1. Postulaty Einsteina dot. szczególnej teorii
względności
- Prawa natury mają tą sama postać we wszystkich
układach inercjalnych,
- Prędkość światła jest stała i taka sama we wszystkich
inercjalnych układach odniesienia, niezależnie od ruchu
z
ródła i obserwatora.
2. Doświadczenie Michelsona- Morleya.
Miało na celu wykrycie wpływu ruchu orbitalnego Ziemi
na prędkość światła poprzez pomiar prędkości światła w
kierunkach: prostopadłym oraz równoległym do ruchu
Ziemi. Dało ono jednak negatywny wynik, więc należało
uznać, że prędkość światła w próżni jest jednakowa we
wszystkicj inercjalnych układach odniesienia.
3. Interwał czasoprzestrzenny
Odległość między dwoma punktami w czasoprzestrzeni:
" = " " - " - " - "
- Jeżeli interwał jest większy od zera to mówi się, że
punkty (zdarzenia) są położone czasowo. Zdarzenia
położone czasowo można osiągnąć przez wysłanie lub
odebranie czÄ…stki obdarzonej masÄ…,.
- Jeżeli interwał jest mniejszy od zera - przestrzennie. Dla
punktów położonych przestrzennie można znalez
ć układ
odniesienia w którym oba zdarzenia występują
jednocześnie. Zdarzenia położone przestrzennie są
nieosiÄ…galne.
4. Transformacja Galileusza
x=x , y=y , z=z + v0z· t, t=t
5. Transformacja Lorentza
"
"
x=x , y=y , = , = (²=v/c)
6. Skrócenie długości
ZwiÄ…zane jest z transformacjÄ… Lorentza
l = l· 1 -
7. Dylatacja czasu
- w układzie poruszającym się czas płynie wolniej
- w układzie własnym czas płynie najszybciej
0= " - " , 0 = " - "
2 = " - " ) 2 = " - " )
1
=
1 -
"
" = " " =
-
8. Ciało doskonale czarne
Pojęcie stosowane dla określenia ciała pochłaniającego
całkowicie padające na nie promieniowanie
elektromagnetyczne, niezależnie od temperatury tego
ciała, kąta padania i widma padającego promieniowania.
Współczynnik pochłaniania dla takiego ciała jest równy
jedności dla dowolnej długości fali.
Ciało doskonale czarne nie istnieje w rzeczywistości, ale
dobrym jego modelem jest duża wnęka z niewielkim
otworem, pokryta od wewnÄ…trz czarnÄ… substancjÄ… (np.
sadzÄ…). Powierzchnia otworu zachowuje siÄ™ niemal jak
ciało doskonale czarne  promieniowanie wpadające do
wnęki odbija się wielokrotnie od jej ścian i jest niemal
całkowicie pochłaniane, natomiast parametry
promieniowania wychodzącego z jej wnętrza zależą tylko
od temperatury wewnątrz wnęki.
9. Współczynnik emisyjności
Wielkość określająca ile razy promieniowanie ciała
rzeczywistego jest mniejsze od promieniowania ciała
doskonale czarnego.
µ = E/E0
µ - współczynnik emisyjnoÅ›ci
E - całkowita emitancja ciała szarego (ciała
rzeczywistego)
E0 - całkowita emitancja ciała doskonale czarnego
10. Zależność zdolności emisji fal przez ciało o danej
temperaturze do długości fali
11. Prawo Stefana-Boltzmanna
Opisuje całkowitą moc wypromieniowywaną przez ciało
doskonale czarne w danej temperaturze. Zostało
opracowane w 1879 przez Jozefa Stefana i Ludwiga
Boltzmanna.
gdzie
Rc - strumień energii wypromieniowywany w kierunku
prostopadłym do powierzchni ciała [W / m2]
à - stała Stefana-Boltzmanna
T - temperatura w skali Kelvina
= " /
stała Plancka
h = 6,625Å"10-34 J Å" s
-1
k = 1,38Å"10-23 J Å" K staÅ‚a Boltzmana
12. Plancka prawo promieniowania
Opisuje emisję światła przez ciało doskonale czarne
znajdujÄ…ce siÄ™ w danej temperaturze.
Zgodnie z nim emisja (i absorpcja) światła odbywa się w
porcjach (kwantach) o energii h½, gdzie h - staÅ‚a Plancka,
½ - czÄ™stotliwość fali Å›wiatÅ‚a, a zależność zdolnoÅ›ci
emisyjnej µ od czÄ™stotliwoÅ›ci fali ½ i temperatury T
wyrażona jest wzorem:
13. Dualizm korpuskularno falowy
Cecha obiektów kwantowych (np. fotonów, czy
elektronów) polegająca na przejawianiu, w zależności od
sytuacji, właściwości falowych (dyfrakcja, interferencja)
lub korpuskularnych (dobrze określona lokalizacja, pęd).
Zgodnie z mechaniką kwantową cała materia
charakteryzuje się takim dualizmem, chociaż uwidacznia
się on bezpośrednio tylko w bardzo subtelnych
eksperymentach wykonywanych na atomach, fotonach,
czy innych obiektach kwantowych.
14. Hipoteza de Broglie a
Fotonom, mimo że nie mają masy, można przypisać pęd:
!
=
gdzie  - długość fali fotonu.
