بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
فيزيك پرتوها
قسمت اول
اسلاید 2 :
اتم و اجزائ تشكيل دهنده آن
اتم يك كلمه يوناني و بمعني غير قابل تقسيم است ولي علم امروزي نشان مي دهد كه اتم به اجزاء كوچكتري قابل تقسيم است.
بطور كلي اتم بدو ناحيه قابل تشخيص تقسيم مي شود:
الف)ناحيه مركزي بنام هسته شامل نوكلئون ها ( پروتون و نوترون) به شعاع تقريبي 10-15 m
ب) ناحيه خارجي كه محيط بر هسته بوده و شامل الكترون ها به شعاع تقريبي 10-10 m
اسلاید 3 :
ساختار اتم شباهت زيادي به منظومه شمسي دارد.
در اين مدل هسته در ناحيه مركزي و الكترون ها در لايه هاي منفصل و با آرايشي مشخص به دور هسته در حال گردش مي باشند.
همواره يك نيروي الكتروستاتيكي جاذب بين هسته و الكترون ها موجود است.
تعداد لايه هاي مجاز كه الكترون ها روي آنها حركت مي كنند محدود است ( K , L , M , N , …).
تعداد الكترون هاي موجود در هر لايه محدود است ( 2 ، 8 ، 18 ،.).
اسلاید 5 :
نمايش عمومي اتم به شكل مقابل است:
X نام عنصر است.
Z: تعداد پروتون هاي اتم عدد اتمي ناميده مي شود.
N :تعداد نوترون هاي هر اتم عدد نوتروني ناميده مي شود.
A : تعداد كل نوكلئون هاي ( پروتون ها و نوترون ها) هر اتم عدد جرمي ناميده مي شود.
اسلاید 6 :
انرژي پيوندي(بستگي) الكترون (Binding Energy):عبارتست از مقدار انرژي كه جهت جدا كردن الكترون از لايه اش لازم است.
الكترون ولت ( eV ) :يكاي انرژي در مقياس اتمي است و برابر انرژي كسب شده توسط الكترون، هنگامي كه از اختلاف پتانسيل يك ولت در خلاء عبور كند. مثلا براي هيدروژن انرژي بستگي الكترون 13.5 eV است.
يونش (Ionization): عبارتست از جدا كردن يك الكترون از اتم و باردار شدن اتم كه معمولاً براي آخرين الكترون حساب مي شود.
برانگيزش(Excitation): چنانچه انرژي منتقل شده به اتم جهت جدا كردن الكترون كافي نباشد و فقط آن را به لايه يا لايه هاي بالاتر ببرد، در اين صورت اتم برانگيخته شده است.
اسلاید 7 :
تابش هاي ايكس مشخصه (Characteristic X-ray)
هرگاه يك الكترون به هر دليل از يك
لايه جدا گردد، عموماً يك الكترون
از لايه با انرژي كمتر تمايل خواهد
داشت كه جاي آن را پر كند.
معمولا حاصل هر يك از پرش هاي
الكتروني يك فوتون پرتو ايكس به
نام پرتو مشخصه ايكس است.
اسلاید 8 :
انرژي پرتو مشخصه ايكس برابر اختلاف انرژي بستگي دو لايه اي كه الكترون بين آنها جابجا شده است.
اگر پرش الكترون از لايه L به K باشد، پرتو ايكس حاصل را
مي نامند. در صورتيكه اگر پرش از لايه M به L باشد آن را
مي نامند.
نكته مهم: منشاء توليد اشعه ايكس تغيير ساختار فضاي بيروني اتم است. بنابراين پرتوهاي ايكس منشاء اتمي دارند.
اسلاید 9 :
هسته(Nucleus) و ساختار آن
هسته از پروتون ها(P) با بار الكتريكي مثبت و نوترون ها(N) كه ذرات بدون با الكتريكي هستند، تشكيل شده است.
