Energia promieniowania słonecznego.Promienie słoneczne jest promieniowaniem falowym. Pole elektryczne opisuje wektor natężenia ε a pole magnetyczne H. Te wektory są prostopadłe do siebie.Są one zmienne.W tym samym czasie osiągają maximum. Fale elektryczne rozchodzą się z prędkością V. ε₀ -przenikalność elektryczna w próżni. ε- przenikalność elektr danego ośrodka. μ₀- przenikaln magnetyczna w próżni. μ- prznik magnet danego ośrodka. C- prędkość fali elektromagnes w próżni ε = μ = 1. Fale elektromagnes są opisywane przez długość fali λ (λ =c/ν). Fale elektr -fale radiowe i promieniowanie kosmiczne. Fale o niskiej częstości λ =10¹¹- 10⁴m , fale radiowe λ=10⁴- 10^-1 m, mikrofale λ=10^-1-10^-4 m, promieniowanie podczerwone-prom widzialne-prom ultrafioletowe -10^-4-10^-9m. Zakres promien widzialnego 350-750 nm.Promieniow rentgena (pr X) λ= 10^-9-10^-12m, promiewan gamma (γ), prom kosmiczne: 10^-12-10^-14m. Każde źródła światła emituje promieniow kosztem określonych przemian i reakcji, w których część energii przekształca się w energię promieniowania.Określeniem tej energii oraz wielkością z nią związanych zajmuje się fotometria. Rozróżnia się fot energetyczną i wizualną.Fot energet zajmuje się całkowicie energią promienistą, widzialną i niewidzialną oraz wielkościami wielkościami nią związanymi.Fot wizualna odnosi się do zakresu widzialnego promienow elektromagnes. Podstawowe wielkości fotometrii energ. 1.strumień energii promieniowania : wyraża moc danego źródła tzn. ilość energii promienistej przenoszonej przez falę energii w jednostce czasu we wszystkich kierunkach. Jednostką strumienia jest wat. 2.Gęstość kątowa strumienia energii promieniowania w danym kierunku.3.Natężenie promieniowania- stosunek strumienia do powierzchni na którą ten strumień pada. Natężenie prom zależy od R² i α.4. Luminancja energetyczna.Gęstość kątowa strumienia świetlnego [I_e (W/sr)], światłość(natężenie źródła światła) [I_vis (cd)], strumień energii prom ǿ_e(W), Strumień świetlny ǿ_vis(lm) lm=cd=sr, natężenie prom ε_e (W/m²), oświetlenie ε_vis (lx), luminancja L_e (W/sr m²), luminancja L_vis (nt). Jednostka kandela to światłość jaką ma w określonym kierunku źródło emitujące promieniow monochromatyczne o częstotliwości 540∙10¹² Hz i którego natężenie w tym kierunku jest równe 1/683 W/sr. Jeden lumen jest strumieniem świetlnym promieniowanym przez izotropowe źródło punktowe o natężeniu 1 kandel do kąta bryłowego równego 1 steradianowi. Lm=cd∙sr. Jednym luksem nazywa się oświetlenie takiej prostopadłej do promieni świetlnych powierzchni, na której każdy m² pada na strumień świetlny równy 1 lumenowi. Lx=lm/m². Jeden nit to luminancja źródła, którego powierzchnia równa 1m² ma w kierunku normalnym światłość jednej kandeli. Nt=cd/m². 10^-4 nt- najmn lumiancja na kt reague oko- niebo w noc księżycową, 10nnt-kartka papieru przy oświetleniu 