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?
(E=510eV). 7. teema tuumafüüsika, mõisted Tuumafüüsika - füüsika osa, milles uuritakse aatomituuma ehitust ja selles toimuvaid protsesse Aatomi tuum Kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tuum koosneb kahte liiki elementaarosakestest - prootonitest ja neutronitest. Neid nimetatakse ka nukleonideks. Tuumal on positiivne laeng. Tuuma mõõtmed - läbimõõt 10-14 m Prooton 1913.a. hüpotees E. Rutherford, prooton (kr. protos esimene) 1919.a. katseline tõestus (lämmastiku aatomi tuumasid pommitatakse - osakestega, eralduvad prootonid). 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 1920.a. hüpotees E. Rutherford 1932.a. J
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 Nihkereegel - alfa lagunemisel kaotab tuum laengu 2e ja tema mass väheneb nelja aatommassiühiku võrra
kiirgus. o Gammakiirgus koosneb gammakvantidest ehk suure energiaga (üle 100 keV) footonitest. o E = hv (Plancki valem) o Igasugust tuumade võimet iseeneslikult kiirata nimetatakse radioaktiivsuseks. o Ergaststud tuum läheb põhiseisundisse ja kiirgab -kvandi. -lagunemine o Kui tuumas on neutroneid liiga palju, siis tekib -kiirgus. o -osake on elektron o n-> p+ + e- + v Vaba, tuumaga sidumata neutron muutub varem või hiljem (keskmiselt 15 minuti pärast) prootoniks, kusjuures tekib elektron ja veel üks kerge neutraalne osake antineutriino. o See on nn. Neutroni -radioaktiivsus ehk -lagunemine. o Lagunemisel jääb tuuma massiarv muutumatuks, kuid laeng suureneb ühe võrra. -lagunemine. Poolestusaeg. o -osake on heeliumi tuum o Poolestusajaks nimetatakse aega, mille jooksul isotoobi kogus väheneb radioaktiivse lagunemise tõttu kahekordselt.
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
Hiljem leidis need uuesti ja otsustas plaadi ilmutada. Tema üllatuseks oli näha, et aine kiirgas ise. Becquerel leidis seega,et uraan suudab õhku ioniseerida ning uraanist tulev kiirgus ajas ei muutu. Kiirgus on omane uraanile (elemendile) mitte ühendile. Ehk siis kõik ühendid kus on uraan on radioaktiivsed. Curie'd otsisid erinevaid aineid mis kiirgavad, leidsid ka täiesti uue keemilise elemendi polloonium. Võtsid kasutusele mõiste radioaktiivsus. Sõnastasid seaduspärasuse: kõik elemendid, mille aatomnumber (prootonite arv) on suurem kui 83, on radioaktiivsed. Hakati uurima kiirgust: kiirgusel lasti lennata läbi magnet- või elektrivälja. Kui panna kiirguse ette metallleht, siis - ja -kiirgused seda ei läbi, kuid -kiirgus läbistas isegi kuni 1 cm paksuse plii kihi. · Neutroni avastastamine Neutroni avastas 1932. aastal Chadwick. Ta avastas, et kui pommitada berülliumi
neutronitest. Neid nimetatakse ka nukleonideks. Tuumal on positiivne laeng. Tuuma mootmed - labimoot 10-14 m Prooton Positiivselt laetud tuumaosakesed. Prootonite arv (aatomnumber ehk jarjekorranumber ehk laenguarv) maarab elemendi tuumalaengu ja on vordne elektronide arvuga aatomis, nii et aatomid on elektriliselt neutraalsed. Tuuma tahtsaim osake, tahistatakse tahega Z. Neutron Elektriliselt neutraalsed tuumaosakesed. Samal elemendil voib tuumas olla erinev arv neutroneid. Neutron on veidi suurema massiga kui prooton. Tahistatakse tahega N. Suure labitungimisvoimega. Mittestabiilne osake, vaba neutron laguneb prootoniks ja elektroniks (poolestusaeg ca 12 minutit). Laenguarv Prootonite arv tuumas, tahis Z Prootonite arvu muutudes tekib uus element (nait. radioaktiivsuse, tuumareaktsioonide tulemusel). A Tuuma tähis Z X X keemilise elemendi tahis A massiarv (prootonite ja neutronite summa) Z prootonite arv 16 Naiteks: 8 O
