5 Właściwości materii

Cała otaczająca nas materia, składa się z różnych substancji, które rozróżniamy dzięki ich charakterystycznym właściwościom. Zbieżność podstawowych cech, takich jak trwałość kształtu i objętości pozwala nam podzielić wszystkie substancje na trzy podstawowe grupy, które nazywamy stanami skupienia ciał(stały, ciekły, lotny).

Magnetyczne właściwości materii:

Ze wzrostem wartości indukcji pola zewnętrznego, bo wzrasta również, chociaż mniej intensywnie wartość indukcji B wewnątrz rdzenia ferromagnetycznego osiągającego wartość maksymalną odpowiadającą stanowi nasycenia. Krzywa ta nosi nazwę krzywej magnesowania pierwotnego. Przy stopniowym zmniejszaniu zewnętrznego pola magnetycznego, (Bo), wartość indukcji B zamienia się, przy czym jej wartość Bs, któremu odpowiada zanik pola zewnętrznego nosi nazwę pozostałości magnetycznej zmieniając kierunek indukcji pola zewnętrznego na przeciwny, przy czym wartość indukcji w tym punkcie nosi nazwę pola koercji (niszczy pozostałość magnetyczną). Dalsze zwiększanie bezwzględnej wartości indukcji pola zewnętrznego powoduje wzrost ujemnej wartości indukcji magnetycznej wewnątrz rdzenia. W tym punkcie ponownie uzyskujemy stan nasycenia magnetycznego, lecz przeciwnego znaku. Zmniejszając następnie wartość bezwzględną ujemnej indukcji pola zewnętrznego i wreszcie zmieniając jej kierunek na przeciwny (dodatni) otrzymujemy krzywą magnesowania rdzenia, której odpowiada pozostałość magnetyczna -Bs i koercja, oraz stan nasycenia. Okresowym zmianom wartości i kierunku indukcji Bo zewnętrznego pola magnetycznego odpowiada zamknięta krzywa zwana pętlą histerezy magnetycznej. Kształt pętli histerezy zależy od rodzaju materiału magnetycznego a pole jej powierzchni jest proporcjonalne do pracy zużytej na magnesowanie. Stal miękka wykazuje niewielką wartość koercji (wąska pętla) w skutek czego łatwo ją rozmagnesować. Stal krzemowa ma bardzo małą wartość pozostałości magnetycznej, dlatego jest stosowana do wytwarzania rdzeni elektromagnesów, natomiast stal twarda oraz pewne stopy żelaza kobaltu, niklu, aluminium i miedzi, którym odpowiada duża wartość pozostałości magnetycznej i koercji (szeroka pętla histerezy) nadają się do wykonywania magnesów trwałych.

Elektryczne właściwości materii:

Pod względem elektrycznych właściwości substancję dzielimy na:

Przewodniki,,Izolatory elektryczne, Półprzewodniki

Model pasmowy ciała stałego

Z modelu tego wynika, że przewodnictwo właściwe półprzewodników zależy od szerokości przerwy energetycznej (szerokości pasma wzbronionego) oraz od temperatury. Jest to zrozumiałe, gdyż po pierwsze, im mniejsza przerwa energetyczna (energia aktywacji) tym łatwiej elektronom przeskoczyć z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, aby móc brać udział w przewodzeniu prądu, a po drugie, wyższa temperatura (a więc i energia kinetyczna elektronów) również ułatwia elektronom przeskoczenie przez przerwę energetyczną do pasma przewodnictwa. Typowa wielkość przerwy energetycznej dla półprzewodników mieści się w zakresie od 0.23eV dla InSb do 5.33eV dla diamentu. (Dla energii pojedynczych cząsteczek wygodniej jest używać elektronowoltów zamiast dżuli).

Przewodnik elektryczny - substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny, a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy. Przewodniki zbudowane są z atomów, od których łatwo odrywają się elektrony walencyjne (jeden, lub więcej), które z kolei tworzą wewnątrz przewodnika tzw. gaz elektronowy. Elektrony te (gaz elektronowy) nie są już związane z konkretnym jonem dodatnim i mogą się swobodnie poruszać.