10 lx, 5∙10³ nt płomień świecy, 10⁶ nt luminancja, kt powoduje ból oczu, 10⁹ nt-tarcza słoneczna. FOTOMETR służy do mierzenia natężenia światła.WIDMO CIAŁA DOSKONALE CZARNEGO. Promienie ciała dosk czarnego nie jest promien ciągłym, emituje ją w postaci kwantu : E=h∙ν ; E=h∙c/λ. Energia jest wprost proporcjonalna do długości odwrotnej do częstości. PRAWO ST. BOLTZMANA-natężenie promien funkcji temp jest wprost proporcj d czwartej potęgi temp I(f)=δ∙T⁴ ,δ=5,67∙10^-8(W/m²∙K⁴). I-energia jaka w jednostce czasu pada na m². Stała δ nie zależy od rodzaju ciała.PRAWO WIENA-Długość fali λmax odpowiadająca max zdolności emisyjnej zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do temperatury bezwzględnej ciała: λmax ∙T=const, const=2,898 ∙10^-3m∙k. ABSORPCJA- proces pochłaniania energii fali przez ciało. W procesie absorpcji (także emisji) światło zachowuje się jak cząstka elementarna i może być pochłaniane tylko w porcjach zależnych od częstotliwości światła. TRANSMITANCJA-proces odwrotny do absorpcji: T=I/I₀∙(100%), T=100%gdy I=I₀. Prawo Lamberta-Beera: głosi, że absorbancja światła monochromatycznego jest wprost proporcjonalna do grubości warstwy i stężenia roztworu.WŁAŚC IZYCZNE UKŁ SŁOŃCE-ZIEMIA:1.Temperatura powierzchni Słońca wynoci T=5800K.Widmo emisyjne tego promieniowania ma maximum przy λ=500nm. Dla tej długości fali E=h∙ν=2,48eV. 2.Odległość Ziemia-Słońce R_zs=1,49 ∙10¹¹m, promień R_z=6,4∙10^-9m. 0,46∙10^-9 całkowitej energii słonecznej pada na Ziemię 3.Promień Słońca R_s=6,96∙10⁸m, T=5800K.Obliczony strumień energii E=1399 W/m²-stała słoneczna S zmierzona S=1370 W/m² 4. T_z=288K(ok.15◦C) 5. Masa Ziemi M=6∙10²⁴kg i jej promień umożliwiają utrzymanie atmosfery.Równanie energii (1-a)S=4σT⁴ a-albedo (albedo dla Ziemi a=0,34), σ-stała Boltzmana =5,675∙10^-8vW/m²K, T_atm=255K, T_z=251K.Gazy cieplarniane:woda,dwutlenek węgla,ozon,metan,tlenek azotu.Wzrost ilości gazów ciepl powoduje wzrost temp Ziemi.UV-A 320-340nm, UV-B 320-290nm,UV-C 290-240nm. Im krótsza λ tym energia większa. λ<240nm O₂+hν=O+O, O+O₂+M→O₃+M NISZCZENIE OZONU O₃ + O₃→3O₂, O+O₃→2O_2. Rodniki:Cl^∙,NO^∙,OH^∙. Cl^∙+O₃→ClO+O₂, ClO+O→Cl+O₂. Za niszczenie 0₃ odpowiedz jest obecność w atm rodników.Najgroźniejszy z nich jest Cl.Związ, który powod,że w tmosferze są rodniki Cl to Freon 11 i Freon 12.Rodniki niszczą 99% ozonu. MECHAN WYM CIEPŁA MIĘDZY UKŁ A OTOCZ:1. Promieniowanie,2.Przewodnictwo,3.Konwekcja,4.Parowanie. Promieniow może być odbite,rozprosz,zaabsorbowe,przepuszcz.I_o-natężenie promieniow, _R=promieniowanie odbite, I_a=pochłonięte, _p-przepuszczone.r=Ir/Io,a=Ia/Io,p=Ip/Io. Współczynniki zależą od:temperatury ciała,długości fali świetlnej. Zdolność emisyjna R_T (λ) ciała(energia,kt ciało może wypromieniować)jednostka-W/m²[J/sm²].Zdolność absorpcyjna-energia,którą ciało może pochłonąć. PRAWO KIRCHOFFA-dla dowolnego ciała stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej ciała 1 równa się stosunkowi zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej ciała2. Dla ciała doskonale czarnego zdolność absorpcyjna=1.Zdolność emisyjna każdego ciała jest zawsze < od zdolności absorpcyjnej ciała doskonale czarnego.Dla dowolnego ciała,które nie jest ciałem dokonale czarnym jedo zdolność emisyjna= R_T=eδT⁴ PRZEWODNICTWO CIEPLNE-zachodzi gdy mamy promieniowanie przez jakąś powierzchnię, musi być różnica temperatur. Rozpatruje się tutaj strumień energii cieplnej J(Q). J(Q)=Q/St . Ciepło przepływa od temperatury wyższej do niższej.Gradient temp-jako wartość wektorowa ma znak przeciwny.Ciepło przepływa od niższej do wyższej.Tak jest w gazach i w cieczach.Ruch chaotyczny jest największy w gazach. Przewodnictwo jest najmniejsze. Największe przewodnictwo jest w ciałach stałych(metale-srebro).Ag=420 W/mK. dla gleby suchej 0,2; gleba wilgotna 1,7; woda 0,6; powietrze 0,026. Przewodnictwo cieplne gleby zależy od jej struktury. W glebie wilgotnej jest woda i ona się przemieszcza. Właściwości cieplne zależą od wilgotności. Wokół gleby,wody,ciała tworzy się nieruchoma warstwa.Przetrzymywana jest siłami molekularnymi.Na grubość warstwy ma wpływ obecność piór,włosów. Zależy od wielkości liści.To obszar gdzie przewodnictwo cieplne odgrywa ważną rolę.KONWEKCJA-Ciepło jest unoszone razem z cząsteczkami materii. Konwekcja zachodzi tylko w ośrodkach gazowych i ciekłych. Bodźcem mogą być gradienty gęstości,ciśnienia Ilość ciepła transportowanego przez konwekcje zależy od wielkości powierzchni i temp. Q_k=λ'S(∆T)υ² zależy od powiewu wiatru,od tego czy powierzchnia płaska. Wiatr pomaga w konwekcji, zwiększa szybkość parowania. PAROWANIE woda paruje w każdej temperaturze.Jeżeli zachodzi parowanie wody-może się zdarzyć, że cząsteczka wyparuje-wyjdą z cieczy te o najwyższych energiach, zostaną te o najmniejszych. Temperatura cieczy maleje. Ciepło parowania dla wody χ=2∙10⁶J/kg. Parowanie z powierzchni liścia,skóry służy do tego aby obniżyć temperaturę,ochłodzić. Qp=λ''S(p_o-p₁). Skraplanie-gromadzenie energii liścia. Rozproszenie-energia związana z wyparowaniem energii,prowadzi do 50%straty energii. 1.Energia pobrana przez liść. 2.Energia zatrzymana przez liść. 3.Energia oddana *absorpcja promieni słonecznych *absorpcja otoczenia. Energia zatrzymana- w postaci produktów fotosyntezy i innych procesów metabolicznych. Energia oddana-przewodnictwo cieplne, parowanie,konwekcja. W wyniku fotosyntezy z 11μmol/m²s CO₂ powstaje 478 kJ produktów fotosyntezy. Biorąc pod uwagę promieniowanie, trzeba wziąć pod uwagę jedną i drugą stronę liścia.Udział prom odbitego stanowi 20% prom padającego. I_A -promieniowanie rozproszone w górnych warstwach atmosfery, I_ch -promien odbite i rozproszone przez chmury. Is-prom słoneczne.Gdy niebo jest zachmurzone to Ich>Is. Każdy z tych 