Polega na odwróceniu rozumowania - aby każdej cząstce
o różnym od zera pędzie przypisać falę, o określonej
długości i częstotliwości. Zgodnie z tym, de Broglie
zaproponował odwrócenie zależności między pędem a
długością fali, znanej dla fotonu, tak aby długość fali była
wyrażona przez pęd cząstki. Hipoteza ta nie miała
żadnych podstaw doświadczalnych i była czysto logiczną
spekulacjÄ….
15. Efekt fotoelektryczny
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne polega na
wybijaniu elektronów z metalu przez padające na nie
światło. Liczba wybijanych z katody elektronów jest
wprost proporcjonalna do natężenia światła. Energia
kinetyczna wybijanych z katody elektronów zależy od
częstotliwości światła, ale nie zależy od natężenia światła
padajÄ…cego na katodÄ™.
Einstein wyjaśnił efekt fotoelektryczny zakładając, że
światło zachowuje się jak strumień cząstek- fotonów, z
których każdy ma energiÄ™ E=hÅ‚ h- staÅ‚a Plancka(h=6,625 ·
10-34 I·s) Å‚- czÄ™stotliwość.
16. Zjawisko Comptona
Polega na rozpraszaniu promieniowania
rentgenowskiego (X) skierowanego na blok ciała stałego.
Oprócz promieniowania rozproszonego o niezmienionej
długości fali obserwuje się też promieniowanie o
większej długości (mniejszej częstotliwości). Dla różnych
kierunków rozproszenia, maksimum natężenia przypada
na inną długość fali  im większy kąt rozproszenia tym
mniejsza długość fali rozproszonej.
17. Model atomu ciasta z rodzynkami
Model atomu wg koncepcji Thomsona: model ciasta z
rodzynkami  Å‚adunki ujemne (elektrony) porozrzucane
równomiernie w dużej strukturze ładunku dodatniego.
18. Model atomu Rutherforda
Atom w ogromnej większości jest pusty. W środku atomu
jest duże (w proporcji do rozmiarów elektronów) jądro, a
w ogromnej odległości (w stosunku do wielkości jądra),
po ściśle określonych orbitach, krążą niewielkie
elektrony. Tylko w ten sposób można wytłumaczyć
występujące te rzadkie odbicia masywnej cząstki alfa:
odbijała się ona tylko w przypadku trafienia w jądro
atomu złota.
19. Eksperyment Rutherforda
polegał na bombardowaniu bardzo cienkiej złotej folii
promieniowaniem alfa i obserwacji charakteru rozkładu
kÄ…towego przechodzÄ…cych przez niÄ… czÄ…stek alfa, co
pozwoliłoby określić strukturę budowy atomu. Przyrząd
do badania zjawiska zawierał z
ródło tych cząstek w
ołowianym pojemniku z niewielkim otworem
skierowanym na złotą folię. Podczas eksperymentu
detektor scyntylacyjny umieszczano pod różnymi kątami
do pierwotnego kierunku promieni alfa. Detektorem tym
był ekran pokryty siarczkiem cynku. Obserwacja ekranu
przez lupę umożliwiała zobaczenie błysków, gdy cząstka
alfa trafiała w scyntylator.
20. Model budowy atomu Bohra
Bohr przyjÄ…Å‚ wprowadzony przez Ernesta Rutherforda
model atomu, według tego modelu elektron krąży wokół
jądra jako naładowany punkt materialny, przyciągany
przez jądro siłami elektrostatycznymi.
Zgodnie z modelem atomu Bohra, elektron o masie
poruszający się z prędkością po stacjonarnej orbicie
kołowej o promieniu , posiada moment pędu równy
!
=
2
gdzie jest stałą Plancka, natomiast jest liczbą
naturalną równą 1,2,3,..itd.(numer orbity). Promienie
kolejnych dozwolonych orbit elektronu muszÄ… zatem
przyjmować ściśle określone wartości wynikające z
powyższej zależności.
21. Konfiguracja elektronowa
Konfiguracja elektronowa, czyli rozmieszczenie
elektronów w atomie, daje cenne informacje,
pozwalające przewidywać właściwości i zachowanie się
pierwiastka w różnych warunkach oraz reakcje
chemiczne, w jakie może wchodzić.
22. Rozmieszczenie atomów na poszczególnych
powłokach
Elektrony o zbliżonych energiach zajmują w atomie jedną
powłokę a jeżeli różnią się energią to zajmują różne
powłoki. Poziomy energetyczne elektronów mają
oznaczenia n = 1, 2, 3, 4,& itd. Stosuje się również
oznaczenia literowe powłok elektronowych.
Każdy z poziomów energetycznych może pomieścić
maksymalnie ściśle określoną ilość elektronów, która
odpowiednio wynosi:
23. Charakterystyka dowolnego pierwiastka ciężkiego z
tablicy Mendelejewa.
24. Izotony
Nuklidy pierwiastków, mające tę samą liczbę
neutronów (n0) w jądrze atomowym
Izobary
Atomy o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą
Atomy o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą
Atomy o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą
Atomy o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą
Atomy o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
atomową Z (czyli atomy różnych pierwiastków, mające tę
samą liczbę nukleonów).
samą liczbę nukleonów).
samą liczbę nukleonów).
