عناصر راديواكتيو معمولا سه نوع ذره يا اشعه از خود صادر مي‌كنند كه شامل ذره آلفا ، ذره بتا و اشعه گاما است. با قرار دادن اشعه راديواكتيو تحت تاثير ميدان مغناطيسي متوجه شده‌اند كه ذره آلفا داراي بار مثبت ، بتا داراي بار منفي و اشعه گاما بدون بار است.

خواص ذره آلفا

جنس ذره آلفا ، هسته اتم هليوم است كه از دو نوترون و دو پروتون تشكيل يافته است. جرم آن حدود 4 برابر جرم پروتون و بار الكتريكي آن 2+ و علامت اختصاري آن (4,2)He است. برد ذره آلفا به عنصر مادر ، انرژي اوليه و جنس محيط بستگي دارد. مثلا برد ذره آلفا صادره از راديوم در هوا تقريبا 4.8 سانتيمتر مي‌باشد. ذره آلفا به علت داشتن 2 بار مثبت هنگامي كه از نزديكي يك اتم عبور مي كند، ممكن است تحت تاثير ميدان الكتروستاتيكي خود ، الكترون مدار خارجي آن اتم را خارج سازد و يا به عبارت ديگر اتم را يونيزه كند. همچنين ذره آلفا قادر است محل الكترون را تغيير دهد، يعني الكترون تحت تاثير ميدان الكتريكي ذره آلفا از مدار پايين تري به مدار بالاتر صعود مي‌كند و در نتيجه اتم به حالت برانگيخته در مي‌آيد. قابليت نفوذ ذره آلفا بسيار كم است.

خواص ذره بتا

جنس ذره بتاي منفي ، از جنس الكترون مي‌باشد، بار الكتريكي آن 1- و علامت آن بتاي منفي است. برد ذره بتا در هوا در حدود چند سانتيمتر تا حدود يك متر است. البته برد اين ذره نيز به انرژي اوليه (عنصر مادر) و جنس محيط بستگي دارد. برخلاف ذره آلفا ، ذره بتا از نظر حفاظت يك خطر خارجي محسوب مي‌شود. خاصيت يون سازي اين ذره به مراتب كمتر از ذره آلفا است، يعني بطور متوسط در حدود 100 مرتبه كمتر از ذره آلفا مي‌باشد. ذره بتا مي‌تواند در اتمها ايجاد برانگيختگي كند، ولي اين خاصيت نيز در ذره بتا، به مراتب كمتر از ذره آلفا است. قدرت نفوذ ذره بتا بطور متوسط 100 برابر بيشتر از ذره آلفا است. طيف ذره بتا تك انرژي نيست، بلكه يك طيف پيوسته است كه تمام مقادير انرژي از 0 تا انرژي ماكزيمم را دارا مي‌باشد. اين ذره همان پوزتيرون است كه ضد ماده الكترون مي‌باشد. جرم آن با جرم الكترون برابر بوده و داراي باري مخالف با بار الكترون است و علامت اختصاري آن حرف بتاي مثبت است.

خواص اشعه گاما

جنس اشعه گاما از جنس امواج الكترومغناطيسي مي‌باشد، يعني از جنس نور است. ولي با طول موج بسيار كوتاه كه طول موج آن از 1 تا 0.01 آنگستروم تغيير مي‌كند. جرم آن در مقياس اتمي صفر ، سرعت آن برابر سرعت نور ، بار الكتريكي آن صفر و علامت اختصاري آن حرف گاما مي‌باشد. انرژي اشعه گاما از 10 كيلو الكترون ولت تا 10 مگا الكترون ولت تغيير مي‌كند. برد آنها بسيار زياد است. مثلا در هوا چندين متر است. خاصيت ايجاد يونيزاسيون و برانگيختگي در اشعه گاما نيز وجود دارد. ولي به مراتب كمتر از ذرات آلفا و بتا است. مثلا اگر قدرت يونيزاسيون متوسط اشعه گاما را يك فرض كنيم، قدرت يونيزاسيون متوسط ذره بتا 100 و ذره آلفا 104 خواهد بود. قدرت نفوذ اين اشعه به مراتب بيشتر از ذرات بتا و آلفا است. طيف انرژي اشعه گاما ، همانند ذرات آلفا تك انرژي است. يعني تمام فوتونهاي گاماي حاصل از يك عنصر راديواكتيو داراي انرژي يكساني هستند.