6 promieni ma inny współczynnik absorpcji, zależą one od długości fali : a(λ) r(λ). I~1/ λ⁴. Bardziej rozpraszają się fale krótkie.BILANS ENERGETYCZNY DLA LIŚCIA: a(Is+I_A+Ich)+ar(Is+I_A+Ich), aI+arI=aI(1+r). Gęstość strumienia promieniowania Ir= a_irδ(T₀⁴+T_A⁴) [absorpcja], Ia(1+r), I_ire=e_irδT_L⁴ [emisja], I_ire -zdolność emisyjna liścia. Ia(1+r)+a_irδ(T₀⁴+T_A⁴)-2 e_irδT_L⁴=Iw (strumień energii wypadkowej). Warstwy cieplejsze unoszą się do góry i przenoszą za sobą ciepło. Konwekcja wymuszona>konwekcja swobodna. Przekazywanie powietrza następuje przez warstwę graniczną. Równanie Fouriera : I_a=Q/∆t∆s I_a=-χ dT/Dx. Strumień energii przewodzącej jest wprost proporcjonalny do gradientu temperatury do odcinka X. Gradient ma zwrot przeciwny do kierunku przepływu. T_L>T₀ to ciepło będzie przewodzone od liścia do otoczenia. I_a=2χ(T_L-T₀)/δ, χ-współczynnik przewodnictwa ciepln. Wielkość warstwy granicznej została obliczona z teorii przepływu laminarnego: δ=a√I_L/V [m] a=4∙10^-3 m/√s . I_L- długość liścia. Im większy jest liść tym grubsza jest warstwa graniczna wokół liścia. Im większa jest prędkość tym warstwa gran jest mniejsza.GLEBA:na glebę także pada promieniow słoneczne.Gl ma inną strukturę niż liść. Gdy prmieniow pada na glebę to potem jest przewodzone wgłąb. Współczynnik absorpcji Q_G jest taki sam dla Is,Ich,I_A. r_G-współczynnik odbicia, e_irG-współcz promieniow podczerw. Q_G(1+r_G)(Is+Ich+I_A)+Q_irG (T₀⁴+T_A⁴) δ-e_irGT⁴_G δ=Iw. Gdy gleba jest odsłonięta to T_o=T_A MECHANIZMEM ODPOW ZA PRZEWODZ STRUMIENIA CIEPŁA WGŁĄB GLEBY JEST WODA. Przepływ wody wgłąb pociąga za sobą strumień.Woda przepływa do obszarów obszarów mniejszym potencjale chemicznym. Potencjał chemiczny wody (μ_w)-jest to potencjał standardowy, bardzo trudny do wyznaczenia,to potencjał w stanie wody chemicznie czystej. Wtedy μ_w^x= μ_w , gdy a=1,P=0,h=0.w zasadzie nie wyznacza się go. μ_w= μ_w^x+RTlna_w+ V_wP+m_wgh. R-stała gazowa,T-temp bezwzględna,a-aktywność wody ; a=1 max aktywność wody,uzyskujemy dla wody chem czystej. Jeżeli woda nie jest chem czysta, to aktywność maleje,a wzrasta ciśnienie osmotyczne. Gdy a<1 to ln(-) RTlna_w=-V_w
Aktywność wody może być osłabiona nie tylko przez obszar rozpuszcz cząstek,ale tez przez oddziaływanie wody z powierzchniami granicznymi.
=
_s+ ł (ł-tał-ciśnienie matrycowe). Ujemne ciśn hydrostat wynika z tego,że powierzchnia wody tworzy menisk wklęsły i pod nią powstaje (-) ciśn. ∆p=- δ(1/R₁+1/R₂) POTENCJAŁ CHEM WODY: ψ=μ_w-μ_w^x/Vw= -
