Modernioji fizika

Vilsono kameros sandara ir v.p

. Skirta greitų elektringų dalelių pėdsakams stebėti. 2. Sudaryta iš: cilindro A, kurio viduje yra stūmoklis B. Kameroje yra sočių vandens garų ir oro mišinys. 3. Veikimas: staigiai leidžiant stūmoklį žemyn, mišinys adiabatiškai plėsis ir atvės, o sotieji garai persisotins. Jei tuo momentu į kamerą per langą L įlekia α arba β dalelė, tai ji, jonizuodama orą, palieka paskui save jonų vorelę. Garai apie jonus kondensuojasi ir ant jonų nusėda vandens lašeliai, o pėdsakas pasidaro matomas. Apšvietus kamerą šonine šviesa S, pro viršutinį stiklą pėdsaką galima nufotografuoti. Pėdsako storis ir ilgis priklauso nuo registruojamų dalelių prigimties ir jų energijos. α dalelių jonizacijos galia yra didesnė už β dalelių, todėl jų pėdsakai yra storesni ir trumpesni, o β dalelių - plonesni ir ilgesni.

Unitas arba amv

1 amv=1u=1,66*10^-27tuoju kg

Boro postulatai

1. Boro postulatas. Stacionarių būsenų sąlyga. Elektronai gali skrieti apie atomo branduolį tik tam tikromis stacionariomis orbitomis. Kiekvieną stacionarią orbitą atitinka tam tikra atomo energijos vertė (energijos lygmuo). Stacionariosios būsenos atomai nespinduliuoja energijos. 2. Boro postulatas. Dažnių sąlyga. Atomui pereinant iš didesnės energijos Ek į mažesnės energijos En būseną, išspinduliuojamas energijos kvantas (fotonas). Kvanto energija lygi energijos verčių, atitinkančių tas būsenas, skirtumui.

Spektrai ir jų rūšys, skleidimas

1. Emisijos arba spinduliavimo: ištisinis (skleidžia įkaitinti kieti kūnai, skysčiai ir tankios dujos), linijinis (įkaitintos atominės dujos), juostinis(molekulinės dujos). 2. Absorbcijos arba sugerties.

Fotoefekto dėsniai

1. Per sekundę išplėštų iš metalo paviršiaus elektronų skaičius tiesiogiai proporcingas krintančios spinduliuotės intensyvumui (energijai). 2. Fotoelektronų didžiausia kinetinė energija tiesiogiai proporcinga spinduliuotės dažniui ir nepriklauso nuo jos intensyvumo.

Geigerio-Miulerio skaitiklio sandara ir veikimo principas

1. Skaitiklį sudaro: cilindro formos elektrodas katodas K) ir jo ašyje ištempta plona vielutė (anodas A). 2. Veikimas: prijungus aukštos įtampos (1000-1200 V) šaltinį, tarp elektrodų sudaromas stiprus elektrinis laukas. Šaltinio neigiamas polius prijungiamas prie katodo, o teigiamas - per didelės varžos rezistorių R prie anodo. Elektrodai įtaisyti stikliniame vamzdelyje, kuris užpildytas praretintomis (iki 20 kPa) inertinėmis dujomis (90%) ir spirito garais (10%). Praeidami pro skaitiklį, g fotonai dujų tiesiogiai beveik nejonizuota. Jie, sąveikaudami su skaitiklio sienelių atomais, išmuša iš jų elektronus, kurie jonizuoja dujas smūgiu. Skaitiklyje atsiranda laisvųjų elektronų ir jonų, kurie, elektrinio lauko pagreitinti, savo ruožtu toliau jonizuoja dujas. Įvyksta išlydis dujose, ir elektros grandinėje pradeda tekėti srovė.

Burbulinės kameros sandara ir v.p

1. Vilsono kamerų svarbiausiais trūkumas yra mišinio mažas tankis, dėl ko dalelių pėdsakai gali būti ilgi ir netilpti kameroje. 2. 1952 m. D.A.Gleizeris sukonstravo burbulinę kamerą, kurią užpildė ne dujomis, o skysčiu. Skysčiuose pėdsakai beveik 1000 kartų trumpesni. 3. Burbulinės ir Vilsono kamerų veikimo principai yra panašūs. Uždaroje kameroje su stipriais langais laikomas lengvai užverdantis skystis (eteris, vandenilis, propanas). Jo temperatūra yra aukštesnė negu virimo temperatūra. Tačiau skystis neverda, nes yra specialiai suslėgtas. Staigiai sumažinus slėgį, skystis trumpam lieka metastabiliame perkaitintame būvyje ir neverda (negaruoja). Jonizuojanti dalelė, įlėkdama šiuo momentu į skystį, sutrikdo metastabilų būvį ir skystis išilgai dalelės trajektorijos užverda. Virtinė burbuliukų apie dalelę aiškiai parodo jos trajektoriją. Šiose kamerose taip pat naudojamas magnetinis laukas, nes kreiva dalelės trajektorija teikia informacijos apie jos elektrinį krūvį ir energiją.