نام ديگر پروتون و نوترون ،نوكلئون (Nucleon)است كه خود آنها از ذرات بنيادي ديگري به نام كوارك تشكيل شده اند.
سئوال: چرا علارغم وجود پروتون ها با بار الكتريكي مثبت، هسته در اثر نيروي دافعه الكتروستاتيكي بين پروتون ها، از هم نمي پاشد؟
اسلاید 10 :
نيروي هسته اي (Nuclear Power)
نيروي هسته اي ، نيروي جاذبه با برد كوتاه( ابعاد هسته) و مستقل از بار الكتريكي است.
نيروي هسته اي بين نوكلئون ها n-p , n-n , p-p يكسان است.
اسلاید 11 :
نيروي دافعه الكتروستاتيكي
بين پروتون ها
نيروي جاذبه هسته اي
بين نوكلئون ها
نمايش نيروهاي دافعه و جاذبه بين نوكلئون ها
اسلاید 12 :
انرژي بستگي هسته اي:
عبارتست از ميزان انرژي لازم براي تجزيه هسته و تبديل آن به نوكلئون هاي منفرد.
اسلاید 13 :
همواره مجموع جرم نوكلئون هاي تشكيل دهنده هسته بيش از جرم هسته است. معادل اين كاهش جرم را انرژي بستگي هسته مي گويند.
مثال: محاسبه انرژي بستگي هسته هيدروژن سنگين
اسلاید 14 :
تراز هاي انرژي هسته اي
در ساده ترين مدل توصيف ترازهاي هسته اي، فرض مي شود آرايش نوكلئون ها درداخل هسته همانند آرايش الكترون ها در روي لايه هاي با انرژي مشخص است. با اين تفاوت كه نوكلون ها داراي حركتي مشابه الكترون ها به دور هسته نيستند.
تعداد نوكلئون ها در هر يك از ترازها مشابه تعداد الكترون ها در تراز هاي اتمي است.
اسلاید 15 :
طبقه بندي هسته ها
الف) طبقه بندي هسته ها بر اساس تعداد نوكلئو ن ها
1)ايزوتوپ ها: هسته هايي با تعداد پروتون هاي يكسان.
2) ايزوتون ها: هسته هايي با تعداد نوترونهاي يكسان.
3)ايزوبارها: هسته هايي با اعداد جرمي يكسان ولي تعداد پروتون ها و نوترونهاي متفاوت.
اسلاید 16 :
4) ايزومرها: هسته هايي با اعداد جرمي و اتمي يكسان هستند كه خواص هسته اي متفاوتي دارند( از نظر نيمه عمر و ترازهاي انرژي).
ب) طبقه بندي بر اساس پايداري هسته ها
1) هسته پايدار: هسته هايي كه براي هميشه پايدارهستند(حداقل1021سال).
2) هسته ناپايدار: هسته هاي كه تركيب پروتون ها و نوترون هاي آنها پايدار نيست و دستخوش واپاشي مي شوند. اين هسته ها ذاتاً ناپايدار بوده و با گذشت زمان تغيير نموده و تبديل به هسته هاي جديدي مي شوند.
اسلاید 17 :
عوامل موثر در پايداري هسته ها
الف) طبيعت زوج و فرد بودن تعداد نوكلئون ها: از ميان 274 هسته پايدار
- 165 هسته NوZ دارند.
- 55 هسته N فرد و Z زوج دارند.
-50 هسته N زوج و Z فرد دارند.
- فقط چهار هسته N فرد و Z فرد دارند.
اسلاید 18 :
ب) نسبت نوترون به پروتون(N/Z)
اسلاید 19 :
انواع واپاشي هاي هسته اي
واپاشي الكترون (−β): در اين نوع واپاشي يك واحد به عدد اتمي هسته افزوده مي شود و يك نوترون به يك پروتون تبديل شده و يك الكترون آزاد مي شود.
