Date post: | 18-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | madalina-ioana |
View: | 214 times |
Download: | 2 times |
Dimitri Ivanovich Mendeleev, (8 februarie 1834 2 februarie 1907)
Dimitri Ivanovich
Mendeleev, celebru
chimist rus, recunoscut
a fi unul din cei doi
chimiti ce au creat
independent unul de
altul prima varianta a
tabelului periodic al
elementelor. Pe de o
parte, tabloul lui
Mendeleev era o
reprezentare mai
complet a relaiei
complexe dintre
elementele chimice, i,
pe de alt parte, cu
ajutorul acelui tabel,
Mendeleev a fost
capabil s prezic att
existena altor
elemente, nici mcar
bnuite a exista pe
vremea sa, precum i a
proprietilor generale
ale acestor elemente.
Aproape toate
previziunile sale au fost
confirmate de
descoperirile ulterioare
din fizic i chimie.
Julius Lothar Meyer (19 august 1830 11 aprilie 1895)
Julius Lothar Meyer, chimist german
contemporan cu D.I. Mendeleev s-a
nscut n oraul Varel, la acea vreme
aparinnd ducatului Oldenbourg,
actualmente parte a Germaniei. A
realizat independent primul tabel
periodic al elementelor chimice.
numrul atomic Z
numrul de protoni sau de electroni care intr n constituia atomului respectiv
masa atomic, notat convenional cu A
se exprim n uniti de mas atomic unificat (u) sau dalton (Da)
1u = 1/NA g = 1/(1000 NA) Kg (unde NA reprezint numrul lui Avogadro)
1u = 1,66053886(28) x 10-24 g = 1,66053886(28) x 10-27 Kg
1u = 931,494028(23) MeV/c2
Numrul lui Avogadro
reprezint numrul de entiti
elementare (atomi sau
molecule) existente ntr-un
mol (numrul de atomi
existeni n exact 12 grame al
izotopului de carbon 12)
mas atomic mas atomic relativ
1.1. Particule i cuante elementare
Michael Faraday (22 septembrie 1791 25 august 1867)
M. Faraday, om de tiin britanic cu contribuii
importante n domeniile electromagnetismului i
a electrochimiei. Principalele sale descoperiri
sunt legate de inducia electromagnetic,
diamagnetism i electroliz.
Tub de tip Crookes
A: Surs de joas tensiune pentru nclzirea catodului C. B: Surs de nalt tensiune pentru a stimula anodul P. M: Masc metalic conectat la potenialul catodului, imaginea ei putnd fi observat pe suprafaa luminiscent a fosforului ca o umbr ntunecat.
Sir Joseph John Thomson (18 decembrie 1856 30 august 1940)
Sir Joseph John Thomson, fizician
britanic creditat pentru descoperirea
electronului i a izotopilor. De asemenea
a definitivat dispozitivul cunoscut sub
numele de spectrometru de mas. n
1906 i s-a decernat premiul Nobel pentru
fizic ca recunoatere a activitii sale
tiinifice n propagarea electricitii n
gaze i descoperirea electronului.
Ernest Rutherford (30 august 1871 19 Octombrie 1937)
Ernest Rutherford, chimist i fizician
neozeelandez, considerat printele
fizicii nucleare. Prin lucrrile sale el a
descoperit conceptul de njumtire a
perioadei de via a elementelor
radioactive i de asemenea, a pus n
eviden radiaia de tip alfa i beta.
Pentru toate aceste contribuii tiinifice,
el a fost recompensat cu premiul Nobel
pentru chimie n 1908.
Karl Ernst Ludwig Max Planck (23 aprilie 1858 4 octombrie 1947)
Karl Ernst Ludwig Max
Planck, fizician german,
considerat fondatorul teoriei
cuantice i unul din cei mai
importani fizicieni ai
secolului al XX-lea, laureat
al Premiului Nobel pentru
fizic n anul 1918.