Przewodniki znajdują szerokie zastosowanie do wykonywania elementów urządzeń elektrycznych.

Do najpopularniejszych przewodników należą (uporządkowanie wg wzrostu przewodności właściwej):

Grafit - miękki, średnio dobry jako przewodnik, stosowany wszędzie tam, gdzie trzeba doprowadzić napięcie do części wirujących (szczotki),

żelazo - tańsze od aluminium, ale posiada gorsze własności elektryczne, kruche i nieodporne na korozję, obecnie nie stosowane,

Stal - własności podobne do żelaza, stosowane na elementy przewodzące aparatów elektrycznych, wymagające równocześnie większej wytrzymałości mechanicznej,

Aluminium - kruche, dobre jako przewodnik, ma korzystny stosunek przewodnictwa do ceny materiału oraz masy przewodu, powszechnie stosowane na przewody w napowietrznych liniach elektroenergetycznych,

Złoto - własności elektryczne dobre, duża odporność na korozję, ale cena warunkuje stosowanie jedynie do układów mikroprocesorowych oraz na powierzchni styków,

Miedź - droższa od aluminium, ale bardzo dobra jako przewodnik, odporna na przełamanie, łatwa w lutowaniu, odporna cieplnie; stosowana w instalacjach elektrycznych oraz w urządzeniach elektrycznych,

Srebro - niemal idealne, najmniejszy opór elektryczny, droższe od miedzi i aluminium, technicznie czyste lub w postaci stopów stosowane powszechnie na styki elektryczne w łącznikach elektrycznych

Półprzewodniki są to substancje zachowujące się w pewnych warunkach tak jak dielektryk, czyli przedmiot nieprzewodzący prądu elektrycznego, ze względu na brak wolnych elektronów, a w pewnym zakresie półprzewodnik staje się przewodnikiem, czyli posiada małą oporność i wolne elektrony, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego. Istota przewodnictwa elektrycznego w półprzewodnikach polega na przemieszczaniu się elektronów swobodnych pod wpływem pola elektrycznego. Ważną cechą półprzewodników jest to, że ich zdolność przewodzenia zależy od wielu czynników, w tym głównie od zawartości domieszek i temperatury. Typowymi materiałami na półprzewodniki są: krzem, german, arsenek galu, lub antymonek galu, które w czystej postaci nie przewodzą prądu. Wszystkie półmetale są półprzewodnikami.

Izolator - materiał, który nie przewodzi prądu elektrycznego (np. dielektryk). Izolatorami są np.: szkło, porcelana, specjalna guma, pewne rodzaje plastików, suche drewno, olej transformatorowy, suche powietrze, próżnia. Ciekawostką jest, że czysta chemicznie, tzn. wolna od soli mineralnych i bakterii woda też jest dobrym izolatorem.

Mianem izolatory elektryczne określa się materiały lub wyroby z nich wykonane, w których występuje niska koncentracja nośników swobodnych (elektronów lub jonów), tzn. takich, które mogłyby się swobodnie poruszać w ich wnętrzu lub po ich powierzchni.

Względna przenikalność elektryczna

Spośród wszystkich ośrodków, najmniejszą przenikalność elektryczną wykazuje próżnia. Wartość ta, oznaczana ε0, jest stałą fizyczną

DIELEKTRYKI

Ciała nieprzewodzące zauważalnego prądu elektrycznego, których opór właściwy jest większy od 108 Ω · m. Żaden dielektryk nie jest całkowitym izolatorem; idealnym izolatorem jest jedynie próżnia. Do najlepszych izolatorów stałych należą: bursztyn, szkło kwarcowe, ebonit, parafina, mika, siarka. Gazy są w większości dobrymi izolatorami, jednak pod wpływem czynników jonizujących zaczynają przewodzić prąd. D., W przeciwieństwie do ciał przewodzących prąd elektryczny, mają bardzo mało swobodnych ładunków elektrycznych, a ładunki związane mogą wykonywać bardzo ograniczone ruchy względem położeń równowagi. Dlatego zewnętrzne pole elektryczne powoduje jedynie polaryzację d., Polegającą na przesunięciu ładunków dodatnich i ujemnych względem siebie. Jest to stacjonarne pole elektryczne. Podstawowym parametrem charakteryzującym właściwości elektryczne d. jest przenikalność elektryczna.

