Μάθηµα 2 Πείραµα Rutherford και µέγεθος πυρήνων, Πυρήνες-συµβολισµοί

Σχετικά έγγραφα
Μάθημα 2 Πείραμα Rutherford και μέγεθος πυρήνων, Πυρήνες-συμβολισμοί

Μάθημα 2 Σχετικιστική μηχανική, μoνάδες, εκτίμηση μεγέθους ατόμων και πυρήνων, πυρήνες-συμβολισμοί

Μάθημα 2-3 Σχετικιστική μηχανική, μoνάδες, εκτίμηση μεγέθους ατόμων και πυρήνων, πυρήνες-συμβολισμοί

Πυρηνική και Στοιχειώδη Ι (5ου εξαμήνου) Eπανάληψη μέσω ασκήσεων #1 μέγεθος πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, η μάζα ως μορφή ενέργειας

Μάθημα 1 α) Ύλη, τρόπος διαβάσματος και εξέτασης β) Εισαγωγή στο αντικείμενο γ) Πείραμα Rutherford, μονάδες, χρόνος ζωής ενεργός διατομή και ορισμοί

Μάθημα 1 α) Ύλη, τρόπος διαβάσματος και εξέτασης β) Εισαγωγή στο αντικείμενο γ) Πείραμα Rutherford, μονάδες, χρόνος ζωής ενεργός διατομή και ορισμοί

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1

Μάθημα 2 α) QUIZ. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Ακήσεις #1 Μήκος κύματος σωματιδίων, χρόνος ζωής και ραδιοχρονολόγηση, ενεργός διατομή, μέγεθος πυρήνων

Μάθημα 2 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Μάθημα 4 Mέγεθος πυρήνα

Μάθημα 3 Πείραμα Rutherford, ορισμοί, χρόνος ζωής ενεργός διατομή

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Μάθημα 2 α) QUIZ στην τάξη. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 2 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Μάθημα 4 Mέγεθος πυρήνα

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Μάθημα 5 Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Ασκήσεις #1 επιστροφή 11/11/2011

Ασκήσεις #1 επιστροφή 15/10/2012

Ασκήσεις #1 επιστροφή 11/11/2011

Μάθημα 2 α) QUIZ στην τάξη. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 2 α) QUIZ. Ενεργός διατομή β) Μέγεθος του πυρήνα γ) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 1β: Εισαγωγή

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Μάθημα 5 Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας

Μάθημα 3α Ενεργός διατομή και μέση ελεύθερη διαδρομή

Μάθημα 4 α) QUIZ στην τάξη β) Κοιλάδα β-σταθερότητας γ) Άλφα διάσπαση δ) Σχάση και σύντηξη

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 6β

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 7

Ενεργός διατοµή Χρυσός Κανόνας του Fermi

Μάθημα 4 α) Άλφα διάσπαση β) Σχάση και σύντηξη

Μάθημα 3 α) QUIZ στην τάξη. Μέγεθος πυρήνα από μιονικά άτομα β) Μοντέλο σταγόνας: Hμιεμπειρικός τύπος Weitzecker Κοιλάδα β-σταθερότητας

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Χ. Πετρίδου. Μάθημα 9

Σχετικιστική Κινηματική

Ο Ο π υ π ρή ρ να ή ς να τ ο τ υ ο ατόµου

Μάθημα 2c Ενεργός διατομή, μέση ελεύθερη διαδρομή και ρυθμός διασπάσεων

Δ. Σαμψωνίδης & Κ.Κορδάς. Ανιχνευτές : Μάθημα 1α Ενεργός διατομή αλληεπίδρασης σωματιδίων, μέση ελεύθερη διαδρομή σωματιδίου

Ασκήσεις #2 Μέγεθος και Μάζα πυρήνα. Ενέργεια σύνδεσης και το Q μιάς αντίδρασης. Κοιλάδα σταθερότητας.