Albert Einstein (14 martie 1879 18 aprilie 1955)
Albert Einstein, fizician german,
cunoscut pentru elaborarea teoriei
relativitii i n special pentru ecuaia de
echivalen ntre mas i energie
(E=mc2). n 1921 a primit premiul Nobel
pentru fizic, pentru activitatea sa n
domeniul fizicii teoretice i n special
pentru descoperirea legilor care stau la
baza efectului fotoelectric. A adus
numeroase contribuii n cosmologia
relativist, n probleme clasice de
statistic mecanic ct i aplicativitatea
lor n teoria cuantic, n explicarea
micrii Browniane a moleculelor, n
probabiliti ale tranziiei atomice, n
sprijinul conceperii unei teorii unificate a
cmpului.
Sir James Chadwick (20 octombrie 1891 24 iulie 1974)
James Chadwick, fizician
englez, laureat al
premiului Nobel pentru
fizic n 1935 pentru
descoperirea neutornului.
Murray Gell-Man (15 septembrie 1929 )
Murray Gell-Man, fizician
american laureat al premiului
Nobel pentru fizic acordat n
1969 pentru activitatea sa
tiinific privind teoria
particulelor elementare n
general i a modelului quarc
n special.
Peter Ware Higgs (29 mai 1929 )
Conseil Europen pour la Recherche Nuclaire
Organisation Europenne pour la Recherche Nuclaire
Principalele obiective urmrite prin experimentele efectuate la CERN
Punerea n eviden a bosonului Higgs (4 iulie 2012)
Incertitudini n comportamentul Modelului Standard la energii foarte nalte
Existena unor particule care s explice natura materiei ntunecate
Explicaii n ceea ce privete dezechilibrul ntre materia i antimateria existent n univers
Compact Muon Solenoid
A Toroidal LHC ApparatuS
Large Hadron Collider beauty
A Large Ion Collider Experiment
nregistrarea unui eveniment care ar putea demonstra existena bosonului Higgs
CMS
ATLAS
LHCb
ALICE
- Cablul folosit pentru construirea LHC-ului ar putea s nconjoare Ecuatorul de 6,8 ori. Dac toate cablurile ar
fi unite ar putea ajunge pe soare si inapoi de 5 ori si tot ar rmne suficient cablu pentru cteva drumuri pe
lun.
- Una dintre componentele LHC-ului ar putea fi cel mai mare frigider din lume. Ar putea sa nmagazineze
150.000 de frigidere pline cu crnai la o temperatur mai sczut dect cea din spaiu.
- Vidul creat n interiorul LHC-ului este comparabil cu cel din spaiu. Daca am compara LHC-ul cu un cauciuc
care are o pan, i-ar lua 10.000 de ani pentru a se desumfla complet.
- In petera ATLAS ar putea s intre lejer catedrala Notre Dame. Doar nava principal a edificiului din Paris are
proporii impozante, 130m lungime i 35m nlime.
- Cnd a fost spat tunelul de 27 de km de la CERN, cele dou capete s-au unit cu o eroare de un centimetru.
- Acest experiment este probabil cel mai complex pn la ora actual. Informaiile rezultate din acest
experiment vor s schimbe cunotinele pe care le avem despre univers
- CERN este cel mai mare laborator tiinific din lume. Pentru experimentele desfaurate la CERN, s-au
ctigat deja dou premii Nobel pentru Fizic. Din anul 1962 pn azi, 38 de efi de stat au vizitat CERN.
- La 1 octombrie 2003, CERN i Institutul de Tehnologie din California au stabilit un record absolut n transferul
de date pe internet. Au transferat 1,1 terabytes de date n mai puin de 30 de minute printr-o reea de 7000 de
km. Este ca i cum ai transfera un film DVD n 7 secunde.
- Acceleratoarele de particule au i aplicaii n viaa de zi cu zi. Ele sunt folosite inclusiv la uscarea vopselei de
pe cutiile de suc.
- In 2003, 6,1 % din traficul aerian de pe aeroportul din Geneva a fost produs de CERN, n total 54 868 de
pasageri.
Nucleul izotopului de Deuteriu
Cele 18 particule fundamentale sunt clasificate, n funcie de spin, n dou categorii. - particule fundamentale cu spin njumtit (1/2, 3/2, 5/2, ) numite fermioni. - particule fundamentale cu spin ntreg (0, 1, 2, ) numite bosoni.
