Podać w punktach zasadnicze elementy teorii

budowy atomu wg Bohra.

Niell Bohr opierając się na modelu Rutherforda

podał następującą koncepcję budowy atomu:

1. Elektron w atomie porusza się po orbicie kołowej

o promieniu r, z prędkością v, przy czym jego stanem

rządzą klasyczne prawa mechaniki; promień orbity

jest dozwolony, jeżeli moment pędu dla niej jest

całkowitą wielokrotnością h/2π.

2. Elektron poruszający się po orbicie dozwolonej nie

wypromieniowuje energii.

3. Elektron przechodząc na orbitę o mniejszej energii

wypromieniowuje kwant (foton) określony przez:

4. Po zaabsorbowaniu energii przez atom elektron

przechodzi na orbitę o wyższym poziomie energii

Podaj klasyfikację cząstek elementarnych wg

Modelu Standardowego

• 12 fermionów, z których zbudowana jest materia,

cząstki o niecałkowitym spinie

• 12 bozonów(cząstek promieniowania), odpowie

dzialnych za przenoszenie oddziaływań między innymi

cząstkami, cząstki o całkowitym spinie.

Scharakteryzować rozpad  i jego zastosowanie

Rozpad α polega na oddzieleniu się od jądra cząsteczki

α, czyli jądra helu:

Rozpadowi α podlega ok. 370 różnych cząsteczek, przy

czym dla 260 jest to rozpad najbardziej prawdopodobny.

Energia rozpadu, równa w przybliżeniu energii wyemito

wanej cząstki α, wynosi 2-9 MeV;.

Cząstka α podlega dwóm rodzajom oddziaływań pomię

dzy nią a pozostałą częścią jądra:

• oddziaływanie o krótkim zasięgu przyciągające

• oddziaływanie odpychające o dalekim zasięgu o

charakterze kulombowskim.

Rozpad alfa ma charakt. Kwantowy.

Rozpadowi α podlegają „chętniej” jądra ciężkich pierwia

stków o liczbie masowej rzędu 200 oraz naturalnych

pierwiastków promieniotwórczych szeregu torowego i

uranowegoCząstki α mają dużą energię kinetyczną 5 MeV

Zastosowanie:

* Mars Pathfinder - sonda alfa.. Metoda nadaje

się do identyfikacji pierwiastków o liczbach atomowych

poniżej 14.

* Detektory dymu

Scharakteryzować rozpad  i jego zastosowanie

Rozpad β dzielimy na β^- i β⁺. Widmo energetyczne cząstek

β jest ciągłe, ponieważ energia rozpadu w różnym stopniu

dzieli się pomiędzy elektron (pozyton) i neutrino.

β^-: Rozpad β^- polega na przemianie jednego neutronu jądra

w proton, przy czym emitowany jest elektron e^- oraz

antyneutrino elektronowe ν.

Zastosowanie: W bateriach jądrowych (atomowych

źródłach napięciowych o przetwarzaniu nietermicznym)

β^+: Rozpad β⁺ polega na przemianie jednego protonu w

jądrze na neutron, przy czym emitowany jest pozyton

(elektron e⁺) oraz neutrino elektronowe ν.

Rozpad β⁺ nie może zachodzić w

odosobnieniu, gdyż wymaga energii, ponieważ masa

neutronu jest większa od masy protonu.

Zastosowanie:

Pozytonowa tomografia emisyjna

Scharakteryzować rozpad γ i jego zastosowanie

Polega na przejściu jądra ze stanu wzbudzonego do stanu

o niższej energii, podczas którego energia przejścia

emitowana jest w postaci promieniowania elektromagnety

cznego γ. Towarzyszy często rozpadowi α lub β;

Długość fali promieniowania γ <0,1 nm. Energia rzędu

n×100 keV Występuje zazwyczaj po przemianie pierwia

stków (jąder ).

Zastosowanie:

* Nie zatrzymywane przez skórę - stosowane do zabijania

żywych organizmów (napromienianie):Medycyna nuklearna

Chirurgia, W technice i nauce, np. pomiar grubości

gorących blach stalowych, pomiar grubości papieru,

w geologii otworowej (poszukiwania ropy i gazu ziemnego),

Działanie elektrowni jądrowej: zjawiska

fizyczne i zagrożenia

W reaktorze jądrowym w wyniku reakcji rozszcz

epienia jąder atomowych wydzielają się duże

ilości ciepła, które jest odbierane przez czynnik

roboczy (najczęściej wodę pod wysokim ciśnie

niem w tak zwanym obiegu pierwotnym -  reakt. 