Izotopy
Izotopy
Atomy tego samego pierwiastka występują w kilku
Atomy tego samego pierwiastka występują w kilku
Atomy tego samego pierwiastka występują w kilku
Atomy tego samego pierwiastka występują w kilku
Atomy tego samego pierwiastka występują w kilku
odmianach zwanych izotopami. Wszystkie izotopy
odmianach zwanych
odmianach zwanych izotopami. Wszystkie izotopy
tego samego pierwiastka (np. wszystkie izotopy
tego samego pierwiastka (np. wszystkie izotopy
tego samego pierwiastka (np. wszystkie izotopy
tego samego pierwiastka (np. wszystkie izotopy
tego samego pierwiastka (np. wszystkie izotopy
tlenu) majÄ… identycznÄ… liczbÄ… w jÄ…drze,
tlenu) mają identyczną liczbą protonów w jądrze,
dentycznÄ… liczbÄ…
ale różnią się "dodatkiem" neutronów.
ale różnią się "dodatkiem"
ale różnią się "dodatkiem" neutronów
25. Podstawowe siły jądrowe w atomie
25. Podstawowe siły jądrowe w atomie
25. Podstawowe siły jądrowe w atomie
25. Podstawowe siły jądrowe w atomie
Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
odpychanie elektryczne, którego efekty są równoważone
odpychanie elektryczne, którego efekty są równoważone
ktryczne, którego efekty są równoważone
ktryczne, którego efekty są równoważone
ktryczne, którego efekty są równoważone
przez oddziaływanie silne między nukleonami.
przez oddziaływanie silne między nukleonami.
przez oddziaływanie silne między nukleonami.
przez oddziaływanie silne między nukleonami.
przez oddziaływanie silne między nukleonami.
Oddziaływania silne działają jednak tylko na bardzo
Oddziaływania silne działają jednak tylko na bardzo
Oddziaływania silne działają jednak tylko na bardzo
Oddziaływania silne działają jednak tylko na bardzo
Oddziaływania silne działają jednak tylko na bardzo
krótkich dystansach, zbliżonych do rozmiarów samych
krótkich dystansach, zbliżonych do rozmiarów samych
krótkich dystansach, zbliżonych do rozmiarów samych
krótkich dystansach, zbliżonych do rozmiarów samych
krótkich dystansach, zbliżonych do rozmiarów samych
jąder. Przy dłuższych odległościach przeważają siły
jąder. Przy dłuższych odległościach przeważają siły
jąder. Przy dłuższych odległościach przeważają siły
jąder. Przy dłuższych odległościach przeważają siły
jąder. Przy dłuższych odległościach przeważają siły
odpychania elektrycznego.
odpychania elektrycznego.
26. Kreacja pary elektron pozyton
Kreacja pary elektron
Kreacja pary elektron- pozyton
Przykładem kreacji paty cząstka antycząstka jest
Przykładem kreacji paty cząstka- antycząstka
powstanie pary mion-antymion w wyniku zderzenia
powstanie pary mion antymion w wyniku zderzenia
antymion w wyniku zderzenia
elektron pozyton:
elektron-pozyton
Prawdopodobieństwo zajścia procesu kreacji pary
Prawdopodobieństwo zajścia procesu kreacji pary
Prawdopodobieństwo zajścia procesu kreacji pary
jest proporcjonalne to odwrotności kwadratu masy
jest proporcjonalne to odwrotności kwadratu masy
jest proporcjonalne to odwrotności kwadratu masy
jest proporcjonalne to odwrotności kwadratu masy
jest proporcjonalne to odwrotności kwadratu masy
kreowanych cząstek. Oznacza to, że
kreowanych czÄ…stek. Oznacza to,
kreowanych cząstek. Oznacza to, nawet jeżeli
kreowanych cząstek. Oznacza to, że nawet jeżeli
energia poczÄ…tkowa fotonu wystarcza na produkcjÄ™
energia poczÄ…tkowa fotonu wystarcza na produkcjÄ™
energia poczÄ…tkowa fotonu wystarcza na produkcjÄ™
energia poczÄ…tkowa fotonu wystarcza na produkcjÄ™
energia poczÄ…tkowa fotonu wystarcza na produkcjÄ™
cząstek cięższych, zdecydowanie najczęściej
cząstek cięższych, zdecydowanie najczęściej
cząstek cięższych, zdecydowanie najczęściej
cząstek cięższych, zdecydowanie najczęściej
cząstek cięższych, zdecydowanie najczęściej
produkowane są pary najlżejszych cząstek
produkowane są pary najlżejszych cząstek
produkowane są pary najlżejszych cząstek
produkowane są pary najlżejszych cząstek
produkowane są pary najlżejszych cząstek
naładowanych, czyli pary elektron-pozyton
naładowanych, czyli pary
naładowanych, czyli pary elektron pozyton.
Zjawisko kreacji pary elektron
Zjawisko kreacji pary elektron
Zjawisko kreacji pary elektron pozyton przez
Zjawisko kreacji pary elektron-pozyton przez
rzeczywisty foton w ośrodku materialnym bywa
rzeczywisty foton w ośrodku materialnym bywa
rzeczywisty foton w ośrodku materialnym bywa
rzeczywisty foton w ośrodku materialnym bywa
rzeczywisty foton w ośrodku materialnym bywa
nazywane konwersjÄ… fotonu
nazywane konwersjÄ… fotonu.
konwersjÄ… fotonu
27. Jądra trwałe i nietrwałe
27. Jądra trwałe i nietrwałe
27. Jądra trwałe i nietrwałe
Tylko niektóre jądra atomowe są trwałe. Decydują o tym
Tylko niektóre jądra atomowe są
Tylko niektóre jądra atomowe są
Tylko niektóre jądra atomowe są . Decydują o tym
oddziaływania między tworzącymi je nukleonami.
oddziaływania między tworzącymi je nukleonami.
ia między tworzącymi je nukleonami.
ia między tworzącymi je nukleonami.