Elementariųjų dalelių savybės:

1.Masė. Ji priklauso nuo greičio. Todėl kalbant turime omenyje rimties masę. Lengviausios dalelės yra neutrinai (dalelė, neturinti krūvio ir sukinio). 2.Krūvis. Išreiškiamas elementariojo krūvio vienetais.3.Gyvavimo trukmė. Dauguma dalelių nestabilios ir virsta vienos kitomis. Gyvavimo trukmė - stabilumo matas, matuojama s. Stabilios dalelės: e, p, γ, fotonas.4.Sukinys. Dydis, kokybiškai apibūdinantis dalelės sukimąsi. Dalelės ir antidalelės turi vienodą masę, krūvį n(tik priešingo ženklo) ir sukinį.

Šviesos greitis

3∙10^8tuoju m/s

Alfa, beta ir gama dalelės (prigimtis, skvarba, apsauga)

Alfa - yra helio branduoliai, neskvarbūs, apsaugo popieriaus lapas. Beta - greitieji elektronai, skvarbesni už alfa, apsaugo drabužiai ir sienos. Gama - trumpiausios e/m bangos,, labai skvarbios, apsaugo stora švino siena.

Rezerfordo bandymas ir jo išvada

Apšaudžius alfa dalelėmis sunkiųjų elementų atomus pastebėta, kad dalelės išsklaidomos. To negali padaryti elektronai, nes jų masė labai maža. Tai galėjo padaryti tik teigiamos didesnės masės dalelės, be to jos turėjo būti sukoncentruotos vienoje vietoje (branduolyje). Taip buvo patvirtintas branduolinis planetinis modelis.

Branduolio savitoji ryšio energija

E/A A - nukleonų skaičius

Pilnutinė atomo energija

E=-e²/8πε0r εnulinis yra elektriė konstanta, r - atstumas nuo elektrono iki branduolio

Fotono energija

E=hf=hc/λ

Einšteino energijos formulė

E=mc2

Branduolio ryšio energija

E=Δmc2

Lazerių veikimo principas ir savybės

Elektronas sužadinamas šviesa, kurios kvanto energija lygi elektrono savaiminio spinduliavimo energijai. Sužadintas elektronas išspinduliuoja fotoną, kuris toks pat kaip ir tas, kuris jį sukūrė. Todėl lazerių spinduliuojama šviesa yra koherentinė (priverstinio spinduliavimo ir spinduliavimo, kuris jį sužadino bangos vienodo dažnio ir fazės). Be to spnduliavimas sustiprinamas. 1. Lazeriai sukuria labai plonus šviesos pluoštus. 2. Lazerio šviesa monochromatinė. 3. Lazeriai yra patys galingiausi šviesos šaltiniai.

Sąveikų rūšys ir jų apsireiškimas

Gravitacinė sąveika arba visuotinė trauka - pasireiškianti tarp visų visatos kūnų, kurie turi masę. Priklauso nuo kūnų masės ir atstumo tarp jų. E/m sąveika - pasireiškia tarp dalelių ir kūnų, kurie turi elektros krūvį. Priklauso nuo krūvių didumo ir atstumo tarp jų. Stiprioji sąveika - pasireiškia labai mažais atstumais (10-15 m). Ji laiko nukleonus branduolyje. Branduolinių reakcijų metu išsiskiria daug energijos dėl stiprios sąveikos. Silpnoji sąveika - pasireiškia tarp daugelio elementarių dalelių. Atsiranda dar mažesniu atstumu nei stiprioji sąveika. Sukelia beta virsmus, nestabilių dalelių skilimą.

Spektrinė analizė

Medžiagų cheminės sudėties tyrimas ir nustatymas pagal jų spektrą.

Rydbergo konstanta

R=3,29∙10^15 s^-1

Cheminių elementų žymėjimo formulė

X (visuje maza a raide, apacioje z)

Elektronas

aplink branduolį skraidanti, neigiamą elementarų elektros krūvį turinti, lengva elementarioji dalelė.

Atomas ir jo sandara

atomas mažiausia cheminio elemento dalelė. Sudarytas iš branduolio, kuriame yra protonai ir neutronai ir aplink skraidančių elektronų.

Nestabilūs branduoliai

branduoliai, kurių savitoji ryšio energija maža.

Branduolių skilimas

branduolių virsmas kitų elementų branduliais, kai jie sąveikauja su elementariosiomis dalelėmis.

Neutronas

branduolyje esanti, elektros krūvio neturinti, sunki elementari dalelė.

Protonas

branduolyje esanti, teigiamą elementarų elektros krūvį turinti, sunki elementarioji dalelė.