Elektret

To dielektryk o trwałej polaryzacji elektrycznej. Elektret jest elektrycznym odpowiednikiem magnesu trwałego. Do materiałów elektretowych należy wosk karnauba, selen, siarka, oraz folie z poliolefin aromatycznych.

Elektrety znalazły zastosowanie w technice jako mikrofony elektretowe, oraz filtry elektrostatyczne.

Ferroelektryki

To substancje o bardzo dużej wartości przenikalności elektrycznej (ε) spowodowanej występowaniem spontanicznie spolaryzowanych obszarów (domen).

Duża wartość przenikalności jest wynikiem uporządkowania domen w zewnętrznym polu. W ferroelektrykach podobnie jak ferromagnetykach występuje zjawisko histerezy oraz zanik właściwości ferroelektrycznych w określonej temperaturze (zwanej podobnie jak w ferromagnetykach temperaturą Curie).

Pierwszym zaobserwowanym ferroelektrykiem była sól Seignette'a stąd też dawna nazwa ferroelektryków - seignetoelektryki. Obecnie najbardziej wykorzystywanym ferroelektrykiem jest tytanian.

Względna przenikalność magnetyczna

Przenikalność magnetyczna jest to wielkość określającą zdolność danego materiału (ośrodka) do zmiany wektora indukcji magnetycznej pod wpływem wektora natężenia pola magnetycznego.

W przypadku ferromagnetyków przenikalność względna nie może zostać opisana jedną liczba (skalarem). Dla jednoosiowego przemagnesowania przenikalność względna ferromagnetyków określana jest nieliniową funkcją

Przenikalność poszczególnych ośrodków często określa się poprzez bezwymiarową wartość przenikalności względnej, oznaczanej εr. Wielkość ta wskazuje, ile razy przenikalność (bezwzględna) ośrodka jest większa od przenikalności próżni.

Diamagnetyki

To ciała wypychane przez niejednorodne pole magnetyczne, wykazujące Diamagnetyzm, który z kolei jest własnością ciała, umożliwiającą jego magnesowanie w kierunku przeciwnym do kierunku zewnętrznego Pola magnetycznego, w którym to ciało umieszczono. Idealny Diamagnetyzm wykazują nadprzewodniki, do substancji wykazujących zjawisko diamagnetyzmu należą też gazy szlachetne, większość związków organicznych, niektóre metale (cynk, Złoto, Srebro, Miedź, ) i Niemetale (m.in. Fosfor, grafit). Diamagnetyzm występuje we wszystkich rodzajach ciał.

Paramagnetyki

To ciała słabo magnesujące się w polu magnetycznym zgodnie z jego kierunkiem, czyli wykazujące paramagnetyzm. Są to na przykład tlen cząsteczkowy, lit, sód, potas, wapń, glin.

Ferromagnetyki

To substancje krystaliczne o własnościach ferromagnetycznych, czyli posiadających zdolność do stałego namagnesowania. Charakteryzują się tym, że ich własne, wewnętrzne pole magnetyczne może setki i tysięce razy przekraczają wywołujące je zewnętrzne pole magnetyczne. Powstają tzw. domeny magnetyczne, czyli obszary samoistnie namagnesowane, zachowujące się jak małe magnesiki. Typowymi ferromagnetykami są pierwiastki z grupy żelaza ( żelazo, nikiel, kobalt) oraz stopy tych metali. Ferromagnetyki stosuje się m.in. do wytwarzania w urządzeniach silnegoPola magnetycznego, jako magnesy trwałe, elektromagnesy.

7.

Przetwarzanie energii słonecznej w ogniwach fotoelektrycznych.

Ogniwo fotoelektryczne (fotoogniwo, ogniwo słoneczne) jest urządzeniem służącym do bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną, poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, uzyskiwanego przez różne domieszkowanie dwóch obszarów tego samego półprzewodnika (zwykle krzemu), w którym pod wpływem fotonów o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.