Διάλεξη 1: Εισαγωγή, Ατομικός Πυρήνας

Μάθημα 6 Μοντέλο σταγόνας: Hμιεμπειρικός τύπος Weitzecker Κοιλάδα β-σταθερότητας

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 15

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 8

Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Σ. Ε. Τζαμαρίας. Μάθημα 7 α-διάσπαση

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Τα μεγάλα πειράματα στο LHC

3. Ο Rutherford κατά το βοµβαρδισµό λεπτού φύλλου χρυσού µε σωµάτια α παρατήρησε ότι: α. κανένα σωµάτιο α δεν εκτρέπεται από την πορεία του

Μ.Ζαµάνη

ΘΕΜΑ 1 ο. Μονάδες Σε µια εξώθερµη πυρηνική αντίδραση:

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

Το άτομο και η δομή του Ανακάλυψη του πυρήνα

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

Μάθημα 7 Διαγράμματα Feynman

Πυρηνική και Στοιχειώδη Ι (5ου εξαμήνου) Επανάληψη μέσω ασκήσεων #2: Κοιλάδα σταθερότητας, ενέργεια σύνδεσης, φράγμα Coulomb

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 6

Μάθημα 15 β-διάσπαση Α' μέρος (νετρίνα και ενεργειακές συνθήκες)

ΦΥΣΙΚΗ ΙΑΛΕΞΗ 1: ΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ. ιδάσκων Ευθύµιος Τάγαρης Φυσικός, ρ Περιβαλλοντικών Επιστηµών

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. β. ανιχνεύεται με τους φωρατές υπερύθρου.

Μάθημα 5 α) QUIZ στην τάξη β) Σχάση και σύντηξη γ) Πρώτο σετ ασκήσεων δ) β-διάσπαση (μέρος Α')

Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα

Πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. πρωτόνιο 1 (1,67X10-24 g) +1 νετρόνιο 1 0 1,6X10-19 Cb ηλεκτρόνιο 1/1836 (9X10-28 g) -1

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 1: Η δομή του ατόμου. Τόλης Ευάγγελος

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Διάλεξη 11-12: Ασκήσεις στην Πυρηνική Φυσική

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

02. Στοιχεία - άτομα ισότοπα. Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

2. ΑΤΟΜΑ, ΜΟΡΙΑ ΚΑΙ ΙΟΝΤΑ. Ατομική θεωρία και ατομική δομή

i. 3 ii. 4 iii. 16 Ε 1 = -13,6 ev. 1MeV= 1, J.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μάθημα 1β Μια εισαγωγή στο αντικείμενο

ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΓΕΝΙΚΑ ΛΥΚΕΙΑ ΠΕΜΠΤΗ 22 ΜΑΪΟΥ 2008 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Κεφάλαιο 2. Ο κυματοσωματιδιακός δυισμός της ύλης

1.3 α. β. γ. δ. Μονάδες Μονάδες 5 1.5

2.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ ΣΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β.

2015 ii. iii. 8 ii. iii. 9

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Μέγεθος, πυκνότητα και σχήμα των πυρήνων. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΦΡΟΝΟ «ΚΑΣΑΡΡΕΤΗ» ΣΟΤ «ΚΛΑΙΚΟΤ» ΑΣΟΜΟΤ

Μάθημα 5 α) β-διάσπαση β) Ασκήσεις

Μάθημα 12 α-διάσπαση

ΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: ΤΣΙΤΣΑΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ

Μάθημα 1 α) Ύλη, τρόπος διαβάσματος και εξέτασης β) Εισαγωγή στο αντικείμενο γ) Πείραμα Rutherford, μονάδες, χρόνος ζωής ενεργός διατομή και ορισμοί

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Δ. Σαμψωνίδης & Κ.Κορδάς. Ανιχνευτές : Μάθημα 1 Ενεργός διατομή αλληεπίδρασης σωματιδίων, μέση ελεύθερη διαδρομή σωματιδίου

Niels Bohr ( ) ΘΕΜΑ Α

4η Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ. οµή του ατόµου. Ατοµικός αριθµός Μαζικός αριθµός Ισότοπα Σελ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ιστοσελίδα μαθήματος

α) Θα χρησιμοποιήσουμε το μοντέλο του Bohr καθώς για την ενέργεια δίνει καλά αποτελέσματα:

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα

Transcript:

Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων (5ου εξαµήνου, χειµερινό 2016-17) Τµήµα T3: Χ. Πετρίδου Μάθηµα 2 Πείραµα Rutherford και µέγεθος πυρήνων, Πυρήνες-συµβολισµοί Πετρίδου Χαρά Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης Πυρηνική & Στοιχειώδη Ι, Αριστοτέλειο Παν. Θ/νίκης, 5 Οκτ. 2018

