inimesele vähkitekitav. Kahjustab molekule ja kudesid .
Nõrgem. Elektromagnetväljas on β-kiirgus kardetav, üldiselt kaitseb meid selle eest riietus. Kui satub inimese organismi, tekib nahapõletik, villid . Silma sattudes tekib mädane silma limaskestade põletik, laud kleepuvad kokku ning ravimata jätmisel jookseb silm välja.
(väheioniseeriva mõju) Suurim energia.suurim läbistusvõime(tõstab kiirelt temp. Neeldudes soojuseks-paneb põlema. Ei muuda gen.struktuuri. pole ohtlik.
Takistab? Kaitse?:
neeldub pea igas aines. (paber, puit jne)
üldiselt kaitseb meid selle eest riietus, klaas, puit jne.
kiirguse eest kaitseb spetsiaalne varjend (50 cm paksune betoonsein , 10 cm paksune pliikiht).
IONISEERIMISE VÕIME: Neutronite voog -> γ-kiirgus -> β-kiirgus-> α-kiirgus
Radioaktiivse kiirguse kasutamine-

• Tuumaenergeetika
  
• Pommid
  
• Erinevate kivimite vm leidude dateerimine
  

α-kiirgus- kiiritusravis (vähkkasvaja), hävitab kiiresti kavavaid rakke – neeldub koes./Märgistusmeetodil- märgistatakse aine radioakt.isotoobiga, saab jälgida aine liikumist kehas./suitsuandurites- ioniseerib õhku,kui õhk muutub, muutub ka juhtivus – hakkab piiksuma.
β-kiirgus- ei kasutata selle enda pärast.
γ-kiirgus – detailide ühtluse kontrollimine (kui ühtlaselt läbib).Kvaliteedi määramisel./viljahoidlates ei lase pisielukaid ligi.
Neutronite voog-(plutooni, uraani lagun.) liiga ohtlik et kasutada. Läbib ka betooni.(muudab stabiilse aine radioakt.)
Tuumareaktsioon ja selle toimumise tingimused-Tr.on kõik aatomituumaga toimunud reaktsioonid, mille käigus tuumad muunduvad uuteks tuumadeks(elementideks. Eriseoseenergia peab kasvama: suurte tuumade lagunemine / väikeste tuumade ühinemine. Toimub stabiilsema suunas –raua tekke suunas.
Kergete tuumade ühinemine- eraldub väga suur energia, tekib palju stabiilsem element. (H+H->He)
*vabaneb ▲▲▲E (eriseoseen.vahe väga suur)
toimumise tingimused: .

• Niipalju energiat, et kiirus ületab tõukejõu. Tuumajõud ei olene laengust vaja viia vaid lähedale. *vaja viia 2 (+) osakest tuuma lähedale, et enam tõukumist ei toimu
  
• *sellist kuumust, mis Päikese sees
  
• *protsessid on aeglased
  
• *toimub kõigi tähtede sees(kui aine kokku suruda, kuumeneb aine)
  
• *lähteenergia on suur aga vabanev on palju suurem.
  