Większość jąder atomowych o liczbie atomowej od 1
Większość jąder atomowych o liczbie atomowej od 1
Większość jąder atomowych o liczbie atomowej od 1
Większość jąder atomowych o liczbie atomowej od 1
Większość jąder atomowych o liczbie atomowej od 1
(wodór) aż do 83 (bizmut) posiada trwałe izotopy.
(wodór) aż do (bizmut) posiada trwałe izotopy.
(bizmut) posiada trwałe izotopy.
(bizmut) posiada trwałe izotopy.
Cięższe pierwiastki zawsze są nietrwałe, jednak ich
Cięższe pierwiastki zawsze są
Cięższe pierwiastki zawsze są nietrwałe, jednak ich
okresy półrozpadu są tak duże, że można
okresy półrozpadu są tak duże, że
okresy półrozpadu są tak duże, że znalez
ć je w
okresy półrozpadu są tak duże, że można znalez
ć je w
naturze. Najcięższym z tych pierwiastków jest
naturze. Najcięższym z tych pierwiastków jest
naturze. Najcięższym z tych pierwiastków jest
naturze. Najcięższym z tych pierwiastków jest
naturze. Najcięższym z tych pierwiastków jest
posiadajÄ…cy liczbÄ™ atomowÄ… 94 pluton.
posiadajÄ…cy liczbÄ™ atomowÄ…
posiadajÄ…cy liczbÄ™ atomowÄ… 94
28. Przemiany jÄ…drowe
28. Przemiany jÄ…drowe
Przemiany jądrowe mogą być samorzutne (jądra
Przemiany jądrowe mogą być samorzutne (jądra
Przemiany jądrowe mogą być samorzutne (jądra
Przemiany jądrowe mogą być samorzutne (jądra
Przemiany jądrowe mogą być samorzutne (jądra
nietrwałe ulegają rozpadowi) albo są inicjowane przez
nietrwałe ulegają rozpadowi) albo są inicjowane przez
nietrwałe ulegają rozpadowi) albo są inicjowane przez
nietrwałe ulegają rozpadowi) albo są inicjowane przez
nietrwałe ulegają rozpadowi) albo są inicjowane przez
dostarczenie energii do jÄ…dra.
dostarczenie energii do jÄ…dra.
dostarczenie energii do jÄ…dra.
rzez przemianę jądrową rozumiemy przekształcenie się
przemianę jądrow rozumiemy przekształcenie się
rozumiemy przekształcenie się
danego jądra atomowego w inne jądro w połączeniu z
danego jądra atomowego w inne jądro w połączeniu z
danego jądra atomowego w inne jądro w połączeniu z
danego jądra atomowego w inne jądro w połączeniu z
danego jądra atomowego w inne jądro w połączeniu z
emisjÄ… czÄ…stki (jÄ…dra (elek
emisjÄ… czÄ…stki (jÄ…dra helu ), (elektronu albo
pozytonu) (fotonu). Nazwa przemiany określona
pozytonu) lub (fotonu). Nazwa przemiany określona
(fotonu). Nazwa przemiany określona
jest przez nazwÄ™ emitowanej czÄ…stki. Za przemianÄ™
jest przez nazwÄ™ emitowanej czÄ…stki. Za przemianÄ™
jest przez nazwÄ™ emitowanej czÄ…stki. Za przemianÄ™
jest przez nazwÄ™ emitowanej czÄ…stki. Za przemianÄ™
jest przez nazwÄ™ emitowanej czÄ…stki. Za przemianÄ™
uważa się także wychwyt elektronu
uważa się także wychwyt elektronu
uważa się także wychwyt elektronu z pow
uważa się także wychwyt elektronu z powłoki
atomowej.
atomowej.
29. Reakcja termojÄ…drowa
29. Reakcja termojÄ…drowa
29. Reakcja termojÄ…drowa
Reakcja termojÄ…drowa, synteza jÄ…drowa  zjawisko
Reakcja termojÄ…drowa, synteza jÄ…drowa
Reakcja termojÄ…drowa, synteza jÄ…drowa
Reakcja termojÄ…drowa, synteza jÄ…drowa zjawisko
polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w
polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w
polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w
polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w
polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w
jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok
jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok
jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok
jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok
jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok
nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki
nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki
nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki
nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki
nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki
elementarne i czÄ…stki alfa.
elementarne i czÄ…stki alfa.
elementarne i czÄ…stki alfa.
