FIZIKA CESTICA I JEZGRA
DANAS
Atomska fizika vise nije ono sto je bila do pre 50 godina, prepustila je primat FEC
ITER
-u Farncuskoj, veliki fuzijoni istrazivacki centar
-napravljen je Super Tokamak, veliki
nuklearni fuzijoni reaktor
Fermilab
-1966 zapocet projekat
-projekat je osmisljen da proizvede 10
puta vise energije nego sto se ulozi u
njega, 50 na prema 500 MW
-veliki akceleratori, i kruzni i linearni
-deuterijum sa tricijumom daje helijum, neutron i 17,6MeV energije
-imali su primat u fizici elementarnih cestica sve dok CERN nije dosao sa boljom ideju o sudaru snopova
-snop cestica koji pogadja
nepokretnu metu. Cestice
su pre bile elektroni, ali
posto oni gube mnogo
energije dok ubrzavaju
danas se koriste protoni
CERN
Ice cube
-velika kocka od leda sa stranicama od po 1km, na Juznom Polu
Ranija dostignuca
-cilj, hvatanje neutrina i drugih cestica iz kosmosa pomocu Cerenkovljevog zracenja, medjutim za sada bez mnogo uspeha
-detektori su postavljeni svuda u kocki sa ogromnom gustinom
Demokrit prvi
govori o atomu
sto znaci nesto
nedeljivo
Ima beskonacno
mnogo varijacija oblika i velicina atoma
.......jos razni drugi manji ili veci eksperimenti koji se izvode po svetu danas
Smatrano je da beskonacnim
deljenjem materije moze da se
stigne do atoma
-kraj 18. veka, dva bitna zakona
Zakon odrzanja mase-Lavoazje i
Zakon proporcija-Prust
Prustov zakon je unapredio Dalton i rekao da je odnos broja atoma u jedinjenju uvek odnos
prirodnih brojeva. On je postavio i prvi periodni sistem. Bilo je gresaka: O, HO...
Hemija
1811.god. Avogadro dopunjuje Daltona i pretpostavlja da u gas iste zapremine na istoj temperaturi i istom pritisku ima isti broj cestica. Pokazao je i dvoatomske molekule preko vode.
Braun je posmatrao 1827. god. kretanje cestica polena, a taj fenomen 1905. objasnio Ajnstajn
Fizika
Avogadro
Opsti pojmovi
Atom, molekul, element, jedinjenje
elektronski omotac, jezgro
elektronske orbitale
oblak elektrona
gustina naelektrisanja
Struktura atoma
Prvi eksperimenti
Miliken 1909
Tomsonov eksperiment 1897
U eksperimentu sa kapljicama ulja odredio
tacno naelektrisanje elektrona, 1,6*10^-19C
prvo v=s/t, pa potom
mg=Fel mg=eE=eU/d
dobio je rezultat
10^11 C/kg
Video je da katodni
zraci skrecu u
magnetnom polju i
odredio odnos q/m
Raderfordov (Gajger-Mardsenov)
eksperiment 1909
dao prvi model atoma,
puding sa sljivama
bombardovanje zlatne
folije alfa cesticama
na osnovu Tomsonovog
modela bi trebalo da
sve cestice prodju pravo
primeceno je da ne samo sto neke cestice
skrecu, vec se neke i skroz odbiju-novi model atoma, planetarni
Raderford procenjuje velicinu atoma 1A i
velicinu jezgra, 10^-15m
Prve teorije
Atomska i nuklearna
fizika
Puding od sljiva
Planetarni model
Borov model atoma
planetarni model je imao nedostatke, po njemu bi elektron pao u jezgro za nekoliko nanosekundi
Bor prevazisao problem sa postulatima:
samo odredjene orbite dozvoljene, kvantovan
moment impulsa
-razlika izmedju kontinualnog i diskretnog
ova teorija je dala sjajna slaganja sa
eksperimentom
De Brolj, Hajzenberg, Sredinger
Jednacina kretanja
za male cestice
Svakoj cestici se
pripisuje talas
Ne mozemo istovremeno
izmeriti brzinu (impuls)
i polozaj cestice
Plank
Energija se ne moze emitovati
kontinualno, vec u porcijama
Frank-Herc
Eksperiment sa sudarima elektrona
sa zivinim parama-potvrdjena Plankova
hipoteza
Stefan, Bolcman, Vin....
