1.44k likes | 2.38k Views
العنوان الحركة على خط مستقيم. بسم الله الرحمن الرحيم. الفيزياء النووية. الفصل الحادي عشر. العنوان الحركة على خط مستقيم. الفهرس. (1-11) النواة. (2-11) الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية. (3-11) وحدات بناء المادة. العنوان الحركة على خط مستقيم. الفيزياء النووية. (1-11) النواة.
E N D
العنوان الحركة على خط مستقيم بسم الله الرحمن الرحيم الفيزياء النووية الفصل الحادي عشر
العنوان الحركة على خط مستقيم الفهرس (1-11) النواة (2-11) الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية (3-11) وحدات بناء المادة
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية (1-11) النواة
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية المقدمة
مقدمة العنوان الحركة على خط مستقيم لم يُثبت العالم إرنست رذرفورد وجود النواة فقط ، بل أجرى إيضاً بعض التجارب المبكرة بهدف اكتشاف تركيبها ومن تجربة رذرفورد يمكن تفسير الانحرافات إذا كان معظم حجم الذرة فراغ وإن الذرة تحتوي على مركز صغير جداً ذي كثافة كبيرة وشحنة موجبة وتتركز فيه كتلة الذرة ومحاطة بإلكترونات مهمة الكتلة تقريباً
مقدمة العنوان الحركة على خط مستقيم بعد أن اكتشف العالم بيكرل عام 1896م النشاط الإشعاعي توجه البحث إلى التأثيرات الناتجة عن إضمحلال النواة نتيجة التحلل الإشعاعي الطبيعي ثم اكتشف كل من ماري وبييركوري عنصراً جديداً (الراديوم) ، مما اثرى دراسة النشاط الإشعاعي والنشاط الإشعاعي هو تحويل نوع من الذرات إلى نوع آخر ثم استخدم كل من إرنست رذرفورد وفريدرك سودي النشاط الإشعاعي لدراسة مركز الذرة (النواة)
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية وصف النواة
وصف النواة العنوان الحركة على خط مستقيم في البداية تم التعرف على كتلة النواة وحقيقة أن شحنتها موجبة فقط وأظهرت نتائج تجربة هنري موسلي أن (البروتونات) موجبة الشحنة وأنها مسؤلة عن نصف كتلة النواة واكتشف العالم الانجليزي جيمس شادوك وجود جسيم متعادل كتلته تساوي كتلة البروتون تقريباً داخل النواة (النيوترون) والنيوترون هو المسؤول عن الكتلة المفقودة للنواة دون زيادة شحنتها
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية كتلة النواة وشحنتها
كتلة النواة وشحنتها العنوان الحركة على خط مستقيم إن شحنة النواة الكلية تساوي عدد البروتونات مضروباً في الشحنة الاساسية (Ze= شحنة النواة) ولكل من البروتون والنيوترون كتلة تزيد حوالي 1800 مرة على كتلة الإلكترون وكتلة كل من البروتون والنيوترون تساوي تقريباً (1u) حيث u وحدة الكتلة الذرية وتعادل (1.66x10-27 kg) ولتحديد الكتلة التقريبية للنواة احسب حاصل ضرب عدد النيوترونات والبروتونات أو العدد الكتلي (A) بوحدة الكتلة الذرية u (u) A = كتلة النواة
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية حجم النواة
حجم النواة العنوان الحركة على خط مستقيم أظهرت نتائج رذرفورد القياسات الأولى لحجم النواة فقد وجد أن للنواة قطراً يساوي (10-14 m) تقريباً وبذلك يكون للذرة المثالية نصف قطر أكبر (1000) مرة من حجم النواة وعلى الرغم من أن النواة تحتوي على كل كتلة الذرة تقريباً فإن النواة تشغل حيزاً في الذرة أقل من الحيز الذي تشغله الشمس في النظام الشمسي كثافة النواة (1.4x1018 kg/m3) تقريباً فإذا افترضنا أن حجم النواة سنتميتر مكعب واحد فسوف تكون كتلتها بليون طن تقريباً
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية هل لجميع العناصر العدد الكتلي نفسه؟
العدد الكتلي العنوان الحركة على خط مستقيم بالنظر إلى الجدول الدوري ستلاحظ أن العناصر الاربعة الأول لها عدد كتلي A قريب من العدد الصحيح إن الكتلة الذرية التي لا تساوي عدداًصحيحاً تم حله باستخدام جهاز مطياف الكتلة إن لذرة العنصر الواحد كتلاً مختلفة (مثل تحليل عينة نقية من النيون)
العدد الكتلي العنوان الحركة على خط مستقيم وجد أن ذرة نيون واحدة لها كتلة (20u) بينما كتلة النوع الثاني (22u) إن ذرة النيون الطبيعية تحتوي على عشرة بروتونات وعشرة إلكترونات في الذرة ونوع آخر من ذرات النيون تحتوي نواتها على 12 نيوتروناً
