FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ - adam.mech.pw.edu.pladam.mech.pw.edu.pl/~marzan/materia.pdf ·...

18
FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika [email protected] Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 – 12 3.0 12.1 – 14 3.5 14.1 – 16 4.0 16.1 – 18 4.5 18.1 – 20 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: Budowa materii: cząstki elementarne, oddziaływania Kosmologia: teoria wielkiego wybuchu Ewolucja gwiazd Układ słoneczny

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

Fotony

Foton – brak masy spoczynkowejTeoria Plancka

Stała Plancka

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

Rozpad β

ν++→ −+ eYX AZ

AZ

011

ν++→ +− eYX AZ

AZ

011

FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Rozszczepienie jądra

FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Synteza jądrowa (fuzja)

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