Elementy fizyki atomowej i jądrowej

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Elementy fizyki atomowej i jądrowej"

Transkrypt

1 Elementy fizyki atomowej i jądrowej Spis treści!. Widma promieniowania.. Budowa atomu. Model Bohra. 3. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. 4. Budowa jądra atomowego. Siły jądrowe. 5. Energia wiązania i deficyt (niedobór) masy jąder atomowych. 6. Promieniotwórczość naturalna. Przemiany promieniotwórcze. 7. Praktyczne aspekty wykorzystania zjawiska promieniotwórczości naturalnej. 7.1 Datowanie radiowęglowe. 7.. Bomba kobaltowa. 7.3 Promieniotwórczy jod. 8. Licznik Geigera. 9. Reakcja rozszczepienia jąder atomowych. 10. Reaktor jądrowy. 11. Elektrownia jądrowa. 1. Porównanie elektrowni jądrowej i klasycznej. 13. Zagrożenia i korzyści płynące z energetyki jądrowej. 14. Reakcja termojądrowa. Widma promieniowania. Pod koniec XIX w klasyczna fizyka wydawała się być zbiorem sprawdzonych teorii dobrze potwierdzonych faktami doświadczalnymi. Było jednak kilka problemów, których rozwiązanie na gruncie klasycznej fizyki napotykało na trudności. Jednym z nich były widma promieniowania. Każdy z nas prawdopodobnie widział kiedyś na niebie tęczę. Jeżeli tak, to widzieliście ciągłe widmo tzw. światła białego. Światłem białym nazywamy np. docierające do nas światło słoneczne. Wg klasycznej teorii elektromagnetyzmu światło jest falą elektromagnetyczną. Nasze oko reaguje na fale elektromagnetyczne o długościach od około 400nm do 740nm (wartości graniczne nm) 1nm=10-9 m Widmo nazywamy ciągłym, jeżeli w danym zakresie występują wszystkie możliwe długości fal. Poniższy rysunek przedstawia widmo ciągłe światła białego. Można je uzyskać przepuszczając wiązkę światła białego np. przez pryzmat. Promieniowanie o widmie ciągłym emitują rozgrzane do wysokiej temperatury ciała stałe. Zupełnie inaczej wygląda widmo promieniowania emitowanego przez pobudzone do świecenia jednoatomowe gazy np. wodór. 1

2 Przedstawione wyżej widmo jest właśnie wynikiem analizy światła wysyłanego przez pobudzone do świecenia atomy wodoru. Nazywamy je widmem liniowym. Występują w nim tylko niektóre długości fal elektromagnetycznych. Widmo każdego pierwiastka jest charakterystyczne dla niego i niepowtarzalne. Poniżej widmo promieniowania azotu. (zdjęcia widm pochodzą z Wikipedii) W podobny sposób jak emisja następuje absorpcja promieniowania przez atomy. Poniżej przedstawione jest widmo absorpcyjne wodoru. Atomy wodoru oświetlone promieniowaniem o widmie ciągłym absorbują z niego tylko niektóre długości fal. Odpowiadają im ciemne linie na tle widma ciągłego (ciemna linia oznacza, że dana długość fali w widmie nie występuje, bo została zaabsorbowana). Widać, że są to te same długości fal, które atomy wodoru emitowały. Zarówno widma absorpcyjne jak i emisyjne są charakterystyczne dla atomów i pozwalają na ich identyfikację. Dział fizyki, który się tym zajmuje to analiza widmowa. Dzięki niej np. możemy określić skład gwiazd. Klasyczna fizyka nie potrafiła wyjaśnić różnic w widmach pierwiastków i charakteru tych widm. Trzeba było poczekać na odkrycia z zakresy fizyki atomu i stworzenie nowego modelu budowy atomu. Budowa atomu. Model Bohra. Pojęcie atom pojawiło się w nauce dość dawno. Już starożytni greccy filozofowie wyznawali tezę, że materia zbudowana jest z niepodzielnych cząstek zwanych atomami. Od tamtych czasów nastąpiła spora ewolucja tego pojęcia. Wg dzisiejszego stanu wiedzy atom jest składnikiem materii, ale nie uważamy by był on niepodzielny. Pod koniec XIX wieku Joseph Thompson odkrył elektron (i fakt, że jest on składnikiem atomu) i zaproponował model budowy atomu zwany popularnie rodzynkowym, (bo na rysunku przypominał przekrojone ciasto z rodzynkami). Wg tego modelu atom to kulka materii obdarzona ładunkiem dodatnim (ciasto), wewnątrz której znajdują się ujemne elektrony (rodzynki). Wartość ładunku dodatniego w atomie jest równa (co do wartości bezwzględnej) sumie ładunku ujemnego wszystkich elektronów w tym atomie. Wobec tego atom, jako cząstka jest elektrycznie obojętny. Na początku wieku XX Ernest Rutherford odkrył, że taka struktura atomu nie jest prawdziwa. W jednym z doświadczeń odkrył, że w atomie istnieje niewielkie, bardzo ciężkie centrum obdarzone ładunkiem dodatnim. Nazwał to centrum jądrem atomowym. Rozmiary atomu są rzędy m, a rozmiary jądra rzędu m. Czyli rozmiary jądra są razy mniejsze niż rozmiary całego atomu. Mimo to jądro atomu zawiera prawie całą jego masę (około 99,97%).

3 Rutherford zaproponował nowy model budowy atomu zwany modelem planetarnym. Wg tego modelu atom ma kształt sferyczny. Jego centralną częścią jest również sferyczne jądro atomowe, a wokół niego znajdują się elektrony. I w tym momencie zaczynają się problemy z modelem Rutherforda. Na czym one polegają? Zgodnie z prawem Coulomba dwa ciała naładowane ładunkami przeciwnego znaku wzajemnie się przyciągają. Jądro ma ładunek dodatni a elektrony ładunek ujemny i wobec tego na skutek wzajemnego przyciągania się elektrony powinny zbliżyć się do jądra atomu. Rozmiary atomu powinny być porównywalne z rozmiarami jądra atomowego (a tak nie jest!). Innym pomysłem był ruch kołowy elektronów wokół jądra atomu. Siła wynikająca z prawa Coulomba pełniłaby wtedy rolę siły dośrodkowej. Ale wg klasycznej elektrodynamiki elektron krążący wokół jądra po kołowym torze powinien promieniować energię. Wobec tego jego energia byłaby coraz to mniejsza, torem jego ruchu byłaby spirala o malejącym promieniu. W efekcie elektron prawie natychmiast powinien spaść na jądro atomowe. Problem ten został rozwiązany w następnym modelu budowy atomy opracowanym przez Nielsa Bohra. Wielką zasługą Bohra był pomysł, że prawa klasycznej fizyki nie obowiązują w mikroświecie. Model atomu Bohra jest oparty na kilku postulatach. 1. Elektron w atomie porusza się wokół jądra po kołowej orbicie (tzw. stacjonarnej) pod wpływem przyciągającej siły kulombowskiej, i ruch ten podlega prawom klasycznej mechaniki. Ruch elektronu w atomie opisują prawa klasycznej fizyki. Ponieważ elektron porusza się po kołowej orbicie, to musi być poddany działaniu siły dośrodkowej. Rolę tej siły spełnia siła przyciągania między elektronem, który ma ładunek ujemny, a jadrem atomu, które posiada ładunek dodatni. Siła ta jest opisana prawem Coulomba, które możemy zapisać następująco: 1 ( Z e) e F c = me υ 1 Z e m υ Fd = = 4π ε 0 r r 4π ε 0 r r gdzie: Z liczba atomowa, czyli liczba protonów w jądrze atomu, 19 e wartość ładunku protonu lub elektronu ( e = 1,6 10 C ), Z e - ładunek jadra atomowego, 1 C ε 0 stała dielektryczna dla próżni ( ε 0 = 8,85 10 ), N m r promień orbity, 31 m e masa elektronu ( m e = 9,11 10 kg ), V prędkość elektronu na danej orbicie,. Każda orbita stacjonarna musi spełniać warunek: h m e V r = n π 3

4 gdzie: m e masa elektronu, V prędkość elektronu na danej orbicie, r promień orbity elektronu, 34 h stała Plancka ( h = J s ), n główna liczba kwantowa (n=1,, 3, ) możemy ją potraktować jako numer orbity liczony od jądra atomowego. V r - orbitalny moment pędu elektronu, m e Ten postulat Bohra wprowadza do fizyki nową ideę. Niektóre wielkości fizyczne (np. moment pędu elektronu w atomie) mogą się zmieniać w sposób skokowy a nie ciągły. Zgodnie z tym postulatem orbitalny moment pędu elektronu w atomie może mieć wartości: 1 h, lub h, lub π π 3 h π, itd., nie mogą natomiast pojawić się pośrednie wartości orbitalnego momentu pędu elektronu. O wielkości fizycznej, której zmiany następują wg podobnej reguły mówimy, że jest skwantowana. W atomie skwantowane są miedzy innymi: energia elektronu, promienie orbit elektronowych. 3. Pomimo, że poruszający się po dozwolonej (stacjonarnej) orbicie elektron doznaje stale przyspieszenia, to jednak nie wypromieniowuje on energii elektromagnetycznej. A zatem jego całkowita energia pozostaje stała. 4. Energia elektronu zmienia się tylko wtedy, gdy elektron przeskakuje z jednej orbity o energii E n na drugą o energii E m. Wartość, o jaką zmienia się energii elektronu jest równa różnicy energii elektronu na danych orbitach. Jeżeli E n >E m to towarzyszy temu emisja promieniowania o częstotliwości E En Em ν = = h h Z drugiego postulatu można wyprowadzić równanie, które pozwoli policzyć wartość energii elektronu na dowolnej orbicie stacjonarnej (albo jak chcą inni dozwolonej). Wzory i wartości energii przedstawione poniżej dotyczą atomu wodoru. 4 me e 1 En = 8 ε 0 h n gdzie: e wartość ładunku elektrycznego elektronu lub protonu (tzw. ładunek elementarny) 19 e = 1,6 10 C ε 0 - przenikalność elektryczna próżni (stała elektryczna lub dielektryczna) 1 C ε 0 = 8,85 10 N m Dla głównej liczby kwantowej n=1 wartość energii elektronu wynosi -13,6eV ev(elektronowolt) jednostka stosowana dla wyrażania energii cząstek elementarnych. Z definicji, jest to energia jaką cząstka obdarzona ładunkiem elementarnym uzyska, jeżeli zostanie przyspieszona w polu elektrycznym, między punktami, których potencjały różnią się o 1V(wolt). Jej wartość wynosi 1,6*10-19 J. Na podstawie równania na energię elektronu można dla atomu wodoru sporządzić wykres tzw. poziomów energetycznych. Każdy z poziomów energetycznych odpowiada jednej z dozwolonych orbit elektronowych w atomie. 4

