25. základní poznatky atomové fyziky Flashcards

(50 cards)

1
Q

V jakých řádech se pohybuje velikost atomového jádra?

A

cca 10ˇ-15 m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

V jakých řádech se pohybuje velikost atomového obalu?

A

cca 10ˇ-10 m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Jak se velikostně liší velikost jádra a obalu atomu?

A

Atomové jádro je 100 000x menší

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Uveď hmotnosti elementárních částic:

A

neutron - nejtěžší - 1,675.10ˇ-27
proton - 1,673.10ˇ-27
elektron - nejlehčí - 9,11.10ˇ-31

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Popiš objev elektronu + kdo:

A

J.J. Thomson objevil elektron při studiu katodového záření v elektronce (vakuová trubice). Zjistil, že katodové záření je proud záporně nabitých částic = elektronů

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Popiš objev protonu + kdo:

A

Rutherford obejvil proton, když alfa-částicemi odstřeloval zlatou fólii a měřil úhly dopadů částic. Zjistil, že některé se dokonce odráží zpátky a atom tak není celý vyplněn kladnou hmotou, ale má jen malé kladné jádro -> z toho plynul rutherfordův model atomu

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Popiš objev neutronu + kdo:

A

Chadwick pomocí alfa-částic odstřeloval berylium a v mlžné komoře zkoumal dráhy částic ovlivnňované magnetickým a elektrickým polem. Vyskytla se částice, které poli nebyla vůbec ovlivněna a pohybovala se rovně, což byl právě neutron

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Jmenuj chronologicky 4 modely atomu:

A

a) Thomsonův pudinkový model atomu
b) Rutherfordův planetární model atomu
c) Niels Bohr a jeho model atomu
d) Kvantově mechanický model atomu

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Popiš Thomsonův model atomu:

A

Thomsonův model, přezdívaný pudinkový, byl znázorněn jako kladně nabitá hmota (pudink), ve které se pohybují záporně nabité částice (rozinky, wtf help konec už).
Atom je navenek neutrální

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Jak přišel Thomson na svůj model atomu?

A

Na základě Milikenova pokusu, kdy mezi dvě elektrody umístíme aerosol (kapičky oleje) a dojde k tomu, že tíhová síla je táhne dolů, ale síla elektrická je táhne nahoru, kapičky tak levitují.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Popiš Rutherfordův model atomu:

A

Aka planetární model atomu. Kolem malého kladného jádra jsou vrstvy, po kterých běhaj elektrony

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Jmenuj 3 postuláty, kterými je charakterizován model atomu Nielse Bohra:

A

1) atom skládající se z kladného jádra a záporně nabitého obalu je navenek neutrální
2) atom existuje v určitých stacionárních stavech = energie se kvantuje
3) podmínky pro emisi nebo absorpci záření z atomu odpovídají: h.f = En-Em

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Co je typické pro kvantově mechanický model atomu?

A

Tento model pracuje s pravděpodobností výskytu elektronu v daných oblastech obalu = nelze přesně určit, kde se elektron ve vrstvě nachází
|ψ |ˇ2 = hustota pravděpodobnosti výskytu elektronu

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Jmenuj 4 kvantová čísla a jejich význam:

A

a) hlavní kvantové číslo (n) : 7 energetických vrstev
b) vedlejší kvantové číslo (l) : určuje tvar orbitalu
c) magnetické kvantové číslo (m) : určuje orientaci orbitalu
d) spin (ms): +- 1/2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Jak lze vypočítat poloměr atomového jádra?

A

R = Ro . Aˇ1/3

Ro…Rüdbergův poloměr = 1,3.10ˇ-15
A…nukleonové číslo na jednu třetinu

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Definuj vazebnou energii jader:

A

Vazebná energie jader je práce, kterou musíme (dodat v případě stabilních jader)/(která se uvolní v případě nestabilních jader) při rozpadu jádra na elementární částice

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Uveď vzorec pro výpočet vazebné energie jader:

A

Ev = B.cˇ2 = [Z.mp + (A-Z).mn -mjádra].cˇ2

mjádra = A.mn = A. 1,66.10ˇ-27

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Jak se počítá vazebná energie jader přepočítaná na 1 nukleon?

A

ε = Ev/A

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Kde se pohybuje vazebná energie jader (na 1 nukleon)?

A

Pohybuje se mezi 7-8 MeV, přičemž nejvyšší má železo (na základě grafíku)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Jak se dělí vznik prvků dle jejich vazebné energie?

A

a) prvky lehčí než železo, které vznikají syntézou lehčích prvků
b) prvky, které vznikají za extrémních podmínek (tlak, teplota, hustota)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Jmenuj základní 4 interakce ve vesmíru:

A

a) elektrická síla
b) gravitační síla
c) slabá jaderná síla
d) silná jaderná síla

22
Q

Jaký je vztah silné jaderné síly a síly elektrické?