s-ł+P+AGH. Potencjał wody to odniesiony do objętości molowej (Vw) jej potencjał chemiczny ponad potencjał standardowy. Woda tworzy menisk wklęsły.Pod meniskiem ciśnienie jest mniejsze.To ciśnienie P. OBJĘTOŚCIOWA POWIERZCHNIA CIEPLNA (dla suchego piasku):p-porowatośc suchego piasku 0,5. q-2600kg/m³,ciepło właściwe 0,836kJ/kgK=836J/k C_v=pcq (0,5∙0,836∙2600=1,087)[J/kgK ∙kg/m³]=[J/m³∙K] Aby ogrzać 1m³ suchego piasku o 1stopień musi być 1MJ energii. O ile się zmieni ta objętość gdy piasek będzie mokry?wilgotność 20%. C=4180 J/K, q=1000 kg/m³, C_v=0,5∙863∙2600+0,2∙4180∙1000. Jeżeli w ciągu dnia świeci światło i ogrzewa glebę to różnica temp na powierzchni 40cm wynosi ∆T=2K.ROŚLINA Komórki roślin są w kontakcie z otaczającym powietrzem.Potencjał wody w roślinie+potencjał pary wodnej w powietrzu μ=μ*+Rolna, a dla pary wodnej a=P/P_o ψ= μ_pw- μ_pw*/V=RTlnP/VP_o+AGH Gradient temp przy powierzchni ∆T/∆X=1K/cm³ Q=C_v∙∆T∙d [J/m²] Potrzeba dużo ciepła aby ogrzać objętość gleby. Ciepło jest magazynowane i w nocy gleba jest ciepła,ciepło przepływa w kierunku powietrza (gleba oddaje ciepło) ∆Q/∆t∆s=χ∙∆T/∆X →∆t=∆Q/∆s/χ∙∆T/∆X . Potencjał w roślinie jest większy niż poza nią. Podczas transpiracji prędkość jaką woda w ksylemie się podnosi V=0,1cm/s ψ=P+qgx dψ/dx=dP/Dv(gradient ciśnienia)+qg V=r²dP/8ηdX. ZJAWISKA WYNIKAJĄCE Z RÓŻNICY POTENCJAŁÓW CHEM: 1.Dyfuzja-zjawisko zachodzi w wyniku różnicy stężenia 2.Osmoza Ad.1 μ_x=μ_o(pot standard)+RTlnC(stężenie) μ_x+dx= μ_o+RTln(C-dC) ∆μ=μ_x+dx- μ_x. Szybkość jaką przemieszcza się substancja zależy od gradientu potencj. Prawo Ficka strumień subst przepływającej dn/dtds=-D∙dc/dx w wyniku dyfuzji jest wprost prop do gradientu stężenia. Stała dyfuzji D zależy od rodzaju subst, temp,ciśnienia R-stała gazowa. Ad.2 Osmoza-przenikanie cząsteczek przez błony(są one półprzepuszczalne).Przepuszcz rozpuszczalnik, a nie subst. Błona oddziela dwa roztwory różniące się potencjałami chemicznymi. Różnica potencjałów chemicznych wynika z różnicy składu (stężenia) roztworów. Jeżeli pomiędzy takimi roztworami istnieje różnica potencjałów chemicznych, pojawia się wówczas proporcjonalne do niej tzw. ciśnienie osmotyczne, π, które wymusza przepływ cząsteczek przez membranę a czasami może spowodować jej zniszczenie. Pracę jaką należy wykonać aby przenieść przez błonę 1 mol rozpuszczalnika obliczamy: W=p∆V ∆W=π∙ ∆Vmol ∆W=∆μ=μ1-μ2, π =RTn2/∆Vmol n1=RT/V∙n²= RTCm Iloczyn stałej gazowej temp i stężenie molowego zależy od temp i stężenia molowego substancji rop.GLEBA-ROŚLINA-ATMOSFERA Wszelkie przepływy odbywają się od większego potencjału do niższego. Potencjał przy którym liście więdną:-1,5 MPa=ψ_G. Gdy gleba jest dobrze nawodniona to maleje. ψ_G=-0,1 MPa w ścianie komórki mezofilowej=-0,8MPa ψ=P- π+qgh gdy P=O to roślina traci turgor. Aby liść nie więdł musi być większe ciśnienie osmotyczne. Potencjał gleby i liścia ulega wahaniom.Dzień-potencjał maleje,w nocy rośnie do momentu,do którego pozwala potencjłam gleby. Liście w nocy odżywają. Następuje całkowite zniszczenie gdy ψ_G osiągnie -1,5MPa.