Βασικά Περίπου πόσο µεγάλοι είναι οι πυρήνες - Πείραµα Rutherford, Μήκος κύµµατος σωµατιδίων α - Μονάδες και σχετικιστική κινηµατική Συµβολισµοί-ορισµοί 2

Cottingham & Greenwood: Παρ. 1.4, Παρ. 4.4 - Μονάδες, amu Παρ. 2.3 και Παράρτηµα Ε.1 Βασικά - µέσος χρόνος ζωής και ενεργότητα (επίσης από Σηµειώσεις Πυρηνικής, Κεφ. 4, παρ. 4.1-4.5) Πάρτηµα Α.1-Α.3 - Ενεργός διατοµή και ρυθµός αντιδράσεων Χ. Ελευθεριάδης: παρ. 1.1, 1.2, 3.3.3 Ιστοσελίδα µαθήµατος: - http://www.physics.auth.gr/course/show/125 3

Σχετικιστική κινηµατική: ενέργεια Σχετικιστική κινηµατική E = mc 2 = η ενέργεια πού έχω επειδή απλά και µόνο έχω µάζα m µάζα c = ταχύτητα του φωτός Η µάζα είναι µια µορφή ενέργειας Όσον αφορά τις µονάδες: [E] = MeV, και από τους τύπους βλέπουµε ότι για τις µονάδες της ορµής έχουµε: [pc] = [E] [pc] = MeV [p] = MeV/c * Για τις µονάδες µάζας έχουµε: [Ε] = [mc 2 ] [mc 2 ] = MeV [m] = MeV/c 2 4

Μονάδες (I) c= 3 10 8 m/s μον ά δ α τα χ ύτητα ς 1 10 6 ev) 5

Μονάδες(II) c= 3 10 8 m/s μον ά δ α τα χ ύτητα ς 1 Συνήθως χρησιµοποιούµε το MeV (= 10 6 ev) Σταθερά του Plank = h = 6.626 x 10-3 4 J s Θα χρησιµοποιούµε παντού: ev για ενέργεια (ή MeV στην πυρηνική), 1/4πε 0 = 1 σε όλους τους τύπους, και θα βάζουµε: Μετράµε: Μάζα: MeV/c 2 (αφού Ε = mc 2 ) Ορµή: MeV/c (αφού p = mγβc) Χρόνο σε: 1/MeV (αφού η µονάδα δράσης = Ενέργεια * Xρόνος = 1) Μήκος σε: µονάδες χρόνου = 1/MeV (αφού η µονάδα ταχύτητας=1) 1 amu = 1/12 µάζας ουδέτρου ατόµου 12 C = 931.5 MeV/c 2 Mάζα ηλεκτρονίου = 0.511 MeV/c 2 Μάζα πρωτονίου = 938.3 MeV/c 2, Μάζα νετρονίου = 939.6 MeV/c 2 6

Μονάδες Παραδείγµατα (I) c= 3 10 8 m/s μον ά δ α τα χ ύτητα ς 1 7

Πότε είναι καλή προσέγγιση οι κλασσικοί τύποι στην κινηµατική = 512/ 8

Μονάδες Παραδείγµατα (IΙ) c= 3 10 8 m/s μον ά δ α τα χ ύτητα ς 1 ή MeV -1 9

Ξέρουµε ότι τα υλικά είναι φτιαγµένα από άτοµα Αναλύοντας τα δοµένα παρατηρήσεων, φτάσαµε να ξέρουµε οτι υπάρχουν άτοµα και κενός χώρος - Ατοµική θεωρία του Dalton, Avogandro κ.α. 1. Υδρογόνο (H) Μάζα M H 1.7 x 10-24 g 2. Ήλιο (He) 3. Λίθιο (Li)...... 92. Ουράνιο (U) Μάζα 238 M H Αυξανόµενη µάζα 10

Κι έχουµε µια ιδέα για το µέγεθος των ατόµων Αριθµός ατόµων / cm 3 = N A 6 x 10 23 άτοµα/mol (σταθερά Avogadro) A: ατοµική µάζα (gr/mol) ρ: πυκνότητα (gr/cm 3 ) Τα άτοµα ως σφαίρες: V = 4 3 - Πακεταρισµένες σφαίρες: πr Ποσοστό κάλυψης του χώρου = f = 52-74% 3 Ακτίνα ατόµου: Παράδειγµα: R Σίδηρος (A=55.8 g/mol, ρ=7.87 g cm -3 ) R = (1.1 1.3) x 10-8 cm = 3 4 f n π 1/ 3 11

