fysik.pdf
Document Details
Tags
Full Transcript
â€Atom-‬â€och‬â€kärnfysik‬ â€Grundläggande‬â€nivå‬ â€Torsdag‬â€(labb)‬ â€Tisdag‬ â€Fredag‬ â€Förstå‬â€hur‬â€materien‬â€Ã¤r‬â€uppbyggd‬...
â€Atom-‬â€och‬â€kärnfysik‬ â€Grundläggande‬â€nivå‬ â€Torsdag‬â€(labb)‬ â€Tisdag‬ â€Fredag‬ â€Förstå‬â€hur‬â€materien‬â€Ã¤r‬â€uppbyggd‬ â€â€¬ â€All‬â€materia‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€atomer,‬â€och‬â€varje‬â€grundämne‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€en‬ â€Vecka‬â€34‬ â€-‬ â€-‬ â€Kvantpricksjakten‬ â€unik‬â€sorts‬â€atom.‬â€Atomer‬â€kan‬â€sättas‬â€samman‬â€till‬â€molekyler.‬ â€â€¬ â€Inne‬â€i‬â€en‬â€atom‬â€finns‬â€en‬â€kärna‬â€som‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€protoner‬â€och‬ â€Vecka‬â€35‬ â€Kvantpricksjakten‬ â€Kvantpricksjakten‬ R †epetition‬ â€atomen,‬â€isotoper‬ â€neutroner,‬â€och‬â€runt‬â€kärnan‬â€snurrar‬â€elektroner.‬â€Protonerna‬â€har‬â€en‬ â€positiv‬â€laddning,‬â€medan‬â€neutronerna‬â€Ã¤r‬â€neutrala,‬â€och‬â€det‬â€Ã¤r‬â€den‬ â€Vecka‬â€36‬ â€Kvantpricksjakten‬ â€Radioaktivitet‬ â€Radioaktivitet‬ â€starka‬â€kärnkraften‬â€som‬â€hÃ¥ller‬â€ihop‬â€kärnan‬â€trots‬â€att‬â€protonerna‬ â€Vecka‬â€37‬ â€GM-rör‬ â€Kärnenergi‬ â€Kärnenergi‬ â€normalt‬â€skulle‬â€repellera‬â€varandra‬â€på‬â€grund‬â€av‬â€sina‬â€lika‬â€laddningar.‬ â€â€¬ â€Elektronerna‬â€kretsar‬â€runt‬â€kärnan‬â€i‬â€olika‬â€skal‬â€(K,‬â€L,‬â€M,‬â€osv.),‬â€och‬â€det‬ â€Vecka‬â€38‬ â€GM-rör‬ â€Sönderfallsserie‬ †ilitär‬ M â€Ã¤r‬â€de‬â€yttersta‬â€elektronerna‬â€som‬â€bestämmer‬â€Ã¤mnets‬â€kemiska‬ â€användning‬ â€egenskaper.‬â€Detta‬â€förklarar‬â€varför‬â€olika‬â€grundämnen‬â€har‬â€olika‬ â€Vecka‬â€39‬ â€Sönderfallsserie‬ â€INGEN‬â€NO‬ â€Säker‬â€strÃ¥lmiljö?‬ â€egenskaper,‬â€som‬â€att‬â€diamant‬â€Ã¤r‬â€hÃ¥rt‬â€och‬â€att‬â€helium‬â€saknar‬â€doft.‬ â€â€¬ â€Det‬â€mesta‬â€av‬â€en‬â€atom‬â€Ã¤r‬â€tomrum.‬â€Om‬â€man‬â€trycker‬â€samman‬â€alla‬ â€Vecka‬â€40‬ â€Sönderfallsserie‬ â€Repetition‬ â€Repetition‬ â€atomer‬â€så‬â€att‬â€det‬â€inte‬â€finns‬â€nÃ¥got‬â€tomrum,‬â€skulle‬â€jordens‬ â€Prov‬ â€befolkning‬â€få‬â€plats‬â€i‬â€en‬â€kub‬â€med‬â€volymen‬â€1‬â€cm³,‬â€vilket‬â€visar‬â€hur‬ â€mycket‬â€tomrum‬â€som‬â€faktiskt‬â€finns‬â€i‬â€materien.