العدد الكتلي العنوان الحركة على خط مستقيم هذان النوعان من الذرات يسميان نظائر النيون تسمى نواة النظير (النويدة) وجميع نويدات العنصر لها نفس العدد من البروتونات ولكن لها أعداداً مختلفة من النيوترونات (نويدات الهيدروجين والهيليوم) إن جميع نظائر العنصر المتعادل كهربائياً لها نفس العدد من الإلكترونات حول النواة ولها نفس السلوك الكيميائي
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية متوسط الكتلة
متوسط الكتلة العنوان الحركة على خط مستقيم الكتلة المقيسة لغاز النيون هي (20.183 u) وهذا الرقم يعرف بمتوسط كتلة نظائر النيون الموجودة طبيعياً وتستخدم كتلة أحد نظائر الكربون (كربون-12) بوصفها وحدة الكتلة الذرية ولوصف النظير مثل (الكربون-12{126C} / نظير النيون-10 {2010Ne} - {2210Ne}) العدد الكتلي عدد البروتونات+عدد النيوترونات رمز العنصر A X العدد الذري أو الشحنة عدد الإلكترونات=عدد البروتونات z
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية ما الذي يحافظ على نيوكليونات النواة معاً ؟
النيوكليونات العنوان الحركة على خط مستقيم تسمى كل من النيوترونات والبروتونات النيوكليونات الإلكترونات السالبة الشحنة المحيطة بنواة الذرة الموجبة الشحنة تبقى في مكانها نتيجة تأثير قوة التجاذب الكهرومغناطيسي والنواةتتكون من البروتونات الموجبة الشحنة والنيوترونات المتعادلة الشحنة فإن قوة تجاذب متبادلة وقوية يجب أن توجد داخل النواة (القوة النووية القوية)
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية القوة النووية القوية
القوة النووية القوية العنوان الحركة على خط مستقيم تسمى كذلك القوة القوية وهي التي تؤثر بين البروتونات والنيوترونات الموجودة في النواة وتزيد عن 100 مرة من القوة الكهرومغناطيسية إن مدى القوة القوية قصيرة ، وتساوي نصف قطر البروتون فقط أي (1.4x10-15 m) تقريباً وهي قوة تجاذب ولإخراج النيوكليون ليصبح خارج النواة يجب بذل شغل للتغلب على قوة التجاذب إن طاقة النواة المجمعة أقل من مجموع طاقات البروتونات والنيوترونات المنفردة (طاقة ربط نووية) ولأن النواة المجمعة لها طاقة أقل فإن طاقات الربط جميعها تكون سالبة
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية طاقة الربط النووية
طاقة الربط النووية العنوان الحركة على خط مستقيم بين أينشتاين أن كلا من الكتلة والطاقة متكافئتان E = mc2 يجب أن تضاف طاقة لتفتيت النواة فإن كتلة النواة المجمعة تكون أقل من مجموع كتل النيوكليونات التي تحويها
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية مثال على طاقة الربط النووي
مثال العنوان الحركة على خط مستقيم تحوي نواة الهيليوم (42He) بروتونين ونيوترونين وكتلة البروتون (1.007276 u) وكتلة النيوترون (1.008665 u) فإن كتلة نواة الهيليوم من مجموع كتل النيوكليونات هي (4.0318824 u)
مثال العنوان الحركة على خط مستقيم لكن القياس الدقيق يظهر أن الكتلة المجمعة لنواة الهيليوم الفعلية هو (4.002603 u) فقط والفرق (0.029279 u) يسمى الفرق بين مجموع كتل النيوكليونات المفردة المكونة للنواة والكتلة الفعلية لها (نقص الكتلة) تقاس الكتلة عادة بوحدة الكتل الذرية لذا يكون من المفيد تحديد مقدار الطاقة المكافئة لـِ (1.6605x10-27 kg) (1 u)
مثال العنوان الحركة على خط مستقيم ولتحديد الطاقة يجب أن تضرب الكتلة في مربع سرعة الضوء في الفراغ (2.9979x108 m/s) ويعبر عن الناتج بخمسة أرقام معنوية ومن أكثر الوحدات سهولة في الاستخدام وحدة الإلكترون فولت (eV)
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية الرسم البياني لطاقة الربط النووية
الرسم البياني العنوان الحركة على خط مستقيم لأن (1 u) من الكتلة تكافيء (931.49 MeV) من الطاقة فإن الرسم ص(129) يبين كيف تعتمد طاقة ربط بقوة أكبر من الأنوية الخفيفة ماعدا القليل منها الأنوية الثقيلة ترتبط بقوة أكبر من الأنوية الخفيفة ماعدا القليل منها
الرسم البياني العنوان الحركة على خط مستقيم وتصبح أكثر سالبية كلما ازداد العدد الكتلي (A) حتى القيمة (56) الذي يمثل الحديد (Fe) تصبح الأنوية أكثر استقراراً كلما اقترب عددها الكلي من العدد الكتلي للحديد والأنوية التي أعدادها الكتلية أكبر من العدد الكتلي للحديد تكون أقل ترابطاً لذا تكون أقل استقراراً