II osa Tuumafüüsika 1) Kirjelda aatomituuma koostist ja ehitust, kui suur (väike) on aatomituum (suurusjärk)? – Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootoni tähis on Z, prooton on positiivse laenguga. Neutroni tähis on N ja neutron on laenguta. Neutronite mass on prootonite massist veidi suurem. Tuuma osakeste kogumassi nimetatakse aatommassiks, mille tähis on A. A=Z+N Prootonite kogulaengut nimetatakse tuumalaenguks, mille tähis on ka Z. Tuuma tähis on ZAX, kus X on keemilise elemendi tähis. Tuuma mõõtmed on suurusjärgus 10-14m. Tuuma osakesi hoiab koos tuumajõud, mille tunnused on 1. On looduses esinev tugevaim jõud 2. Ei sõltu osakeste laengust 3
sioonid 2 Tuuma 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
1)Tuum: 10-15m, koosneb nukleonidest: prootonid,neutronid. Prootonite arv on tuumas sama, mis on jrk arv per. tabelis, näitab ka tuuma laengut. Proot laeng on +1. A(massi arv, alati täisarv)= Z(laengu arv) +N(neutronite arv) 2)Tuuma jõud: elektromagnetiline e. kuloniline e. tõukejõud, sest nukleonid on omavahel tugevas vastastikmõjus(iseloomulik : väikestel kaugustel toimib (10-15m), kui läheb nukleoni arvust suuremaks, siis mõju 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
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. Rühma nr näitab A-rühma puhul elektronide arvu väliskihil, B-rühm puhul seda, et väliskihil on kaks elektroni. Isotoobid on ühe ja sama keemilise elemendi erinevad aatomid. Keemilise elemendi
+ positiivne (koosneb positiivsetest beetaosakestest ( ) positronidest. 5.Radioaktiivse lagunemise seadus. Rutherford tegi radioaktiivsete ainete lagunemise uurimisel katseliselt kindlaks, et radioaktiivsete ainete aktiivsus väheneb aja jooksul. Poolestusaeg on kindel aeg, mille jooksul iga radioaktiivse elemendi aktiivsus väheneb kaks korda. Poolestusaeg T on ajavahemik, mille jooksul laguneb pool olemasolevatest radioaktiivsetest aatomitest.Iga elemendi poolestusaeg on erinev, see võib ulatuda sekundi murdosast miljardite aastateni.Radioaktiivse lagunemise matemaatiline avaldis. Olgu algmomendil (t=0) radioaktiivsete aatomite arv Nnull. Poolestusaja möödudes on nende aatomite arv Nnull /2. Järgmise poolestusaja möödudes on radioaktiivsete aatomite arv 1/2*Nnull/2=Nnull/4=Nnull/2 ruudus
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 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 Prootonite ja neutronite koguarv on tuuma
Kordamisküsimused tuumafüüsika 1. Kirjelda järgmisi aatomimudeleid: a. Daltoni piljardipalli mudel aatomid on tahked ja jagamatud b. Thomsoni ploomipudingi mudel - positiivselt laetud kera, mille sees paiknevad elektronid. c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber tiirlevad erinevatel orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koo
1. Kirjelda järgmisi aatomimudeleid: a. Daltoni piljardipalli mudel aatomid on tahked ja jagamatud b. Thomsoni ploomipudingi mudel - positiivselt laetud kera, mille sees paiknevad elektronid. c. Rutherfordi õhupallimudel - keskel on positiivse laenguga tuum ja selle ümber tiirlevad erinevatel orbiitidel elektronid d. Bohri planetaarne mudel keskel tuum (+), elektronid (-) tiirlevad ümber tuuma erinevatel orbiitidel ühel ja samal tasapinnal, ühel orbiidil võib olla ka mitu elektroni e. Kaasaegne pilvemudel - Tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev 2. Sõnasta Bohri 2 postulaati. 1. Elektron liigub aatomis teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiidil liikudes aatom ei kiirga. 2. Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele aatom kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kvantide kaupa. 3. Millistest osakestest koosnevad aatomituumad? Kuidas on nende
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.