‬ â€Veta‬â€vad‬â€radioaktivitet‬â€Ã¤r‬ â€Veta‬â€vad‬â€som‬â€Ã¤r‬â€gemensamt‬â€och‬â€skiljer‬â€ett‬â€Ã¤mnes‬â€isotoper‬ â€â€¬ â€Radioaktivitet‬â€uppstÃ¥r‬â€när‬â€instabila‬â€atomkärnor‬â€opannerat‬ â€â€¬ â€Gemensamt:‬â€Isotoper‬â€av‬â€ett‬â€Ã¤mne‬â€har‬â€alltid‬â€samma‬â€antal‬â€protoner‬â€i‬ â€sönderfaller‬â€och‬â€omvandlas‬â€till‬â€andra‬â€kärnor‬â€samtidigt‬â€som‬â€de‬ â€atomkärnan,‬â€vilket‬â€betyder‬â€att‬â€de‬â€tillhör‬â€samma‬â€grundämne‬â€och‬ â€avger‬â€strÃ¥lning.‬ â€har‬â€samma‬â€kemiska‬â€egenskaper.‬â€T.ex‬â€har‬â€guld‬â€alltid‬â€79‬â€protoner‬â€i‬ â€â€¬ â€Radioaktiva‬â€Ã¤mnen‬â€finns‬â€naturligt‬â€och‬â€sänder‬â€ut‬â€energi‬â€i‬â€form‬â€av‬ â€sin‬â€kärna‬â€oavsett‬â€vilken‬â€isotop‬â€det‬â€Ã¤r.‬â€Det‬â€Ã¤r‬â€de‬â€yttersta‬ â€strÃ¥lning‬â€när‬â€deras‬â€kärnor‬â€sönderfaller.‬ â€elektronerna‬â€som‬â€avgör‬â€hur‬â€Ã¤mnet‬â€reagerar‬â€kemiskt,‬â€och‬â€eftersom‬ â€protonerna‬â€och‬â€elektronerna‬â€förblir‬â€oförändrade,‬â€beter‬â€sig‬ â€Kunna‬â€de‬â€olika‬â€typerna‬â€av‬â€joniserande‬â€strÃ¥lning‬ â€isotoperna‬â€kemiskt‬â€på‬â€samma‬â€sätt.‬ â€1.‬ â€AlfastrÃ¥lning‬â€(α)‬â€â€“‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€heliumkärnor.‬â€2‬â€protoner‬â€och‬â€2‬ â€â€¬ â€Olikheter:‬â€Isotoper‬â€skiljer‬â€sig‬â€Ã¥t‬â€i‬â€antalet‬â€neutroner‬â€i‬â€kärnan,‬â€vilket‬ â€neutroner,‬â€stoppas‬â€lätt‬â€av‬â€papper‬â€eller‬â€huden.‬ â€pÃ¥verkar‬â€deras‬â€masstal.‬â€T.ex‬â€kan‬â€en‬â€guld‬â€isotop‬â€ha‬â€195‬â€eller‬ â€2.‬ â€BetastrÃ¥lning‬â€(β)‬â€â€“‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€snabba‬â€elektroner.Elektroner‬â€,‬â€kan‬ â€197‬â€partiklar‬â€i‬â€kärnan,‬â€beroende‬â€på‬â€hur‬â€mÃ¥nga‬â€neutroner‬â€den‬ â€stoppas‬â€av‬â€glas‬â€eller‬â€aluminium.‬ â€innehÃ¥ller.‬â€Detta‬â€gör‬â€att‬â€isotoper‬â€av‬â€samma‬â€Ã¤mne‬â€kan‬â€ha‬ â€3.‬ â€GammastrÃ¥lning‬â€(γ)‬â€â€“‬â€bestÃ¥r‬â€av‬â€fotoner‬ â€olika‬â€massor,‬â€vilket‬â€pÃ¥verkar‬â€deras‬â€fysikaliska‬â€egenskaper,‬ â€(ljusvÃ¥gor).Elektromagnetisk‬â€strÃ¥lning,‬â€kräver‬â€tjocka‬â€blyplattor‬â€för‬ â€som‬â€stabilitet‬â€eller‬â€radioaktivitet.