30. Przekrój czynny na rozszczepienie
30. Przekrój czynny na rozszczepienie
rzekrój czynny na rozszczepienie
Przekrój czynny na rozszczepienie (prawdopodobieństwo
Przekrój czynny na rozszczepienie (prawdopodobieństwo
ynny na rozszczepienie (prawdopodobieństwo
ynny na rozszczepienie (prawdopodobieństwo
ynny na rozszczepienie (prawdopodobieństwo
zajścia zjawiska) w wyniku bombardowania neutronami
zajścia zjawiska) w wyniku bombardowania neutronami
zajścia zjawiska) w wyniku bombardowania neutronami
zajścia zjawiska) w wyniku bombardowania neutronami
zajścia zjawiska) w wyniku bombardowania neutronami
zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra
zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra
zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra
zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra
zależy od energii neutronów oraz rodzaju jądra
atomowego. Wraz ze wzrostem energii neutronów,
atomowego. Wraz ze wzrostem energii neutronów,
atomowego. Wraz ze wzrostem energii neutronów,
atomowego. Wraz ze wzrostem energii neutronów,
atomowego. Wraz ze wzrostem energii neutronów,
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
zwykle następuje spadek wartości przekroju czynnego na
rozszczepienie. Dlatego np. jÄ…dra (233U, 235U, 239Pu)
rozszczepienie. Dlatego np. jÄ…dra (233U, 235U, 239Pu)
ie. Dlatego np. jÄ…dra (233U, 235U, 239Pu)
ie. Dlatego np. jÄ…dra (233U, 235U, 239Pu)
najłatwiej ulegają rozszczepieniu dla powolnych
najłatwiej ulegają rozszczepieniu dla powolnych
najłatwiej ulegają rozszczepieniu dla powolnych
najłatwiej ulegają rozszczepieniu dla powolnych
najłatwiej ulegają rozszczepieniu dla powolnych
neutronów termicznych. Dla jąder tych ciężkich
neutronów termicznych. Dla jąder tych ciężkich
neutronów termicznych. Dla jąder tych ciężkich
neutronów termicznych. Dla jąder tych ciężkich
neutronów termicznych. Dla jąder tych ciężkich
pierwiastków, reakcja ta jest egzoenergetyczna)
pierwiastków, reakcja ta jest egzoenergetyczna)
pierwiastków, reakcja ta jest egzoenergetyczna)
pierwiastków, reakcja ta jest egzoenergetyczna)
pierwiastków, reakcja ta jest egzoenergetyczna).
31. P rozpadu naturalnego
31. Prawo rozpadu naturalnego
rozpadu naturalnego
Prawo rozpadu naturalnego  to zależność określająca
Prawo rozpadu naturalnego to zależność określająca
Prawo rozpadu naturalnego to zależność określająca
szybkość ubywania pierwotnej masy substancji
szybkość ubywania pierwotnej masy substancji
szybkość ubywania pierwotnej masy substancji
zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega
zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega
zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega
zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega
zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega
naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.
naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.
naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.
naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.
Prawo to głosi, że jeśli prawdopodobieństwo rozpadu
Prawo to głosi, że jeśli prawdopodobieństwo rozpadu
Prawo to głosi, że jeśli prawdopodobieństwo rozpadu
Prawo to głosi, że jeśli prawdopodobieństwo rozpadu
Prawo to głosi, że jeśli prawdopodobieństwo rozpadu
cząstek tworzących substancję jest dla każdej z nich
cząstek tworzących substancję jest dla każdej z nich
cząstek tworzących substancję jest dla każdej z nich
cząstek tworzących substancję jest dla każdej z nich
cząstek tworzących substancję jest dla każdej z nich
jednakowe i niezależne oraz nie zmienia
jednakowe i niezależne oraz nie zm
jednakowe i niezależne oraz nie zm się w czasie
jednakowe i niezależne oraz nie zmienia się w czasie
trwania procesu rozpadu, to ubytek masy substancji w
trwania procesu rozpadu, to ubytek masy substancji w
trwania procesu rozpadu, to ubytek masy substancji w
trwania procesu rozpadu, to ubytek masy substancji w
trwania procesu rozpadu, to ubytek masy substancji w
niewielkim odcinku czasu można wyrazić wzorem:
niewielkim odcinku czasu można wyrazić wzorem:
niewielkim odcinku czasu można wyrazić wzorem:
niewielkim odcinku czasu można wyrazić wzorem:
niewielkim odcinku czasu można wyrazić wzorem:
m(t)=
(t)=m0e-t
m - masa substancji ulegajÄ…cej rozpadowi,
masa substancji ulegajÄ…cej rozpadowi,
masa substancji ulegajÄ…cej rozpadowi,
masa substancji ulegajÄ…cej rozpadowi,
 - stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu
stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu
stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu
stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu
stała rozpadu charakterystyczna dla danego izotopu
lub substancji,
lub substancji,
t - czas,
czas,
m0 - czÄ…tkowa substancji w momencie t = 0
- masa poczÄ…tkowa substancji w momencie t = 0
czÄ…tkowa substancji w momencie t = 0
czÄ…tkowa substancji w momencie t = 0
m(t) - masa substancji w czasie t.
m(t) masa substancji w czasie t.
masa substancji w czasie t.
32. Średni czas życia, stała rozpadu, czas połowicznego
32. Średni czas życia, stała rozpadu, czas połowicznego
32. Średni czas życia, stała rozpadu, czas połowicznego
32. Średni czas życia, stała rozpadu, czas połowicznego
32. Średni czas życia, stała rozpadu, czas połowicznego
zaniku
zaniku
Stała rozpadu () liczba wyrażająca
Stała rozpadu ()  liczba wyrażająca
prawdopodobieństwo rozpadu jądra substancji
prawdopodobieństwo rozpadu jądra substancji
prawdopodobieństwo rozpadu jądra substancji
prawdopodobieństwo rozpadu jądra substancji
prawdopodobieństwo rozpadu jądra substancji
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
promieniotwórczej w jednostce czasu, będąca wielkością
charakterystycznÄ… dla tej substancji.
charakterystycznÄ… dla tej substancji.
charakterystycznÄ… dla tej substancji.
charakterystycznÄ… dla tej substancji.