Μέγεθος από αρχές κβαντοµηχανικής (I) Τραχανάς, Κβαντοµηχανική Ι, κεφ. 13, σελ. 339 12

Μέγεθος ατόµου από αρχές κβαντοµηχανικής (II) Ερµηνεία µε Αναγωγή στην Αρχή Απροσδιοριστίας Διαστατική ανάλυση ±α Δx~α <p>=0 Δp 0 Δx Δp h Δp h α ( ) 2 2 { ( ) 2 2 Δ p = p p p p 2 h 2 1 2 p K = mv = 2 2m 2 2 2 p e h E = K + V = = 2 2m { α 2mα 0 q e e= 4π ο 2 e α α 2 Βασική Κατάσταση = Κατάσταση Ελαχίστης Ενέργειας 2 2 de h e = + = 0 3 2 dα m α α 2 h α0 = = 0.528 10 2 me 10 m ακτίνα Bohr Η Ενέργεια για α<α ο είναι αύξουσα συνάρτηση του µεγέθους του ατόµου 13

Μέγεθος από αρχές κβαντοµηχανικής Τραχανάς, Κβαντοµηχανική Ι, κεφ. 13, σελ. 339 14

Χαρακτηριστικό µέγεθος ατόµων Τα άτοµα έχουν ακτίνα ~ 10-1 0 m = 0.1 nm = 1 Α ο 15

Τα ά-τοµα... τεµαχίζονται Τα άτοµα έχουν δοµή = δεν είναι θεµελιώδη - J.J Thomson (πειράµατα 1894-1897) το ηλεκτρόνιο είναι συστατικό του ατόµου Καθοδικός σωλήνας (cathode ray tybe) - Αλλά, τα άτοµα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. - Ερώτηση: Πώς είναι κατανεµηµένα τα ηλεκτρόνια µέσα στο άτοµο; Είναι το άτοµο σαν το σταφιδόψωµο; - Σταφίδες τα ηλεκτρόνια - Ζύµη το θετικό φορτίο 16

Απάντηση µε πειράµατα σκέδασης Ο Ernest Rutherford, Hans Geiger και Ernest Marsden, κάνουν πειράµατα σκέδασης σωµατιδίων άλφα πάνω σε χρυσόχαρτο (1906) Ernest Rutherford (1871-1937) Χρυσόχαρτο Ραδιενεργός Πηγή (Po) Το άτοµο έχει το θετικό του φορτίο συγκεντρωµένο σ' έναν πυρήνα Ανιχνευτής Μόλυβδος έτσι εξηγείται η σκέδαση σε µεγάλες γωνίες 17

Σωµατίδια µε το κατάληλο µήκος κύµατος Κβαντική Φυσική τα σωµατίδια συµπεριφέρονται και ως κύµµατα - Όσο µεγαλύτερη είναι η ορµή p (= µάζα x ταχύτητα) ενός σωµατιδίου τόσο µικρότερο µήκος κύµατος (λ) έχει: λ = h p Louis de Broglie (1924) Σταθερά του Plank = h = 6.626 x 10-3 4 J s Αφού στο πείραµα Rutherford-Geiger-Mersden τα βλήµατα (σωµτατίδια α) σκεδάστηκαν από τους πυρήνες χρυσού, σηµαίνει ότι τα σωµάτια α είχαν το σωστό µήκος κύµατος για να διακρίνουν τους πυρήνες αυτούς. Δηλαδή µήκος κύµµατος παραπλήσιο µε τις διαστάσεις των πυρήνων χρυσού. 18

Άσκηση Αφού στο πείραµα Rutherford-Geiger-Mersden τα βλήµατα (σωµτατίδια α) σκεδάστηκαν από τους πυρήνες χρυσού, σηµαίνει ότι τα σωµάτια α είχαν το σωστό µήκος κύµατος για να διακρίνουν τους πυρήνες αυτούς, Δηλαδή µήκος κύµατος παραπλήσιο µε τις διαστάσεις των πυρήνων χρυσού. Άσκηση: Πόσο µήκος κύµατος είχαν τα σωµάτια α στο πείραµα αυτό? ( Ή µε άλλα λόγια: πόση ήταν η διακριτική ικανότητα των σωµατιδίων α?). Δίνεται ότι η κινητική τους ενέργεια ήταν 5.41 ΜεV. 19