Tuumafüüsika füüsika haru, kus uuritakse aatomituuma ehitust ja selles toimuvaid protsesse · Tuuma löbimõõdu suurjusjärk on 10 (astmes) -14 m · 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.
Aatomi läbimõõt on suurusjärgus 10-10m. Aatomi tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10-15m. Enamus aatomimassist on koondunud tuuma (99,95%). Elemendi järjenumber keemilisteelementide tabelis on sama suur kui tuumalaeng. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Prooton on posit elementaarlaenguga tuumaosake. Neutron on laenguta tuumaosake Prooton ja neutron on ligikaudu sama massiga. Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed aga vastasmärgilised. Tuumas olevate prootonite ja neutronite vahel mõjuvad tuumajõud, mis hoiavadki tuuma koos. Tuumajõud elektrilisest jõust oluliselt tugevam, mõjuulatus on väga väike ja ei sõltu tuumaosakese laengust. Seoseenergia näitab, kui suur energia tuleb tuumaosakesele anda, et ta eralduks tuumast. Isotoop on keemilise elemendi teisend, milles prootonite arv on sama kuid neutronite arv on erinev
*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.poolestusaeg aeg, mille jooksul vaadeldavate radioaktiivsete tuumade arv väheneb pooleni esialgsest(NT.plutooniumi poolestusaeg on 24 400 aastat) 6.tuumareaktsioonid *tuumareakts-des tekivad uued isotoobid *tuumareaktsioone kutsutakse esile neutronite voogudega, sest neutron tänu laengu puudumisele liitub kergesti tuumaga, tuues kaasa reaktsiooniks vajalikku kineetilist energiat. *tuumareaktsioone on 2 liiki : 1.raskete tuumade lõhustumine 2.kergete tuumade lõhustumine ehk sünteesireakts./termotuumareakts. 7.tuumade lõhustumine.ahelreaktsioon Aatomi tuum lõhustub siis,kui me suudame teda ergastada, see tähendab ,et ta neelab neutroni. Selle tulemusena aatomi tuum jaguneb kaheks osatuumaks ja vabaneb 2-3kiiret
Nihkereeglid: · kui tuum kiirgab alfaosakese, nihkub ta Mendelejevi tabelis kaks kohta vasakule; · kui tuum kiirgab beetaosakese, nihkub ta ühe koha võrra paremale; · kui tuum kiirgab neutroni või gammakvandi, jääb ta tabelis paigale. Poolestusaeg On ajavahemik, mille jooksul radioaktiivse aine mass väheneb kaks korda Näiteks kui alustame 1000 radioaktiivse tuumaga, on poolestusaja möödudes alles 500 tuuma, 2 poolestusaja möödudes 250 tuuma, kolme poolestusaja möödudes 125 tuuma jne. ehk , kus N allesjäänud radioaktiivsete aatomite arv, N0 radioaktiivsete aatomite arv algmomendil, t ajavahemik, T
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
11. Mis on tuumareaktsiooni energiaväljund ja kuidas seda leida? Tuuma reaktsiooni energiaväljundiks nimetatakse reaktsioonis osalenud tuumade ja osakeste ning selle käigus tekkinud tuumade ja osakeste seoseenergia vahet . Leitakse massi muutuse kaudu. 12. Milline ebastabiilsus põhjustab -kiirguse ja milline muutus sellega tuumas kaasneb? - kiirgus tekib sel juhul kui tuuma üks madalamaist energiatasemetest pole täis, ehk tuum on ergastunud. Sinna vabasse auku langeb prooton või neutro kõrgemast tasemest ja kuna vabanev energia on väga suur siis tekib ka suur kiirgus. 13. Milline ebastabiilsus põhjustab -lagunemise ja milline muutus sellega tuumas kaasneb? Mida kujutab endast osake? -lagunemine tekib siis, kui tuumas on neutroneid palju rohkem kui prootoneid ja kõige kõrgem neutronite poolt hõivatud energiatase on prootonite energitasemetest kõrgem.Neutron ei saa küll prootonite tasemele laskuda, kuid
Ande Andekas-Lammutaja Füüsika Tuumafüüsika 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
poolest. Tuumafüüsikas kasutatakse isotoopide jaoks tähistust 42He, kus alumine indeks näitab tuumalaengut (prootonite arvu, järjekorranumbrit perioodilisuse tabelis) ja ülemine number näitab tuumas sisalduvate prootonite ja neutronite koguarvu. Vesinikul kolm isotoopi: vesinik 11H tuum koosneb ainult ühest prootonist. Vesiniku teist isotoopi 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.
