atomovÁ fyzika jadernÁ fyzika

ATOMOVÁ FYZIKA

JADERNÁ FYZIKA

12. JADERNÁ FYZIKA, STAVBA A VLASTNOSTI

ATOMOVÉHO JÁDRA

Autor: Ing. Eva Jančová DESS

SOŠ a SOU spol. s r. o.

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Eva Jančová DESS.

Vyrobeno pro SOŠ a SOU Kuřim, s.r.o.

JADERNÁ FYZIKA

zabývá strukturou a přeměnami atomového

jádra.

studium atomového jádra umožnilo

pochopení základních vlastností hmoty

(např. strukturu Mendělejevovy tabulky

prvků), vedlo k objasnění radioaktivity a k

popisu jaderných reakcí.

znalost atomového jádra umožnila vytvoření

jaderné zbraně a jaderného reaktoru.



STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA

Skládá se z jaderných částic – protonů

a neutronů = nukleony.

Proton :

- stabilní částice

- částice s kladným elektrickým

nábojem:

- e » 1,6 . 10–19 C

- klidová hmotnost - mp » 1,673 . 10–27

kg

Neutron

- částice bez elektrického náboje

- klidová hmotnost - mn 1,674 95 . 10–27

kg

- ve volném stavu nestabilní dodáním

energie se přeměňuje na proton



Obrázek č. 1

Atom vodíku

STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA

POZITRON:

částice s nábojem +e

hmotnost me » 9,1 . 10–31 kg

NEUTRINO

stabilní elementární částice

(lepton)

elektricky neutrální

má nulovou nebo jen velmi malou

klidovou hmotnost

má spin ½

ANTINEUTRINO

antičástice k neutrinu

submikroskopická částice bez

elektrického náboje

má zanedbatelnou hmotnost

vzhledem k me



http://leccos.com/index.php/clanky/castice-elementarni

ATOMOVÉ JÁDRO

Atomové jádro - vnitřní kladně

nabitá část atomu a tvoří jeho

hmotové i prostorové centrum.

Atomové jádro představuje

99,9 % hmotnosti atomu.

Průměr jádra činí přibližně 10-

15 m.

Existence atomového jádra byla

poprvé pozorována

v Rutherfordově experimentu.



Obrázek č. 2

Model atomu Hélia

VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: PROTONOVÉ ČÍSLO,

NUKLEONOVÉ ČÍSLO, PRVEK, NUKLID

Protonové číslo

počet protonů v jádře atomu

pořadové číslo prvku

v Mendělejově periodické soustavě

prvků určuje celkový kladný náboj

jádra atomu:

Qj = + Ze

Z … počet protonů v jádře atomu

e … náboj elektronu 1,6.10-19 C

Nukleonové číslo

počet nukleonů v jádře atomu

A = Z + N

Prvek

Látka, jejíž atomy mají stejné

protonové číslo Z.

Nuklid

Označení atomového jádra, ale i

atomu nebo látky složené ze

stejných atomů se stejným

protonovým i nukleonovým číslem



VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: IZOTOPY

IZOTOPY

Atomy téhož chemického prvku, které se

liší hodnotou nukleonového čísla

V přírodě:

- 264 stabilních izotopů chemických

prvků

- asi 50 nestabilních nuklidů

radionuklidy

Uměle připravené:

- 2000 nestabilních nuklidů



Obrázek č. 3

Izotopy vodíku

VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: ROZMĚRY A TVAR

ATOMOVÉHO JÁDRA

Rozměry atomového jádra

Za poloměr jádra lze

označit vzdálenost, ve které

ještě na nukleon působí jaderné

síly.

Experimentálně bylo zjištěno,

že objem atomového jádra je

přibližně přímo

úměrný počtu nukleonů, které

jádro obsahuje.

Pokud

předpokládáme kulový tvar

jádra, potom jeho objem je

úměrný nukleonovému číslu.

Tvar atomového jádra

Obvykle se jádro považuje za

kouli. Ve skutečnosti se však

tvar jádra od ideální koule

často mírně odlišuje.

Jádra tak mohou mít nejen

tvar koule, ale i zploštělého

elipsoidu (uhlík), protáhlého

elipsoidu (mnoho dalších

jader) nebo i složitějších těles.



VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: VAZEBNÁ

ENERGIE

Vazebná energie

Bylo by možné očekávat, že

celková hmotnost atomového

jádra je

rovna součtu hmotností

všech protonů aneutronů, z

nichž se jádro skládá.

Z měření však vyplývá, že celková

hmotnost jádra je vždy menší.

Vazebná energie jádra - Ej

Ej = B c2

B … hmotnostní schodek

B = Zmp + Nmn – mj

Z … počet protonů

mp … hmotnost protonu

N … počet neutronů

mn … hmotnost neutronu

mj … hmotnost jádra

Hmotnost jádra atomu je

menší než součet hmotností

částic, z nichž je jádro

složeno



Orientační hodnoty vazebné energie na jeden nukleon.´



VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA: VAZEBNÁ ENERGIE

Obrázek č. 4

Vazebná energie

POUŽITÉ ZDROJE

[1] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Atomové jádro [online], Wikipedie: Otevřená

encyklopedie, c2013, Datum poslední revize 8.03.2013, 15:13 UTC, [citováno

05.01.2013], www:

http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Atomov%C3%A9_j%C3%A1dro&oldid=98435

99





POUŽITÉ OBRÁZKY

[1] Commons.wikimedia.org [online], Webber Source: "own work" Date: 2005, autor tohoto díla, jej

uvolnil jako volné dílo, a to celosvětově. Datum poslední revize 05. 1. 2007, 19:31 UTC,

[citováno 15.01.2013], www:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Atom.jpg?uselang=cs

[2] Commons.wikimedia.org [online], Xerxes314, autor tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to

celosvětově. Datum poslední revize

21. září 2006, [citováno 05.01.2013], www:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Helium_atom_QM.png?uselang=cs

[3] Commons.wikimedia.org [online], [citováno 05.01.2013], Dostupný pod licencí GNU Free

Documentation License, www:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Deuterium_Tritium_Nuclei_Schematic.svg

[4] Commons.wikimedia.org [online], ADominec, autor tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to

celosvětově. Datum poslední revize, 22. 8. 2009, 14:02 UTC, [citováno 05.01.2013 ], www:

http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Binding_energy_curve_-_common_isotopes-CZ.svg



http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Atom.jpg?uselang=cs



atomovÁ fyzika jadernÁ fyzika

Documents