منبع : دانشنامه رشد

طيف اتمي

طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مي‌نامند. پس مي‌توان گفت كه طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد.

ديدكلي

همانطور كه مي‌دانيم نيوتون براي نخستين بار با گذراندن نور خورشيد از منشور ، طيف نور سفيد را تشكيل داد. نيوتون نشان داد كه نور سفيد آميزه‌اي از رنگهاي مختلف است و گسترده طول موجي اين رنگها از 0.4 ميكرومتر (بنفش) تا 0.7 ميكرومتر (قرمز) است. طيف نور سفيد يك طيف پيوسته است. به همين ترتيب مي‌توان طيف هر نوري را توسط پاشندگي در منشور شناسايي كرد. اما علت اينكه در طيف اتمي خطوط مختلفي ديده مي‌شود، چيست؟

خطوط طيفي

طيف اتمي مستقيما به ترازهاي انرژي اتم نسبت داده مي‌شود. هر خط طيفي متناظر يك گذار خاص بين دو تراز انرژي يك اتم است. پس آنچه در طيف نمايي داراي اهميت است، تعيين ترازهاي انرژي يك اتم به كمك اندازه گيري طول موجهاي طيف خطي گسيل شده از اتمها است. پايين ترين تراز انرژي ، حالت پايه و همه ترازهاي بالاتر حالتهاي برانگيخته ناميده مي‌شوند. موقعي كه يك اتم از حالت بر انگيخته بالاتر به يك حالت برانگيخته پايين تر گذاري را انجام مي‌دهد. يك فوتون متناظر به يك خط طيفي گسيل مي‌شود.

طيف نشري

اگر جسمي بتواند نور توليد كند و نور توليد شده را از منشوري عبور دهيم، طيفي بدست مي‌آيد كه طيف نشري ناميده مي‌شود. اگر رنگهاي طيف حاصل بهم متصل باشند، طيف نشري اتصالي و اگر فاصله‌اي بين آنها باشد، طيف نشري انفصالي يا خطي مي‌نامند. به عنوان مثال لامپ حاوي بخار بسيار رقيق را در نظر بگيريد. اين لامپ بصورت لوله باريك شيشه‌اي است كه درون آن يك گاز رقيق در فشار كم وجود دارد.

دو الكترود به نامهاي كاتد و آند در دو انتهاي لوله قرار دارند. اگر بين اين دو الكترود ، ولتاژ بالايي برقرار شود، اتمهاي گاز درون لامپ شروع به گسيل نور مي‌كنند. اگر اين بخار مربوط به بخار جيوه باشد، اين گسيل به رنگ نيلي - آبي است. اگر اين نور را از منشور بگذرانيم و طيف آن را تشكيل دهيم مي‌ينيم كه اين طيف پيوسته نيست. بلكه تنها از چند خط رنگي جدا از هم با طول موجهاي معين تشكيل شده است.

طيف جذبي

در سال 1814 ميلادي فرانهوفر فيزيكدان آلماني كشف كرد كه اگر به دقت به طيف خورشيد بنگريم، خطهاي تاريكي در طيف پيوسته آن مشاهده خواهيم كرد. اين مطلب نشان مي‌دهد كه بعضي از طول موجها در نوري كه از خورشيد به زمين مي‌رسد، وجود ندارد و به جاي آنها ، در طيف پيوسته نور خورشيد خطهاي تاريك (سياه) ديده مي‌شود. اكنون مي‌دانيم كه گازهاي عنصرهاي موجود در جو خورشيد ، بعضي از طول موجهاي گسيل شده از خورشيد را جذب مي‌كنند و نبود آنها در طيف پيوسته خورشيد به صورت خطهاي تاريك ظاهر مي‌شود. در اواسط سده نوزدهم معلوم شد كه اگر نور سفيد از داخل بخار عنصري عبور كند و سپس طيف آن تشكيل شود، در طيف حاصل خطوط تاريكي ظاهر مي‌شود. اين خطوط توسط اتمهاي بخار جذب شده‌اند.