Działanie fotoogniwa oparte jest na wykorzystaniu zjawiska fotoelektrycznego wewnętrznego, polegającego na uwalnianiu elektronów z sieci krystalicznej ciała poddanego działaniu promieniowania świetlnego, a także na powstawaniu na złączu metalu i półprzewodnika lub złączu dwóch różnych półprzewodników siły fotoelektromotorycznej.

9.

Ruch po okręgu - ciało pod wpływem siły dośrodkowej porusza się po okręgu. Jego prędkość chwilowa v jest wektorem stycznym do kołowego toru.
Prędkość kątowa - definicja
Prędkością kątową nazywamy stosunek kąta zakreślonego przez ciało poruszające się po okręgu w danym czasie do tego czasu. Oznacza się ją symbolem ω (mała omega).
ω = Δ α / Δ t
Przyspieszenie kątowe - definicja
Analogicznie do zwykłego przyspieszenia jest to zmiana prędkości kątowej w czasie
Symbolem jest ε (epsilon), a jednostką rad / s2
Okres - definicja
Okresem nazywamy czas jednego pełnego obiegu.
Jest to nic innego jak: ile trwa "zrobienie jednego okrążenia". Okres oznacza się symbolem T. Jednostką jest oczywiście sekunda.
Częstotliwość - definicja
Częstotliwością nazywamy stosunek liczby obrotów do czasu ich wykonania.
f = n / t
n - liczba obrotów; t - czas
Częstotliwość jest odwrotnością okresu:
f = 1 / T
Częstotliwość informuje nas ile razy w ciągu pewnego czasu jakieś ciało wykonało "pełne okrążenie". Jednostką jest 1 s-1 = 1 Hz (herc). Częstotliwość równa jest 1 Hz jeśli w czasie jednej sekundy wykonany jest jeden obieg.
Teraz można omówić poszczególne rodzaje ruchu po okręgu:
a)ruch jednostajny po okręgu (v = const, ω = const)
Jak sama nazwa wskazuje prędkość w tym ruchu jest stała:
ω = 2π / T      v = 2πr / T
przyspieszenie dośrodkowe- jest to ruch jednostajny, występuje w nim przyspieszenie dośrodkowe. Zgodnie z 1 zasadą dynamiki ciało, na które nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą jeśli się już porusza to ruchem jednostajnym PROSTOLINIOWYM. Tu natomiast mamy ruch krzywoliniowy (po okręgu) zatem musi działa jakaś siła, a skoro siła to i jakieś przyspieszenie. Jest to siła dośrodkowa i przyspieszenie dośrodkowe. Przyspieszenie dośrodkowe można obliczyć ze wzoru:
a = v2/r
b)ruch zmienny po okręgu, jednostajnie przyspieszony i opóźniony
W ruchu tym mamy przyspieszenie (opóźnienie) kątowe (ε), prędkość kątową(ω) i zakreślony kąt(α), które są odpowiednikami kolejno przyspieszenia liniowego, prędkości liniowej i drogi w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym. W związku z tym:
α = (ε t2 /2) + ω0 t
Oczywiście, jeśli prędkość początkowa (ω0) jest równa 0 to ją pomijamy.
ω = εt

DYNAMIKA RUCHU PO OKRĘGU

II zasada dynamiki pokazuje nam zależność między siłą, masą i przyspieszeniem:
Jeśli za a podstawimy wzór to otrzymamy:
F = m (v2/2)
Siła dośrodkowa jest skierowana do środka okręgu, po którym porusza się dane ciało.

Ruch jednostajny prostoliniowy - ruch prostoliniowy, w którym prędkość jest stała (V=const.), czyli w dowolnych, jednakowych odstępach czasu ciało doznaje takich samych przemieszczeń. W tym ruchu prędkość średnia jest równa prędkości chwilowej.
Droga (s) przebyta po czasie Dt w tym ruchu, liczbowo jest równa polu zawartemu pod wykresem funkcji V od t: S=V₀ × Dt

Ruch- jest to zmiana położenia jednego ciała względem kolejnego ciała, które przyjmiemy jako punkt odniesienia - układ odniesienia.