-tähed+ vesinikpomm
(Energia saab vabaneda mitte ainult suurte tuumade lõhustumisel keskmisteks vaid ka kergete tuumade ühinemisel keskmisteks. Deuteerium on raske vesinik 12H, mille tuum koosneb ühest prootonist ja ühest neutronist. Termotuumareaktsiooniks on vaja kõrget, 100 milj. kraadist temperatuuri. Täht on taevakeha, milles toimuvad termotuumareaktsioonid . Kõik tähed kiirgavad soojust ning valgust. Tähe pinnatemperatuur on ainult 6000 kraadi ja sisemuses miljoneid kraade. Sisemuses toimub vesiniku põlemine heeliumiks. Mida rohkem on tähe koostises vesinikku, seda noorema ja kuumema tähega on tegemist. Mida punasem on täht, seda madalam on temperatuur, mida sinisem, seda kuumem. Päike on kollane kääbustäht. Kui pool vesinikust muutub heeliumiks, siis päike muutub punaseks ja paisub , haarates endale ruumala kuni Jupiterini. Päikese eluaeg on 11 miljardit aastat, pool on elatud. Kui Päike on muutunud Punaseks Hiiuks , hakkab järgnevalt toimuma tema kokkutõmbumine planeedi suuruseks. Järgnevalt tekib Pruun Kääbus.)
PÄIKESE REAKTSIOONID-
vesinik:
1)p (+) -> neutriino eraldub
11H (1 prooton , 0neutr)
12H (deuteerium)(1pr, 1ne)
3)p(+)-> neutroniks üle- kvargi muut u->d))
Vahebosonil on laeng ja seisumass.
Nõrk vastasmõju toimib nii kvarkide kui ka leptonite vahel. Tuntumad on kvarkide muundumised (d->u aatomituumade beetalagunemisel tuumareaktorites ja tähtedes termotuumareaktsioonides u->d).nõrgal vastasmõjul väga väike mõjuraadius (10–18 meetrit) – umbes 1000 korda väiksem kui aatomituuma läbimõõt.Nõrga vastasmõju kohta on teada vaid jõu suurus.
Näited
Maal- hoiab universumi koos
Määrab kogu aine eksisteerimise, keemilise sideme; elastsusjõud on selline jõud
Prootonid, neutronid koos; tuum koos
Radioaktiivsed kiirgused
Fundamentaalosake- algosake , mis ei koosne millestki . ( lepton – elektron , neutriino, kvark , vaheosakesed (nt footon )
Iseloomustavad: kvantarvud ( peakvantarv – kihid /kõrvalkvantarv- alakihid s ja p.../ magnetkvantarv - orienteeritud ruumis x,y,z/spinnkvantarv- spinn ), mass, värvilaeng
Elementaarosake - koosneb teistest osakestest nt kvantidest.
Iseloomustavad- veidrus, sarm , ilu(omad.mis näitavad mingit sorti käitumist erinevates vastastikmõjudes)
Mateeria osakesed- leptonid ja kvargid . Mateeria koosneb 1. põlvkonna osakestest (u ja d kvarkidest ja elektronidest)
Leptonid- (elektron, eletronneutriino...) osalevad nõrgas vastastikmõjus ja elektromagnetjõus ja gravitatsioonil, aga ei osale tugevas vastastikmõjus. Olemas on mass (kergem kui kvark) ja laeng (0/-1). Võivad eksisteerida üksikuna.
Kvargid- u ja d... osakesed osalevad kõigis vastastikmõjudes, ei eksisteeri üksikuna.
U- laeng +2/3
d- laeng -1/3
Prootonis- uud
Neutronis - udd
Värvilaeng- igal kvargil olemas. Näitab, missugused osakesed saavad koos püsida.

• Koos on vaid need värvid, millega kokku saab valge värvuse (punane, sinine,kollane). Kõik eri värvid.
  
• Koos on ka vastandvärvusega osakesed – antiosake +osake.
  

Antiosake- Igale mateeriaoskesele vastab selle antiosake. (elektron- positron , neutron - antineutron jne). Värvid on ka antivärvid (nt antipunane, antikollane jne)
Kui antiosake saab kokku osakesega – nad anihilleruvad – kaovad ära, kogu mass muutub energiaks- footoniteks. (võib ka tekkida väiksemaid paare)
Meson- antiosake+osake
Mesonit ei saa eraldada- nende kahe eraldamiseks kokku nii palju energiat et tekib ees antikvark -kvargipaar mis moodustab kokku kaks mesonit
Valge osake- koosneb kas kolmest põhivärvi kvargist/ antiosakesest+osakesest
Antiaine on füüsikas aine, mis koosneb antiaatomitest, mille tuumades (antituumades) on prootonite asemel antiprootonid ja antineutronid ning tuumade ümber ringlevad positronid. Antiaine kokkupuutel tavalise ainega tekib annihilatsioonireaktsioon, mille käigus mõlemad aine vormid neelduvad ning selle tagajärjel eraldub energia footonite näol.
Elementaarosakeste uurimine - uuritakse kiirendites. See annab meile infot kosmoloogia ja mateeria algandmete kohta.
Kiirendi -
põhimõte: antakse osakesele tohutu energia e. Kiirus. Nii väikese massiga osakesele tekib talle mass, millega teeb jälje, mida uuritakse. Mida väiksemat osakest uurida, seda suurem kiirus anda.
Esimesed kiirendid: lineaarsed , kus nt klooriioonile vastu põrkab elektron.
Praegu: vastu osakeste kimpu kollaidereid. (sellega veel suurem jõud ja kiirus). Tänapäeval rohkem ringikujulisi- tsüklilisi (~27 km) kiirendi peab olema hästi vaakumis ja isoleeritud ümbritsevast keskkonnast, sest suur kiirgus.
Detektorid: paks udu on selle sees (kui osake jõuab sinna, siis elektron muudab auru veeks ja näeb mis jälg jääb.)
VT VEEL ÜLESANDEID KA