5 Poziomy energetyczne reprezentują wartości energii, jakie w atomie wodoru może posiadać elektron. Pomiędzy poszczególnymi poziomami rozciągają się obszary energii wzbronionej, tzn. takiej, jaką elektron nie może posiadać. Jeżeli elektron w atomie znajduje się na pierwszym poziomie energetycznym, to mówimy, że atom jest w stanie podstawowym. Charakterystyczną cechą stanu podstawowego, (czyli stanu, w którym elektron w atomie wodoru lub elektrony w innych atomach mają najniższe z możliwych wartości energii) jest nieograniczony czas życia. Energia elektronu może się zmienić przy przeskoku na bardziej oddaloną od jądra orbitę. Odpowiada to przejściu na wyższy poziom energetyczny. Wymaga to dostarczenie elektronowi dokładnie takiej energii, która była by równa różnicy energii między poziomami energetycznymi tak jak to przewiduje 3 postulat Bohra. Proces ten nazywamy absorpcją energii przez atom. Prowadzi on do zmiany stanu atomu ze stanu podstawowego na wzbudzony. Stan wzbudzony charakteryzuje się bardzo krótkim czasem życia rzędu 10-9 s. Po tym czasie następuje samorzutny powrót atomu do stanu podstawowego połączony z emisją energii przez atom. Taki mechanizm emisji i absorpcji promieniowania przez atomy oraz widma emisyjne i absorpcyjne atomów doprowadziły do wniosku, że promieniowanie nie jest emitowane i absorbowane w sposób ciągły (jak to zakładała falowa teoria promieniowania). Promieniowanie jest emitowane przez atomy w postaci porcji energii zwanych kwantami. Energia emitowanego kwantu możemy wyznaczyć, jeżeli wiemy, między jakimi orbitami w atomie przeskakuje elektron. Np. jeżeli w atomie wodoru elektron przeskakuje z orbity trzeciej (n=3) na pierwszą (n=1) to związane jest to z emisją kwantu o energii równej: 13,6eV 13,6eV 8 ( ) ( 13,6eV ) = 13,6eV = 13,6eV = 1,089eV Taki sam kwant zostanie zaabsorbowany, jeżeli elektron w atomie wodoru przeskoczy z pierwszej orbity na trzecią. Kwanty promieniowania nazywamy fotonami i traktujemy podobnie jak cząstki, tzn. przypisujemy im energię i pęd. Pęd jest wektorową wielkością fizyczną. Jego wartość jest równa iloczynowi masy ciała i prędkości z jaką to ciało się porusza. Dla pędu jest sformułowana zasada zachowania o następującej treści: w izolowanym układzie ciał (tzn. takim na który nie działają zewnętrzne siły, pęd układu jest stały (tzn. wektor pędu nie zmienia się w czasie). c h E f = h ν = h p = λ λ E f energia fotonu, h stała Plancka, ν częstotliwość promieniowania, λ długość fali promieniowania, 8 m c prędkość światła w próżni ( c 3 10 ), s Widzimy, że każdej wartości energii fotonu odpowiada jedna długość fali. Możemy to w prosty sposób powiązać z widmem liniowym. Każda lina odpowiada określonej długości fali. Każda długość fali odpowiada określonej energii fotonu. Określona energia fotonu odpowiada przeskokowi elektronu między poziomami energetycznymi (lub orbitami) w atomie. Znając 5

6 widmo liniowe atomu możemy określić położenie poziomów energetycznych w tym atomie, a tym samym możemy dokładnie opisać jego budowę. Wynika z powyższego, że mamy dwa sposoby opisu promieniowania: promieniowanie jest falą elektromagnetyczną. Charakteryzujemy je podając: długość fali, częstotliwość fali, prędkość z jaką rozchodzi się fala w danym ośrodku, promieniowanie jest strumieniem fotonów. Charakteryzujemy je podając: energię fotonów, pęd fotonów, Te dwa opisy promieniowania wzajemnie się uzupełniają. Każdy z nich stosujemy przy wyjaśnianiu określonej grupy zjawisk. Sytuacja ta jest znana pod nazwą dualizm cząsteczkowo-falowy. Model atomu Bohra i idee fizyki kwantowej burzyły ustalone poglądy na temat struktury materii i praw fizyki. Współczesne poglądy na dotyczące atomu różnią się od modelu Bohra. Dlaczego omawiamy ten model? Ma on jedną ważną zaletę pozwala dobrze zrozumieć podstawowe procesy z udziałem atomów i nie wymaga stosowania wyższej matematyki. Uważamy, że model ten daje bardzo dobry jakościowo (tzn. bez obliczania wartości) opis atomu. Obliczenia oparte na tym modelu sprawdzają się dla atomu wodoru. Dla atomów wieloelektrodowych obliczenia oparte na modelu Bohra znacznie odbiegają od wartości wyznaczonych eksperymentalnie. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Pod koniec XIX wieku zostało odkryte zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, polegające na tym, że z powierzchni metalu, na którą pada promieniowanie zostają emitowane elektrony. W ciągu kilkunastu lat badań odkryto szereg prawidłowości w przebiegu tego zjawiska: liczba wybitych (wyemitowanych) elektronów jest wprost proporcjonalna do natężenia padającego promieniowania, Natężenie promieniowania definiujemy następująco: E I = s t gdzie: E energia promieniowania padającego prostopadle na powierzchnie metalu, s pole powierzchni na którą prostopadle pada promieniowanie, Δt przedział czasu w ciągu którego do powierzchni o polu s dociera w postaci promieniowania energia E energia kinetyczna wybitych elektronów jest wprost proporcjonalna do częstotliwości padającego promieniowania. ν gr jest to graniczna częstotliwość promieniowania, poniżej której zjawisko fotoelektryczne nie zachodzi, tzn. padające promieniowanie nie wybija elektronów. Wartość ν gr jest inna dla każdego metalu. 6

7 między momentem emisji elektronów a padaniem promieniowania nie występuje opóźnienie czasowe (tzn. emisja elektronów zachodzi natychmiast, albo w ogóle nie zachodzi, jeżeli ν< ν gr ) Prawidłowości odkryte dla zjawiska fotoelektrycznego nie dały się opisać na gruncie falowej teorii promieniowania. Wg teorii falowej energia kinetyczna elektronów powinna zależeć od natężenia promieniowania a nie od częstotliwości. Teoria falowa dopuszczała również wystąpienie opóźnienia czasowego między momentem naświetlenia metalu a momentem emisji elektronów (elektron gromadził energię, którą fala dostarczała w sposób ciągły, i dopiero, gdy miałby jej dostatecznie dużo mogła nastąpić emisja). W roku 1905 w Annalen der Physik Albert Einstein opublikował swoja pracę, w której wyjaśnił zjawisko fotoelektryczne w oparciu o pojęcie kwantu energii (fotonu). Wyjaśnienie podane przez Einsteina opiera się na następującym równaniu (równanie Einsteina-Millikana): m ϑ h ν = W + ( ) max gdzie: h ν - energia kwantu (fotonu), W praca wyjścia elektronów z metalu (jest to najmniejsza wartość energii, jaką należy dostarczyć elektronowi, aby mógł opuścić metal), m ϑ ( ) max - największa wartość energii kinetycznej, jaką może posiadać elektron wyemitowany z metalu, Równanie to stanowi w gruncie rzeczy zapis zasady zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym. Po lewej stronie mamy energię dostarczoną przez foton, po prawej stronie zapisujemy na co ta energia została wykorzystana. Korzystając z tego faktu możemy przebieg zjawiska fotoelektrycznego opisać następująco: w metalu występują swobodne elektrony, które są utrzymywane we wnętrzu metalu przez oddziaływanie elektrostatyczne z dodatnimi jonami tworzącymi sieć krystaliczna metalu. Wybicie elektronu z metalu wymaga pokonania tych sił przyciągających czyli wykonania pracy tzw. pracy wyjścia elektronów z metalu. Jej wartość zależy od rodzaju metalu. Energie elektronom dostarczamy bombardując powierzchnię metalu strumieniem fotonów. W zderzeniu fotonu z elektronem następuje absorpcja energii fotonu przez elektron. Foton znika a elektron uzyskuje energię, jaką miał foton. Jeżeli wartość energii fotonu jest większa od pracy wyjścia (lub równa) następuje emisja elektronu. Zapisujemy to w postaci warunku fotoemisji elektronów z metalu: h ν W Rysunek pochodzi z Wikipedii Jeżeli ν = ν gr to h ν = gr W - w ten sposób możemy wyznaczyć pracę wyjścia elektronów dla danego metalu. Równocześnie widać z równania, że jeżeli ν = ν gr, to energia kinetyczna wyemitowanego elektronu musi być równa zero. Dopiero wtedy, gdy h ν > W (czyli energia fotonu jest większa od pracy wyjścia) to elektron będzie posiadać 7

8 większą od zera energię kinetyczną. Ponieważ energia fotonu jest proporcjonalna do częstotliwości promieniowania to i energia kinetyczna emitowanych elektronów jest proporcjonalna do częstotliwości promieniowania. Wynika to z przekształcenia równania Einsteina-Millikana: m ϑ h ν W = ( ) max Równie dobrze teoria kwantowa tłumaczy zależność liczby emitowanych elektronów od natężenia promieniowania. Wg teorii kwantowej natężenie promieniowania jest wprost proporcjonalne do liczby fotonów bombardujących jednostce czasu powierzchnię metalu. Większemu natężeniu promieniowania, a więc i większej liczbie fotonów bombardujących w jednostce czasu powierzchnię metalu będzie odpowiadać większa liczba zderzeń elektronów z fotonami tym samym wybitych elektronów będzie więcej (oczywiście wtedy, gdy spełniony będzie warunek emisji h ν W ). Brak opóźnienia czasowego wynika z wcześniejszych wyjaśnień jeżeli h ν W to emisja elektronów następuje natychmiast, jeżeli h ν < W, to emisja nie następuje w ogóle, bo elektron ma za małą energię, aby mógł wykonać pracę wyjścia (zakładamy tutaj, że elektron zderza się tylko z jednym fotonem). Za wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego Albert Einstein otrzymał w 191r Nagrodę Nobla. Typowym przyrządem wykorzystującym w swojej zasadzie działania zjawisko fotoelektryczne jest fotokomórka. Jeżeli do anody przyłączymy dodatni biegun źródła napięcia a do katody biegun ujemny, to otrzymamy układ, w którym prąd płynie tylko wtedy, gdy na katodę fotokomórki pada światło. Można ten fakt wykorzystać w różnych układach sterowania oraz systemach alarmowych. Do spisu treśc i Elementy fizyki jądrowej. Budowa jądra atomowego. Siły jądrowe Atom jest podstawowym składnikiem materii. Składa się z jądra atomowego (o dodatnim ładunku elektrycznym) i elektronów (o ujemnych ładunkach elektrycznych). Jądro atomowe z kolei składa się z neutronów (elektrycznie obojętnych) i protonów o ładunku dodatnim. Składniki jądra atomowego nazywamy nukleonami a somo jądro atomu określamy, jako nuklid. W każdym atomie istnieje idealna równowaga ładunku elektrycznego. Łączny ładunek elektryczny dodatni zawarty w jądrze atomowym jest dokładnie równy (co do wartości bezwzględnej) łącznemu ładunkowi ujemnemu wszystkich elektronów. Atom jako całość jest elektrycznie obojętny. Przypomnijmy sobie jakie są rozmiary atomu i jądra atomowego: średnica atomu ok m, średnica jądra atomowego ok m. Wszystkie atomy danego pierwiastka chemicznego mają taką samą liczbę protonów w jądrze atomu (oraz taką samą liczbę elektronów). Atomy te mogą się różnić liczbą neutronów w jądrze atomy. Nazywamy takie atomy izotopami. Skład atomu oraz skład jądra atomowego opisujemy podając dwie liczby: A liczbę masową która jest równa liczbie nukleonów w jądrze atomu, 8