‬â€Ett‬â€annat‬â€ex‬â€Ã¤r‬â€de‬â€tre‬ â€att‬â€stoppas.‬ â€isotoperna‬â€av‬â€väte,‬â€där‬â€protium,‬â€deuterium‬â€och‬â€tritium‬â€skiljer‬â€sig‬â€Ã¥t‬ â€genom‬â€att‬â€ha‬â€olika‬â€antal‬â€neutroner,‬â€vilket‬â€också‬â€pÃ¥verkar‬â€deras‬ â€â€¬ S †trÃ¥lning‬â€kan‬â€skada‬â€biologiskt‬â€material‬â€genom‬â€att‬â€slå‬â€sönder‬ â€fysikaliska‬â€egenskaper.‬ â€molekyler‬â€i‬â€celler,‬â€vilket‬â€kan‬â€leda‬â€till‬â€sjukdomar‬â€som‬â€cancer.‬ â€â€¬ â€Radioaktivitet‬â€har‬â€användningsomrÃ¥den‬â€inom‬â€sjukvÃ¥rden,‬â€ex‬â€vid‬ â€behandling‬â€av‬â€cancer‬â€och‬â€sterilisering‬â€av‬â€medicinsk‬â€utrustning.‬ â€â€¬ â€Joniserande‬â€strÃ¥lning‬â€Ã¤r‬â€farlig‬â€eftersom‬â€den‬â€inte‬â€syns‬â€eller‬â€känns‬ â€och‬â€kan‬â€pÃ¥verka‬â€material‬â€och‬â€omgivningar.‬ â€Kunna‬â€ge‬â€exempel‬â€på‬â€praktisk‬â€nytta‬â€av‬â€radioaktivitet‬ â€â€¬ â€Brandvarnare‬â€â€“‬â€radioaktiva‬â€Ã¤mnen‬â€används‬â€för‬â€att‬â€spÃ¥ra‬â€rök.‬ â€â€¬ â€Sterilisering‬â€â€“‬â€joniserande‬â€strÃ¥lning‬â€används‬â€för‬â€att‬â€döda‬â€bakterier‬ â€och‬â€sterilisera‬â€medicinsk‬â€utrustning.‬ â€â€¬ â€Medicinsk‬â€diagnostik‬â€(röntgen,‬â€cancerbehandling).‬ â€â€¬ â€StrÃ¥lningsbehandling‬â€i‬â€medicin.‬ â€â€¬ B †akgrundsstrÃ¥lning‬â€â€“‬â€naturlig‬â€joniserande‬â€strÃ¥lning‬â€frÃ¥n‬â€marken,‬ â€rymden‬â€och‬â€naturliga‬â€Ã¤mnen‬â€i‬â€kroppen.‬ â€â€¬ â€Radon‬â€â€“‬â€en‬â€radioaktiv‬â€gas‬â€som‬â€kan‬â€sippra‬â€upp‬â€frÃ¥n‬â€marken‬â€eller‬ â€byggnadsmaterial‬â€och‬â€vara‬â€skadlig‬â€i‬â€höga‬â€halter.‬ â€â€¬ â€Veta‬â€nÃ¥got‬â€om‬â€följderna‬â€av‬â€kärnkraftsolyckor,‬â€tex‬â€Tjernobyl‬ â€Kunna‬â€beskriva‬â€varningstecknet‬â€för‬â€radioaktivitet‬ â€â€¬ â€radioaktivt‬â€nedfall,‬â€lÃ¥ngsiktiga‬â€hälsoeffekter‬â€(cancer),‬â€evakuering‬ â€â€¬ â€Svart‬â€symbol‬â€med‬â€tre‬â€propellerliknande‬â€blad‬â€på‬â€en‬â€gul‬â€bakgrund.‬ â€av‬â€omrÃ¥den.‬ â€Veta‬â€nÃ¥got‬â€om‬â€de‬â€grundläggande‬â€krafterna‬â€och‬â€materiens‬â€allra‬â€minsta‬ â€byggstenar‬ â€Förstå‬â€problemet‬â€med‬â€radonhus‬ â€â€¬ â€De‬â€fyra‬â€grundläggande‬â€krafterna:‬â€gravitation,‬â€elektromagnetism,‬ â€â€¬ â€Radon‬â€Ã¤r‬â€en‬â€radioaktiv‬â€gas‬â€som‬â€kan‬â€läcka‬â€in‬â€i‬â€hus‬â€och‬â€orsaka‬ â€stark‬â€och‬â€svag‬â€kärnkraft.