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية تحولات العناصر
تحولات العناصر العنوان الحركة على خط مستقيم يتحول الهيدروجين في الشمس والنجوم الأخرى إلى هيليوم وكربون وبعض العناصر الأثقل الأخرى في تفاعلات تحرر طاقة مولدة إشعاعاً كهرومغناطيسياً (ضوء مرئي) عند الأعداد الكتلية الأكبر من (56) يحدث تفاعلاً نووياً طبيعياً إذا نقص العدد الكتلي
تحولات العناصر العنوان الحركة على خط مستقيم وعندما يضمحل (اليورانيوم-238) إلى (الثوريوم-234) فإن نواة الثوريوم الناتج تكون أكثر استقراراً من اليورانيوم عموماً فإن العناصر الثقيلة قد تتكون لعدة أجزاء من الثانية فقط قبل أن تضمحل إلى أنوية أصغر وأكثر استقراراً
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية قوانين
قوانين العنوان الحركة على خط مستقيم Nn= A - Z عدد النيوترونات العدد الذري العدد الكتلي كتلة النيوكليونات = (عدد البروتوناتXكتلة الهيدروجين)+(عدد النيوتروناتXكتلة النيوترون) نقص الكتلة = الكتلة الفعلية – كتلة النيوكليونات طاقة الربط النووية للنواة (طاقة الربط النووية لـِ 1u) x (نقص الكتلة) =E (u) (MeV/u)
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية (2-11) الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية مقدمة
مقدمة العنوان الحركة على خط مستقيم في عام 1896م عمل بيكرل بمركبات تحتوي على عنصر اليورانيوم وقد فوجئ عندما وجد أن لون الصفائح الفوتوغرافية التي كانت تغطي اليورانيوم تحجب الضوء عنه أصبحت ضبابياً إن نوعاً من الأشعة المنبعثة من اليورانيوم قد نفذت من الصفيحة التي تغطيه
مقدمة العنوان الحركة على خط مستقيم والمواد التي تطلق مثل هذا النوع من الإشعاعتسمى (المواد المشعة) وبسبب إنبعاث جسيمات من هذه المواد تضمحل النواة عندما تنتقل من حالة أقل استقرار إلى حالة أكثر استقرار تلقائياً
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية الاضمحلال الإشعاعي
الاضمحلال الإشعاعي العنوان الحركة على خط مستقيم اكتشف العالم رذرفورد ورفاقه أن مركبات اليورانيوم تنتج ثلاثة أنواع مختلفة من الإشعاع ، فصل بينها اعتماداً على قدرتها على اختراق المواد • فاليورانيوم (23892U) مثلاً يخضع إلى (14) اضمحلال قبل أن ينتج نظير الرصاص (20682U) المستقر وقدأطلق رذرفورد عليها أسم إشعاعات (α-ألفا) و (β-بيتا) و (γ-جاما)
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية (1) اضمحلال ألفا(α)
اضمحلال الفا العنوان الحركة على خط مستقيم يمكن إيقاف جسيمات ألفا عند اصطدامها بصفيحة رقيقة من الورق جسيم ألفا عبارة عن نواة هيليوم (42He) وعملية انبعاث جسيم الفا من النواة تسمى اضمحلال الفا مثليتحول اليورانيوم (23892U) إلى ثوريوم (23490Th) نتيجة اضمحلال الفا
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية (2) اضمحلال بيتا (β)
اضمحلال بيتا العنوان الحركة على خط مستقيم يلزم سمك (6 mm) من الألمينيوم لإيقاف معظم جسيمات بيتا جسيمات بيتا عبارة عن إلكترونات تنبعث من النواة بما أن الشحنة محفوظة تحدث عملية اضمحلال بيتا بتحول النيوترون إلى بروتون وينتج أيضاً إلكترون وتتحول إلى نواة جديدة عدد نيوتروناتها (N-1) وعدد بروتوناتها (Z+1) مع ظهور جسيم آخر يدعى النيوتروينو (00ν) مرفقاً لاضمحلال بيتا
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية (3) اضمحلال جاما (γ)
اضمحلال جاما العنوان الحركة على خط مستقيم يلزم سمك عدة سنتمترات من الرصاص لإيقاف إشعاع جاما ينتج اضمحلال جاما نتيجة إعادة توزيع الطاقة داخل النواة وأشعة جاما عبارة عن فوتونات ذات طاقة عالية ونتيجة لذلك لا يتغير العدد الكتلي أو العدد الذري للنواة المضمحلة ويرافق إشعاع جاما عادة إضمحلال ألفا أو بيتا
العنوان الحركة على خط مستقيم الفيزياء النووية التفاعالات والمعادلات النووية
التفاعلات والمعادلات العنوان الحركة على خط مستقيم يحدث التفاعل النووي عندما تتغير طاقة النواة أو عدد النيوترونات أو عدد البروتونات فيها أحد أنواع التفاعل النووي هو انبعاث جسيمات بواسطة النشاط الإشعاعي للنواة المشعة