Izotopai

cheminiai elementai, kurių vienodas protonų skaičius, bet skirtingas masės skaičius (neutronų skaičius).

Nukleonai

dalelės sudarančios branduolį t.y. protonai ir neutronai.

Išlaisvinimo darbas

darbas, kurį atlieka šviesa (fotonai) išplėšdami elektronus iš metalo(katodo).

Fotoelektronai

elektronai išlaisvinti iš metalo šviesos pagalba t.y. fotoefekto metu.

Fotoefektas

elektronų išplėšimas iš medžiagos šviesos pagalba. Išorinis - jei elektronai išplėšiami iš medžiagos vidaus, vidinis - jei elektronai išplėšiami iš atomų, bet lieka medžiagoje.

Fotosrovė

elektros srovė, kurią sudaro fotoelektronai fotoefekto metu.

Pozitronas

elementarioji dalelė, kurios visos savybės tokios pat kaip elektrono (masė, krūvio modulis), bet ženklas priešingas.

Radioaktyviojo skilimo dėsnis

formules lape

Planko konstanta

h = 6,63 · 10-34 J · s

Einšteino fotoefekto lygtis

hf=A+E

Daugėjimo koeficientas (neutronų)

k= N2 /N1 N2 - kurions nors kartos neutronų skaičius, N1 - juos išlaisvinusios kartos neutron skaičius.

Juodasis spinduolis

kūnas, kuris sugeria visą į jį patenkančią energiją. Juodojo spinduolio sugerties geba lygi 1. Juodasis spinduolis skleidžia visų ilgių bangas (ištisinis spektras).

Sugertoji apšvitos dozė

kūno sugerta radiacijos energija, tenkanti 1 kg kūno masės. Matuojama Gy=J/kg

Pusėjimo trukmė

laikas per kurį suskyla pusė branduolių (formule lape)

grafikai

lape

Skilimo konstanta

lape formule

Termobranduolinės reakcijos

lengvujų branduolių jungimosi reakcija, vykstanti auštoje temperatūroje.

Termobranduolinės reakcijos

lengvųjų branduolių jungimosi reakcija, vykstanti auštoje temperatūroje.

Kritinė masė

mažiausia urano masė, kuriai esant dar gali prasidėti grandininė reakcija.

Raudonoji riba

mažiausias dažnis, kuriam esant vyksta fotoefektas arba didžiausias bangos ilgis. f=A/h

Radioaktyvios medžiagos aktyvumas

medžiagos atomų branduolių, suskylančių per laiko vienetą skaičius. Aktyvumas matuojamas Bq=1 s-1 arba dažnai naudojamas Cu=3,7∙1010 Bq

Fotono judesio kiekis (impulsas)

p=mc

Branduolinės reakcijos

reakcijos, kurių metu suskyla branduoliai sąveikaudami su elementariosiomis dalelėmis.

Šviesos slėgis

reiškinys, patvirtinantis šviesos korpuskulinę teoriją.

Grandininė reakcija

savaime besiplečianti branduolinė reakciją, kurią palaiko jos pačios produktai.

Radioaktyvumas

savaiminis vienų branduolių virsmas kitų atomų branduoliais, kurio metu skleidžiama jonizuojanti spinduliuotė.

Soties srovė

srovės stipris, kuris pasiekiamas tada, kai visi fotoelektronai pasiekia anodą. Is=ne n-fotonų skaičius, e-elektrono krūvis

Radiacinis fonas

tai jonizuojančiosios spinduliuotės lygis aplinkoje, kurio matavimo vienetas SI sistemoje yra Sv/h (sivertai per valandą). Kadangi tai yra didelis matavimo vienetas, dažniausiai naudojami mažesni radiacinio fono matavimo vienetai µSv/h arba nSv/h.

Poslinkio taisyklė

vykstant branduolio skilimui cheminis elementas pasislenka periodinėje lentelėje, nes virsta kitu elementu. (pavyzdys lape)

Branduolinis reaktorius

Įrenginys, kuriame galima sukelti ir valdyti branduolinę grandininę reakciją. Pagrindinės būtinos dalys: branduolinis kuras - uranas-235 arba plutonis-239; neutronų lėtiklis - vanduo, grafitas (greiti neutronai negeba suskaldyti branduolių); neutronų reflektorius - grafitas, kad neutronai neišeitų iš reaktoriaus (atspindys); reakcijos greičio reguliatorius - kadmis, boras, kurie gali stabdyti arba greitinti reakciją.

Stabdymo įtampa

įtampa, kuriai esant fotoelektronai grįžta į katodą ir fotosrovė nustoja tekėti

Fotonas

šviesos dalelė.

Šviesos dualizmas

šviesos pasižymėjimas dvejopomis savybėmis, t. y. šviesa pasižymi bangų ir dalelių savybėmis.

Masės defektas

Δm=Zmp+Nmn-mbr