Midterm questions 2021 Flashcards
Γιατί ο πυρήνας ενός ατόμου μπορεί να θεωρηθεί, έστω προσεγγιστικά, ως σημειακό
φορτίο και σημειακή μάζα, ενώ το ηλεκτρόνιο όχι ? Eξηγήστε ξεχωριστά στο επίπεδο της
δομής του πυρήνα και του ατόμου, με βάση τις αλληλεπιδράσεις, την κυματοσωματιδιακή
υπόσταση της ύλης και την αρχή απροσδιοριστίας του Werner Heisenberg.
Δεδομένα: mp ≈ mn, mp = 1836 me, |qe| = qp, qn = 0.
Ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται κ απο πρωτόνια και νετρόνια. Η μάζα του καθορίζεται κυρίως από πυρήνα. Πυρηνας σ. φορτίο κ σ. μάζα,γνωρίζουμε απο τι αποτελείται. Τα ηλεκτρικά φορτία των p είναι συγκεντρωμένα σε μία μόνο θέση. Πειραματικές μελέτες, όπως πειράματα σκέδασης, έδωσαν στοιχεία ότι το ηλεκτρικό φορτίο ενός p εντοπίζεται σε μια μικρή περιοχή του χώρου(πυρήνας). Τα n συμβάλλουν στη μάζα κ τη σταθερότητα πυρήνα. -Τα e- είναι στοιχειώδη σωματίδια.- Οι αλληλεπιδράσεις εντος του πυρηνα διεπονται κυριως απο την ισχυρη πυρηνικη δυναμη, η οποια δρα μεταξυ p και n (δεσμεύει τα κουαρκς σε αυτά) ‘συνδέοντας’ τα μεταξύ τους. Υπευθυνη δύναμη για την υπερβαση της ηλ/στατικής απωθησης + φορτισμενων πρωτονιων και τη διατηρηση σταθερου πυρηνα. Τα p είναι φορτισμένα με θετικό ηλεκτρικό φορτίο, ενώ τα n είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Συμβάλλουν στη μάζα του πυρήνα(κ ατομου). Η μάζα του οφείλεται κυρίως στη μάζα τους καθώς και στην ενέργεια δέσμευσης που τα συγκρατεί στον πυρήνα (ισχυρή πυρηνική δύναμη). Ενω τα p και n μπορουν να επιδεικνύουν σωματιδιακες και κυματοειδεις ιδιοτητες, η κυματικη φυση δν ειναι εντονη μες τον πυρηνα λογω της ισχυρης δυναμης π τα δεσμευει σφιχτά. Η κινηση τους=εντοπισμενα σωματιδια. Αρχη αβεβαιοτητας Heisenberg. Γενικότερα, αλλά κ στην περίπτωση των ηλεκτρονίων, υποδηλώνει ότι δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια τόσο τη θέση όσο και την ορμή ενός σωματιδιου(-ηλεκτρονίου) ταυτόχρονα. Αυτή η αβεβαιότητα προκύπτει λόγω της κυματοειδούς φύσης των σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρονίων. Τα e- σε ένα άτομο περιγράφονται συχνά ως σωματίδια κ ως κύματα πιθανοτητας εντος των ενεργειακων επιπεδων(ηλ κινουνται σε τροχιακά-γυρω απο πυρηνα). Η κυματοειδης φυση ειναι πιο εμφανης οταν περιγραφεται η πιθανότητα κατανομής της θεσης τους. Από την αρχή, στο άτομο υπαρχει περιορισμος της ακρίβειας αυτής (=νεφος ηλεκτρονιων). e- ως σημειακά φορτία δεν είναι περιγραφή της κβαντικής φύσης τους. Υπάρχει αβεβαιότητα συμπεριφοράς τους.
Τροχιακα-περιοχες π ειναι πιθανο ν βρεθουν τα ηλ.
protons=p, neutrons=n | p=2up1down,n=1up,2down (QUARKS)
Θεώρηση σημειακών φορτίων κ μάζας, μικρα μεγέθη(κλίμακα μήκους).
ΤΥΠΟΙ!!
ηλεκτρονια-αλληλεπιδρασεις~δυν.
Δυναμική Coulomb: Η δύναμη Coulomb είναι η αμοιβαία επίδραση μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Ένα ηλεκτρόνιο με αρνητικό φορτίο αλληλεπιδρά με άλλα ηλεκτρόνια και με θετικά φορτισμένα πυρήνες ατόμων μέσω της δυναμικής Coulomb. Αυτή η δύναμη μειώνεται με την αύξηση της απόστασης μεταξύ των φορτισμένων σωματιδίων.
Μαγνητική δύναμη: Η μαγνητική δύναμη είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητικά φορτισμένων σωματιδίων. Τα ηλεκτρόνια έχουν μαγνητικά φορτία λόγω της διαστροφής τους κατά την περιστροφή γύρω από τον άξονά τους. Η μαγνητική δύναμη αλληλεπιδρά μεταξύ των μαγνητικών στιγμών των ηλεκτρονίων και με άλλα μαγνητικά φορτισμένα σωματίδια.
