سلام کانونی عزیز
در این مطلب مفاهیم و نکات فصل آشنایی با فیزیک هستهای را مرور میکنیم.
🔵ویژگیهای مطلب🔵
1- درسنامه و نکات فصل فیزیک هستهای
2- 7 تست شناسنامه دار
3-پاسخ کلیدی تست ها
4- ویدئو پاسخ تشریحی تست ها
 | مولف: گلناز حسینخانی رتبه320 منطقه 2 کنکور ریاضی1402 دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه تهران |
در ابتدا سوالاتی که از این فصل در امتحان نهایی آمده است را میبینیم.
حال به سراغ درسنامه میرویم.
نکات متن کتاب درسی در این مبحث:
📍شعاع هسته اتم تقریبا 1/100000 شعاع اتم است. ( در کتاب درسی از تصویر زیر برای نمایش این نسبت استفاده شده)
📍نوترون و پروتون ها به طور کلی نوکلئون نامیده میشوند.
اطلاعات مربوط به بار و جرم ذرات موجود در اتم در جدول مقابل نوشته شده است:
توجه: 1/12 جرم کربن 12 را یکای جرم اتمی مینامند.
تعاریف اولیه:
🔴عدد اتمی: تعداد پروتونهای هسته که در اتم خنثی برابر تعداد الکترونهای اتم است.
🔴عدد نوترونی: تعداد نوترونهای هسته.
🔴عدد جرمی: مجموع تعداد پروتون و نوترونها.
نماد هسته به شکل مقابل نمایش داده میشود:
🔴ایزوتوپ: هستههایی که تعداد پروتون مساوی ولی تعداد نوترون متفاوت دارند که خواص شیمیایی یکسانی داشته و در جدول تناوبی هممکان اند.
توجه: در جدول تناوبی میانگین جرمهای اتمی ایزوتوپها است.
جدول زیر مشخصات ایزوتوپهای سه عنصر را نشان میدهد:
پایداری هسته:
📍باتوجه به چگالی بسیار بالای هسته و نزدیک بودن پروتونها در آن انتظار میرود که نیروی الکتروستاتیکی رانشی آنها باعث ازهمپاشیده شدن هسته شود اما به دلیل وجود نیروی هستهای که بین نوکلئونها وجود دارد این اتفاق نمیافتد.
📍این نیرو کوتاهبرد است و مستقل از بار الکتریکی است.( یعنی در این مورد تفاوتی بین پروتون و نوترون وجود ندارد)
📍همانطور که گفته شد این نیرو کوتاهبرد بوده و فقط به نزدیکترین نوکلئونهای مجاور وارد میشود ولی نیروی الکتروستاتیکی بلندبرد است درنتیجه برای پایدار ماندن هسته باید همراه با افزایش پروتونها تعداد نوترونها نیز افزایش یابد.
📍هسته پایدار با بیشترین تعداد پروتون متعلق به بیسموت است.
📍به جز توریم و اورانیوم سایر هستههای سنگین با عدد اتمی بالای 83 ناپایدار اند.
انرژی بستگی هستهای و ترازهای انرژی هسته: انرژی لازم برای جداکردن نوکلئونهای هسته است.
نکات متن کتاب درسی در این مبحث:
📍جرم هسته از مجموع جرم پروتون ها و نوترون های تشکیل دهنده اش اندکی کمتر است. اگر این اختلاف جرم را که به آن کاستی جرم هسته گفته می شود مطابق رابطه معروف اینشتین در مربع تندی نور ضرب کنیم انرژی بستگی هسته ای به دست می آید.
📍انرژی نوکلئون های وابسته به هسته نیز مانند انرژی الکترونهای وابسته به اتم، کوانتیده اند و نوکلئون های درون هسته نمیتوانند هر انرژی دلخواهی را اختیار کنند.
📍همان طور که الکترون های اتم میتوانند با جذب انرژی از تراز پایه به تر از برانگیخته بروند، نوکلئون ها نیز می توانند با جذب انرژی به ترازهای انرژی بالاتر بروند و در نتیجه هسته برانگیخته شود.
📍هسته برانگیخته با گسیل فوتون به تر از پایه بر میگردد انرژی فوتون گسیل شده با اختلاف انرژی بین تر از برانگیخته و تر از پایه برابر است. هسته برانگیخته را با گذاشتن ستاره روی نماد مشخص میکنند.
📍اختلاف بین ترازهای انرژی نوکلئونها در هسته از مرتبه keV تا مرتبه MeV است در حالی که اختلاف بین ترازهای انرژی الکترونها در اتم از مرتبه eV است. از این رو هسته ها در واکنشهای شیمیایی برانگیخته نمی شوند.
واپاشی آلفا
🔵در هستههای سنگین صورت میگیرد.
🔵پرتوهای آلفا، ذرات باردار مثبت از جنس هسته اتم هلیم اند.( دو پروتون و دو نوترون دارند)
این واپاشی با رابطه زیر بیان میشود:
🔵 هسته مادر و Y هسته دختر نامیده میشود.
🔵ذرههای آلفا سنگین و بردشان کوتاه است.
🔵اگر این ذرات وارد دستگاه گوارش شوند باعث آسیب شدید به آن میشوند.
در شکل روبرو مثالی از این واپاشی به تصویر کشیده شده است:
برای مطالعهی ادامه درسنامه، فایل pdf را دانلود کنید.
در ادامه مثال هایی از این مبحث را بررسی میکنیم.
در آخر 7 تست کنکورهای سالهای اخیر را به همراه پاسخ کلیدی برایتان قرار دادیم.
🔴برای مشاهده پاسخنامه تشریحی و تحلیل تست ها میتوانید اینجا کلیک کنید🔴
