Transcript A – Z
O atomskom nukleusu (jezgru) Atom Atom se sastoji od jezgra i omotača 1.Jezgro sadrži: protone neutrone 2. elektrona JEZGRO (NUKLEUS) ATOMA Mmaseni broj = broj protona + broj neutrona A X Z Atomski broj = broj protona Simbol elementa A Z X A = broj protona + broj neutrona Z = broj protona A – Z = broj neutrona Broj neutrona = maseni broj – Atomski broj N=A-Z Ima više vrsta urana: 235 U 92 238 U 92 A A Z Z Broj protona Broj protona Broj neutrona Broj neutrona Ima više vrsta urana: 235 238 U 92 U 92 A 235 A 238 Z 92 Z 92 Broj protona 92 Broj protona 92 Broj neutrona 143 Broj neutrona 146 Osobine nukleusa Atomske mase se mjere u atomskim jedinicama mase koje označavamo sa u. 1 u = 1.66054 × 10−27 kg = 931.49 MeV/c2 Osobine nukleusa Naboj nukleusa je +e puta broj (Z) protona. Isotopi vodonika: Deuterium: Teški vodonik. Ima u svom jezgru proton i neutron. Tricijum: ima dva neutrona i jedan proton. Jezgra deuterijuma i tricijuma se zovu deuteron i triton. Atomi sa istim Z, ali različitim masenim brojem A, se zovu izotopi. Osobine nukleusa Simbol atomskog nukleusa je: . gdje je Z = atomski broj (broj protona) N = neutronski broj (broj neutrona) A = maseni broj (Z + N) X = simbol hemijskog elementa Svaka vrsta nukleusa datih Z i A se zove nuklid. Z karakteriše hemijski element. Zavisnost hemijskih osobina od N je zanemarljiva. Nuklidi sa istim brojem neutrona se zovu izotoni Nuklidi sa istim brojem A se zovu izobari. O jezgru atoma Nukleus zauzima samo 10-15 zapremine atoma. I jezgra su podvrgnuta zakonima kvantne fizike: i ona imaju osnovno stanje i eksitovana stanja i emituju fotone (gama-kvante) pri prelazu između eksitovanih i osnovnog stanja. Bitne razlike u atomskoj i nuklearnoj fizici su: 1. elektroni su pod bitnim uticajem jezgra dok nukleus ne trpi nikakav vanjski uticaj (sastavni dijelovi jezgra se nalaze pod uticajem sila koje sami stvaraju – nuklearne sile) O jezgru atoma 2. U atomskoj fizici međudjelovanje elektrona je gotovo zanemarljivo, a u nuklearnoj fizici je uzajamno dejstvo među sastavnim dijelovima jezgra odlučujuće za kompaktnost jezgra. Zato u nuklearnoj fizici ne možemo izbjeći problem interakcije više tijela, što smo mogli u atomskoj fizici, a to je upravo ono što nam stvara matematičke teškoće. 3.silu koja drži sastavne dijelove jezgra na okupu poznajemo samo kvalitativno, tj. za nju ne možemo napisati formulu kao za Kulonovu silu ili gravitacionu silu. Sastavni dijelovi jezgra Prije nego što je 1932. Chedwik otkrio neutron postojali su modeli jezgra atoma koji su zagovarali da se u jezgru nalazi A protona i (A-Z) elektrona tako da je ukupni naboj jezgra jednak: A(+e)+(A-Z)(-e)=+Ze Što se slagalo sa eksperimentom. Ipak bilo je niz poteškoća: Izlaz iz ove situacije došao je 1932. otkrićem neutrona Neutron ima skoro istu masu kao i proton (oko 0,1% veću) Dimenzije i oblici nukleusa Rutherford je zaključio da domet nuklearnih sila mora biti manji od oko 10−14 m. Pretpostavimo da je nukleus sfera radiusa R. Čestice (electroni, protoni, neutroni, i alfa-čestice) se rasijavaju kada prolaze blizu nukleusa. Nije jasno da li maksimalno rastojanje za interakciju zavisi od veličine nukleusa (radijus materije), ili nuklearne sile djeluju i van ovog područja nuklearne materije (radijus sile). Nuklearna sila se često zove jaka sila. Ovdje razlikujemo radijus nuklearne sile, radijus mase i radijus naboja. Dimenzije i oblici nukleusa Radijus nukleusa se može aproksimirati sa izrazom R = r0A1/3 gdje je r0 ≈ 1.2 × 10−15 m. Kao jedinicu ovdje koristimo femtometar tako što je 1 fm = 10−15 m, ili fermi. Najlakši nukleus prema Fermijevoj raspodjeli za raspodjelu gustine naboja u nukleusu ρ(r) is Dimenzije i oblici nukleusa Oblik Fermijeve raspodjele Ako pretpostavimo da je nukleus sfera, Onda je gustina nukleusa 2.3 × 1017 kg / m3.