Fotoefekat-Ajnstajn
1916-pokazao da je foton
i cestica, posto je talasna
priroda vec pokazana
Kvantna fizika
protiv: Ajnstajn
za: svi ostali
Fizika jezgra i ostale cestice
-problem, ima isti broj pozitivnih i negativnih
a masa jezgra je veca od predvidjenog
-Raderford daje pretpostavku da postoji cestica iste mase kao proton, ali bez naelektrisanja, 20-te godine
-1932-Cedvik nizom eksperimenata uspeva da pokaze Ragerfordovu pretpostavku, otkriva neutron
Masa neutrona je nesto veca od mase protona, zato su i odredjeni raspadi moguci
Pokazano je da je neutron nestabilniji od protona, koji moze da zivi beskonacno ako ga nesto ne poremeti. Vreme poluraspada neutrona je oko 1000 s
Objasnjene su mnoge pojave, izotopi u magnetnom polju, cestice koje su falile u raspadima...
Uopste, posle ovog otkrica nastaje lavina drugih u nuklearnoj i fizici elementarnih cestica
U jezgru se nalazi onaj broj protona koliko je potrebno za masu plus jos onoliko elektrona koliko je potrebno da atom bude neutralan
Vrlo brzo je teorija pala u vodu, kad su ispitivane interakcije jezgra sa ostatkom materije
Otkrica
Sta se desava sa jezgrom kada mu pridju druge cestice?
potrebne su ogromne energije za tako nesto
jezgro moze poput atoma da se pobudi
Nuklearni raspadi
Alfa raspad
maseni broj
redni broj
nestabilno jezgro, lako
se spontano raspada na
alfa cesticu i stabilinje jezgro
Osnovne sile u prirodi
Elektromagnetna sila
Meksvel ujedinio elektricnu i magnetnu i napisao svoje cuvene jednacine
Beta raspad
Gravitaciona sila
Dugodometna, jaka sila,
odgovorna za to sto je atom ovakav kakav jeste
Jedina koju ne opisuje kvantna fizika do sada. Opisao ju je Njutn prvo, a pravu sliku je dao Ajnstajn sa OTR
Najbolje objasnjena sila do sada. Klasicna ELD je zavrsena skroz
stvaraju se nove cestice za razliku od alfa
Prenosioc interakcije-foton
Prenosilac interakcije garviton,
istrazivanje u Cernu, Higs
objasnio ga Pauli
Dugodometna, izuzetno slaba sila, ali ipak odgovorna za postojanje kosmosa
Otrkica drugih cestica
Slaba (nuklearna) sila
anticestice, neutrino (Pauli, Gencenk),
oscilacije neutrina, nastanak cestica
u kosmosu, plazma, kvarkovi
pozadinsko zracenje,
sirenje kosmosa
Objasnio je Pauli tridesetih godina
Standardni model
Slabog intenziteta, kratkodometna,
odgovorna za raspade
u kojima se javi neutrino
uglavnom
Prenosioci interakcije-z i pi bozoni
ili da se izbaci jedan proton ili neutron uz odredjenu reakciju
Jaka (nuklearna) sila
Dosta slabo istrazena
Protoni u jezgru stoje zajedno iako bi trebalo da se odbijaju, jer su isto naelektrisani-to je zbog jake sile
Ne razlikuje p i n
Jaka, kratkodometna
Prenosioci interakcije-gluoni
Gama raspad
veoma je opasan, jer fotoni
mogu da prodru neograniceno
duboko u materiju
Primena raspada u medicini