In che unità e come si misura la massa ?

1. In che unità e come si misura la massa ? • La massa viene convenzionalmente misurata in unità di masse atomiche (AMU) • 1 AMU e pari a 1/12 della massa dell’atomo di 12C (Z=6,N=6) • Lo strumento per misurare la massa e lo spettrometro di massa

2. Lo spettrometro di ASTON Selettore di Velocità Selettore di massa qE=qvB mv=qBr

3. Lo spettrometro di ASTON Si possono separare gli isotopi di un dato elemento e misurarne la relativa abbondanza Kripton M(36Kr)=0.00356 M(78Kr)+0.0227 M(80Kr)+….0.173 M(86Kr)+ =83.8 AMU

4. L’unità di misura della massa • Protone ≈ 1.7x10-24g = 1.00728 AMU • Neutrone ≈ 1.7x10-24g = 1.00866 AMU • Elettrone ≈ 9.0x10-28g = 5.5x10-4 AMU • 12C 19.92 x10-24g = 12 AMU • Attenzione ! La massa del 12C non è uguale alla somma delle masse di 6 p + 6 n + 6 elettroni M(12C)=12 ≠ 6x1.00728 + 6 x 1.00866 + 6 x 5.510-4 PERCHE’ ?

5. Energia di Legame del nucleo • Il difetto di massa è dovuto al fatto che per separare il nucleo nei suoi componenti occorre una certa energia (energia di legame) • Per il principio di equivalenza tra massa ed energia (E=mc2) l’energia di legame corrisponde ad una certa massa

6. Energia di Legame di un atomo e p + Ep=mpc2 Ee=mec2 fotoni Per il principio che l’energia totale di un sistema isolato si conserva abbiamo: o

7. Energia di Legame di un nucleo Ep=mpc2 En=mnc2 n p Nucleo di Deuterio (D) Per il principio che l’energia totale di un sistema isolato si conserva per cui per l’energia di legame B del deuterio abbiamo: o

8. Energia di Legame di un nucleo Attenzione: le masse tabulate nella Tavola periodica degli elementi sono le masse atomiche mentre nel calcolo dell’energia di legame dobbiamo usare le masse nucleari . Le une e le altre sono legate dalla seguente relazione: 109-1011 eV 1-105 eV 109-1011 eV Ritornando all’eq. 1

9. Energia di Legame di un nucleo Ritornando all’eq. 1 Generalizzando :

12. Energia di legame per nucleone

14. Energia di legame per nucleone FUSIONE FISSIONE

16. Esercizio • La massa dell’idrogeno è 1.00794 UMA e quella del Deuterio è 2.014102 UMA. • Calcolare quanto Deuterio c’è in un litro d’acqua

17. La forza nucleare • Caratteristiche diverse da forze comuni elettromagnetiche e gravitazione • E’ la più intensa delle forze conosciute • Range molto piccolofm • La forza non dipende dal tipo di nucleone, protone o neutrone

18. La forza nucleare

19. Forze fondamentali • Forza gravitazionale (Moto dei corpi celesti, meccanica newtoniana) • Forza elettromagnetica (Equazioni di Maxwell) • Forza nucleare o forte