Atoms un atoma kodols — teorija. Fizika, 12. klase.

Visiem dabā eksistējošiem atomiem ir pozitīvi lādēts kodols. Kodola lādiņš

q = Z \cdot e

kur \(Z\) – elementa kārtas skaitlis ķīmisko elementu periodiskajā tabulā, bet \(e\) – elementārlādiņš.

Pašlaik fizikā zināmais elementārlādiņa lielums ir

1, 60217653 (14) \cdot 10^{- 19} C

. Aprēķiniem izmanto vērtību

1 e = 1, 6 \cdot 10^{- 19} C

. Kodolu ietver elektronu apvalks, kas satur \(Z\) elektronus. Katra elektrona lādiņš ir negatīvs un tā modulis ir \(1\) \(e\).

Piemērs:

Nātrija \(Na\) kārtas skaitlis \(Z = 11\).
Nātrija atoma kodola lādiņš

q = 11 \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19} = 1, 8 \cdot 10^{- 18} C

. Lai elements būtu neitrāli lādēts, nātrija atoma kodolu aptver elektronu apvalks, kas satur \(11\) elektronus.

Enerģijas emisija un absorbcija atomos

Lai elektrons nokļūtu kādā ierosinātā stāvoklī, tam jāabsorbē enerģijas porcija jeb kvants, kuru gaismas gadījumā sauc par fotonu.

Ja elektrons pārvietojas no augstāka enerģijas līmeņa uz zemāku (piem. no ierosināta uz neierosinātu), tad atoms izstaro fotonu, kura enerģiju var aprēķināt pēc šādas sakarības

E = E_{1} - E_{2}

kur

E_{1}

E_{2}

ir atoma enerģija attiecīgajos līmeņos.

Šāda atomu radītā starojuma viļņa garumu \(λ\) aprēķina, izmantojot sakarību

E = \frac{hc}{λ}

, kur

\(h\) – Planka konstante,

\(c\) – gaismas ātrums vakuumā.

Piemērs:

Ūdeņraža enerģijas līmeņi ir

E_{2} = - 13, 60 eV

E_{1} = - 3, 40 eV

Ja elektrons pārvietojas no augstāka enerģijas līmeņa uz zemāku, tiek izstarots fotons, kura enerģiju aprēķina:

E = E_{1} - E_{2} = - 3, 40 - (- 13, 60) = 10, 20 eV

Planka konstantes un gaismas ātruma reizinājums ir

hc = 1, 9864 \cdot 10^{- 25} J \cdot m = 1239, 8 eV \cdot nm

Šajā gadījumā ērtāk izvēlēties mērvienību, kur ir elektronvolti, jo izrēķinātā enerģija ir elektronvoltos.

E = \frac{hc}{λ}

, no kā seko

λ = \frac{hc}{E} = \frac{1239, 8 eV \cdot nm}{10, 2 eV} = 121, 5 nm

Tātad tiks izstarots fotons, kura viļņa garums ir \(121,5\) \(nm\).

Radioaktīvā sabrukšana

Radioaktivitāte ir dažu atomu kodolu spēja pašiem no sevis sabrukt, kā rezultātā veidojas jauni, atšķirīgi kodoli (vai arī mainās kodola iekšējā enerģija).

Pastāv trīs galvenie radioaktīvās sabrukšanas veidi: alfa sabrukšana, beta sabrukšana un gamma sabrukšana. Alfa sabrukšanas procesā kodols izmet pozitīvi lādētu alfa daļiņu (hēlija atoma kodolu). Šis sabrukšanas veids ir raksturīgs smagajiem elementiem, un to bieži pavada gamma starojums. Beta sabrukšanas procesā radioaktīvais kodols izstaro beta daļiņu (elektronu vai pozitronu).

Katram radioaktīvajam izotopam ir savs pussabrukšanas periods

T_{\frac{1}{2}}

– laiks, kādā sabrūk puse sākotnējo kodolu. Pussabrukšanas periods dažādiem kodoliem mainās plašās robežās - no sekunžu daļām līdz miljoniem gadu.

Iepriekšējā tēma

Atgriezties tēmā

Nākamais uzdevums

Nosūtīt atsauksmi

Atradi kļūdu?

Sūti mums ziņu!

1. Atoms un atoma kodols

Teorija