Aine ja säteily Flashcards
Mustankappaleen ominaisuuksia
- säteilyä lähettävää kappaletta kuvaava malli
- mustakappale absorboi kaiken siihen kohdistuvan säteilyn
- säteilyn spektri riippuu ainoastaan kappaleen lämpötilasta
Mitä Einstein esitti valosta?
Valo koostuu aaltorintaman sijaan pienistä paketeista, fotoneista.
Valo on hiukkanen, eikä pelkästään kvantti.
E = h x c / lambda
Mitä tapahtuu kun fotoni törmää metallin pinnassa olevaan elektroniin?
Fotoni luovuttaa elektronille energiaa, mikäli energia on tarpeeksi suuri irrottamaan elektronin.
Mitä Heisenbergin epätarkkuusperiaate meinaa?
Hiukkasen paikkaa ja liikemäärää ei voi tuntea yhtä aikaa.
Jos tiedät missä hiukkanen on, et tiedä mihin se on menossa.
Jos tiedät mihin hiukkanen on menossa, et tiedä missä se on.
Mitä tarkoittaa spektri?
Säteilyn intensiteetti jakaumaa aallonpituuden tai taajuuden funktiona.
Millainen on kuuman kaasun spektri?
Yksittäisistä aallonpituuksista koostuva viivaspektri.
Vetyatomin perustilan energia on
-13,6 eV
Miten röntgensäteilyä syntyy?
Röntgensäteilyä syntyy ns. jarrutussäteilynä kun varattu hiukkanen hidastuu. Tällöin hiukkasen liike-energia vapauttaa sähkömagneettista säteilyä.
Sitä voi syntyä myös atomin viritystilan purkautumisesta.
Mikä pitää ytimen kasassa?
Vahva vuorovaikutus. Nukleonit koostuvat kvarkeista, joiden välillä vahva vuorovaikutus vaikuttaa. Voimasta jää jäännösvoima, joka ulottuu nukleonin ulkopuolelle ja näin sitoo ytimen kasaan.
Protonien määrää ytimessä määrää
Mitä alkuainetta ydin on. Merkintä: Z, tarkoittaa järjestyslukua
Neutronien määrää ytimessä kuvaa
neutroniluku N.
Ytimiä, joilla on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja kutsutaan
Isotooppi
Ydinlajin massaluku kaava
A = Z + N
Ytimen tunnus on muotoa aXn
z
Mitä ne tarkoittaa?
A = massaluku X = alkuaineen kemiallinen tunnus N = neutroniluku Z = järjestysluku
Massan ja energian ekvivalenssi kaava
E = mc^2
1 u (atomimassayksikkö) = MeV?
931,5 MeV
Massavaje syntyy kun?
Ytimen rakenneosien massa on suurempi kuin itse atomin ytimen massa
Ytimen sidosenergia Eb kaava
Eb = delta m x c^2
Tämä energia vaaditaan hajottamaan koko ydin rakenneosiin
Milloin säteily on ionisoivaa?
Kun säteilyllä on tarpeeksi energiaa irrottaakseen aineesta elektroneja tai rikkoakseen molekyylejä
Mitkä kaikki säteet ovat ionisoivia?
Sähkömagneettisesta säteilystä: UV-, röntgen- ja gammasäteily.
Hiukkassäteilystä: Alpha, beeta ja neutronisäteily.
Ionisoidakseen ainetta säteilyllä olevan energian tulee olla
Vähintään 5-15 eV
alpha hiukkanen on minkä atomin ydin?
Helium-atomin 4He
2
Alpha säteilyn reaktioyhtälö esimerkki
Emo ydin -> Tytärydin, (jossa A ja Z vähenevät kemiallisen aineen A ja Z verran) + kemiallinen aine
Miten beeta hajoaminen eroaa alpha hajoamisesta?
Se voi tapahtua joko beeta - tai beeta + hajoamisena
Beeta - hajoaminen:
Yksi ytimen neutroni muuttuu protoniksi ja emittoi elektronin
Beeta + hajoaminen:
Ydin emittoi elektronin antihiukkasen positronin
Elektronisieppaus?
Elektronisieppaus on ydinreaktio, jossa yksi alempien kuorien elektroni ‘‘tipahtaa’’ ytimeen ja muuttaa yhden protoneista neutroniksi.
Mitä tapahtuu ytimelle elektronisieppauksen yhteydessä?
Jää yleensä virittyneeseen tilaan, jolloin se emittoi gammasäteilyä.
Lisäksi atomi emittoi röntgensäteilyä syntyneen elektroniaukon täyttyessä.
Gamma-säteilyä syntyy
Kun ytimien viritystilat purkautuvat
Milloin voi tapahtua spontaani ydinreaktio?
Kun lähtöaineiden massa on suurempi kuin tuotteiden massa. Erotuksen verran vapautuu energiaa = spontaani ydinreaktio
Miten ydin hajoaa alpha-hajoamisessa?
Alpha-hajoamisessa ydin hajoaa käytännössä kahteen osaan. Vapautuva reaktioenergia siirtyy suoraan tuotteiden liike-energiaksi
Millainen on beeta-säteilyn energiajakauma?
Jatkuva. Hajoamistuotteena syntyy 3 hiukkasta, joten energia voi jakautua monella eri tavalla.
Millä lukuakselilla beeta-energia voi vaihdella?
Nollan ja koko reaktioenergian välillä.
Gammasäteilyn energia ytimet radioaktiivisen hajoamisen jälkeen?
Jää aina virittyneeseen tilaan. Tämän viritystilan purkautuessa ydin emittoi gamma-säteilyä.
Mikä on fissio?
Fissio reaktio syntyy vapaan neutronin osuessa ytimeen. Reaktiossa syntyy 3 uutta neutronia, mikä mahdollistaa ketjureaktion.