طيف اتمي از ديدگاه فيزيك كلاسيك

درك ساز و كار جذب و گسيل نور بوسيله اتمها از ديدگاه فيزيك كلاسيك آسان است. زيرا بنابر نظريه‌هاي كلاسيكي يك اتم در صورتي نور گسيل مي‌كند كه به طريقي مانند برخورد با ساير اتمها يا توسط ميدان الكتريكي به الكترونهاي آن انرژي داده شود، در نتيجه الكترونها با به دست آوردن انرژي ارتعاش مي‌كنند و امواج الكترومغناطيس بوجود مي‌آورند، يعني نور گسيل مي‌كنند. اما اين كه چرا اتمهاي همه عنصرها موج الكترومغناطيسي با طول موجهاي يكسان نمي‌كنند و اين كه چرا هر عنصر طول موج خاص خود را دارد، ا ز ديدگاه فيزيك كلاسيك قابل توجيه نيست.

در مورد جذب نور هم ، از ديدگاه فيزيك كلاسيك ، مي‌توان گفت كه وقتي نور به يك اتم مي‌تابد، نوسان ميدان الكتريكي ناشي از نور فروري باعث مي‌شود كه الكترونهاي اتم شروع به ارتعاش كنند و نور فرودي را جذب كنند. ولي باز هم در اين ديدگاه هيچ توجيه قانع كننده‌اي براي اين كه چرا هر عنصر تنها طول موجهاي خاصي را كه مشخصه آن عنصر است جذب مي‌كند و بقيه طول موجها را جذب نمي‌كند؟ وجود ندارد.

رابطه ريدبرگ - بالمر

طيف اتمي هيدروژن ، اولين طيفي بود كه بطور كامل مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. آنگستروم تا سال 1885 ميلادي طول موجهاي چهار خط از طيف اتم هيدروژن را با دقت زياد اندازه گرفت. بالمر كه يك معلم سوئيسي بود، وي اين اندازه گيريها را مطالعه كرد و نشان داد كه طول موج خطهاي اين طيف را مي‌توان با دقت بسيار زياد بدست آورد. توفيق بالمر در خصوص يافتن رابطه‌اي براي خطهاي طيف اتم هيدروژن در ناحيه مرئي موجب شد، كه تلاشهاي بيشتري در جهت يافتن خطوط ديگر طيف اتم هيدروژن صورت گيرد. كار عمده در زمينه جستجو براي طيف كامل اتم هيدروژن توسط ريدبرگ در حدود سال 1850 ميلادي انجام شد.

نتيجه

1. هم در طيف گسيلي و هم در طيف جذبي هر عنصر ، طول موجهاي معيني وجود دارد كه از ويژگيهاي مشخصه آن عنصر است. يعني طيفهاي گسيلي و جذبي هيچ دو عنصري مثل هم نيست.

2. اتم هر عنصر دقيقا همان طول موجهايي از نور سفيد را جذب مي‌كند كه اگر دماي آن به اندازه كافي بالا رود و يا به هر صورت ديگر بر انگيخته شود، آنها را تابش مي‌كند.


منبع : دانشنامه رشد

 

--------------------------------------------------------------------------------
Copyright © 2003-2006 by HUPAA, All rights reserved. www.hupaa.com
.

يكي از نتايج اصل هم ارزي جرم و انرژي اين است كه اين دو مي‌توانند به يكديگر تبديل شوند. مشاهده تجربي اين مسئله در فرايندهاي مختلف مانند اثر فوتوالكتريك ، اثر كامپتون ، پديده توليد زوج و … انجام شده است. در پديده توليد زوج تابش الكترومغناطيسي در مجاورت يك هسته سنگين به دو ذره الكترون و پوزيترون واپاشيده مي‌شود، اما پوزيترون نمي‌تواند طول عمر زيادي داشته باشد، چون فضا پر از الكترون است، لذا پوزيترون بعد از مدت كوتاهي از توليد شدن با يك الكترون تركيب شده و از بين مي‌رود و به جاي آن فوتون يا تابش الكترومغناطيسي ايجاد مي‌شود كه به اين پديده نابودي زوج ميگويند.

