O atomskom nukleusu (jezgru)

1. O atomskom nukleusu (jezgru)

2. Atom Atom se sastoji od jezgra i omotača 1.Jezgro sadrži: protone neutrone 2. elektrona

3. JEZGRO (NUKLEUS) ATOMA

4. Mmaseni broj = broj protona + broj neutrona A X Simbol elementa Z Atomskibroj = broj protona

5. A X Z A = broj protona + broj neutrona Z = broj protona A – Z = broj neutrona Broj neutrona = maseni broj – Atomski broj N = A - Z

6. 238 235 U U 92 92 Ima više vrsta urana:

7. 238 235 U U 92 92 Ima više vrsta urana:

8. Osobine nukleusa • Atomske mase se mjere u atomskim jedinicama mase koje označavamo sa u. • 1 u = 1.66054 × 10−27 kg = 931.49 MeV/c2

9. Osobine nukleusa • Naboj nukleusa je +eputa broj (Z) protona. • Isotopi vodonika: • Deuterium: Teški vodonik. Ima u svom jezgru proton i neutron. • Tricijum: ima dva neutrona i jedan proton. • Jezgra deuterijuma i tricijuma se zovu deuteron i triton. • Atomi sa istim Z, ali različitim masenim brojemA, se zovu izotopi.

10. Osobine nukleusa Simbol atomskog nukleusa je: . gdje jeZ = atomski broj (broj protona) N = neutronski broj (broj neutrona) A = maseni broj (Z + N) X = simbol hemijskog elementa Svaka vrsta nukleusa datihZiAse zovenuklid. Zkarakteriše hemijski element. Zavisnost hemijskih osobina odNje zanemarljiva. Nuklidi sa istim brojem neutrona se zovuizotoni Nuklidi sa istim brojemAse zovuizobari.

11. O jezgru atoma • Nukleus zauzima samo 10-15 zapremine atoma. • I jezgra su podvrgnuta zakonima kvantne fizike: i ona imaju osnovno stanje i eksitovana stanja i emituju fotone (gama-kvante) pri prelazu između eksitovanih i osnovnog stanja. • Bitne razlike u atomskoj i nuklearnoj fizici su: • 1. elektroni su pod bitnim uticajem jezgra dok nukleus ne trpi nikakav vanjski uticaj (sastavni dijelovi jezgra se nalaze pod uticajem sila koje sami stvaraju – nuklearne sile)

12. O jezgru atoma • 2. U atomskoj fizici međudjelovanje elektrona je gotovo zanemarljivo, a u nuklearnoj fizici je uzajamno dejstvo među sastavnim dijelovima jezgra odlučujuće za kompaktnost jezgra. Zato u nuklearnoj fizici ne možemo izbjeći problem interakcije više tijela, što smo mogli u atomskoj fizici, a to je upravo ono što nam stvara matematičke teškoće. • 3.silu koja drži sastavne dijelove jezgra na okupu poznajemo samo kvalitativno, tj. za nju ne možemo napisati formulu kao za Kulonovu silu ili gravitacionu silu.

13. Sastavni dijelovi jezgra • Prije nego što je 1932. Chedwik otkrio neutron postojali su modeli jezgra atoma koji su zagovarali da se u jezgru nalazi A protona i (A-Z) elektrona tako da je ukupni naboj jezgra jednak: • A(+e)+(A-Z)(-e)=+Ze • Što se slagalo sa eksperimentom. • Ipak bilo je niz poteškoća: • Izlaz iz ove situacije došao je 1932. otkrićem neutrona • Neutron ima skoro istu masu kao i proton (oko 0,1% veću)

14. Dimenzije i oblici nukleusa • Rutherford je zaključio da domet nuklearnih sila mora biti manji od oko 10−14 m. • Pretpostavimo da je nukleus sfera radiusaR. • Čestice (electroni, protoni, neutroni, i alfa-čestice) se rasijavaju kada prolaze blizu nukleusa. • Nije jasno da li maksimalno rastojanje za interakciju zavisi od veličine nukleusa (radijus materije), ili nuklearne sile djeluju i van ovog područja nuklearne materije (radijus sile). • Nuklearna sila se često zove jaka sila. Ovdje razlikujemo radijus nuklearne sile, radijus mase i radijus naboja.

15. Dimenzije i oblici nukleusa Radijus nukleusa se može aproksimirati sa izrazom R = r0A1/3 gdje jer0≈ 1.2 × 10−15 m. Kao jedinicu ovdje koristimofemtometartako što je 1 fm = 10−15 m, ili fermi. Najlakši nukleus prema Fermijevoj raspodjeliza raspodjelu gustine naboja u nukleusuρ(r) is

16. Dimenzije i oblici nukleusa Oblik Fermijeve raspodjele Ako pretpostavimo da je nukleus sfera, Onda je gustina nukleusa 2.3 × 1017 kg / m3.