Άσκηση: διακριτική ικανότητα = µήκος κύµµατος των εκπεµπόµενων α K(α) = 5.41 MeV (κινητική ενέργεια) M(α) = 3727.38 MeV/c 2 Ξεχνάω τα c και βάζω παντού MeV. Στο τέλος όµως βάζω τις σωστές µονάδες Ε(α) = K(α) + Μ(α) = 5.41 + 3727.38 = 3732.79 MeV 20

Άσκηση: Γιατί δούλεψε το πείραµα Rutherford Τα σωµτατίδια α που εκπέµπονταν από το Πολώνιο (Po) είχαν µήκος κύµµατος συµβατό µε τις διαστάσεις των βοµβαρδιζόµενων πυρήνων χρυσού (Au) Στο επόµενο µάθηµα θα δούµε ότι η ακτίνα των πυρήνων Χρυσού είναι: 6.5 fm 21

Χαρακτηριστικό µέγεθος Πυρήνων Οι πυρήνες έχουν ακτίνα ~ 1-10 fm = 1-10 * 10-1 5 m = 10-5 10-4 Α ο Οι πυρήνες είναι 10 µε 100 χιλιάδες φορές µικρότεροι των ατόµων 22

Συµβολισµοί και Ορολογία πυρήνων νουκλίδιο Χ : Α Ζ Χ (π.χ. 1 1 H, 2 1 H, 3 1 H ) Ζ = αριθµός πρωτονίων Α = άθροισµα πρωτονίων και δίνει το όνοµά του στο κάθε νετρονίων (νουκλεόνια) στοιχείο. πχ., κάθε στοιχείο µε δύο πρωτόνια (Ζ=2) ονοµάζεται ήλιο (He). ** Ειδικά ονόµατα για το υδρογόνο (Ζ=1): υδρογόνο, δευτέριο, τρίτιο: Η (A=1), D (A=2), T (A=3) Ισότοπο : νουκλίδιο µε ίδιο αριθµό πρωτονίων (Ζ) Ισότονο : νουκλίδιο µε ίδιο αριθµό νετρονίων (Ν) Ισοβαρές : νουκλίδιο µε ίδιο µαζικό αριθµό Α 23

Περιοδικός πίνακας και ισότοπα Η µάζα ενός πυρήνα είναι σχεδόν πολλαπλάσιο του µαζικού αριθµού, Α και µετριέται σε - αmu = 1/12 της µάζας του ουδέτερου ατόµου 12 του άνθρακα-12 ( C) 2 = 931.494 ΜeV/c 2 [ Θυµηθείτε: Ε = m c 2 m = E/c ] H µάζα ενός ουδέτερου ατόµου είναι περίπου ~ Α amu, 12 Εξ ορισµού φυσικά, η µάζα του C είναι = 12 amu Προσέξτε όµως ότι στον περιοδικό πίνακα, έχουµε ότι η µάζα του άνθρακα στη φύση είναι 12.0107 amu. Γιατί όχι ακριβώς = 12 amu ;;;!!!

Περιοδικός πίνακας και ισότοπα Η µάζα ενός πυρήνα είναι σχεδόν πολλαπλάσιο του µαζικού αριθµού, Α και µετριέται σε - αmu = 1/12 της µάζας του ουδέτερου ατόµου 12 του άνθρακα-12 ( C) 2 = 931.494 ΜeV/c 2 [ Θυµηθείτε: Ε = m c 2 m = E/c ] H µάζα ενός ουδέτερου ατόµου είναι περίπου ~ Α amu, 12 Εξ ορισµού φυσικά, η µάζα του C είναι = 12 amu Προσέξτε όµως ότι στον περιοδικό πίνακα, έχουµε ότι η µάζα του άνθρακα στη φύση είναι 12.0107 amu. Γιατί όχι ακριβώς = 12 amu ;;;!!! (µήπως κι άλλος ανθρακας, εκτός από τον 12 C ;; ισότοπα! )

26