شرايط اوليه نابودي زوج

نابودي زوجهاي ذره و پادذره و همراه با آن آفرينش فوتونها ، عمل عكس توليد زوج است. نابودي ماده و آفرينش انرژي الكترومغناطيسي را براي حالتي در نظر مي‌گيريم كه الكترون و پوزيترون نزديك به هم و اساسا ساكن باشند. در آغاز اندازه حركت خطي كل اين دو ذره صفر است، بنابراين وقتي اين دو ذره به هم مي‌پيوندند و نابود مي‌شوند، يك تك فوتون نمي‌تواند آفريده شود، زيرا اين عمل باعث نقض قانون بقاي اندازه حركت خطي مي‌شود، ولي اگر دو فوتون آفريده شوند كه با اندازه حركتهاي مساوي و در جهتهاي مخالف حركت كنند، اندازه حركت خطي مي‌تواند پايسته بماند.

چنين زوج فوتونهايي داراي فركانسها و انرژيهاي يكسان هستند. در واقع مي‌توان گفت كه سه يا چند فوتون مي‌توانند آفريده شوند، ولي با احتمال به مراتب كمتر از آفرينش دو فوتون. همين طور ، وقتي چندين زوج الكترون و پوزيترون در نزديكي يك هسته سنگين نابود مي‌شوند، تعداد كمي ‌از اين نابوديها يك تك فوتون توليد خواهند كرد.

سرنوشت نهايي پوزيترون

سرنوشت نهايي پوزيترونها بعد از توليد در پديده توليد زوج ، نابودي است. وقتي كه يك پوزيترون با انرژي بالا ظاهر مي‌شود، هنگام عبور از ماده ، در اثر برخوردها ، انرژي جنبشي خود را از دست مي‌دهد و سرانجام با سرعت پايين حركت مي‌كند. آنگاه اين پوزيترون با يك الكترون تركيب مي‌شود و تشكيل يك دستگاه مقيد به نام پوزيترونيوم مي‌دهد كه خيلي سريع (در مدت 10- ^ 10 ثانيه) به دو فوتون با انرژي مساوي واپاشيده مي‌شود.

از اين رو ، مرگ يك پوزيترون با ظهور دو كوانتوم نابودي يا دو فوتون ، كه انرژي هريك 0،51 ميليون الكترون ولت است، خبر داده مي‌شود. قابليت فنا شدن پوزيترونها به دليل ناپايداري ذاتي نيست، بلكه به خاطر احتمال زياد برخورد آنها و نابوديهاي بعدي با الكترونهاست.

جهان فرضي

در جهاني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم، كثرت تعداد الكترون ، پروتون و نوترون (در حالت كلي ذره) برقرار است، بنابراين زماني كه پادذره‌هاي اين ذرات خلق مي‌شوند، بلافاصله طي فرايندهايي نابود مي‌شوند، اما مي‌توان فرض كرد كه بخشي از جهان وجود دارد كه در آن تعداد پوزيترون ، پادپروتون ، پادنوترون (در حالت كلي پادذره) زياد است. هرچند اين امر در حال حاضر فقط در حد يك حدس و گمان است.


منبع : دانشنامه رشد

 

--------------------------------------------------------------------------------
Copyright © 2003-2006 by HUPAA, All rights reserved. www.hupaa.com

سلام.
می خواستم بپرسم موضوع تحقیق خوب در سطح دبیرستان چیه؟
لطفاً بین این 4تا یکی رو بگید و اکه خودتون موضوع بهتری سراغ دارید لطفاً کمکم کنید.
1-متافیزیک                 2-جهان های موازی                            3-نسبیت               4-نظریه c.p.h
                                                                                                                                                              ممنونم.

لطفآ توضيح دهيد چگونه متفقين در مدت کمي بعد از شکست آلمان به بمب اتمي دست يافته و آنرا عليه ژاپن بکار گرفتند در حاليکه در زمان حاضر براي رسيدن به اين سلاح به سالها وقت نياز است؟

فيزيك پلاسما چيست؟

با سلام چرا الكترون به دور هسته مي چرخد؟

در كتاب پيش دانشگاهي گفته شده است كه منظور از اينكه الكترون انرژي دريافت مي كند اين نيست كه از جايي درون جسم به مكان ديگري مي رود ايا اين مطلب به اين معنا است كه الكترون به تراز بالاتر هم نمي رود لطفا توضيح كامل بدهيد .
  متشكرم