9 Z liczbę atomową która jest równa liczbie protonów w jądrze atomu (oraz elektronów w atomie), 35 Np. zapis 9 U oznacza, że w jadrze atomu uranu mamy 9 protony, a łączna liczba protonów i neutronów (czyli nukleonów) wynosi 35. Czy możemy określić ile w tym jądrze uranu jest neutronów? Oczywiście: liczba _ neutronów = A Z = 35 9 = 143 Czy wiemy ile w tym atomie jest elektronów? Na to pytanie również łatwo odpowiemy tyle samo co i protonów. Pierwiastek składa się z atomów o takiej samej liczbie atomowej, co oznacza, że wszystkie atomy danego pierwiastka mają w jądrze tyle samo protonów, a wokół jąder tych atomów krąży taka sama liczba elektronów. Liczba neutronów w jądrach atomów tego samego pierwiastka nie musi być taka sama. Np. znamy trzy rodzaje atomów wodoru: 1 1H - w jądrze tego atomu jest tylko jeden nukleon i jest to proton, 1H - w jądrze tego atomu są dwa nukleony, jeden z nich to proton a drugi to neutron, 3 1H - w jądrze tego atomu są trzy nukleony, jeden z nich to proton, a dwa pozostałe to neutrony, Atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze nazywamy izotopami. Wodór jak z powyższego zapisu wynika występuje w postaci trzech izotopów. Izotop wodoru z dwoma nukleonami nazywa się deuter, a ten z trzema nukleonami tryt. Jeżeli zastanowimy się nad budową jądra każdego atomu oprócz wodoru, to może nas zastanowić jeden fakt. W jądrze atomu np. węgla znajduje się 6 protonów, z których każdy posiada dodatni ładunek elektryczny. Z kursu elektrostatyki wiecie, że ładunki jednoimienne (np. dodatnie) wzajemnie się odpychają. Dlaczego wobec tego jądro atomu się nie rozpada a wręcz odwrotnie jest cząstką bardzo silnie związaną. Analiza tego zagadnienie prowadzi do wniosku, że w jądrach atomowych musi istnieć nowy rodzaj oddziaływania o charakterze przyciągającym, które nazywamy siłami jądrowymi. Jedną z podstawowych właściwości sił jądrowych jest ich niezależność od ładunku elektrycznego. Oznacza to, ze siłami jądrowymi przyciągają się w jądrze atomu: proton z protonem, proton z neutronem, neutron z neutronem, Drugą cecha sił jądrowych jest ich mały zasięg. Ogranicz się on do obszaru jądra atomowego. Poza nim nie obserwujemy ich działania. Energia wiązania i deficyt (niedobór) masy jąder atomowych. Znając liczbę masową i atomową dowolnego jądra atomowego oraz masy: 7 protonu ( m p = 1, kg ) i 7 neutronu ( m n = 1, kg ), możemy obliczyć masą dowolnego jądra atomowego. Formuła, którą się posłużymy ma następującą postać: M = Z m + A Z m p ( ) n Masę jądra atomowego możemy również wyznaczyć metodami pomiarowymi. I tu niespodzianka za każdym razem masa wyznaczona jest mniejsza od masy zmierzonej. Nazywamy ten fakt deficytem (niedoborem) masy jąder atomowych. Sprawdźmy, jaką różnicę otrzymamy na przykład dla jądra atomu helu ( 4 He ). 9

10 M = 1, kg ( 4 ) 1, kg = 6, kg Rzeczywista (czyli zmierzona) masa jądra atomu helu wynosi = Deficyt masy dla jądra atomu helu wynosi: 7 m = M M = 6, , kg = 0, j 7 ( ) kg 7 M j 6, Jak wytłumaczyć fakt niedoboru masy jąder atomowych? Analizując powstawanie pierwiastków we Wszechświecie dochodzimy do wniosku, że jądra atomowe zawierające więcej niż jeden proton powstawały poprzez dokładanie kolejnych protonów. Procesy takie zachodzą w gwiazdach. Z czym wiąże się połączenie np. dwóch protonów w jadro atomu helu. Protony te musimy zbliżyć do siebie na tak małą odległość, aby zadziałały siły jądrowe. Ale pamiętamy, że protony będą się odpychać, ponieważ mają dodatnie ładunki elektryczne. W konsekwencji, połączenie dwóch protonów wymaga wykonania pracy związanej z pokonaniem ich wzajemnego odpychania. Skąd została pobrana energia potrzebna do wykonania tej pracy? Odpowiedź na to pytanie kryje się w jednym z równań teorii względności Einsteina. Wg tej teorii dwie wielkości fizyczne: masa oraz energia są równoważne. Wyrażamy to następująco: E = m c gdzie: E energia, m masa cząstki (lub ciała), c prędkość światła w próżni m 8 m c = s s Co w praktyce oznacza równoważność masy i energii? Masa może zamieniać się na energię a energia na masę. Możemy teraz wyjaśnić skąd się bierze deficyt masy jader atomowych. Część masy składników jądra atomowego została zamieniona na energię potrzebną do poskładania tego jądra ze składników. To dlatego tej części masy brakuje. Taką samą wartość miałaby praca potrzebna na rozdzielenie jądra na składniki, i przesunięcie ich na taką odległość, aby ze sobą nie oddziaływały. Potrzebną do tego wartość energii nazywamy energią wiązania jądra atomowego. Ponieważ jądra atomowe mają różny skład to także ich energie wiązania będą różne. Wielkością którą się najczęściej posługujemy jest średnia energia wiązania przypadająca na jeden nukleon. Dla jądra atomowego możemy zdefiniować jeszcze jeden rodzaj energii mianowicie energię spoczynkową E 0. Jest to równoważnik energetyczny masy spoczywającego jadra atomowego. E = M 0 j c Promieniotwórczość naturalna. Przemiany promieniotwórcze. W 1896r francuski fizyk Henri Becquerel odkrył zjawisko które dzisiaj nazywamy promieniotwórczością naturalną. Za badania nad istotą tego zjawiska oraz odkrycie i wyodrębnienie pierwiastków promieniotwórczych Maria Skłodowska-Curie otrzymała nagrodę Nobla. kg 10

11 Na czym polega to zjawisko? Okazuje się, że niektóre jądra atomowe są niestabilne i samorzutnie ulegają rozpadowi emitując promieniowanie zwane jądrowym. Ustalono, że w promieniowaniu jądrowym występują trzy składniki, które nazwano odpowiednio: α, β, γ. Każdy z tych składników ma inne właściwości. Wspólną cechą jest zdolność do wywoływania jonizacji atomów i cząsteczek. Jonizacja polega na oderwaniu np. przez zderzenie z cząstką α elektronu od atomu lub cząsteczki. Ponieważ atomy są elektrycznie obojętne, to oderwanie elektronu tą równowagę zakłóca powstaje jon dodatni i swobodny elektron. Promieniowanie α i rozpad α. Promieniowanie α stanowi strumień jąder atomu helu zwanych również cząstkami α. Oznaczamy je w następujący sposób: 4 4 α lub He. Cząstka α złożona jest z dwóch protonów i dwóch neutronów. Cząstki te poruszają się z prędkością ok. 15 tys km/s. Ich zasięg w powietrzu to zaledwie kilka centymetrów. Zatrzymuje je cienka warstwa papieru, naskórek itp. Pomimo tego cząstki te wewnątrz naszego organizmu (np. wprowadzone z pożywieniem lub z wdychanym powietrzem) powodują jonizację w komórkach naszego organizmu. Powoduje to poważne uszkodzenia i prowadzi w efekcie do choroby popromiennej. Promieniowanie to powstaje przy rozpadzie jąder takich pierwiastków jak uran i rad. W procesach rozpadu jąder promieniotwórczych izotopów muszą być spełnione podstawowe prawa fizyki. Ogólny schemat rozpadu α przedstawia się następująco: A 4 4 X Y He A Z Z + Z jądra pierwotnego A Z X (niestabilne jądro przed rozpadem) zostaje wyrzucona cząstka α, czyli 4 He. Pamiętamy, że liczba atomowa Z oznacza liczbę protonów w jądrze, a tym samym liczbę elementarnych ładunków dodatnich. Z kursu elektrostatyki pamiętamy, że w układzie izolowanym całkowita ilość ładunku elektrycznego jest stała ( zasada zachowania ładunku elektrycznego). Skoro z cząstką α zostają wyrzucone z jądra dwa protony, czyli również dwa elementarne ładunki dodatnie to pozostanie ich w jądrze (Z-). Zasada zachowania ładunku sprowadza się do zasady zachowania liczby atomowej: suma liczb atomowych po lewej stronie równania rozpadu musi być równa sumie liczb atomowych po prawej stronie równania procesu rozpadu. Czyli: Z= (Z-) + Dla przykładu mamy zapis procesu rozpadu α dla radu: Ra 86Rn+ He Istotne w tym procesie jest to, że po rozpadzie α mamy już jądro atomowe innego pierwiastka. Jądro pochodne A 4 Z Y ma liczbę atomową o mniejszą niż jądro pierwotne. Drugim prawem które jest spełnione w rozpadzie α jest prawo zachowania liczby nukleonów (prawo zachowania liczby masowej). Dla przedstawionego przykładu: 3= Bardzo często jądro niestabilne ulega kilku kolejnym rozpadom w efekcie których powstaje stabilne jądro. Promieniowanie β - i rozpad β -. Następnym ze składników promieniowania jądrowego jest promieniowanie β -. Stanowi je strumień elektronów. I już samo to sformułowanie powinno być powodem do zdumienia. Jak to jest możliwe, że jądro atomu składające się z protonów i neutronów emituje elektrony? Przecież w jądrze atomu elektronów nie ma. Rozpoczniemy wyjaśnienie od przypomnienia właściwości elektronu. Jest to cząstka obdarzona elementarnym ładunkiem ujemnym i bardzo małej masie ( me mp ). Przypisujemy mu liczbą atomową Z=-1 i liczbę masową A=0. Możemy to zapisać jako: 0 0 1e lub 1 β. Schemat 11

