2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Podobne dokumenty
Własności jąder w stanie podstawowym

Podstawy fizyki subatomowej. 3 kwietnia 2019 r.

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

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

Reakcje jądrowe. X 1 + X 2 Y 1 + Y b 1 + b 2

Wstęp do fizyki jądrowej Tomasz Pawlak, 2013

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Podstawowe własności jąder atomowych

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Rozpad alfa. albo od stanów wzbudzonych (np. po rozpadzie beta) są to tzw. długozasięgowe cząstki alfa

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 3 Promieniotwórczość naturalna

Reakcje jądrowe. kanał wyjściowy

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

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

Masa jądra atomowego

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

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

Podstawy Fizyki Jądrowej

Pψ ψ ψ. r p r p. r r, θ π θ, ϕ π + ϕ. , 1 l m

Rozpady promieniotwórcze

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

Oddziaływanie cząstek z materią

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

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

VI. 6 Rozpraszanie głębokonieelastyczne i kwarki

Atomowa budowa materii

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

W-28 (Jaroszewicz) 36 slajdy Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego. Fizyka jądrowa cz. 1. budowa jądra atomowego przemiany promieniotwórcze

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów

Wykład Budowa atomu 1

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

III. EFEKT COMPTONA (1923)

Promieniowanie jądrowe w środowisku człowieka

Podstawy Fizyki Jądrowej

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Badanie Gigantycznego Rezonansu Dipolowego wzbudzanego w zderzeniach ciężkich jonów.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Widmo elektronów z rozpadu beta

Rozpad gamma. Przez konwersję wewnętrzną (emisję wirtualnego kwantu gamma, który przekazuje swą energię elektronom z powłoki atomowej)

Doświadczenie Rutherforda. Budowa jądra atomowego.

Rozpady promieniotwórcze

Struktura protonu. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład III

Już wiemy. Wykład IV J. Gluza

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

Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe 4.IV.2012

Modele jądra atomowego

WYKŁAD 8. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe

Wyk³ady z Fizyki. J¹dra. Zbigniew Osiak

Pomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu

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

Zderzenia. Fizyka I (B+C) Wykład XVI: Układ środka masy Oddziaływanie dwóch ciał Zderzenia Doświadczenie Rutherforda

Wzajemne relacje pomiędzy promieniowaniem a materią wynikają ze zjawisk związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. Do podstawowych zjawisk

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

VI.5 Zderzenia i rozpraszanie. Przekrój czynny. Wzór Rutherforda i odkrycie jądra atomowego

Fizyka jądrowa. Podstawowe pojęcia

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Promieniowanie jonizujące

Fizyka jądrowa. Podstawowe pojęcia. Izotopy. budowa jądra atomowego przemiany promieniotwórcze reakcje jądrowe. jądra atomowe (nuklidy) dzielimy na:

Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych

Energetyka w Środowisku Naturalnym

Pracownia Jądrowa. dr Urszula Majewska. Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ.

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

W2. Struktura jądra atomowego

BUDOWA ATOMU. Pierwiastki chemiczne

Podstawy Fizyki Jądrowej

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Granice świata nuklidów

Astrofizyka teoretyczna II. Równanie stanu materii gęstej

Promieniowanie jonizujące

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Reakcje jądrowe. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Teoria Fermiego rozpadu beta (1933)

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

Promieniowanie jonizujące

Porównanie statystyk. ~1/(e x -1) ~e -x ~1/(e x +1) x=( - )/kt. - potencjał chemiczny

ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI PROMIENIOWANIE JĄDROWE I JEGO WŁAŚCIWOŚCI

Seminarium. -rozpad α -oddziaływanie promienowania z materią -liczniki scyntylacyjne. Konrad Tudyka

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

Słowniczek pojęć fizyki jądrowej

Elementy fizyki jądrowej

Promieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe. dr Marcin Lipowczan

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 40 FIZYKA JĄDROWA

Fizyka wykład dla studentów kierunku Informatyka Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej

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

Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.

WSTĘP DO FIZYKI JADRA ATOMOWEGOO Wykład 10. IV ROK FIZYKI - semestr zimowy Janusz Braziewicz - Zakład Fizyki Atomowej IF AŚ

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

PROGRAM NAUCZANIA Z FIZYKI SZKOŁA PONADGIMNAZJALNA ZAKRES PODSTATOWY

Podstawy Fizyki Jądrowej

Spis treści. Przedmowa redaktora do wydania czwartego 11

Zderzenia relatywistyczne

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

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

Rozpraszanie elektron-proton

Zagadnienia do egzaminu licencjackiego

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Transkrypt:

2008/2009 seweryn.kowalski@us.edu.pl Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Plan wykładu Wstęp, podstawowe jednostki fizyki jądrowej, Własności jądra atomowego, Metody wyznaczania własności jądra atomowego, Wyznaczanie promienia jądra atomowego, Wyznaczenia masy jąder atomowych, Wyznaczanie spinu i momentu magnetycznego Wyznaczenie momentów elektrycznych (kwadrupolowego), Wyznaczenie średnich czasów życia stanów jądrowych Modele jądra atomowego: Model kroplowy Model gazu Fermiego, Model powłokowy Model kolektywny

Jądro atomowe Podstawowa notacja określająca jądro atomowe Z liczba atomowa (liczba protonów), A liczba masowa (liczba nukleonów) N=A-Z liczba neutronów Z=const N const: izotopy, Z const, N=const: izotony, A=const: izobary, Jadra, które mają zamienione liczby N i Z nazywamy jadrami lustrzanymi.