lainepikkusest. Nt. alfalaguminine või nt. samal põhimõttel töötab tunnelmikroskoop. Kvantarvud Enamasti täisarvud, mis kirjeldavad elektronide asukohta aatomis.1)Peakvantarv n = 1,2 ... (elektronkihid) (kaugus tuumast).2)Orbitaalkvantarv l = 0,1,2...n-1 (orbiidi kuju).3)Magnetkvantarv m = 0, +-1; väärtused l ja l vahel (orbiidi asend ruumis).3)spinn = ½ ja ½ (elektroni pöörlemine kas päri või vastupäeva) Radioaktiivsus ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. Radioaktiivsuseks nimetatakse ka ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemist. Tuuma lagunemine võib toimuda nii alfa- kui ka beetalagunemise teel. Alfalagunemise puhul kiirgab tuum alfaosakese ning beetalagunemise puhul elektroni. Aatomituuma koostis Aatomituumas paiknevad neutraalsed neutronid ning positiivse laenguga prootonid. Isotoobid Mingi keemilise elemendi aatomi tüübid, mis
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. Need komponendid
kaasneb? Kui neutronite või prootonite energiatasemetes on tühikud, siis püüab tuum saavutada madalaimat energiataset kiirates välja ülearuse energia gamma-kiirgusena. Selle kiirguse käigus tuuma olemus ei muutu, aga energia väheneb. 13.Milline ebastabiilsus põhjustab -lagunemise ja milline muutus sellega tuumas kaasneb? Mida kujutab endast osake? On põhjustatud sellest, et neutronite energiatasemed ületavad tunduvalt prootonite energiataseme. Selle tulemusena mõni neutron muundub prootoniks, elektroniks ja antielektron neutriinoks. Beeta-lagunemisel tekib uus tuum, mille laenguarv on ühe võrra suurenenud ja massiarv on jäänud samaks. 14.Milline ebastabiilsus põhjustab -lagunemise ja milline muutus sellega tuumas kaasneb? Mida kujutab endast osake? On põhjustatud tuuma liigsest suurusest. Alfa=He42. Alfa-lagunemise käigus tekib uus tuum, mis on esialgsest tuumast 2 prootoni ja 2 neutroni võrra väiksem. XAZ YA-Z-2 + He42 15
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 prootoniks, lisaks eraldub elektron ja neutraalne osake antineutriino. Tekkinud elektron lahkub tuumast. Läbimisvõimelt keskmine nt ei läbi puitu. Magnetväljas liigub põhjapooluse poole. N=p++e-+antineutriino. -lagunemine tekib, kui tuuma madalamad energia tasemed pole lõpuni täidetud s.t tuum on ergastusseisundis. Ergastatud tuumas hakkavad vastavalt prootonid või
A=Z+N (A-massiarv) 3. Isotoobid ühe ja sama keemilise elemendi erineva massiarvuga aatomid (prootonid peab olema ühepalju, aga neutronite arv erinev). 4. Tuuma hoiavad koos tuumajõud. Need on eriliik jõudusi, mis on prootonite ja neutronite sees mõjuvad jõud. Tuumaosakeste vahel on tugev vastastikmõju. Tuumajõudude iseärasus on see, et need on kõige tugevamad looduses olevad jõud. Mõjub ainult tuumas. 5. Radioaktiivsus: · kiirgus, mis väljub mõningate aatomi tuumadest iseeneslikult ilma välismõjuta. · looduslikult radioaktiivseteks loetakse neid keemilisi elemente, mille kõik isotoobid on radioaktiivsed (al plutoonimuist, jrk. Nr. 84, kuni uraanini, jrk. Nr. 92) · Radioaktiivne kiirgus jaguneb kolmeks 1. alfa -osake on võrdne heeliumi aatomituumaga (mille massiarv on 4). 2. beeta -kiirgus on elektron, mille laeng on negatiivne. 3
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)
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
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