A

Jaderné síly působí proti síle elektrické

23
Q

Jmenuj 3 vlastnosti silné jaderné síly:

A

1) krátkodosahové - působí jen na svoje nejbližší okolí
2) působí mezi všemi nukleony
3) nasycenost - jakmile se nasytí, nereagují už s dalšími nukleony

24
Q

Kdo a kdy objevil přirozenou radioaktivitu?

A

1896 - Henry Bequerel - věnoval se luminiscenci a fluorescenci a zjistil, že uranová sůl září i bez zdroje světla

25
Kdo a kdy objevil umělou radioaktivitu?
Manželé Curriovi roku 1934
26
Jmenuj 4 typy záření:
a) α...alfa b) β...beta c) γ...gamma d) neutronové záření
27
Popiš α-záření:
Alfa záření je proud α-částic (jader hélia), které lze ovládat mg. a el. polem. Má silný ionizační účinek.
28
Popiš zastavování α-záření:
Zastaví se předáváním energie neutrálním atomům, pričemž do zastavení vytvoří 10ˇ15 iontů. Lze zastavit už o papír nebo cca 1 cm vzduchu
29
Popiš β-záření:
Beta záření se dělí na proud pozitronů a proud elektronů. Má velmi velkou rychlost a částice mají velmi malou hmotnost. Menší ionizační účinek než alfa záření.
30
Popiš zastavování β-záření:
Dokáže ho pohltit hliníkový plech
31
Popiš γ-záření:
Gamma záření není tvořeno částicemi, jedná se o elektromagnetické vlnění s vlnovou délkou menší než 0,3 nm. Je tedy nejpronikavější ze všech záření. Ionizace probíhá pomocí fotoelektrického jevu.
32
Popiš zastavování γ-záření:
Záření zastaví těžké kovy - olovo
33
Popiš neutronové záření:
Jako vedlejší produkt jaderných reakcí vznikají neutrony, které jsou velmi pronikavé, jelikož nemají energii a ani neionizují - > neztrácí tak energii a nezastavují
34
Jak funguje pohlcování neutronového záření?
Neutronům musíme do cesty dát něco s přibližně stejnou hmotností, dojde tak k předání energie (ZZE) a dojde ke zpomalení neutronu př. H, H2O, deuterium, beton
35
Definuj aktivitu zářiče:
Aktivita zářiče vyjadřuje počet radioaktivních přeměn za jednu sekundu. (aka počet rozpadlých jader) zn. A [Bq] (bequerel)
36
Jak se počítá aktivita zářiče v čase t?
At = Ao . (1/2)ˇt/T At...aktivita zářiče v čase t Ao...počáteční aktivita t...čas T...poločas rozpadu
37
Definuj poločas rozpadu:
zn. T Udává čas, za který se rozpadne přesně polovina jader
38
Jmenuj 4 zákony, kterými se řídí jaderné reakce:
a) ZZenergie b) ZZhybnosti c) ZZelektrického náboje d) ZZnukleonového čísla
39
Kdy proběhla 1. jaderná reakce a v čem spočívala?
1919 - Rutherford α-částicemi odstřeloval dusík 4/2 He + 14/7 N -> 17/8 O + 1/1 H
40
Kdy a kde vznikl první jaderný reaktor?
prosince 1942 byl v americkém Chicagu spuštěn první jaderný reaktor na světě
41
Uveď 2 typy jaderných reakcí:
a) jaderná fúze b) jaderné štěpení
42
Jak probíhá jaderná fúze na Slunci?
1/1 H + 1/1 H --> 2/1 H + pozitron + neutrino 2/1H - deuterium
43
Popiš deuterium:
Deuterium je izotop vodíku obsažen v těžké vodě "D2O". 1 L těžké vody má stejný výkon jako 300 L benzínu. V oceánech je jí asi 0,015 %.
44
Popiš tritium:
Tritium je izotop vodíku (3/1), je toxické, radioaktivní a získává se z Lithia
45
Popiš problém jaderné fúze:
Elektrická síla kvadraticky stoupá se zmenšující se vzdáleností. Je tedy pro fúzi potřeba obrovský tlak a vysoká teplota (10ˇ8 K)
46
Popiš nejpravděpodobnější reakci jaderného štěpení:
1/0 n + 235/92 U -> Baryum + krypton + 3 1/0 n Pomocí neutronu odstřelujeme radioaktivní uran, z reakce vzniká více neutronů
47
Kdy může dojít k zahájení řetězové reakce?
Po získání kritického množství radioaktivní látky: u Uranu 50 kg
48
Jaké prvky jsou schopné reakce?
Uran 235 Uran 233 Plutonium 239 Plutonium 241
49
Čím se zastavuje jaderná reakce v elektrárnách a jak to funguje?
Používají se absorpční tyče z Boru, které pohlcují neutrony a zastavují tak řetězovou reakci
50
Co je to moderátor reaktoru?
Voda/grafit - zpomalují neutrony a zvýší pravděpodobnost štěpení