Czas połowicznego rozpadu (zaniku) (okres
Czas połowicznego rozpadu (zaniku) (okres
połowicznego rozpadu) jest to czas, w ciągu którego
połowicznego rozpadu) jest to czas, w ciągu którego
połowicznego rozpadu) jest to czas, w ciągu którego
połowicznego rozpadu) jest to czas, w ciągu którego
połowicznego rozpadu) jest to czas, w ciągu którego
liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o
liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o
liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o
liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o
liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o
połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z
połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z
połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z
połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z
połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z
definicją musi spełniać zależność:
definicją musi spełniać zależność:
definicją musi spełniać zależność:
definicją musi spełniać zależność:
1
= "
2
N(t)  liczba obiektów pozostałych po czasie t,
N(t) liczba obiektów pozostałych po czasie t,
liczba obiektów pozostałych po czasie t,
liczba obiektów pozostałych po czasie t,
N0  początkowa liczba obiektów.
 początkowa liczba obiektów.
początkowa liczba obiektów.
Średni czas życia
Średni czas życia
We wzorze na prawo rozpadu zamiast stałej rozpadu 
We wzorze na prawo rozpadu zamiast stałej rozpadu
We wzorze na prawo rozpadu zamiast stałej rozpadu
We wzorze na prawo rozpadu zamiast stałej rozpadu
We wzorze na prawo rozpadu zamiast stałej rozpadu
używana jest wielkość zwana średnim czasem życia
używana jest wielkość zwana średnim czasem życia
używana jest wielkość zwana średnim czasem życia:
33. Hormeza radiacyjna
33. Hormeza radiacyjna
33. Hormeza radiacyjna
Zjawisko występowania skutków stymulujących,
pożytecznych dla organizmu pod wpływem
oddziaływania małych dawek promieniowania, przy
jednoczesnej niepodważalnej szkodliwości dawek
dużych.
Teoria hormezy radiacyjnej miała i nadal ma wielu
wrogów. Jednak raport Komitetu Naukowego
Narodów Zjednoczonych ds. Skutków
Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) z 1994
roku przyczynił się do powszechniejszego uznania
zjawiska hormezy, które potwierdzone zostało prze
liczne prace doświadczalne. Udowodniono, że małe
dawki promieniowania zmniejszają zapadalność na
białaczkę i inne nowotwory, jak również obniżają
śmiertelność wśród osób, które przeżyły zrzucenie
bomby na HiroszimÄ™ i Nagasaki.
34. Metody diagnostyki medycznej oparte na technice
jÄ…drowej
- tomografia komputerowa osiowa (ang. computed
tomography, CT, computed axial tomography, CAT),
- tomografia komputerowa wysokiej rozdzielczości (ang.
high resolution computed tomography, HRCT),
- spiralna tomografia komputerowa (ang. spiral
computed tomography, sCT),
Pierwiastek T1/2 Typ Energia
Promieniotwórczy min Rozp. [keV]
- magnetyczny rezonans jÄ…drowy (ang. nuclear magnetic
resonance NMR, magnetic resonanse imaging, MRI),
- pozytonowa tomografia emisyjna (ang. positron
emission tomography, PET).
Wykorzystanie wszystkich tych technik pozwala na
szybkie i precyzyjne diagnozowanie wielu poważnych
uszkodzeń organów wewnętrznych. Obserwacja fizjologii
ludzkiego ciała przyczynia się też do postępu w
badaniach nad człowiekiem. Dzięki możliwości
"podglądania" ludzkiego mózgu podczas pracy naukowcy
stają o krok bliżej do zrozumienia fenomenu inteligencji.
Z wyjątkiem magnetycznego rezonansu jądrowego każda
z technik radiologicznych wiąże się z
napromieniowaniem pacjenta. Oznacza to, że w
przypadku kumulacji dawki promieniowania jonizujÄ…cego
mogą pojawić się skutki uboczne.
35. Podstawowe informacje dot. najpopularniejszych
izotopów w medycynie
131
J 11520 e- 86
11
C 20.3 e+ 959
13
N 10.0 e+ 1197
15
O 2.0 e+ 1738
18
F 109.7 e+ 633
36. Dawka pochłonięta
Dawka: (ściślej dawka pochłonięta,) energia
zdeponowana w organizmie, przypadajÄ…cÄ… na jednostkÄ™
masy. Jednostką dawki jest grey = 1 dżul/kg. Chcąc
uwzględnić skutki biologiczne dawki pochłoniętej mnoży
się ją przez tzw. współczynnik skuteczności dawki. Tak
zdefiniowana dawka nazywana jest dawką równoważną,
albo równoważnikiem dawki, jej jednostką zaś jest siwert
(Sv)
37. Zastosowanie promieniowania
- w medycynie: radioterapia (do naświetlania komórek
nowotworowych złośliwych), diagnostyka (TK,
mamografia,  rentgen )
- sterylizacja lekarstw i żywności
- w geologii i archeologii do oceny wieku skał i
wykopalisk
- w przemyśle: defektoskopia radiograficzna-wykrywanie
utajonych skaz i defektów strukturalnych materiału
- w przemyśle chemicznym- przyśpieszanie procesów
chemicznych
- energetyka jÄ…drowa.
38. Zasada ALARA
Ocenia się, że roczna dawka promieniowania
jonizujÄ…cego otrzymywana przez statystycznego
mieszkańca Polski od naturalnych i sztucznych z
ródeł
promieniowania jonizujÄ…cego oraz od z
ródeł
promieniowania stosowanych w medycynie w 2002 roku
wynosiła 3,36 milisiwerta (mSv)
Dawki ustalone są dla normalnych warunków pracy.
Ograniczniki te w chwili obecnej określa kompetentna
władza krajowa lub upoważnione przez nią jednostki.