12 rozpadu β - będzie następujący z uwzględnieniem, że spełnione są te same prawa co w rozpadzie α: A A 0 Z X Z Y β ν ~ e Przyjrzyjmy się jakie jądro pochodne powstało. Ma ono liczbę atomową większą o jeden. Oznacza to, że przybył jeden proton. Liczba nukleonów pozostała taka sama. Policzmy, ile w jądrze X było neutronów: liczba_neutronów(x)= A-Z Sprawdźmy, ile neutronów jest jądrze Y: liczba_neutronów(y)=a-(z+1)= (A-Z)-1 Widzimy, że liczba neutronów w jądrze pochodnym jest o jeden mniejsza niż w jądrze pierwotnym. Podsumujmy więc jądro pochodne ma o jeden neutron mniej i o jeden proton więcej niż jądro pierwotne. Wynika z tego wniosek następujący: w rozpadzie β - następuje przemiana neutronu w proton: n 1p+ 1e Ponieważ ładunek elektryczny neutronu jest równy zero, to suma ładunków po prawej stronie też musi być równa zero. Dodatkowo, w rozpadzie β - pojawia się jeszcze jedna cząstka antyneutrino elektronowe ν ~ e. Istnienie tej cząstki zostało przewidziane wcześniej niż została odkryta. Było to związane z faktem, że bez antyneutrina w rozpadzie β - nie była spełniona zasada zachowania momentu pędu zasada zachowania energii. Na tej podstawie Wolfgang Pauli postulował istnienie tej cząstki i poprawnie przewidział jej właściwości. Jakie są właściwości promieniowania β? Ich zasięg w powietrzu sięga kilku metrów, poruszają się one z prędkością bliską prędkości światła. Do ich zatrzymania stosuje się osłony z lekkich materiałów np.: ze szkła organicznego, zwykłego szkła, aluminium, o grubości rzędu centymetrów. Promieniowanie to jest również promieniowaniem jonizującym. Promieniowanie β + i rozpad β + W 193r amerykański fizyk Carl David Anderson opublikował swoje odkrycie dokonane w czasie obserwacji promieniowania kosmicznego. Mianowicie odkrył on cząstkę o masie identycznej jak elektron ale mającą ładunek dodatni. Istnienie takiej cząstki przewidział wcześniej inny z naukowców zajmujących się fizyką kwantową Paul Dirac. Cząstka ta została nazwana pozytonem i jest antycząstką elektronu. Pozytonowi możemy przypisać (podobnie jak elektronowi) liczbę masową równą zero. Natomiast wartość liczby atomowej dla pozytonu to +1. Schemat rozpadu β + z udziałem pozytonu przedstawia się następująco: A A 0 Z X Z 1Y + + 1β + ν e Posługując się tymi samymi prawami zachowania co w stosunku do rozpadu β - możemy stwierdzić, że w jądrze pochodnym Y zmalała nam o 1 liczba protonów. Biorąc pod uwagę fakt, że liczba nukleonów pozostała niezmieniona mamy do czynienia ze wzrostem o 1 liczby neutronów. Reasumując, w rozpadzie β + w jądrze atomu następuje rozpad protonu na neutron i pozyton p 0n+ + 1β + ν e Cząstka o symbolu ν e to neutrino elektronowe. Zasięg promieniowania β + w powietrzu jest mniejszy niż elektronów, ponieważ antycząstki (a taką jest pozyton) w kontakcie z cząstkami materialnymi np. elektronami ulegają anihilacji. Rozpad γ Jednym z modeli budowy jądra atomowego, jest model powłokowy. Wg tego modelu nukleony w jądrze, podobnie jak elektronu w atomie, mogą znajdować się w różnych stanach energetycz- 1

13 nych. W związku z tym niektóre jądra atomowe znajdują się w stanie wzbudzonym. Powrót do stanu podstawowego następuje spontanicznie i jest związany z emisją promieniowania γ, czyli fotonów. Ich zasięg w powietrzu jest bardzo duży. Do ich zatrzymania potrzebne są osłony z ołowiu. Schemat rozpadu γ. X* X + γ, gdzie X*- oznacza wzbudzone jądro atomowe. W przypadku rozpadu γ nie następuje przekształcenie jądra atomowego w jądro innego pierwiastka. Prawo rozpadu. Procesy rozpadu promieniotwórczego niestabilnych jąder atomowych są procesami samorzutnymi, a to oznacza, że nie mamy wpływu na to czy i jak zachodzą. Badając przebieg takich procesów można jednak zauważyć pewne prawidłowości. Na ich podstawie sformułowano prawo rozpadu, które można zapisać w postaci równania: N = gdzie: N 0 początkowa liczba jąder pierwiastka promieniotwórczego, N liczba jąder tego pierwiastka promieniotwórczego, które nie uległy rozpadowi po czasie t, T 1/ okres połowicznego rozpadu, t czas po którym z liczby N 0 jąder pierwiastka promieniotwórczego pozostał N jąder, Wielkością za pomocą której charakteryzujemy jądra promieniotwórcze jest okres połowicznego rozpadu. Okres połowicznego rozpadu (T 1/ ) pierwiastka promieniotwórczego to czas po którym rozpadowi ulegnie połowa początkowej liczy jąder. Okres połowicznego rozpadu izotopu promieniotwórczego to jedna z cech charakteryzujących te izotopy. W tabeli mamy okresy połowicznego rozpadu dla różnych izotopów. Izotop Fr 3 89 Ac 86 Rn Po 6 88 Ra Okres połowicznego rozpadu 0,00s, min 3,8dni 138dni 150lat N N (liczba jąder ktore pozostały) t T1/ Wykres do prawa rozpadu 38 9 U 0 9 4,5 10 lat Co wynika z równania na prawo rozpadu i co wynika z definicji okresu połowicznego rozpadu? Rozpatrzmy następujący przykład: mamy jąder aktynu 89 Ac o okresie połowicznego rozpadu, min. Ile jąder aktynu zostanie po upływie, min. Oczywiście połowa czyli jąder atomowych. Ile zostanie po następnych, min. Dysponujemy jądrami atomowymi w okresie połowicznego rozpady połowa z nich czyli ulega rozpadowi. Pozostanie nam jąder atomów aktynu. A t(minuty)

14 ile pozostanie po następnych, min. Rozpadowi ulegnie połowa czyli jąder a pozostanie jąder. Widać z tego, że im dłużej trwa rozpad, tym mniej jąder ulega przemianie w takim samym czasie. Oznacza to, że wypromieniowanych cząstek także jest mniej. Mówimy, że aktywność preparatu promieniotwórczego maleje. Na wykresie powyżej przedstawiono zależność liczby jąder które pozostały od czasu. Założono, że okres połowicznego rozpadu wynosi minuty. Liczba jąder które ulegly rozpadowi Zależność liczby jąder które ulegly rozpadowi od czasu Serie1 Ten wykres przedstawia zależność liczby jąder które uległy rozpadowi od czasu. Możemy go również potraktować jako wykres zależności aktywności preparatu promieniotwórczego od czasu t[min} Praktyczne aspekty wykorzystania zjawiska promieniotwórczości naturalnej. Datowanie radiowęglowe. Możliwość określenia tempa rozpadu jąder pierwiastka promieniotwórczego została wykorzystana do określania wieku różnych znalezisk archeologicznych zawierających szczątki roślinne. Jest t tzw. datowanie radiowęglowe lub datowanie za pomocą węgla C 14. Na czym to polega? W atmosferze występuje dwutlenek węgla którego cząsteczki mogą zawierać atomy jednego z dwóch izotopów węgla: stabilnego węgla 1 1 C i promieniotwórczego węgla 14 1 C. Rośliny, np. drzewa absorbują dwutlenek węgla, a tym samym absorbują atomy obu izotopów. Procentowa zawartość obu izotopów w chwili obecnej i w dość dalekiej przeszłości (do ok lat) jest dość dobrze znana. W momencie kiedy drzewo zostaje ścięte kończy się również proces absorpcji węgla. Jądra atomów izotopu 14 1C ulegają rozpadowi promieniotwórczemu z okresem połowicznego rozpadu 5730 lat. Wobec tego im wcześnie drzewo zostało ścięte tym mniej jąder izotopu 14 1 C będzie zawierać. Zawartość izotopu 1 1 C nie ulega zmianie. Jeżeli wyznaczymy procentową zawartość izotopu 14 1 C, to wiedząc ile tego izotopu powinno być w drewnie i korzystając z prawa rozpadu możemy określić jak długo trwał rozpad promieniotwórczy. Tym samym znamy odpowiedź na pytanie: kiedy drzewo zostało ścięte? Metodę tę możemy stosować do określania wieku znalezisk nie starszych niż około lat, ponieważ po upływie tego czasu zawartość izotopu 14 1 C w próbkach staje się tak mała, że pomiar tą metodą byłby obarczony bardzo dużym błędem. 14

15 Zastosowania w medycynie. Promieniotwórczy jod. Jednym z gruczołów wydzielania wewnętrznego jest tarczyca. Nieprawidłowe działanie tarczycy w znacznym stopniu utrudnia prawidłowe funkcjonowanie całego organizmu. Jednym z rodzajów badania jakim poddają się osoby z chorą tarczycą jest scyntygrafia. Badanie to wykorzystuje fakt, że tarczyca absorbuje jod. Do badania chorym podaje się w kapsułce lub płynie promieniotwórczy izotop jodu. Jeżeli w tarczycy są guzki, jod wchłania się nierównomiernie. Cały jod wychwytują guzki gorące. Lekarz ogląda tarczycę za pomocą tzw. gammakamery. Na monitorze widzi kolorowe miejsca czyli te które pochłonęły jod. Na tej podstawie może postawić diagnozę i zaproponować sposób leczenia. Bomba kobaltowa. Zdolność promieniowania jądrowego (szczególnie promieniowania γ) do niszczenia żywych komórek jest stosowana w radioterapii nowotworów. Polega to na skierowaniu na komórki nowotworowe wiązki promieniowania γ. Komórki absorbujące to promieniowanie obumierają. Bomba kobaltowa jest urządzeniem umożliwiającym skierowanie promieni γ uzyskanych z rozpadu promieniotwórczego izotopu kobaltu 60 7 Co w miejsce wybrane przez lekarza. Detekcja promieniowania jonizującego. Promieniowanie jonizujące to każdy rodzaj promieniowania, które jest zdolne do oderwania od atomu(lub cząsteczki) co najmniej jednego elektronu. Promieniowaniem jonizującym jest również promieniowania jądrowe α, β i γ. Najczęściej stosowanym przyrządem do wykrywania promieniowania jonizującego jest licznik Geigera. Głównym elementem licznika jest szczelna szklana rura w której umieszczono dwie metalowe elektrody: Katodę w postaci miedzianego lub aluminiowego cylindra, Anodę w postaci miedzianego drutu, Wnętrze szklanej rury wypełnia mieszanina gazów: 90% argonu lub innego gazu szlachetnego i 10% par alkoholu. Ciśnienie we wnętrzu rury jest znacznie mniejsze od atmosferycznego. 15

