28.Fizyka jądra atomowego
a) Budowa jądra atomowego
Jądro atomowe jest zbudowane z jednego lub więcej protonów i
neutronów zwanych nukleonami. Leży w centralnej cześć atomu i skupia
prawie całą jego masę.
b)Właściwości sił jądrowych, model oddziaływania. Siły jądrowe są:
I)krótko zasięgowe-zasięg działania 10^ -15
II)niezależne od ładunku elektrycznego
III)Wykazują własności wysycenia- każdy nukleon oddziaływuje tylko
z ograniczoną liczbą innych nukleonów
c)Proces rozpadu uranu po pochłonięciu termicznego neutronu
I)Jądro ^235U absorbuje neutron termiczny
II)powstaje wzbudzone jądro ^236U które intensywnie drga
III)Drgania mogą spowodować powstanie szyjki
VI)siła kolumbowska powstaje wydłużenie szyjki

V)

następuje rozszczepienie

VI)

oddalenie się od siebie fragmentów i uwolnienie neutronów

d)Synteza termojądrowa na słońcu
Zjawisko polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w jedno
cięższy nowych jąder mogą powstać wolne neutrony,protony,cząstki
elementarne i cząstki alpha. Na słońcu jądra wodoru (protony)pokonują
barierę potencjału o wartości E~1MeV przy pomocy temperatury
panującej wewnątrz słońca oraz zjawiska tunelowego i syntezują w jądra
helu. Wytwarzając przy tym ciepło.
2.Struktura materii
a) rodzaje oddziaływań elementarnych
Oddziaływania silne- odpowiedzialne są za wiązania pomiędzy kwarkami
które tworzą nukleony. Nośnikiem są bez masowe cząstki zwane
glronami. Zasięg oddziaływań silnych: 10^ -15 m (rozmiar jądra) są to
najsilniejsze oddziaływania elementarne.
Oddziaływania elektromagnetyczne odpowiedzialne są min. za
wiązania pomiędzy jądrem a elektronami oraz wiązania pomiędzy
atomami i cząstkami. Nośnikiem są fotony zasięg oddziaływań
elektromagnetycznych jest nieskończony. Siła 1/123 siły oddziaływań
silnych
Oddziaływania słabe- odpowiedzialne min za rozpad beta i związane z
radioaktywnością Nośnikami są masowe cząstki bozony W^+,W^- i Z^o
Zasięg oddziaływań słabych 10-18(rozmiar protonu)
Siła 10-13 siły oddziaływań silnych
Oddziaływania grawitacyjne- odpowiedzialne za formowanie materii w
skali kosmicznej(powstawanie planet,gwiazd galaktyk itp.)Nośnikami są
Grawitony jednak jest to hipotetyczna cząstka elementarna bez masy i
ładunku elektrycznego. Zasięg oddziaływań grawitacyjnych jest
nieskończony
siła 10^-40 oddziaływań silnych są to najsłabsze oddziaływania
elementarne.
b)Podział cząstek elementarnych
Hadrony dzielą się na :mezony i bariony
Podlegają oddziaływaniom grawitacyjnym elektromagnetycznym (gdy
mają ładunek) słabym oraz silnym.
*Mezony zbudowane z kwarka i antykwarka. Spin mezonów jest równy
zeru lub liczbie całkowitej,są one bozonami.
*Bariony-Zbudowane z trzech kwarków. Spin barionów jest
połówkowy(1/2;3/2)są one fermionami czyli cząstkami posiadającymi
min. całkowity spin.

C)

właściwości kwarków

kwarki są jednym z rodzajów cząstek materii która nas otacza jest
zbudowana z protonów i neutronów które składają się właśnie z
kwarków. Mamy sześć kwarków pogrupowanych w trzy pary Nazwy te są
zapachami kwarków. GÓRNY-DOLNY ; POWABNY-DZIWNY ;
PRAWDZIWY-PIEKNY
Ładunek elektryczny kwarków jest ułamkowy wynosi +2/3e lub -1/3e
Ładunek kolorowy liczba kwantowa wprowadzona by rozróżnić
znajdujące się w tym samym stanie spinowym. Ładunek kolorowy
cząstek złożonych z kwarków wynosi ZERO. Oddziaływanie silne
występuje tylko na bardzo małych odległościach pomiędzy kwarkami.
SPIN kwarki mają spin połówkowy (1/2h,3/2h) gdzie =h/2pi h-stała
Plancka
Masa- dla kwarków definiuje się dwa rodzaje masy
-masa konstytuentalna
- masa prądowa
Zapach jedna z liczb kwantowych opisująca kwarki każdy kark ma
określony zapach.
KWARKI NIE WYSTEPUJĄ JAKO CZASTECZKI SWOBODNE!
D)Struktura protonów, neutronów, elektronów
Proton – cząstka elementarna z gr barionów o ładunku +1, masie
spoczynkowej ok 1u, złożony z 2 kwarków górnych i 1 dolnego.
Neutron- cząstka elementarna o liczbie barionowej +1, nie posiada
ładunku elektrycznego, złożony z 2 kwarków dolnych i 1 górnego.
Posiada spin 1/2
Elektron- cząstka elementarna (lepton) o ładunku e = -1,6 *10^-19.
Obojętny atom ma tyle samo elektronów co protonów, Poruszają się po
powłokach orbitalnych.
Rozpady beta jako przemiana kwarkowa – polega na przemianie
jądrowej, w której neutron zostaje zastąpiony protonem. Oddziaływanie
ma miejsce poprzez emisję bozonu W- przez jeden z kwarków dolnych
neutronu. W- rozpada się następnie na elektron i antyneutrino
elektronowe.