Ogranicznik dawki jest górną granicą optymalizacji
warunków pracy opartą na zasadzie ALARA, która
wymaga aby przy rozsądnym uwzględnieniu czynników
ekonomicznych i społecznych otrzymywane przez ludzi
dawki były możliwie małe, a liczba osób narażonych jak
najmniejsza.
39. Ochrona przed promieniowaniem
- Odległość od z
ródła promieniowania. Odgrywa ona
bardzo ważną rolę, ponieważ natężenie promieniowania
pochodzÄ…ce od z
ródeł traktowanych jako punktowe jest
odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości. A
więc im dalej tym bezpieczniej. y
ródeł promieniowania
nie wolno brać do ręki, małe z
ródła można przenosić
jedynie przy pomocy specjalnych manipulatorów, przy
dużych trzeba stosować dodatkowe osłony.
- Należy pamiętać o ścisłym przestrzeganiu godzin pracy
przy z
ródłach promieniowania. Oczywiście im krócej
pozostajemy w zasięgu promieniowania tym lepiej dla
naszego organizmu. Otrzymana dawka jest wprost
proporcjonalna do czasu narażenia.
-W zależności od tego z jakim rodzajem promieniowania
mamy do czynienia osłony są robione z różnego rodzaju
materiałów.
40. Promieniowanie Ä…
Z powodu niewielkiej przenikliwość (zasięg w powietrzu
do 10 cm), praktycznie niewymagalne jest stosowanie
osłon. W zupełności wystarczy zachowanie bezpiecznej
odległości od z
ródła. Cząstki są zatrzymywane już przez
kawałek papieru, gumowe rękawiczki, skórę lub warstwę
powietrza. Jednakże stają się niezwykle groz
ne gdy
izotopy emitujące te cząstki dostaną się do wnętrza ciała
człowieka. Niszczą one we wnętrzu organizmu znajdujące
się w bezpośredniej bliskości komórki, powodując na
niewielkim obszarze bardzo istotne uszkodzenia.
41. Promieniowanie ²
Dla promieniowania tego typu promieniowania osłony
wykonuje się z materiałów lekkich takich jak aluminium,
tworzywa sztuczne, szkła organiczne itp. Zasięg ich zależy
od energii promieniowania i może być niebezpieczne,
gdy z
ródło dostanie się wewnątrz organizmu. Przy
skażeniach wewnętrznych działanie ich jest podobne jak
czÄ…stek alfa. Wprawdzie sÄ… mniej niebezpieczne ale
oddziaływanie ich może w tych przypadkach dotyczyć
większych obszarów.
42. Promieniowanie Å‚ oraz X
Osłony, które mają chronić przed bardzo przenikliwym
promieniowaniem ł oraz X stosuję się materiały o dużej
liczbie atomowej: ołowiu, bizmutu, wolframu czy nawet
zubożonego uranu. Używa się także grubych osłon
betonowych. Skuteczność osłony wyrażamy przez
parametr k czyli krotność osłabienia:
moc dawki bez osłsło
k =
moc dawki z osłsło
Krotność osłabienia zależy od materiału i grubości osłony
oraz od energii promieniowania.
43. Następstwa napromieniowania organizmu. Wczesne
i póz
ne skutki somatyczne.
-Wczesne skutki somatyczne (ujawniajÄ…ce siÄ™ w ciÄ…gu
godzin, dni lub tygodni)
* zespół szpikowy, żołądkowo-jelitowy i mózgowy
choroby popromiennej
*rumień skóry
* czasową lub trwałą bezpłodność
-Póz
ne skutki somatyczne (ujawniajÄ…ce siÄ™ w ciÄ…gu
miesięcy lub lat)
* zmniejszenie się ilości komórek miąższowych
(funkcjonalnych) w narzÄ…dach o wolnej wymianie
komórkowej;
* zmętnienie soczewki oka (zaćma);
* nierównomierne odkładanie się pigmentu w skórze;
* przyśpieszone starzenie, które polega na stwardnieniu
naczyń krwionośnych i zwłóknieniu narządów w wyniku
agregacji koleganu.
* zwiększona zapadalność na nowotwory złośliwych
* uszkodzenia genomu komórek płciowych (zwiększona
liczba wad wrodzonych u potomstwa)
44. Od jakich czynników zależą następstwa
napromieniowania organizmu człowieka?
- moc dawki;
- dawka promieniowania;
- rozmiar napromienionego obszaru ciała;
- rodzaj i energia promieniowa;
- wiek w chwili ekspozycji;
- różnice we wrażliwości poszczególnych tkanek i
narządów na indukcję nowotworów popromiennych;
- rzadkie choroby lub predyspozycje genetyczne, które
zwiększają ryzyko indukcji nowotworów popromiennych
45. Równoważnik dawki
Równoważnik dawki :jest to dawka pochłonięta w tkance
lub narządzie , ważona dla rodzaju i energii
promieniowania. Wyznaczana jest wzorem : =
,
"
,
gdzie:
DT,R - dawka pochłonięta uśredniona w tkance lub
narzÄ…dzie T, pochodzÄ…ca od promieniowania R
wR - współczynnik wagowy promieniowania, który
uwzględnia wpływ biologiczny na tkankę określonego
promieniowania,
Jednostką dawki równoważnej jest siwert [Sv]. Jest on
zdefiniowany następująco :
1Sv = 1 J/kg
46. Dawki graniczne wg zarzÄ…dzenia prezesa PAA
Dawki graniczne wg zarzÄ…dzenia Prezesa PAA (zgodnie z
ustawą z 2005 roku) na całe ciało wynoszą odpowiednio
(Dane dla osób narażonych zawodowo na
promieniowanie jonizujące oraz pozostałych osób)
47. Datowanie radiowęglowe
48. Konwencjonalny wiek radiowęglowy oraz poprawka
na frakcjonowanie izotopowe
- T=8033ln
S0 stała wartość koncentracji 14C we współczesnej
biosferze
S koncentracja węgla w próbce
- Frakcjonowanie izotopów węgla w procesach
przyswajania węgla przez organizmy żywe oraz w obiegu
geochemicznym w różnych jego rezerwuarach, jak
również podczas wymiany między rezerwuarowej
13
powoduje, że do
îÅ‚ Å‚Å‚
2(´ C + 25)
S = Sm ïÅ‚1-
zmierzonej
śł
1000
ðÅ‚ ûÅ‚
wartości
koncentracji izotopu 14C (w badanej próbce i we wzorcu)
należy wprowadzić poprawkÄ™ o wartoÅ›ci ´13C.
