230 likes | 565 Vues
Ernest Rutherford (1871-1937). 1908. Odkrycie jądra atomowego. Rutherford (1911). R 10 fm. jądro piłka o średnicy 10 cm. Pustka materii. elektrony. 5 - 10 km. Rozmiar jądra: 10 -15 m. Rozmiar atomu: 10 -10 m. Ładunek jądra = n · e +.
E N D
Ernest Rutherford(1871-1937) 1908 Odkrycie jądra atomowego Rutherford (1911) R 10 fm
jądro piłka o średnicy 10 cm Pustka materii elektrony 5 - 10 km Rozmiar jądra: 10-15 m Rozmiar atomu: 10-10 m
Ładunek jądra = n·e+ Masa jądra około dwukrotnie większa niż masa protonów. Nukleony – protony i neutrony Składniki jądra
Nuklidy X - symbol pierwiastka A - liczba masowa Z - liczba atomowa N - liczba neutronowa
Jednostka energii – elektronowolt: Masy wyrażamy w jednostkach energii: 1eV = 1,602 10-19 C V = 1,602 10-19 J Jednostka masy: MeV/c2 lub MeV (c = 1) Masy nuklidów wyrażamy w atomowych jednostkach masy u: 1 u = masy obojętnego atomu węgla Masy obiektów subatomowych
Skala gęstości w mikro- i makroświecie: materia jądrowa biały karzeł gwiazda neutronowa ciało stałe czarna dziura 10-5 100 105 1010 1015 1020 gęstość [g/cm3] Świat jądrowy ładunek: q = Ze e = 1.6 · 10-19 C energia jonizacji atomu wodoru – 13.6 eVenergia separacji nukleonu z jądra – 8.5 MeV
ścieżka stabilności + gwiazdy neutronowe
Stabilne nuklidy 274 stabilnych nuklidów Z<84 od wodoruZ=1 do bizmutuZ=83 następny polonZ=84 jest już nietrwały niestabilne wyjątki: technetZ=43 oraz prometZ=61
nuklidy izotopy izobary izotony izomery wzbudzenie Nuklidy
detektor B B E selektor pędu źródło jonów selektor prędkości Spektrometr masowy separacja izotopów...
1922 Aston 1919 Francis Aston 1877 - 1945 od 1919 zidentyfikował i zmierzył masy 212 izotopów...
Defekt masy m – masa jądramp– masa protonu (938.3 MeV)mn– masa neutronu (939.6 MeV) defekt masy:m c2 = [Z · mp + (A – Z) ·mn – m] c2 > 0 energia wiązania:EB = mc2EB / A 8.5 MeV
EB/A [MeV] 10 8 6 4 2 50 100 150 200 250 A Energia wiązania Energia potencjalna układu związanego jest ujemna
EB/A [MeV] 10 8 6 Z=28 Z=50 N=82 N=50 N=28 Z=82N=126 4 Z=8N=8 Z=20N=20 2 Z=2N=2 50 100 150 200 250 A liczby magiczne 2820285082126
prawie stała gęstość dyfuzyjna granica Gęstość jądrowa 208Pb (eksperyment)
Siły jądrowe • dwuciałowe • przyciągające • odpychające na małych odległościach (jądra nie zapadają się, mają skończone rozmiary)
silne He: energia wiązania na nukleon: energia oddz. elektrom. na nukleon: • wysycone a nie: każdy nukleon oddziałuje tylko z najbliższymi sąsiadami Siły jądrowe
zależne od spinu Jądro 2H - największa wartość sił jądrowych, gdy spiny nukleonów równoległe do osi deuteronu. Siły jądrowe nie są siłami centralnymi. Siły jądrowe • krótkozasięgowe do 2 fm
niezależne ładunkowo Energie wiązania jąder zwierciadlanych są równe z dokładnością do poprawki na energie oddziaływania kulombowskiego. Oddziaływanie jądrowe każdej pary nukleonów jest jednakowe: Siły jądrowe
Model kroplowy półempiryczny wzór na energię wiązania: EB = EV + ES +EC + EA + EP + EM • energia objętościowa: • energia objętościowa: • energia powierzchniowa: • energia powierzchniowa: • energia kulombowska:
Energia wiązania • energia asymetrii: aA= const znika dla N = Z • energia dwójkowania (pairing): dla jąder parzysto- parzystych dla A nieparzystych dla jąder nieparzysto- nieparzystych = const