(należy wtedy podlac rośliny). Dobowe zmiany potenc wynikają ze zmian strumienia Słońca-powodują zatem zwiększenie transpiracji.To wszystko związane jest z temperaturą liścia.T_L dla gleb suchych jest mniejsza niż wilgotnych. Roślinach przegrzanych (tropikalnych -40^˚C ) nast. Degradacja chlorofilu blokując fotosyntezę.Potzrebne są mechanizmy odprowadzające nadmiar energii. SIŁA ODDZIAŁYWAŃ MIĘDZYCZĄSTECZK. Gdy zetkna się 2 ciała prowadzi to dopowstania gradientu potencjału elektycznego. Energia Ferniego: różnica między E_F a głębokością studni potencj nazywa się pracą wyjścia. A=U_o(głebok studni) - E_F. Aby elektron wyszedł metalu trzeba dostarczyć energię równą pracy wyjścia (można podgrzać,poświecić,zbombardować elektronami,jonami,uzyskać pole elektryczne). POTENCJAŁ KONTAKTOWY : eU=∆A, U=∆A/e. Potencjał zależy od tempera, koncentracji elektronów(ilość ładunków zawartych w różnicach objętości). Im wyższa temp złącza tym powst większa różnica potencjału. POTENCJ ELEKTRODOWY-wyraża się wzorem Nernsta: ∆V=∆V_o+RT/ZF lnC POTENCJAŁ DYFUZYJNY- różnica potencjałów powstająca na granicy zetknięcia dwu roztworów, wynikająca z różnej ruchliwości anionów i kationów ∆V=U⁺-U^-/ U⁺-U^- -RT/ZF lnC1/C2 ,ruchliwość jonów-stosunek prędkości jonu do natężenia pola elektrycznego U=V/E POTENCJAŁ ELEKTROKINETYCZNY-ε_Ek=q/r²ε*D. Zależy on od ładunku cząstki koloidalnej, kwadratu odległości i od przenikalności elektr środowiska . Ilość energii, która dochodzi rocznie do Ziemi ze Słońca ~1,5∙10²⁴J, zostaje wykorzystane przez rośliny w procesie fotosyntezy -1,2∙10²²J,w procesie asymilacji powstaje 3∙10¹¹t C. FOTOSYNTEZA zachodzi w roślinach zielonych, bakteriach. Podstawą jest wychwytywanie energii świetlnej przez barwniki.Energia ta jest zamieniana na energię chemiczną. 12H₂O + 6CO₂ + hν -> C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O +6O₂ . Barwnik, który absorbujeświatło-chlorofil. Absorbuje 2 długości: λ1=400nm λ2=600nm przy tych długościach absorpcja daje kolor zielony. Czas trwania absorpcji 10^-15-10^-9s.Przeciwstawnym pojęciem do absorpcji jest fluorescencja. W procesie fotosyntezy cząstki chlorofilu przesyłają energię w kierunku centrum. Na jedne centrum przypada ok. 250 cząstek chlorofilu. Centrum to chlorofil a który połączony jest z białkiem. Mamy 2 centra: fotosystem 1(PS I) i fotosystem 2(PS II). W PS I układ chlorofilu z białkami mają 700 nm P-700, w PS II chlorofil z białkami absorbuje przy długości 680 nm P-680. Teoria rezonansowa-jeżeli mamy cząsteczke wzbudzoną i jeżeli elektron idzie do pola elektrycznego to stanowi dipol. Jeżeli w jego pobliżu jest druga cząsteczka to następuje rezonans-drgania cząstek.Donor+akceptor + hν -> D*+A->D+A* przekazanie energii z donora na akceptor,ale musza leżeć blisko siebie.Odległość między barwnikami w granach chlorofilu wynosi 2nm. *Karotenoidy,ksantofile- rośliny wyższe, *fikoerytyny,fikocyjaniny-krasnorosty,sinice. Procesy pierwotne fotosyntezy:*absorpcja światła przez barwnik *relaksacja cząstek wzbudzonych do stanu równowagi termicznej