FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/materia.pdf ·...
Transcript of FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/materia.pdf ·...
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Fizyka 3
Konsultacje: p. 329, [email protected]: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów)10.1 – 12 3.012.1 – 14 3.514.1 – 16 4.016.1 – 18 4.518.1 – 20 5.0
http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan
Program:• Budowa materii: cząstki elementarne, oddziaływania• Kosmologia: teoria wielkiego wybuchu• Ewolucja gwiazd• Układ słoneczny
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Modele budowy materii
Arystoteles (około. 350 p.n.e) : materia jako ośrodek ciągły
Demokryt (około 400 p.n.e.) : atom jako niepodzielna cząstka, materia jest kombinacją atomów
John Dalton (1808)•Atom jest jednolity, niezmienny i niepodzielny.•Wszystkie atomy danego pierwiastka chemicznego mają identyczne właściwości.•Atomy danego pierwiastka A różnią się od atomów pierwiastka B.•Związki chemiczne powstają przez łączenie się pierwiastków w stałych stosunkach
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Elektrony
Elektryzowanie ciał oraz przepływ ładunku jest możliwy dzięki nośnikom ładunku – elektronom i jonom.
Doświadczenie Thomsona(1897 r.)
q/m = 1.7·1011 C/kg
Masa cząstki naładowanej promieniowania katodowego jest około 2000 razy mniejsza niż masa zjonizowanego wodoru (protonu).
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Właściwości elektronu
Eksperyment Milikana : wyznaczenie ładunku elektronu
e = 1.602·10-19 C
m = 9.109·10-31 kg
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Modele atomu – Thomsona i Rutherforda
Model Thomsona – „rodzynki w cieście”
Doświadczenie Rutherforda
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Model budowy atomu Rutherforda
Masa i ładunek dodatni atomu skupione w jądrze
10-10 m10-15 m
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Fizyka relatywistyczna
Dla wszystkich obserwatorów w inercjalnych układach odniesienia prawa fizykisą takie same – żaden z układów nie jest wyróżniony.
We wszystkich inercjalnych układach odniesienia i we wszystkich kierunkach światło rozchodzi się w próżni z taką samą prędkością c.Prędkość żadnego ciała przenoszącego energię lub informacje nie może przekroczyć prędkości granicznej.
Potwierdzenie doświadczalne (CERN, 1964): -mimo zwiększania energii kinetycznej elektronów, ich prędkość nie przekracza prędkości światła-prędkość światła wyemitowanego przez źródło poruszające się z prędkością bliską c wynosi zawsze c – tyle samo, co dla źródła w spoczynku.
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Fizyka relatywistyczna: masa i energia
Masa spoczynkowa i masa relatywistyczna
Energia kinetyczna
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Hipoteza de Broglie’a
Każda cząstka posiadająca pęd reprezentuje falę.Cząstki posiadające masę również mogą ulegać zjawiskom falowym –interferencji i dyfrakcji.
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Budowa jądra atomowego
A=Z+N
Liczba masowa
Liczba atomowa
Liczba neutronów
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Energia wiązania
( )∑ −=∆ 22 McmcEW
masa jądra
masy nukleonów
AEE W
WN∆
=∆
Energia wiązania nukleonu
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Rozpad α
Masa produktów rozpadu < M238U
Energia rozpadu 4,25 MeV
T1/2=4,5·109 lat
α42
42 +→ −
− YX AZ
AZ
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Podsumowanie
Atom nie jest najmniejszą i niepodzielną częścią materii – składa się z jądra i elektronów.
Jądro atomowe również składa się z cząstek – protonów i neutronów.
Atom danego pierwiastka nie jest niezmienny - liczba protonów i neutronów na skutek reakcji jądrowych może ulec zmianie.
Reakcje jądrowe pokazują, że również protony i neutrony nie są niepodzielne – na skutek reakcji jądrowych mogą ulegać przemianie.
Obowiązujące w reakcjach jądrowych zasady zachowania można opisać zakładając istnienie cząstek elementarnych.
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ
Materia we wszechświecie
Gęstość: 9.9 × 10−27 kg/m3
Temperatura: 2.725KWiek: 13.798 ± 0.037 miliardów lat
Ciemna materia: nie emituje i nie odbija światła, spowalnia rozszerzanie WszechświataCiemna energia: oddziałuje jedynie przez oddziaływanie grawitacyjne, przyspiesza rozszerzanie Wszechświata