5.5 Kärnan
FörberedandeFysik
| Teori | Övningar |
Mål och innehåll
Innehåll:
- Kärnans beståndsdelar
- Kärnans storlek (Vid spridning av \displaystyle \:\alpha\:-partiklar …)
- Kärnans bindningsenergi (Massa som kan mätas …)
- Fission och fusion
- Solens fusionsprocess
- Naturlig radioaktivitet
- \displaystyle \:\alpha\:-sönderfallet
- \displaystyle \:\beta\:-sönderfallet
- \displaystyle \:\gamma\:-sönderfallet
- Kol 14-metoden
Läromål
Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
- Redogöra för kärnans beståndsdelar.
- Beräkna kärnans storlek.
- Beräkna en given kärnas bindningsenergi.
- Redogöra för fissionsprocessen.
- Redogöra för fusionsprocessen.
- Förklara hur fusionen i vår sol fungerar.
- Förklara vad som menas med naturlig radioaktivitet.
- Redogöra för \displaystyle \:\alpha\:-sönderfallet.
- Redogöra för \displaystyle \:\beta\:-sönderfallet.
- Redogöra för \displaystyle \:\gamma\:-sönderfallet.
- Redogöra för \displaystyle \:^{14}C-metoden
FÖRFATTARE: Göran Tranströmer & Lars-Erik Berg, KTH Fysik
Kärnan
Thomson upptäcker elektronen 1897 (men dess massa var ännu okänd) och har en modell för hur atomen var sammansatt.
Rutherford (Geiger, Marsden) undersöker hans ”plumpudding-modell” och finner att atomens positiva laddning (och därmed dess massa) är koncentrerad till ett mycket litet område, en kärna , med en utsträckning som är 1/10000 av atomens. Eftersom man förväntade sig mycket små spridningsvinklar (”A bullet through a sack of snowballs”) så blev resultatet av experimentet oerhört förvånande. Med Rutherfords egna ord
"It was quite the most incredible event that ever happened to me in my life. It was almost as incredible as if you had fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you".
Rutherford föreslår (1920) p+ och e- för att bilda neutral partikel i kärnan, som behövs eftersom massan av antalet protoner är mindre än totala massan/2.
Denna lösning duger ej (enligt Heisenbergs osäkerhetsrelationer) Neutronen postuleras därför (1928) och hittas 1932 av Chadwick.
Kärnan består av protoner och neutroner, (som med ett gemensamt namn kallas för nukleoner) och deras totala antal är masstalet \displaystyle A
- Antalet protoner i kärnan anges av atomnumret \displaystyle Z
- Antalet neutroner i kärnan anges av \displaystyle N
- \displaystyle A = Z + N
Mer material kommer