z otoczeniem *przekazywanie energii wzbudzenia pomiędzy cząsteczki barwników odpowiedzialnych za absorpcję światła NADPH->przeprow CO₂ w węglowodan. Ferrodoksyna _^e cytochrom b6_^e cytochrom f_P-700 Ta droga prowadzi do wytworzenia ATP->onrozpada się na ADP+Energia. Tu tworzy się dużo energii i może ona być zamieniona na pracę. Fotosystem 2. Łańcuch transportu elektronów: plastochinion zaczyna wędrówkę _^e cytochrom b₅₅₉ _^e cytochrom f _^e plastocyjanina _^e P-700 W końcowym efekcie tworzy się ATP. Pierwotnym donorem dla fotosyst 2 jest rozpad wody (fotoutlenianie). 2H₂O-> O₂+4e^- +4H⁺ Uwolnione elektrony podczas tej reakcji redukują utlenioną cząsteczkę P680, która po wzbudzeniu znów utlenia się. Sprzężenie dwóch fotosystemów jest ważną cechą.Żaden z nich nie przeprowadzi fotosyntezy samodzielnie. Jeżeli któryś z fotosyst zawiedzie to nei ma fotosyntezy. Proces fotosyntezy można podzielić na 3 części: 1.Odłączenie H od donora.W roślinach zielonych następuje w tej części procesu wydzielanie tlenu cząsteczkowego. 2. Przeprowadzenie na koszt energii świetlnej wodoru ze stanu odpowiadającego bardziej trwałemu połączeniu z wodą lub innym donorem wodoru do stanu, w którym może on się włączyć w mniej trwały sposób produkt fotosynt 3.Synteza węglowodanów węglowodanów CO₂ i H dostarczając z poprzednich części procesu.Ten proces zachodzi bez udziału światła, ale przy wykorzystaniu energii chemicznej powstałej na jego koszt. Jądro at=nuklid, skł, się z cząstek zwanych nukleonami:protony, neutrony. Masę tych cząsteczek zapisuje się w odniesieniu do masy elektronu. Mp=1836,6 me; Mn=1839,6 me. Cząstki o porównywalnych wielkościach me=9,11*10-31 kg. E=1,6*10-19 C (ładunek). A-liczba amsowa(protony+neutrony)określa masę jądra; Z-liczba atomowa(liczba protonów); A-Z l.neutronów. W pierwiastkach chem są:*izotopy, izobary, izotony. Izotopy-pierw kt mają taką samą liczbę protonów. Z=const, l neutronów nie zmienia się; izobary-A=const (stała jest suma p+n); izotony-mają stałą liczbę neutronów (A-Z)=const; Promień jądra zależy od liczby masowej. Im więcej nukleonów w jądrze tym promień większy. R=1,4^3√ A * 10^-15 m; R=1,4³ √A fm. Gęstość materii, z kt skł się proton: ρ=m/v=1,456*10¹⁷ kg/m3. Największą gęstość można porównać z platyną. Masa jądra, jeżeli policzymy je sumując l p i neutronów M(A,Z)=Z*mp+(A-Z)mn to wyznaczona doświadcz. masa jądra jest mniejsza do masy liczonej sumy Mj<M(A,Z) ∆M=M(A,Z)-Mj (defekt masy). Korzystając ze wzoru E=mc2 możemy obliczyć en wiązania nukleonów w jądrze. Jądro ma ładunek +. En wiązania podaje się w MeV=(E); 1eV=wartość elektr*volt; eV=1,6*10^-19 C*1V; 1V=J/C. Jeśli podzielimy en wiązania przez ilość nukleonów to otrzymamy en wiązania przypadającą na 1 nukleon. Trwałość jądra zależy od elementów z jakich się składa. Im więcej protonów tym jądro mniej trwałe. Zależy od stosunku n do