Jednostki Długość: 10-15 m = femtometr = Fermi =1 fm Energia: 1 ev=1,602 x 10-19 J, 1keV = 10 3 ev, 1MeV = 10 6 ev, 1GeV = 10 9 ev (rozpady beta, gamma energia ok. 1 MeV, alfa ok. 10MeV) Czas: sekunda (od 10-20 s do 10 9 lat), 1fm/c Masy: jednostka masy atomowej (1/12masy atomu 12 C=931,494 MeV/c 2

Składniki jadra atomowego

Podstawowe własności jądra atomowego Promień, Ładunek elektryczny (liczba protonów), Masa, Energia wiązania, Kręt (spin), Parzystość, Momenty elektromagnetyczne, Energie stanów wzbudzonych.

Promienie jąder atomowych Nie ma precyzyjnie określonego promienia jądra atomowego Pomiar promienia jadra ściśle zależy od użytej metody Pomiary: rozkładu ładunku elektrycznego (rozpraszanie elektronów, mionowe promieniowanie charakterystyczne X, różnice w energiach wiązania jader zwierciadlanych), Rozkładu materii jądrowej (rozpady alfa, rozpraszanie neutronów, cząstek alfa).

Metody wyznaczania promienia jądra atomowego Metody wykorzystujące siły jądrowe: Rozprasznie cząstek α, Rozpad α, Rozpraszanie protonów, Rozpraszanie neutronów, Rozpraszanie pionów, Oddziaływania z antyprotonami, Rozpraszanie jąder atomowych na jądrach atomowych, Metody wykorzystujące oddziaływania elektromagnetyczne: Rozpraszanie elektronów, Atomy m-mionowe, Jądra zwierciadlane (lustrzane) Przesunięcie izotopowe, Widma promieniowania X Anomalie magnetycznej struktury nadsubtelnej, Mieszane metody: Półemipryczna formuła Weizsackera Produkcja pionów neutralnych

Doświadczenie Rutherforda Odkrycie jądra atomowego, Rozpraszanie cząstek alfa na złotej folii,

Doświadczenie Rutherforda Wyznaczenie promienia jądra dla parametru zderzenia równego zero 2 ZZ' e r0 E Typowe wartości uzyskane tą drogą: R Au 3,2x10-12 cm, R Ag 2x10-12 cm Metoda jest słuszna dla małych wartości energii cząstek alfa.

Doświadczenie Hofstadtera Cele zmierzenie rozkładu ładunku jądra atomowego Rozproszenie elektronów na jadrach atomowych Pomiar rozkładu elektronów rozproszonych na jądrach atomowych Eksperyment Stanford 1955 Nagroda Nobla 1961......

Doświadczenie Hofstadtera Oddziaływanie V(r) zależy od rozkładu ładunku w jądrze Pomiar F(q) daje informacje o rozkładzie ładunku

Promieo jadra atomowego

Rozpraszanie cząstek alfa Jedna z pierwszych metod, Bada się odstępstwa od rozpraszania kulombowskiego, Przy odpowiednio dużej energii alf, cząstki te wchodzą w zakres oddziaływania jądrowego,.

Rozpraszanie cząstek alfa Pomiar różniczkowego przekroju czynnego Stosuje się dwa opisy zjawiska, Model ostrego obcięcia, dokładnie kulombowskie oddziaływanie poza promieniem R Model optyczny, oddziaływanie składa się z dwóch części: urojonej i rzeczywistej (związanych z absorpcja i odbiciem), powierzchnia jądra r R jest rozmyta a 1 V ( V iw )[1 e ] 2e ( r) Poszukuje się odpowiednich parametrów tego oddziaływania

Rozpad α Penetracja cząstek alfa przez barierę potencjału, R 1,50A 1 3 Czas połowicznego zaniku zależy od prawdopodobieństwa penetracji bariery, która jest związana z jej grubością Rozwiązanie równia Schrodingera dla rozpadu alfa daje prawdopodobieństwo penetracji bariery (rozpadu) Porównanie wyliczeń z eksperymentem daje oszacowanie promienia jądrowego

Rozpraszanie protonów Wykorzystanie modelu optycznego, Dodatkowy człon związany z oddziaływaniem spinorbita, Duża ilość danych eksperymentalnych. R 1,25A 1 3

Rozpraszanie neutronów Brak oddziaływania kulombowskiego Problemy z uzyskanie wiązki neutronowej, Poszukuje się parametrów potencjału oddziaływania neutron-jadro atomowe

Rozpraszanie elektronów Badanie rozkładu ładunku, Bardziej proste obliczenia teoretyczne, Zależność długości fali od rozmiaru obserwowanego obiektu Dla jądra l 10fm l ct=c/n=ch/hn=ch/e=h\p 10fm => p h/10fm, E=pc=124 MeV Mierzone są tylko elektrony rozproszone elastycznie (tylko stan podstawowy jądra), Rozmiar na podstawie dopasowania do rozkładu kątowego,

Rozpraszanie elektronów

Rozpraszanie elektronów

Rozpraszanie elektronów

Rozpraszanie elektronów