Dodatkowo ruch jest pojęciem względnym. Jeśli nie posiadamy przyjętego układu to nie możemy mówić o spoczynku ciała. W naszym otoczeniu ze względu na formę toru wyróżnia się ruch prostoliniowy (po linii prostej) krzywoliniowy (po linii krzywej).

Tor- jest to linia, którą wykreśla przemieszczające się ciało. Zdefiniowany odcinek toru nazywany jest drogą (s). Jednostką drogi jest metr. Jeżeli zauważymy, iż w takich samych odstępach czasu przemieszczający się przedmiot przebywa jednakowe odcinki dróg to ruch tego punktu jest ruchem jednostajnym.

 Ruch jednostajnie prostoliniowy. Torem tego ruchu jest linia prosta. W ruchu tym ciało w takich samych odstępach czasu będzie pokonywało takie same odcinki drogi.

Natomiast droga (s) droga w ruchu jednostajnym prostoliniowym jest proporcjonalna do czasu.

Prędkość w ruchu jednostajnym prostoliniowym jest stała.  Jest ona opisywana jest na podstawie wzoru:

V= s/t

 Ruch jednostajnie przyspieszony.

W ruchu tym pewne fragmenty drogi będą pokonywane w kolejnych sekundach, mają się one do siebie tak jak kolejne liczby nieparzyste (1, 3, 5, 7…).

Przyspieszenie (a [m/s2]) nazywane jest ilorazem przyrostu prędkości i czasu, w którym ten przyrost może nastąpić.

W ruchu tym  prędkość jest proporcjonalna do czasu.

Natomiast droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym wzrasta proporcjonalnie do kwadratu czasu.

 I zasada dynamiki (zasada bezwładności)

Jeśli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada dynamiki Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa
jest różna od zera), to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej

Współczynnik proporcjonalności jest równy odwrotności masy ciała.

.

Przyspieszenie z jakim porusza się ciało jest proporcjonalne do działającej siły a odwrotność masy jest współczynnikiem proporcjonalności. Kierunek i zwrot przyspieszenia jest zgodny z kierunkiem i zwrotem siły.

III zasada dynamiki (zasada akcji i reakcji)

Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało).

Jeśli ciało A działa na ciało B siłą F (akcja), to ciało B działa na ciało A siłą (reakcja) o takiej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.

Pęd- jest to wielkość fizyczna wyrażająca się wzorem:

Zasada zachowania pędu:
Jeżeli na ciało lub układ ciał nie działa żadna siła zewnętrzna (pochodząca od innego ciała), to całkowity pęd układy jest stały.

Energia i zasada zachowania energii.
Energia kinetyczna-jest to energia związana z ruchem - posiada ją ciało poruszające się. Jej wartość wyraża się wzorem:




Energia potencjalna ciężkości:
Jest to energia związana z wysokością danego ciała. Jej wartość wyraża się wzorem:



Zasada zachowania energii:
Jeżeli na ciało nie działa żadna siła zewnętrzna - nie licząc siły grawitacyjnej - to całkowita energia mechaniczna jest stała.
Energia kinetyczna w ruch obrotowym:


Praca i moc.
Praca-jest to wielkość fizyczna wyrażająca się wzorem:



Moc:
Jest to praca wykonana w danym czasie:


Para sił

Suma momentów pary sił względem dowolnego punktu leżącego w płaszczyźnie ich działania jest jednakowa i równa iloczynowi jednej z sił i odległości r ich linii działania, zwanej ramieniem pary. Suma ta nosi nazwę momentu pary sił.

Bryła sztywna

to takie ciało, w którym pod wpływem działających sił zewnętrznych nie zmienia się wzajemna odległość pomiędzy cząsteczkami tego ciała (siły te nie zmieniają kształtu ciała). Z definicji wynika, że dane ciało czasami możemy traktować jak bryłę sztywną (wtedy, gdy działające siły są zbyt małe aby to ciało odkształcić), a innym razem, gdy działające siły są większe, ciało przestaje być bryłą sztywną.