p. Jądra parzysto parzyste SA b trwałe od tych parzysto nieparzystych. Wszystkie jądra dla A>=210 są jądrami promieniotwórczymi. Ulegają one rozpadowi samoczynnemu. Rozpad ten prowadzi do emisji cząstek α,β-,β+,γ. Jąder trwałych w przyrodzie jest 264, one nie ulegają samorzutnemu rozpadowi. Ilość jąder rozpadających się w jednostce czasu dn/dt=-λ*N. Stała rozpadu jest wielkością prawdopodobieństwa rozpadu danego nuklidu w jednostce czasu (-λ). W miarę wzrostu czasu maleje liczba jąder. Czas połowicznego rozpadu T1/2 -czas, po którym połowa pierwiastka promieniotw ulegnie rozpadowi. N=No/2. Każdy pierw, kt zaczyna się rozpadać kończy na ołowiu. To stały pierw i nie ulega rozpadowi. PROMIENIOWANIE α 10 ⁴; β 10 ²; γ 10 ⁰ par jonow; β znacznie słabiej jonizuje. To świadczy o tym , że prom. α najszybciej traci energię. Im promieniowanie mniej jonów wytwarza, to większy jest jego zasięg. To wszystko dotycz pierw., które rozpadają się samoczynnie. Uzyskiwanie pierw sztucznych uzyskujemy bombardując jądro protonu, neutronami, α, d. Izotopy promieniotwórcze służą do badań naukowych. Te badania to metoda pierwiastków znaczonych. Polegają na: izotopy miesza się z pierw. niepromieniotwórczymi. Metodą pierw. znaczonych można badać: *procesy przyswajania przez roślinę różnych mikroelementów zaw w glebie *proces żywienia zwierząt hodowlanych *przebieg syntezy tłuszczów z białek *cyrkulację wody i pary wodnej w glebie *migrację owadów *działanie środków owadobójczych *ścieranie się części maszyn *racjonalne stosowanie nawozów *procesy fotosyntetyczne Plus tej metody: wystarczy bardzo niewiele pierw żeby móc śledzić to co chcemy robić. Promieniow jest szkodliwe, bo powoduje w organizmie różne mutacje. W przypadku roślin te mutacje mogą dawać pozytywne efekty, uszlachetniać je. Powodują one m.in. zwiększeni urodzajności, odporności na wyleganie, na choroby, przyspiesza wschodzenie roślin, zwiększa zaw.białka. Ważniejsze izootopy, kt. Stos. Się w badaniach biologicznych: Na półokres rozpadu 15 godz; P 14 dni; K 12 godz; J 8 dni. Reakcja jądrowa: Wydzielanie się z niej b.dużo en. R.j., czyli rozbijanie jądra. R.j. poddawany jest 235/92 U. 235/92 U bombarduje się neutronami to w wyniku powstaje izotop 236/92 U, kt rozpadnie się na dwa pierwiastki 93/36 Kr+140/56 Ba, 3 neutrony i 200 MeV. > 235/92 U+1/0 n>236/92 U?93/36 Kr + 140/56 Ba + 3 1/0 n + 200MeV. Mamy reakcję lawinową:1 neutronem wyzwalamy 3n, potem tymi 3n kolejne 3n itd. Energia, kt się wyzwala podczas rozszczepienia U jest tak duża: 1kg 235/92 U=3000 ton węgla. Jak byśmy spalili 3000 t węgla przy spaleniu 1kg uranu. Ta duża en jest odprowadzana poprzez substancje kt przyjmują ta en. W bombie atomowej, lawinowe rozszczepienie nie zachodzi w każdej masie. Musi być pewna masa-masa krytyczna. Dla U m=40kg. Te masy SA w jakiś sposób otoczone materiałem wybuchowym.

---