16 Pomiędzy elektrodami wytwarza się napięcie rzędu kilkuset woltów. Dzięki temu w przestrzeni między katodą i anodą powstaje pole elektryczne. Jeżeli do wnętrza licznika wpadnie cząstka jonizująca np. cząstka β to w zderzeniu z atomami gazu wypełniającego wnętrze licznika spowoduje ich jonizację, czyli odrywanie elektronów od atomów. Pole elektryczne przyspiesza powstające elektrony i jony, które zderzając się z kolejnymi atomami powodują ich jonizację. W krótkim czasie powstaje lawina naładowanych cząstek. Dzięki obecności pola elektrycznego ruch cząstek naładowanych (elektronów swobodnych i dodatnich jonów) między katodą i anodą jest uporządkowany. Taki uporządkowany ruch ładunków swobodnych to przepływ prądu. Prąd ten płynąc przez dołączony do licznika rezystor powoduje powstanie na nim impulsu napięcia, co z kolei uruchamia układ zliczający. Bardzo często licznik jest połączony z małym głośnikiem, dzięki czemu przelotowi każdej cząstki przez licznik towarzyszy lekki trzask. Przy dużej liczbie cząstek przelatujących przez licznik słyszymy charakterystyczne terkotanie. Oczywiście licznik może być również zaopatrzony w cyfrowy układ pomiarowy. Reakcja rozszczepienia jąder atomowych. Procesy oddziaływania jąder atomowych z: cząstkami elementarnymi np. neutronami, fotonami, innymi jądrami atomowymi, nazywamy reakcjami jądrowymi. Jednym z produktów reakcji jądrowych jest energia, która w tych reakcjach powstaje kosztem niedobory masy. Ta właśnie energia jest najbardziej pożądanym produktem reakcji rozszczepienia. Co zrobić, aby ją otrzymać? Najlepiej doprowadzić do rozszczepienia ciężkiego jądra atomowego. Z wykresu energii wiązania przypadającej na jeden nukleon możemy odczytać, że jeżeli rozszczepimy ciężkie jądro atomowe (np. jądro uranu) na dwa mniejsze fragmenty, to suma mas fragmentów rozszczepienia będzie mniejsza niż masa pierwotnego jądra i uderzającego w nie pocisku. Brakująca masa przekształci się w energię zgodnie ze wzorem E = ( m) c. Oznacza to, że taka reakcja może zostać wykorzystana do uzyskiwania energii, podobnie jak chemiczna reakcja utleniania czyli spalania np. węgla. Aby rozszczepić jądro atomowe musimy je czymś uderzyć. Jeżeli przypomnimy sobie jakie są rozmiary jądra atomowego ( m), to możemy się zastanowić, czym to jądro uderzyć? Dobrym pociskiem do bombardowania jądra atomowego jest neutron. Ponieważ nie posiada on ładunku elektrycznego, to nie będzie przez jądro odpychany. Z drugiej zaś strony brak ładunku elektrycznego powoduje, że neutronów nie da się rozpędzać np. w akceleratorach. Oznacza to, ze dysponujemy tylko takimi neutronami, które powstają w wyniku różnych naturalnych procesów oraz to, że energię neutronów możemy tylko zmniejszać (np. w czasie zderzeń z lekkimi atomami lub cząstkami). Pierwiastkiem którego jądra wykorzystujemy w reakcjach rozszczepienia jest uran, a ściślej mówiąc, jego izotop o liczbie masowej 35. Rozszczepienie jądra uranu może zachodzić np. wg następującego schematu: * U + 0n 9U 38Sr + 54Xe + 0n Zwróćcie uwagę na to, że suma liczb atomowych po lewej i prawej stronie równania reakcji jest taka sama. Ta sama reguła odnosi się do liczb atomowych. Natomiast bilans mas jest następujący: M U = 35,0439 u - masa jądra uranu, M Sr = 93,9154 u masa jądra strontu, M Xe = 139,916 u masa jądra ksenonu, M n =1,0087 u masa neutronu 16

17 7 1 u (unit jednostka masy atomowej) = 1, kg Różnica mas substratów (zapisanych po lewej stronie równania) i produktów (zapisanych po prawej stronie równania) wynosi 0, kg. Natomiast energia która powstała kosztem 7 takie- 11 go ubytku masy to,96 10 J. Jądra strontu(sr) i ksenonu (Xe) nazywamy fragmentami rozszczepienia. Bombardując jądra uranu neutronami nie możemy z góry przewidzieć na jakie dwa fragmenty to jądro się rozpadnie. Zawsze w wyniku rozszczepienia pojawia się kilka neutronów. Jeżeli chcemy reakcję rozszczepienia potraktować jako źródło energii, to oczywiście nie zadowolimy się rozszczepieniem pojedynczego jądra uranu. Dysponując dużą liczbą jąder możemy reakcję rozszczepienia zrealizować jako reakcję łańcuchową. Może ona przebiegać w sposób lawinowy lub kontrolowany. Na czym polega lawinowy przebieg reakcji rozszczepienia. Załóżmy, że dysponujemy 35 znaczną masą 9U oraz źródłem neutronów. Wpadający neutron rozszczepia jądro uranu i w wyniku rozszczepienia pojawiają się np. trzy neutrony (jako jedne z produktów tej reakcji). Każdy z tych neutronów rozszczepi następne jądro atomowe. Z każdego rozszczepionego jądra uzyskamy trzy neutrony, itd. Spróbujmy w tabeli zapisać liczbę jąder rozszczepianych przez kolejne pokolenia neutronów. Pokolenie neutronów Liczba neutronów Liczba rozszczepianych jąder Zwróćcie uwagę jak szybko rośnie liczba rozszczepianych jąder oraz ilość wydzielanej energii. Przypomina to tworzenie się i narastanie śniegowej lawiny. Tak realizowana reakcja rozszczepienia ma charakter wybuchowy i zachodzi np. podczas wybuchu bomby atomowej. Jej cechą jest wydzielanie ogromnej ilości energii bardzo krótkim czasie. Oznacza to ogromną moc z jaką następuje wybuch jądrowy. Powstająca w czasie tego wybuchu energia to przede wszystkim ciepło, dzięki któremu temperatura w centrum wybuchu może osiągnąć wartości rzędu 10 7 K. Część energii przekształca się w energię promieniowania przenikliwego, a część w energię fali uderzeniowej. Moc jest to wielkość wyrażająca się stosunkiem wydzielonej energii do czasu jakim ta energia została wydzielona. Moc wybuchu jądrowego podajemy w kilotonach. Np. wybuch jądrowy o macy 10kt jest równoważny wybuchowi ton trotylu (trotyl jest konwencjonalnym materiałem wybuchowym). Aby w uranie mogła zajść reakcja lawinowa masa uranu musi być większa od tzw. masy krytycznej. Jest to związane z tym, że nie wszystkie neutrony powstające w wyniku rozszczepienia spowodują rozszczepienie następnych jąder uranu. Część z nich wyleci poza masę uranu nie wywołując żadnego rozszczepienia, część zostanie pochłonięta przez jądra uranu i powoduje rozpad β lubα. Masa krytyczna to najmniejsza ilość materiału rozszczepialnego, przy którym w każdym następnym pokoleniu liczba rozszczepianych jąder jest większa niż w poprzedni. Przy masie mniejszej od krytycznej liczba rozszczepianych jąder maleje i lawina nie narasta. 17

18 Reaktor jądrowy Lawinowy przebieg reakcji rozszczepienia jest związany ze zwiększaniem się liczby neutronów powodujących rozszczepienia jąder. Wobec tego jeżeli chcemy regulować tempo wydzielania się energii, to powinniśmy to robić poprzez kontrolę liczby neutronów. Realizuje się to w reaktorze jądrowym. Poniższy schemat przedstawia budowę reaktora jądrowego. Materiał rozszczepialny zawarty jest w prętach paliwowych. Są to szczelne pojemniki w kształcie walca o długości rzędu kilku metrów i średnicy kilku centymetrów. Paliwo w prętach ma postać małych pastylek, a pręty grupuje się w tzw. kasety stanowiące podstawowy składnik rdzenia reaktora. Kontrolowanie przebiegu reakcji jest możliwe dzięki prętom sterującym. Są to pręty wykonane z materiału silnie pochłaniającego neutrony. Zmieniając ich liczbę lub głębokość zanurzenia w rdzeniu możemy ustalać liczbę neutronów biorących udział w reakcji. Pręty bezpieczeństwa nie różnią się od prętów sterujących. Ich zdolność do pochłaniania neutronów jest tak duża, że ich wprowadzenie do rdzenia przerywa natychmiast reakcję łańcuchową. Istotnym elementem reaktora jest tzw. moderator czyli spowalniacz neutronów. Neutrony uwalniane z rozszczepianych jąder atomowych mają zbyt dużą prędkość, aby wywołać rozszczepienie następnych jąder atomowych. Możemy to sobie tłumaczyć w ten sposób że przy prędkości z jaką wylatują z rozszczepianego jądra czas ich przebywania w jądrze które mają rozszczepić jest za mały aby zdążyły zadziałać siły jądrowe. Konieczne jest wobec tego zmniejszenie ich prędkości. Można to uzyskać stawiając na drodze tych neutronów cząstki o niewielkiej masie. Neutrony zderzając się z tymi cząstkami przekazują im pęd i energię kinetyczną. Takim spowalniaczem 18