Pracą- nazywamy iloczyn skalarny siły F działającej na ciało i wektora przemieszczenia s jaki ta siła wywołała:

Gdy działająca siła jest zgodna z kierunkiem przemieszczenia, cosinus we wzorze =1 i wzór można zapisać po prostu jako:

Gdy siła działa prostopadle do kierunku przemieszczenia, jej praca wynosi 0.

Moment bezwładności:
Jest to wielkość opisująca rozkład masy względem osi obrotu.

13 Własności cieczy Ciecze różnią się zasadniczo od ciał stałych brakiem sprężystości postaci. Różnica między zachowaniem się ciał stałych i cieczy tłumaczy się tym, że w ciałach stałych drobiny utrzymują stałe względem siebie położenie i każde usiłowanie zmiany wywołuje powstawanie naprężeń przeciwdziałających względem drugich. Nie występują w nich siły wewnętrzne przeciwdziałające takim przesunięciom. Ciecz wskutek braku sprężystości postaci przybiera zawsze kształt naczynia w którym się znajduje, i wywiera na ściany tego naczynia wszędzie ciśnienie normalne. Ciecze są ściśliwe, przy tym ich moduły ściśliwości są w ogólności mniejsze od modułów ściśliwości ciał stałych, są więc one zatem łatwiej ściśliwe niż ciała stałe. Ściśliwość ta jest jednak niewielka. Natomiast tym różnią się ciecze od ciał stałych, że są doskonale sprężyste. Nie możemy w cieczach przekroczyć granicy sprężystości.

21.

Promieniowanie kosmiczne - promieniowanie docierające do Ziemi z otaczającej ją przestrzeni kosmicznej.

Promieniowanie docierające bezpośrednio z przestrzeni kosmicznej nazywamy promieniowaniem kosmicznym pierwotnym.

Cząstki docierające do Ziemi w wyniku reakcji promieniowania kosmicznego pierwotnego z jądrami atomów gazów atmosferycznych, to promieniowanie wtórne.

Pierwotne promieniowanie kosmiczne padając na zewnętrzne warstwy atmosfery Ziemi z prędkością bliską prędkości światła wywołuje w procesach zderzeniowych z atomami atmosferycznymi strumień wysokoenergetycznych elektronów, protonów, mionów i fotonów - tak zwane wtórne promieniowanie kosmiczne.

Składa się głównie z protonów, a także z ciężkich jąder i elektronów.

Cząstki promieniowania kosmicznego wbiegające w atmosferę ziemską z prędkością bliską prędkości światła są źródłem cząstek wtórnych, których rodzaj i energia zależą od wysokości w atmosferze.

Reliktowe promieniowanie, mikrofalowe promieniowanie tła, izotropowe promieniowanie cieplne wszechświata. Promieniowanie reliktowe jest pozostałością po wysokoenergetycznych kwantach gamma wypełniających wczesny wszechświat wg modelu Wielkiego Wybuchu.

Wielki Wybuch początek czasu, przestrzeni i materii tworzącej wszechświat. Istnienie Wielkiego Wybuchu jako pierwszy postulował w 1947 G. Gamow. Podstawę idei Wielkiego Wybuchu stanowił model rozszerzającego się wszechświata opracowany w 1920 przez A.A. Friedmana. Obecnie Wielki Wybuch jest powszechnie akceptowaną, choć ciągle udoskonalaną hipotezą kosmogoniczną.
Zgodnie z aktualną postacią teorii Wielkiego Wybuchu wszechświat narodził się jako punkt o niezwykle wysokiej temperaturze i gęstości. Początkowo istniały w nim warunki unifikujące oddziaływania fizyczne (unifikacja, 2). Po ok. 10^-30s od narodzin uległ on gwałtownemu rozszerzeniu w tzw. procesie inflacji (inflacyjny wszechświat), w którego trakcie nastąpiło uśrednienie wszelkich niejednorodności początkowego rozkładu energii. Pod koniec pierwszej sekundy od Wielkiego Wybuchu wszechświat, choć wciąż jeszcze bardzo gorący, zbudowany był już z materii (pod postacią plazmy) niewiele różniącej się od obecnie występującej (tworzyły ją protony, neutrony, elektrony, neutrina i fotony).