Koncentrację radiowęgla w próbce z uwzględnieniem tej
poprawki wyznacza siÄ™ wg wzoru:
Sm  zmierzona koncentracja
radiowęgla w próbce
49. Metody pomiaru koncentracji radiowęgla
- Technika gazowych liczników proporcjonalnych GPC
(Gas proportional counting technique)
- Technika akceleratorowa AMS (Accelerator mass
spektrometry)
- Technika ciekłoscyntylacyjnej spektrometrii
promieniowania ² LSC (Liquid scintillation counting
technique)
50. Technika gazowych liczników proporcjonalnych GPC
" Liczniki wypełnione acetylenem, uzyskanym z
badanej próbki, poddanej odpowiedniej
preparatyce chemicznej
" Liczba elektronów z rozpadu
promieniotwórczego izotopu 14C jest wprost
proporcjonalna do koncentracji tego izotopu w
próbce
" Kolejną generację liczników stanowiły liczniki
wypełnione metanem; najpowszechniej
stosowane obecnie są liczniki wypełnione CO2
" Istotnym kierunkiem rozwoju technologicznego
było dążenie do zwiększenia dokładności
pomiarów oraz wydłużenia czasu objętego
datowaniem
51. Technika ciekło scyntylacyjnej spektometrii
promieniowania ² LSC
" Spektrometry ciekłokłoscyntylacyjne stosowane
są w pomiarach niskich radioaktywności
izotopów emitujących niskoenergetyczne
promieniowanie ²
" Ilość fotonów emitowanych w trakcie scyntylacji
jest proporcjonalna do energii czÄ…stki ², która
wywołała tę scyntylację.
" Amplituda impulsu rejestrowanego za
fotopowielaczem jest proporcjonalna do liczby
fotonów uderzających w fotokatodę powielacza,
więc widmo amplitud rejestrowanych impulsów
odpowiada widmu energetycznemu.
" Stosuje siÄ™ komercyjne spektrometry
scyntylacyjne produkowane przez firmy
PACKARD i WALLAC.
" Spektrometry te pozwalają uzyskiwać rezultaty
porównywalne pod względem dokładności i
możliwości pomiarowych ze stanowiskami z
GPC.
52. Technika akceleratorowa AMS
" Polega na bezpośrednim zliczaniu atomów 14C
zamiast zliczania czÄ…stek beta pochodzÄ…cych z
rozpadów tego izotopu
" Eliminacja wpływu jonów o tej samej masie
poprzez przeładowanie jonów ujemnych, o
jednostkowym Å‚adunku, na wielokrotnie
naładowane jony dodatnie.
" Pierwsze datowanie radiowęglowe próbek
metodą AMS, datowanych wcześniej metodą
konwencjonalną dało pozytywny wynik
dowodząc przydatności metody
" Nadaje się datowania niewielkich próbek,
zawierających 1 mg węgla
" Wysoka wydajność laboratorium
akceleratorowego, określana liczbą
analizowanych próbek  pozwala to na
wykonanie od 3 do 5 tys. analiz rocznie.
" Podstawowym ograniczeniem w
upowszechnieniu techniki akceleratorowej jest
koszt samego urzÄ…dzenia i jego eksploatacji 
sięga milion dolarów.
53. Kalibracja radiowęglowej skali czasu
" Wiek radiowęglowy różni się od wieku
rzeczywistego (zwanego wiekiem
kalendarzowym) głównie dlatego, że
koncentracja radiowęgla w atmosferze CO2
ulegała w przeszłości zmianom i w momencie
obumarcia organizmu mogła być inna niż w
standardzie współczesnej biosfery.
" Określenie zależności między wiekiem
radiowęglowym a kalendarzowym jest
przedmiotem kalibracji radiowęglowej skali
czasu. Znajomość tej zależności pozwala na
kalibrowanie wieku radiowęglowego dowolnej
próbki.
" Otrzymany wiek kalibrowany jest najlepszym
przybliżeniem kalendarzowego próbki.
" Krzywą kalibracyjną można otrzymać datując
metodą C-14 próbki o znanym wieku
kalendarzowym.
" Bezpośrednio kalibracja odnosi się do szczątków
organizmów, które w przeszłości czerpały węgiel
z atmosferycznego CO2.
" W kalibracji radiowęglowej skali czasu
wykorzystywane są najczęściej: drewno
datowane metoda dendochronologicznÄ… i
korale datowane metodÄ… uranowo-torowÄ….