19 neutronów jest np. woda. Zawarte w niej jądra wodoru w trakcie zderzeń odbierają energię kinetyczną neutronom. Reflektor neutronów służy do zawrócenia do rdzenia reaktora neutronów które z niego wyleciały. Osłona biologiczna służy do osłabienia promieniowania powstającego w czasie reakcji rozszczepienia jąder atomowych na zewnątrz. Osłona ciśnieniowa jest elementem niezbędnym współczesnych reaktorów. Jej konstrukcja powinna uniemożliwić przedostanie się do otoczenia substancji promieniotwórczych w razie gdyby doszło do awarii reaktora. Elektrownia jądrowa Energia wyprodukowana w reaktorze to ciepło. Wyprowadzamy je z rdzenia reaktora za pomocą systemu chłodzenia. Sam reaktor zastępuje jako źródło energii np. kocioł opalany węglem, olejem opałowym, gazem itp. Taka sytuacja ma miejsce w elektrowni jądrowej. Powyższy schemat przedstawia obieg elektrowni jądrowej. Część konwencjonalna jest dokładnie taka sama jak w elektrowni w której ciepło uzyskuje się np. ze spalania węgla kamienne - go. W elektrowni jądrowej ciepło wytworzone w reaktorze poprzez system wymienników ciepła (obieg pierwotny i wtórny na schemacie) jest wykorzystane do wytworzenia gorącej pary wodnej, która z kolei napędza turbiny. Turbiny napędzają generatory (prądnice) które wytwarzają energię elektryczną. 19

20 Porównanie elektrowni jądrowej i klasycznej. Czym jeszcze oprócz sposobu wytwarzania ciepła różni się elektrownia jądrowa od klasycznej, np. opalanej węglem kamiennym. Szacuje się, że dla elektrowni o mocy 1000 MW potrzeba rocznie ok.,5 mln t węgla kamiennego, czyli średnio 3 5 pociągów na dobę. Dla porównania elektrownia jądrowa o tej samej mocy potrzebuje zaledwie 40 t paliwa rocznie, do transportu którego wystarczy kilka samochodów ciężarowych. Problemem każdej elektrowni są odpady. Objętość odpadów z elektrowni jądrowej jest ok razy mniejsza niż z porównywalnej elektrowni węglowej. Dla przykładu porównajmy odpady z dwóch elektrowni o podobnych mocach; jeden blok 360 MW w elektrowni Opole wytwarza rocznie około t popiołu i żużla (obecnie odpady te są zagospodarowane jako surowce w budownictwie, bądź jako podsypka w kopalniach) oraz t gipsu (również wykorzystany do produkcji płyt kartonowo-gipsowych), natomiast w elektrowni jądrowej Beznau (Szwajcaria) o mocy 350 MW netto powstaje około 1,5 m 3 odpadów wysoko aktywnych (wypalone paliwo przechowywane w specjalnych pojemnikach) oraz 50 beczek po 00 l odpadów średnio aktywnych i 100 beczek odpadów nisko aktywnych co zajmuje objętość magazynową około 50 m 3 Odpady powstające z węgla, rozpraszane na całym obszarze wraz ze spalinami lub zasypywane płytko pod powierzchnią ziemi, pozostają toksyczne na zawsze. Jądrowe odpady promieniotwórcze ulegają ciągłemu rozpadowi, tracąc 99% toksyczności (w tym przypadku promieniotwórczości) po 600 latach a taki czas mieści się w zakresie ludzkich doświadczeń w dziedzinie nadzorowania i konserwacji, czego dowodem są takie budowle jak rzymski Panteon czy katedra Notre Dame. Elektrownie opalane węglem nie tylko emitują szkodliwe związki chemiczne w postaci gazów lub trujących cząstek (tlenki siarki i azotu składniki kwaśnego deszczu i smogu), ale są również istotnym światowym źródłem wprowadzania substancji promieniotwórczych do środowiska. Podczas spalania węgla dochodzi bowiem do uwolnienia uranu oraz toru, a podczas jego wydobycia promieniotwórczego gazu jakim jest radon (który powstaje w czasie rozpadu uranu znajdującego się w skorupie ziemskiej i normalnie pozostającego pod ziemią). Zagrożenia i korzyści płynące z energetyki jądrowej. Zagrożenia i niedogodności: 1. Zagrożenie promieniowaniem ze strony paliwa jądrowego i odpadów po pracy elektrowni,. Długi okres utrzymywania się tych zagrożeń ze względu na długie okresy połowicznego rozpadu izotopów znajdujących się w odpadach. 3. Zagrożenie związane z możliwością uwolnienia się substancji radioaktywnych w razie awarii elektrowni. 4. Niebezpieczeństwa związane z utylizacją całego obiektu po zakończeniu okresu eksploatacji elektrowni. 5. Duży koszt budowy. Korzyści: 1. Dostępność paliwa jądrowego przez okres czasu przewyższający dostępność innych paliw kopalnych,. Mniej rozbudowana infrastruktura (mniejszy obszar zabudowy, mniejsza sieć transportowa, mniejsza obsługa, mniejsza sieć magazynów). 3. Brak jakichkolwiek zanieczyszczeń w czasie codziennej pracy elektrowni. 4. Cena paliwa stabilna, niezależna od sytuacji politycznej. 5. Dłuższy okres eksploatacji elektrowni (ok. dwukrotnie). 0

Wykład Budowa atomu 1

Wykład Budowa atomu 1 Wykład 30. 11. 2016 Budowa atomu 1 O atomach Trochę historii i wprowadzenie w temat Promieniowanie i widma Doświadczenie Rutherforda i odkrycie jądra atomowego Model atomu wodoru Bohra sukcesy i ograniczenia

Bardziej szczegółowo

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna Model atomu Bohra SPIS TREŚCI: 1. Modele budowy atomu Thomsona, Rutherforda i Bohra 2. Budowa atomu 3. Liczba atomowa a liczba

Bardziej szczegółowo

Foton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św.

Foton, kwant światła. w klasycznym opisie świata, światło jest falą sinusoidalną o częstości n równej: c gdzie: c prędkość światła, długość fali św. Foton, kwant światła Wielkość fizyczna jest skwantowana jeśli istnieje w pewnych minimalnych (elementarnych) porcjach lub ich całkowitych wielokrotnościach w klasycznym opisie świata, światło jest falą

Bardziej szczegółowo

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu Odkrycie jądra atomowego: 9, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu Tor ruchu rozproszonych cząstek (fakt, że część cząstek rozprasza się pod bardzo dużym kątem) wskazuje na

Bardziej szczegółowo

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Modele atomu wodoru Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Demokryt: V w. p.n.e najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. atomos - niepodzielny Co to jest atom? trochę

Bardziej szczegółowo

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e) 1 doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e) Ilość protonów w jądrze określa liczba atomowa Z Ilość

Bardziej szczegółowo

I ,11-1, 1, C, , 1, C

I ,11-1, 1, C, , 1, C Materiał powtórzeniowy - budowa atomu - cząstki elementarne, izotopy, promieniotwórczość naturalna, okres półtrwania, średnia masa atomowa z przykładowymi zadaniami I. Cząstki elementarne atomu 1. Elektrony

Bardziej szczegółowo

Wczesne modele atomu

Wczesne modele atomu Wczesne modele atomu Wczesne modele atomu Demokryt (400 p.n.e.) Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania opisu materii około 2400 lat temu. Postawił pytanie: Czy materia może być podzielona na mniejsze

Bardziej szczegółowo

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy Cele kształcenia wymagania ogólne I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu poznanych zjawisk lub rozwiązania prostych zadań obliczeniowych. II. Przeprowadzanie

Bardziej szczegółowo

Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski

Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski Reakcje jądrowe dr inż. Romuald Kędzierski Wybuch bomby Ivy Mike (fot. National Nuclear Security Administration/Nevada Site Office, domena publiczna) Przemiany jądrowe 1. Spontaniczne (niewymuszone) związane

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie cząstek z materią

Oddziaływanie cząstek z materią Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki

Bardziej szczegółowo

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Rodzaje rozpadów jądrowych Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski Rozpady jądrowe zachodzą zawsze (prędzej czy później) jeśli jądro o pewnej liczbie nukleonów znajdzie się w stanie energetycznym, nie

Bardziej szczegółowo

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α Zadanie: 1 (2 pkt) Określ liczbę atomową pierwiastka powstającego w wyniku rozpadów promieniotwórczych izotopu radu 223 88Ra, w czasie których emitowane są 4 cząstki α i 2 cząstki β. Podaj symbol tego

Bardziej szczegółowo

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)

Bardziej szczegółowo

Światło fala, czy strumień cząstek?

Światło fala, czy strumień cząstek? 1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie

Bardziej szczegółowo

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale

Bardziej szczegółowo

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa Pokazy Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa Zjawisko fotoelektryczne Zjawisko fotoelektryczne polega na tym, że w wyniku

Bardziej szczegółowo

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 12 3.0 12.1 14 3.5 14.1 16 4.0 16.1 18 4.5 18.1 20 5.0

Bardziej szczegółowo

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość strona 1/11 Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość Monika Gałkiewicz Zad. 1 () Przedstaw pełną konfigurację elektronową atomu pierwiastka

Bardziej szczegółowo

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I GRAWITACJA opowiedzieć o odkryciach Kopernika, Keplera i Newtona, opisać ruchy

Bardziej szczegółowo

Podstawowe własności jąder atomowych

Podstawowe własności jąder atomowych Podstawowe własności jąder atomowych 1. Ilość protonów i neutronów Z, N 2. Masa jądra M j = M p + M n - B 2 2 Q ( M c ) ( M c ) 3. Energia rozpadu p 0 k 0 Rozpad zachodzi jeżeli Q > 0, ta nadwyżka energii

Bardziej szczegółowo

Wykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Wykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok Wykład 17: Atom Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Wczesne modele atomu Grecki filozof Demokryt rozpoczął poszukiwania

Bardziej szczegółowo

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY 41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V Optyka fizyczna POZIOM PODSTAWOWY Dualizm korpuskularno-falowy Atom wodoru. Widma Fizyka jądrowa Teoria względności Rozwiązanie zadań należy

Bardziej szczegółowo

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów Włodzimierz Wolczyński 40 FIZYKA JĄDROWA A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów O nazwie pierwiastka decyduje liczba porządkowa Z, a więc ilość

Bardziej szczegółowo

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński Fizyka promieniowania jonizującego Zygmunt Szefliński 1 Wykład 3 Ogólne własności jąder atomowych (masy ładunki, izotopy, izobary, izotony izomery). 2 Liczba atomowa i masowa Liczba nukleonów (protonów

Bardziej szczegółowo

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski Fizyka 2 wykład 14 Janusz Andrzejewski Atom wodoru Wczesne modele atomu -W czasach Newtona atom uważany była za małą twardą kulkę co dość dobrze sprawdzało się w rozważaniach dotyczących kinetycznej teorii

Bardziej szczegółowo

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego -  - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura 14. Fizyka jądrowa zadania z arkusza I 14.10 14.1 14.2 14.11 14.3 14.12 14.4 14.5 14.6 14.13 14.7 14.8 14.14 14.9 14. Fizyka jądrowa - 1 - 14.15 14.23 14.16 14.17 14.24 14.18 14.25 14.19 14.26 14.27 14.20

Bardziej szczegółowo

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa Wykład 8-27.XI.2018 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/ Wykład 8 Energia atomowa i jądrowa

Bardziej szczegółowo

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Uwzględniając postulaty kwantowe Bohra, można obliczyć promienie orbit dozwolonych, energie elektronu na tych orbitach, wartość prędkości elektronu na

Bardziej szczegółowo

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa. Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa. Doświadczenie Rutherforda (1909). Polegało na bombardowaniu złotej folii strumieniem cząstek alfa (jąder helu) i obserwacji odchyleń ich toru ruchu.