PWR i WWER). Czynnik przepływa do wytwornicy

pary, gdzie oddaje ciepło wrzącej wodzie z obiegu

wtórnego o niższym ciśnieniu, a następnie powraca

do reaktora. Para wodna napędza następnie

turbinę parową połączoną z generatorem. Separacja

obiegów zapewnia większe bezpieczeństwo w przyp

adku wycieku pary z turbiny. Zagrożenia:

-niebezpieczne odpady promieniotwórcze, które

mogą spowodować masową katastrofe ekologiczną

wykluczając na wiele lat możliwość osiedlenia się

ludzi w pobliżu takich terenów.

Na czym polegała hipoteza de Broglie'a ?

De Broglie'a założył, że każdy obiekt materialny może

być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek,

albo jako fala (materii).Odwrócił rozumowanie dot.

fotonu i zaproponował, aby każdej cząstce o pędzie

różnym od zera przypisać falę o określonej długości i

częstotliwości. Hipoteza de Broglie'a mówi o tym,

wszystkie istniejące na świecie cząstki wykazują w

pewnych warunkach własności fal (o długości ściśle

związanej z pędem cząstki), np. ulegają ugięciu,

dyfrakcji, czy interferencji i odwrotnie - każda fala

może wykazywać własności cząstkowe (np. można

jejprzypisać masę). Dotyczy to także fali świetlnej, z

którą wiąże się cząstkę zwaną fotonem.

Wymień 2 zagadnienia , których nie można było

wytłumaczyć na gruncie fizyki klasycznej ok. r 1900.

1) Niemożność wytłumaczenia kształtu rozkładu energii

w widmie promieniowania ciała doskonale czarnego,

2) Trudności w wytłumaczeniu zależności pojemności

Cieplnej właściwej ciał w niskich temperaturach;

Czym różnią się fermiony i bozony? Podać przykłady.

Klasyfikację cząstek elementarnych podaje tzw. Model

Standardowy, który wyróżnia dwie zasadnicze grupy:

*12 fermionów, z których zbudowana jest materia (leptony,

kwarki) *12 bozonów(cząstek promieniowania),

odpowiedzialnych za przenoszenie oddziaływań m.in.

cząstkami (foton, gluon).

Napisać 3 prawdziwe zdania o drganiach sieci

krystalicznej. Co to są drgania akustyczne i optyczne?

Położenia węzłów sieci są tylko położeniami równowagi,

wokół nich węzły sieci (atomy) wykonują drgania;

Drgania te nie zanikają nawet w temperaturze zera

bezwzględnego; są to wtedy tzw. drgania zerowe;

Ponieważ pomiędzy atomami występują siły, drgania

atomów rozchodzą się jako fale; Charakter fal związ.

z drganiami atomów zależy od struktury geometrycznej sieci:

w idealnej sieci drgania rozchodzą się jako niezaburzone i

mają określoną częstotliwość i wektor falowy w sieci z defe

ktami fale ulegają tłumieniu, które wzrasta ze wzrostem licz.

defektów; pojawiają się fale lokalne, o amplitudzie malejącej

z odległością od ich źródła

Drgania akustyczne->

Amplitudy drgań w obu podsieciach są jednakowe, co

oznacza drgania wszystkich atomów ze zgodną fazą.

Drgania optyczne ->

stosunek amplitud wynosi wtedy A/B=-mB/mA, co oznacza,

że atomy obu podsieci drgają w przeciwnych fazach

Dyfrakcja Bragga na krysztale, warunek dyfrakcji

Przy znanych odległościach między płaszczyznowych i dług

ości fali prawo Bragga określa kąt, pod jakim musi padać fala,

aby nastąpiła interferencja konstruktywna (wzmocnienie).

Promienie rentgenowskie padające na kryształ dają maksima

promieniowania ugiętego tylko pod pewnymi kątami padania.

Dyfrakcja na krysztale nie jest „klasycznym” odbiciem:

wiązka ugięta na krysztale składa się z promieni rozproszonych

na wszystkich atomach kryształu, podczas gdy zwykłe odbicie

zachodzi tylko od warstwy powierzchniowej;

dyfrakcja na krysztale zachodzi tylko dla szczególnych kątów

padania określonych równaniem Bragga, a odbicie zachodzi

dla wszystkich kątów; natężenie wiązki ugiętej na krysztale jest

dużo mniejsze od natężenia wiązki padającej, podczas gdy

powierzchnia zwierciadlana odbija prawie100% padającego

światła.

---