Promieniowanie jądrowe - Emisja cząstek lub promieniowania elektromagnetycznego (promieniowanie gamma) przez jądra atomów. Promieniowanie zachodzi podczas lub po przemianie promieniotwórczej lub w wyniku przejścia wzbudzonego jądra do stanu o niższej energii. Rodzaj wysyłanego promieniowania oraz jego energia zależy od rodzaju przemiany jądrowej. Najbardziej znane rodzaje promieniowania to: promieniowanie alfa, promieniowanie beta i promieniowanie gamma.

Detekcja promieniowania jądrowego - to metody i przyrządy do detekcji promieniowania jądrowego i innych rodzajów promieniowania jonizującego, jak promieniowanie X, γ, neutrony, protony, itp. W detektorach wykorzystujących oddziaływanie danego rodzaju promieniowania z materią.

Ogólnie ze względu na czynnik roboczy detektory promieniowania jądrowego można podzielić na:

gazowe, do których należą:

• komora jonizacyjna,

• licznik Geigera - Müllera,

• licznik proporcjonalny,

• komora dryfowa,

• komora Wilsona,

• komora iskrowa,

• komora strumieniowa,

• komora pęcherzykowa,

oparte na ciele stałym:

• detektor scyntylacyjny, które dodatkowo ze względu na rodzaj związku tworzącego scyntylator dzieli się na:

detektory z scyntylatorami organicznymi,

detektory z scyntylatorami nieorganicznymi (opartymi na kryształach: NaI(Tl), BGO, BaF₂, CsI(Tl),

detektor półprzewodnikowy,

detektor Czerenkowa,

płyta fotograficzna (emulsja jądrowa).

Komora jonizacyjna - urządzenie do pomiaru i rejestracji promieniowania wywołującego jonizację gazu (promieniowanie jądrowe, promieniowanie X, cząstki elementarne). Komorami jonizacyjnymi nazywa się te detektory jonizacyjne promieniowania, w których ładunek zbierany na elektrodach powstaje jedynie w wyniku jonizacji przez rejestrowane cząstki (jonizację pierwotną).

W gazie wypełniającym komorę w wyniku promieniowania powstają Jony oraz uwolnione elektrony pod wpływem pola elektrycznego elektrod wędrują one do odpowiednich elektrod. Pomiar odbywa się poprzez pomiar prądu jonizacyjnego (komora prądowa) lub zliczania oddzielnych impulsów (komora impulsowa). Zastąpienie gazu w komorze cieczą (np. ciekły argon) lub ciałem stałym (półprzewodnik) umożliwia uzyskanie przy danym promieniowaniu większych sygnałów na elektrodach.

Występowanie w komorze tylko jonizacji pierwotnej odpowiada współczynnikowi wzmocnienia gazowego A=1.

Licznik Geigera (licznik Geigera-Müllera) - urządzenie opracowane przez Hansa Geigera wraz z Walterem Müllerem w 1928 roku, mierzące promieniowanie jonizujące.

Ponieważ jonizacja gazów wewnątrz licznika zachodzi nie tylko w wyniku promieniowania alfa, ale także innych rodzajów promieniowania jonizującego (beta i gamma), toteż licznik Geigera zlicza w istocie niemal całkowity poziom czynników jonizujących w otoczeniu. Licznikiem Geigera można w istocie oceniać także liczbę fotonów światła i promieniowania rentgenowskiego, ale nie można nim badać bezpośrednio natężenia strumienia neutronów - cząstek nie wywołujących jonizacji. Jednak, istnieje rozwiązanie pomijające wspomnianą przeszkodę. Licznik taki albo wypełnia się wodorem (neutrony zderzają się z jądrami wodoru - protonami, powodując ich ruch) lub też otacza się folią kadmową, wówczas neutrony pochłaniane przez kadm, wywołują w nim reakcję jądrową, wynikiem czego jest powstanie promieniowania gamma. Następnie promieniowanie gamma przenika już do objętości czynnej licznika powodując powstanie sygnału.

---