Bardziej szczegółowo

Promieniowanie cieplne ciał.

Promieniowanie cieplne ciał. Wypromieniowanie fal elektromagnetycznych przez ciała Promieniowanie cieplne (termiczne) Luminescencja Chemiluminescencja Elektroluminescencja Katodoluminescencja Fotoluminescencja Emitowanie fal elektromagnetycznych

Bardziej szczegółowo

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Modele atomu wodoru Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a Demokryt: V w. p.n.e najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. atomos - niepodzielny Co to jest atom? trochę

Bardziej szczegółowo

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd. Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman (1918-1988) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd. Równocześnie Feynman podkreślił, że obliczenia mechaniki

Bardziej szczegółowo

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający

Bardziej szczegółowo

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.

Bardziej szczegółowo

Tytuł: Dzień dobry, mam na imię Atom. Autor: Ada Umińska. Data publikacji:

Tytuł: Dzień dobry, mam na imię Atom. Autor: Ada Umińska. Data publikacji: Tytuł: Dzień dobry, mam na imię Atom. Autor: Ada Umińska Data publikacji: 13.04.2012 Uwaga: zabrania się kopiowania/ wykorzystania tekstu bez podania źródła oraz autora publikacji! Historia atomu. Już

Bardziej szczegółowo

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA Promieniotwórczość PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ (radioaktywność) zjawisko samorzutnego rozpadu jąder atomowych niektórych izotopów, któremu towarzyszy wysyłanie promieniowania α, β,

Bardziej szczegółowo

r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1

r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1 r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1 Budowa jądra atomowego każde jądro atomowe składa się z dwóch rodzajów nukleonów: protonów

Bardziej szczegółowo

Fizyka jądrowa cz. 2. Reakcje jądrowe. Teraz stałem się Śmiercią, niszczycielem światów. Robert Oppenheimer

Fizyka jądrowa cz. 2. Reakcje jądrowe. Teraz stałem się Śmiercią, niszczycielem światów. Robert Oppenheimer Barcelona, Espania, May 204 W-29 (Jaroszewicz) 24 slajdy Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Reakcje jądrowe Fizyka jądrowa cz. 2 Teraz stałem się Śmiercią, niszczycielem światów Robert Oppenheimer

Bardziej szczegółowo

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła W- (Jaroszewicz) 19 slajdów Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Fizyka kwantowa promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne kwantyzacja światła efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy

Bardziej szczegółowo

Doświadczenie Rutherforda. Budowa jądra atomowego.

Doświadczenie Rutherforda. Budowa jądra atomowego. Doświadczenie Rutherforda. Budowa jądra atomowego. Rozwój poglądów na budowę atomu Model atomu Thomsona - zwany także modelem "'ciasta z rodzynkami". Został zaproponowany przez brytyjskiego fizyka J. J.

Bardziej szczegółowo

ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI PROMIENIOWANIE JĄDROWE I JEGO WŁAŚCIWOŚCI

ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI PROMIENIOWANIE JĄDROWE I JEGO WŁAŚCIWOŚCI ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI PROMIENIOWANIE JĄDROWE I JEGO WŁAŚCIWOŚCI Wilhelm Roentgen 1896 Stan wiedzy na rok 1911 1. Elektron masa i ładunek znikomy ułamek masy atomu 2. Niektóre atomy samorzutnie emitują

Bardziej szczegółowo

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków). Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków). 1925r. postulat Pauliego: Na jednej orbicie może znajdować się nie więcej

Bardziej szczegółowo

Energetyka Jądrowa. Wykład 28 lutego Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Energetyka Jądrowa. Wykład 28 lutego Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Energetyka Jądrowa Wykład 8 lutego 07 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/ Model atomu. Promieniowanie atomów 8.II.07 EJ - Wykład / r

Bardziej szczegółowo

Wymagania edukacyjne z fizyki zakres podstawowy. Grawitacja

Wymagania edukacyjne z fizyki zakres podstawowy. Grawitacja Wymagania edukacyjne z fizyki zakres podstawowy opowiedzieć o odkryciach Kopernika, Keplera i Newtona, Grawitacja opisać ruchy planet, podać treść prawa powszechnej grawitacji, narysować siły oddziaływania

Bardziej szczegółowo

III. EFEKT COMPTONA (1923)

III. EFEKT COMPTONA (1923) III. EFEKT COMPTONA (1923) Zjawisko zmiany długości fali promieniowania roentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach. Zjawisko to stoi u podstaw mechaniki kwantowej. III.1. EFEKT COMPTONA Rys.III.1.

Bardziej szczegółowo

rok szkolny 2017/2018

rok szkolny 2017/2018 NiezbĘdne wymagania edukacyjne Z fizyki w XXI LO w Krakowie rok szkolny 2017/2018 1 Wymagania edukacyjne z fizyki dla klasy I I. Wiadomości i umiejętności konieczne do uzyskania oceny dopuszczającej. Uczeń

Bardziej szczegółowo

Rysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego

Rysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego 3.5. Model Bohra-Sommerfelda Przeciw modelowi atomu zaproponowanego przez Ernesta Rutherforda przemawiały także wyniki badań spektroskopowych pierwiastków. Jeśli elektrony, jak wynika z teorii Maxwella,

Bardziej szczegółowo

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r. Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r. 1 Budowa jądra atomowego Liczba atomowa =Z+N Liczba masowa Liczba neutronów Izotopy Jądra o jednakowej liczbie protonów, różniące się liczbą

Bardziej szczegółowo

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ. A) równa B) mniejsza C) większa D) nie mniejsza (sumie) od sumy mas protonów i neutronów wchodzących w jego skład.

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ. A) równa B) mniejsza C) większa D) nie mniejsza (sumie) od sumy mas protonów i neutronów wchodzących w jego skład. 1. Promień atomu jest większy od promienia jądra atomu PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ A) 5 razy. B) 100 razy. C) 10 5 razy. D) terminy promień atomu i promień jądra są synonimami. 2. Jeśliby, zachowując skalę, powiększyć

Bardziej szczegółowo

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Energetyka Jądrowa Wykład 3 14 marca 2017 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/ Henri Becquerel 1896 Promieniotwórczość 14.III.2017 EJ

Bardziej szczegółowo

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Wykłady z Geochemii Ogólnej Wykłady z Geochemii Ogólnej III rok WGGiOŚ AGH 2010/11 dr hab. inż. Maciej Manecki A-0 p.24 www.geol.agh.edu.pl/~mmanecki ELEMENTY KOSMOCHEMII Nasza wiedza o składzie materii Wszechświata pochodzi z dwóch

Bardziej szczegółowo

Reakcje rozpadu jądra atomowego

Reakcje rozpadu jądra atomowego Reakcje rozpadu jądra atomowego O P R A C O W A N I E : P A W E Ł Z A B O R O W S K I K O N S U L T A C J A M E R Y T O R Y C Z N A : M A Ł G O R Z A T A L E C H Trwałość izotopów Czynnikiem decydującym

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki wykład 8

Podstawy fizyki wykład 8 Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Ładunek elektryczny Grecy ok. 600 r p.n.e. odkryli, że bursztyn potarty o wełnę przyciąga inne (drobne) przedmioty. słowo

Bardziej szczegółowo

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM.

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna tel. 0501 38 39 55 www.medicus.edu.pl CHEMIA 1 ATOM Budowa atomu - jądro, zawierające

Bardziej szczegółowo

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny)

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny) O atomie 460-370 p.n.e. Demokryt z Abdery Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny) 1808 John Dalton teoria atomistyczna 1. Pierwiastki składają się z małych, niepodzielnych

Bardziej szczegółowo

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego W celu analizy narażenia na promieniowanie osoby, której podano radiofarmaceutyk, posłużymy się

Bardziej szczegółowo

WFiIS. Wstęp teoretyczny:

WFiIS. Wstęp teoretyczny: WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie

Bardziej szczegółowo

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu Spis treści 1 Trwałość jądra atomowego 2 Okres połowicznego rozpadu 3 Typy przemian jądrowych 4 Reguła przesunięć Fajansa-Soddy ego 5 Szeregi promieniotwórcze 6 Typy reakcji jądrowych 7 Przykłady prostych

Bardziej szczegółowo

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika Fizyka 3 Konsultacje: p. 39, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 1 sprawdzian 30 pkt 15.1 18 3.0 18.1 1 3.5 1.1 4 4.0 4.1 7 4.5 7.1 30 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: - elementy

Bardziej szczegółowo

Efekt fotoelektryczny

Efekt fotoelektryczny Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej

Bardziej szczegółowo

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor. DKOS-5002-2\04 Anna Basza-Szuland FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor. WYMAGANIA NA OCENĘ DOPUSZCZAJĄCĄ DLA REALIZOWANYCH TREŚCI PROGRAMOWYCH Kinematyka

Bardziej szczegółowo

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu skaroll@fizyka.umk.pl Plan ogólny Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie, czyli czym będziemy się

Bardziej szczegółowo

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD)

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD) Teoria grawitacji Grzegorz Hoppe (PhD) Oddziaływanie grawitacyjne nie zostało dotychczas poprawnie opisane i pozostaje jednym z nie odkrytych oddziaływań. Autor uważa, że oddziaływanie to jest w rzeczywistości

Bardziej szczegółowo

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics) Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics) Koniec XIX / początek XX wieku Lata 90-te XIX w.: odkrycie elektronu (J. J. Thomson, promienie katodowe), promieniowania Roentgena

Bardziej szczegółowo

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Fizyka 3.3 WYKŁAD II Fizyka 3.3 WYKŁAD II Promieniowanie elektromagnetyczne Dualizm korpuskularno-falowy światła Fala elektromagnetyczna Strumień fotonów o energii E F : E F = hc λ c = 3 10 8 m/s h = 6. 63 10 34 J s Światło

Bardziej szczegółowo

Fizyka zakres podstawow y

Fizyka zakres podstawow y 12 Fizyka zakres podstawow y (dopuszczający) (dostateczny) (dobry) (bardzo dobry) 1 O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji opowiedzieć o odkryciach Kopernika,

Bardziej szczegółowo

Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)

Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria) Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria) Zgodnie z drugim postulatem Bohra elektron poruszając się po dozwolonej orbicie nie wypromieniowuje energii. Promieniowanie zostaje wyemitowane, gdy elektron

Bardziej szczegółowo

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne TEMAT (rozumiany jako lekcja) 1.1. Kinematyka ruchu jednostajnego po okręgu 1.2. Dynamika ruchu jednostajnego po okręgu 1.3. Układ Słoneczny

Bardziej szczegółowo

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do astrofizyki I Wstęp do astrofizyki I Wykład 13 Tomasz Kwiatkowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Fizyki Instytut Obserwatorium Astronomiczne Tomasz Kwiatkowski, OA UAM Wstęp do astrofizyki I, Wykład

Bardziej szczegółowo

Widmo promieniowania

Widmo promieniowania Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,

Bardziej szczegółowo

Zadanie 2. (1 pkt) Jądro izotopu U zawiera A. 235 neutronów. B. 327 nukleonów. C. 143 neutrony. D. 92 nukleony

Zadanie 2. (1 pkt) Jądro izotopu U zawiera A. 235 neutronów. B. 327 nukleonów. C. 143 neutrony. D. 92 nukleony Zadanie 1. (1 pkt) W jednym z naturalnych szeregów promieniotwórczych występują m.in. trzy izotopy polonu, których okresy półtrwania podano w nawiasach: Po-218 (T 1/2 = 3,1minuty), Po-214 (T 1/2 = 0,0016

Bardziej szczegółowo

VI. CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY

VI. CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY 12 1. Grawitacja 1 O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji VI. CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY opowiedzieć o odkryciach Kopernika, Keplera i Newtona, opisać

Bardziej szczegółowo

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z FIZYKI DO KLASY PIERWSZEJ SZKOŁY PONADGIMNAZJALNEJ DO CYKLU ŚWIAT FIZYKI

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z FIZYKI DO KLASY PIERWSZEJ SZKOŁY PONADGIMNAZJALNEJ DO CYKLU ŚWIAT FIZYKI WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z FIZYKI DO KLASY PIERWSZEJ SZKOŁY PONADGIMNAZJALNEJ DO CYKLU ŚWIAT FIZYKI Lp. 1 Trochę historii, czyli o odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. O Newtonie

Bardziej szczegółowo

Budowa atomu. Izotopy

Budowa atomu. Izotopy Budowa atomu. Izotopy Zadanie. atomu lub jonu Fe 3+ atomowa Z 9 masowa A Liczba protonów elektronów neutronów 64 35 35 36 Konfiguracja elektronowa Zadanie 2. Atom pewnego pierwiastka chemicznego o masie

Bardziej szczegółowo

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do astrofizyki I Wstęp do astrofizyki I Wykład 3 Tomasz Kwiatkowski 2010-10-20 Tomasz Kwiatkowski, Wstęp do astrofizyki I, Wykład 3 1/22 Plan wykładu Linie widmowe Linie Fraunhofera Prawa Kirchhoffa Analiza widmowa Zjawisko

Bardziej szczegółowo

Szczegółowe wymagania z fizyki w klasie I L.O. Wymagania konieczne i podstawowe- ocena dopuszczająca i dostateczna

Szczegółowe wymagania z fizyki w klasie I L.O. Wymagania konieczne i podstawowe- ocena dopuszczająca i dostateczna 12 Szczegółowe wymagania z fizyki w klasie I L.O. Wymagania konieczne i podstawowe- ocena dopuszczająca i dostateczna Wymagania rozszerzone i dopełniające- ocena dobra, bardzo dobra i celująca 1.Grawitacja

Bardziej szczegółowo

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. 1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu

Bardziej szczegółowo

FIZYKA KLASA I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO

FIZYKA KLASA I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO 2016-09-01 FIZYKA KLASA I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO ZAKRES PODSTAWOWY SZKOŁY BENEDYKTA 1. Cele kształcenia i wychowania Ogólne cele kształcenia zapisane w podstawie programowej dla zakresu podstawowego

Bardziej szczegółowo

Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące Promieniowanie jonizujące Wykład II Promieniotwórczość Fizyka MU, semestr 2 Uniwersytet Rzeszowski, 8 marca 2017 Wykład II Promieniotwórczość Promieniowanie jonizujące 1 / 22 Jądra pomieniotwórcze Nuklidy

Bardziej szczegółowo

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów Elementy Fizyki Jądrowej Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów Rozszczepienie lata 30 XX w. poszukiwanie nowych nuklidów n + 238 92U 239 92U + reakcja przez jądro złożone 239 92 U 239 93Np +

Bardziej szczegółowo

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 17.III.2010 Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne i silne (kolorowe) Biegnące stałe sprzężenia:

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A) PRZYKŁADOW SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A) 1. nuklid A. Zbiór atomów o tej samej wartości liczby atomowej. B. Nazwa elektrycznie obojętnej cząstki składowej

Bardziej szczegółowo

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY 1.Grawitacja Lp. Temat lekcji Treści konieczne 1 O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji T1 (3,7) CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY opowiedzieć o odkryciach

Bardziej szczegółowo

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY klasa I

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY klasa I CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY klasa I Lp. 1. Grawitacja 1 Trochę historii, czyli o odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. O Newtonie i prawie powszechnej grawitacji opowiedzieć o odkryciach

Bardziej szczegółowo

Własności jąder w stanie podstawowym

Własności jąder w stanie podstawowym Własności jąder w stanie podstawowym Najważniejsze liczby kwantowe charakteryzujące jądro: A liczba masowa = liczbie nukleonów (l. barionów) Z liczba atomowa = liczbie protonów (ładunek) N liczba neutronów

Bardziej szczegółowo

ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI - ZAKRES PODSTAWOWY

ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI - ZAKRES PODSTAWOWY ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI - ZAKRES PODSTAWOWY AUTORZY PROGRAMU: MARCIN BRAUN, WERONIKA ŚLIWA NUMER PROGRAMU: FIZP-0-06/2 PROGRAM OBEJMUJE OKRES NAUCZANIA: w kl. I TE, LO i ZSZ LICZBA GODZIN PRZEZNACZONA

Bardziej szczegółowo

Przykłady: zderzenia ciał

Przykłady: zderzenia ciał Strona 1 z 5 Przykłady: zderzenia ciał Zderzenie, to proces w którym na uczestniczące w nim ciała działają wielkie siły, ale w stosunkowo krótkim czasie. Wynikają z tego ważne dla praktycznej analizy wnioski

Bardziej szczegółowo

Korpuskularna natura światła i materii

Korpuskularna natura światła i materii Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów Korpuskularna natura światła i materii Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348

Bardziej szczegółowo

Badanie absorpcji promieniowania γ

Badanie absorpcji promieniowania γ Badanie absorpcji promieniowania γ 29.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu badana jest zależność natężenia wiązki osłabienie wiązki promieniowania γ po przejściu przez warstwę materiału absorbującego w funkcji

Bardziej szczegółowo

Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące Promieniowanie jonizujące Wykład II Krzysztof Golec-Biernat Promieniotwórczość Uniwersytet Rzeszowski, 18 października 2017 Wykład II Krzysztof Golec-Biernat Promieniowanie jonizujące 1 / 23 Jądra pomieniotwórcze

Bardziej szczegółowo

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2 W2Z Poziom nieco zaawansowany Wykład 2 Witold Bekas SGGW Promieniotwórczość Henri Becquerel - 1896, Paryż, Sorbona badania nad solami uranu, odkrycie promieniotwórczości Maria Skłodowska-Curie, Piotr Curie

Bardziej szczegółowo

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski Fizyka 2 wykład 15 Janusz Andrzejewski Janusz Andrzejewski 2 Egzamin z fizyki I termin 31 stycznia2014 piątek II termin 13 luty2014 czwartek Oba egzaminy odbywać się będą: sala 301 budynek D1 Janusz Andrzejewski

Bardziej szczegółowo

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY

CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY CELE OPERACYJNE, CZYLI PLAN WYNIKOWY 1. Grawitacja 1 Trochę historii, czyli o odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. O Newtonie i prawie powszechnej grawitacji opowiedzieć o odkryciach Kopernika,

Bardziej szczegółowo

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie. Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie. TEMATY I ZAKRES TREŚCI NAUCZANIA Fizyka klasa 3 LO Nr programu: DKOS-4015-89/02 Moduł Dział - Temat L. Zjawisko odbicia i załamania światła 1 Prawo odbicia i

Bardziej szczegółowo

Fizyka współczesna. Pracownia dydaktyki fizyki. Instrukcja dla studentów. Tematy ćwiczeń

Fizyka współczesna. Pracownia dydaktyki fizyki. Instrukcja dla studentów. Tematy ćwiczeń Pracownia dydaktyki fizyki Fizyka współczesna Instrukcja dla studentów Tematy ćwiczeń I. Wyznaczanie stałej Plancka z wykorzystaniem zjawiska fotoelektrycznego II. Wyznaczanie stosunku e/m I. Wyznaczanie

Bardziej szczegółowo

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto: Fizyka LO - 1, zakres podstawowy R - treści nadobowiązkowe. Wymagania podstawowe odpowiadają ocenom dopuszczającej i dostatecznej, ponadpodstawowe dobrej i bardzo dobrej Wymagania podstawowe Spełnienie

Bardziej szczegółowo

SPRAWDZIAN NR 1. wodoru. Strzałki przedstawiają przejścia pomiędzy poziomami. Każde z tych przejść powoduje emisję fotonu.

SPRAWDZIAN NR 1. wodoru. Strzałki przedstawiają przejścia pomiędzy poziomami. Każde z tych przejść powoduje emisję fotonu. SRAWDZIAN NR 1 IMIĘ I NAZWISKO: KLASA: GRUA A 1. Uzupełnij tekst. Wpisz w lukę odpowiedni wyraz. Energia, jaką w wyniku zajścia zjawiska fotoelektrycznego uzyskuje elektron wybity z powierzchni metalu,

Bardziej szczegółowo

fizyka w zakresie podstawowym

fizyka w zakresie podstawowym mi edukacyjne z przedmiotu fizyka w zakresie podstawowym dla klasy pierwszej szkoły ponadgimnazjalnej Poziom Kategoria celów Zakres Poziom podstawowy - Uczeń opanował pewien zakres WIADOMOŚCI Poziom ponadpodstawowy

Bardziej szczegółowo

1. Grawitacja. O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji

1. Grawitacja. O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji 1. Grawitacja lp Temat lekcji O odkryciach Kopernika, Keplera i o geniuszu Newtona. Prawo powszechnej grawitacji Treści konieczne opowiedzieć o odkryciach Kopernika, Keplera i Newtona, opisać ruchy planet,

Bardziej szczegółowo