‬ â€hälsoproblem‬â€(lungcancer).‬ â€â€¬ â€Materiens‬â€minsta‬â€byggstenar:‬â€kvarkar‬â€och‬â€elektroner.‬ â€Veta‬â€vad‬â€som‬â€hände‬â€i‬â€Hiroshima‬â€och‬â€Nagasaki‬ â€â€¬ â€Kärnvapen‬â€sprängdes‬â€under‬â€andra‬â€världskriget,‬â€vilket‬â€ledde‬â€till‬â€stor‬ â€Centralt‬â€innehÃ¥ll‬â€fysik‬ â€förstörelse‬â€och‬â€lÃ¥ngvariga‬â€strÃ¥lningseffekter.‬ â€-‬ â€PartikelstrÃ¥lning‬â€och‬â€elektromagnetisk‬â€strÃ¥lning,‬â€deras‬ â€Veta‬â€nÃ¥got‬â€om‬â€militär‬â€användning‬â€av‬â€kärnenergi‬ â€anÂvändÂningsÂomrÃ¥Âden‬â€och‬â€risker.‬ â€â€¬ â€Kärnvapen‬â€bygger‬â€på‬â€fission‬â€eller‬â€fusion.‬ â€-‬ â€NÃ¥gra‬â€instrument‬â€för‬â€att‬â€mäta‬â€fysikaliska‬â€storheter,‬â€till‬â€exempel‬â€kraft‬â€och‬ â€ström.‬â€Användning‬â€av‬â€mätvärden‬â€i‬â€enkla‬â€beräkningar,‬â€till‬â€exempel‬ â€beräkÂningar‬â€av‬â€densitet‬â€och‬â€hastighet.‬ â€Fördjupande‬â€nivå‬ â€Veta‬â€nÃ¥got‬â€om‬â€upptäckten‬â€av‬â€radioaktiviteten‬ â€â€¬ â€Upptäcktes‬â€av‬â€Henri‬â€Becquerel‬â€när‬â€han‬â€observerade‬â€strÃ¥lning‬â€frÃ¥n‬ â€uran.‬ â€â€¬ â€Marie‬â€Curie‬â€forskade‬â€vidare‬â€på‬â€detta‬â€och‬â€upptäckte‬â€radium‬â€och‬ â€polonium.‬ â€Veta‬â€vad‬â€halveringstid‬â€Ã¤r‬â€och‬â€hur‬â€kunskap‬â€om‬â€denna‬â€kan‬â€användas‬ â€â€¬ â€Den‬â€tid‬â€det‬â€tar‬â€för‬â€hälften‬â€av‬â€atomerna‬â€i‬â€ett‬â€radioaktivt‬â€Ã¤mne‬â€att‬ â€sönderfalla.‬ â€â€¬ â€Används‬â€inom‬â€datering‬â€(t.ex.‬â€kol-14-metoden)..‬ †unna‬â€använda‬â€en‬â€kärnkarta‬â€för‬â€att‬â€förstå‬â€hur‬â€olika‬â€radioaktiva‬â€Ã¤mnen‬ K â€bildas‬â€i‬â€en‬â€sönderfallsserie‬ â€â€¬ â€Visar‬â€hur‬â€ett‬â€radioaktivt‬â€Ã¤mne‬â€sönderfaller‬â€till‬â€nya‬â€Ã¤mnen‬â€genom‬ â€olika‬â€steg,‬â€med‬â€avsändning‬â€av‬â€alfa-‬â€och‬â€betapartiklar.‬ â€Veta‬â€hur‬â€olika‬â€typer‬â€av‬â€joniserande‬â€strÃ¥lning‬â€stoppas‬ â€â€¬ â€Alfa‬â€stoppas‬â€av‬â€papper,‬â€beta‬â€av‬â€aluminium,‬â€gamma‬â€av‬â€bly.‬ â€Veta‬â€nÃ¥got‬â€om‬â€hur‬â€vi‬â€upptäcker‬â€och‬â€mäter‬â€radioaktivitet‬