Matematika: přirozený jazyk fyziků fyzikální realita Náš svět. Technika Geologie Astronomie Biologie Abstrakce Newton einstein [USEMAP] tisíce stovky desítky 3 Látky a materiály kolem nás Chemické sloučeniny Zákl látky(Atomy) e,n,p closed_string Svět kolem nás Vazebné síly, chemická vazby, 2,-3,- a více atomové molekuly Pojem potenciální energie, [USEMAP] nCelková energie E částice (systému částic) nacházející se v silovém poli je dána součtem klidové energie E0, kinetické energie Ek a potenciální energie Ep, tedy n n npotenciální energie Ep , Ep = mgh, v mechanice nJe rovna práci, kterou musíme vynaložit, abychom vzájemně se přitahující částice (nebo tělesa, elektrické náboje) vzdálili tak, aby jejich vzájemné silové působení bylo nulové zanedbatelné) Energie einstein Newton [USEMAP] Jdeme k jádru nAtom je 10000x větší než jádro a má téměř stejnou hmotu jako jádro !!!!!!!! n dukaz-globalniho-oteplovani Důkaz globálního oteplovaní 12 [USEMAP] •- protony - mp = 1,673×10-27 kg n - kladný náboj e+ n - značka 1p •- neutron - mn = 1,675×10-27 kg n - bez náboje, značka n n - může docházet k rozpadu: n ® p + e + n (antineutrino) •- obecné značení prvků: •- Z - protonové číslo •- A - nukleonové číslo •- izotopy - atomy téhož prvku se stejným Z s různým A ZÁKLADNÍ POJMY nukleární medicíny hmotnostní spektrograf [USEMAP] VAZEBNÁ ENERGIE Ø- energie potřebná k úplnému rozdělení jádra na nukleony Ø- hmotnost jádra je vždy menší než hmotnost jednotlivých nukleonů Ø- hmotnostní schodek jádra - udává rozdíl skutečné hmotnosti jádra a hmotnosti jednotlivých částic Ø Ø Ø- řešením Einsteinův vztah: E = m.c2 (každá změna hmotnosti souvisí se změnou energie) Þ dodáváme-li soustavě energii, pak zároveň zvětšujeme její hmotnost Þ - častěji udáváme vazebnou energii na jeden nukleon [USEMAP] Druhy záření budeme probírat ještě podrobněji na - představováno částicí a (proud jader helia) n - uplatnění v tunelovém jevu n - energeticky nejvýhodnější n - velké ionizační účinky n - malá průraznost (ve vzduchu asi 10 cm) n - urychlovatelná a odklonitelné v elektromagnetickém poli (má náboj) nb - částice b (elektron) n - ovlivnitelné v elektromagnetickém poli n - vznik n ® p + e n - pozitron - antičástice k elektronu (záření b+) ng - částice (foton) n - velká průraznost n - neovlivnitelné elektromagnetickým polem n - l < 300 pm [USEMAP] ZÁKON RADIOAKTIVNÍ PŘEMĚNY Øhledáme funkci popisující počet rozpadlých jader za jednotku času: N = f(t) Øl - rozpadová konstanta [l]=s-1 Ø- aktivita radionuklidu - udává počet rozpadlých jader za 1 s [USEMAP] JADERNÉ REAKCE n- přeměny vyvolané vnějším zásahem do jádra n- platí zákony zachování n - hmotnosti a energie n - elektrického náboje n - vektoru hybnosti elektronvolt (eV) 1 eV = 1,6.10-19 J 1 C je roven celkovém náboji přibližně 6.108 elektronů [USEMAP] Nyní pozor až stačíte sledovat Přecházíme na elektrony na ty částice okolo jádra nProton a neutron těžký oba jsou stejně velké, ale celkově jsou v malém prostoru jádra tam je veškerá hmota nElektron lítá sám okolo a je téměř ve vzduchoprázdnu…… nic neváží nPoslední valenční sféra je odpovědná a to, že molekuly drží u sebe jde o nic do je pak pevné jako diamant … nPoslední valenční sféra = chemie nchemie spojení molekul biologie….. n ATOM3 [USEMAP] Kvantová mechanika nPředpovídá energie stavů v souhlase s Bohrem nNeurčuje pozici elektronu, pouze funkci pravděpodobnosti. nOrbitaly mohou mít 0 úhlový moment! nKaždý elektronový stav je popsán 4 čísly: –n = základní kvantové číslo (1, 2, 3, …) –l = vedlejší (úhlové) (0, 1, 2, … n-1) –ml = magnetické (-l < ml < l) –ms = spin (-½ , +½) Coming Soon! [USEMAP] Compare states with seats in auditorium n=row, l=seat ml=??? Ms=male/female Elektromagnetická vlna Image376 Elektromagnetické spektrum Fotony – elektromagnetické vlny [USEMAP] Energie – Joule Síla (Newton)=tíha x zrychleni Sílaxdráha je energie Energie i eV Energie za čas - výkon Jednotky – sily, zrychlení,výkon, energie, proud, napětí a magnetická indukce – tesla, elektřina napětí, ampér, ohm [USEMAP] Elektromagnetická vlna Image376 Elektromagnetické spektrum Fotony – elektromagnetické vlny [USEMAP] Rutherfordův planetární model atomu ATOM3 Atom je složen z elektronů kroužících kolem malého ale hustého středového jádra. Atom vodíku je nestabilní •Je známo, že zrychlující náboj emituje záření •Pak by takový elektron musel vyzařování energii ztrácet a postupně by padal do středu jádra! •Proč se nestane? Ukazuje, že představa takovéhoto modelu vodíku je špatná. [USEMAP] Spektrum vodíku BOHR Bohrova rovnice: HYDROGEN R=Rydbergova konstanta f=finální stav; i=iniciální stav [USEMAP] Absorpční spektrum slunce model-bohr-3 Emisní spektrum různých látek [USEMAP] Bohrův model atomu vodíku (1913) Jen některé dráhy pro elektron jsou dovolené Bez názvu 1 [USEMAP] Absorpce / Emise fotonu a zachování energie Ef - Ei = hf Ei - Ef = hf absorbemit absorpce emise IMAGE07 Energetické hladiny vodíku [USEMAP] Vazebná energie, excitace a ionizace nStav atomu s jeho minimální energii se nazývá základní. Stavům, které mají vyšší energii říkáme vzbuzené, excitované stavy. nDo excitovaného stavu se atom dostane absorpcí energie. Atom = elektron absorbuje takovou energii odpovídající rozdílu hladin. To vysvětluje, proč jsou absorpční spektra plynů čárová metastabilní stav - „zakázán“ přechod nDeexcitace, emise záření, Excitace, ionizace, luminiscence n 10-8 až 10-5 s Doba života [USEMAP] Elektromagnetická vlna Image376 Elektromagnetické spektrum Fotony – elektromagnetické vlny [USEMAP] Absorpce Elektro- magnetická vlna Image397 Image398 Absropční spektrum Poměr I/I0 je transmitance T Lambert - Beerův zákon. [USEMAP] Luminiscence 3 Image399 spectra [USEMAP] Děkuji za pozornost. Dotazy neumím vymyslíme jak? A6MED69 M1191 SCNEX066 [USEMAP]