Fermioni (particule fundamentale cu spin njumtit)
(sarcina electric elementar / simbol / nume / antiparticula / masa (Kg)
Quarcuri Generaie Leptoni
+ 2/3
u up
~9 x 10 - 30
- 1/3
d down
~1 x 10 - 29
Prima
- 1
e electron
9.1 x 10 - 31
0
n e
e-neutrino
< 2 x 10 - 35
+ 2/3
c
charm
~3 x 10 - 27
- 1/3
s
strange
~3 x 10 - 28
A doua
- 1
m muon
1.9 x 10 - 28
0
n m -neutrino
< 4 x 10 - 31
+ 2/3
t
top
~3 x 10 - 25
- 1/3
b
bottom
~8 x 10 - 27
A treia
- 1
t tauon
3.2 x 10 - 27
0
n t
-neutrino
< 6 x 10 - 29
Sarcina electric elementar, 1e = 1,602176487(40) x 10-9 C
(up antiquark)
(charm antiquark)
(top antiquark)
(strange antiquark)
(bottom antiquark)
(down antiquark) (pozitron) (e-antineutrino)
(antitauon)
(antimuon) (-antineutrino)
(-antineutrino)
Nume Simbol Anti-
particula
Sarcina
(e) Spin
Masa
(GeV/c2)
Fora
(interaciunea)
mediat
Existena
Gluon g - 0 1 0 Puternic
(fundamental) Confirmat
Photon - 0 1 0 Electromagnetic
(fundamental) Confirmat
W
boson W- W+ 1/+1 1 80,4
Slab
(fundamental) Confirmat
Z
boson Z - 0 1 91,2
Slab
(fundamental) Confirmat
Higgs
boson H0 - 0 0 125 Cmpul Higgs
Recent
Confirmat
Graviton G - 0 2 0 Gravitaional
(fundamental) Neconfirmat
Bosonii, particule fundamentale cu spin ntreg (0, 1, 2, )
1V=1J/1C 1eV=1,60217653(14) x 10-19J 1 GeV/c2 este echivalent cu 1,79 x 10-27 kg
Reprezentare schematic a interaciunilor dintre particulele elementare descrise de ctre Modelul Standard
Graviton
?
Particulele compozite, sunt clasificate, n funcie de spin, n dou categorii: - particule compozite cu spin ntreg (0, 1, 2, ) numite mezoni. - particule compozite cu spin njumtit (1/2, 3/2, 5/2, ) numite baryoni.
p + n p + p + -
- m- + nm (2,6 x 10-8 s)
Me zoni (exemple)
Nume Simbol Mas (MeV/c ) 2 Sarcin Durat de via (s) Spin
Pion p + 139.6 +1 2.6 x 10 - 8 0
Pion p 0 135.0 0 8.4 x 10 - 17
0
Pion p - 139.6 - 1 2.6 x 10 - 8 0
0
Kaon K + 493.8 +1 1.2 x 10 - 8 0
K - 493.8 1.2 x 10
Kaon K 0 497.88 0 0.9 x 10 - 10
0
Kaon -1 -8
Upsilon U 9460.0 0 1.3 x 10 - 20 1
Mezonii sunt particule compozite, n componena crora intr un quark i un antiquark
Barionii, sunt particule compozite cu spin njumtit care au n componen trei quarci.
Hadroni = termen generic ce reunete barionii i mezonii
p e+ + 0 0 2
n fizica particulelor dezintegrarea protonului este un proces de dezintegrare radioactiv ipotetic !
Barioni (exemple)
N u me S i mbol Mas (MeV/c ) 2 Sarcin Durat de via (s) Spin
Proton p 938.3 +1 stabil 1/2
Neutron n 939.6 0 887 1/2
Sigma S + 1189 +1 0.8 x 10 -10
1/2
Xi X 0 1315 0 2.9 x 10 -10 1/2
Delta 0 1232 0 5.6 x 10 -24 3/2
Omega W - 1672 - 1 8.2 x 10 -11 3/2
Lambda L 0 5624 0 1.2 x 10 -12 1/2
1.2. Radiaia electromagnetic
Dezintegrare alfa
simplificat
1.3. Dezintegrarea radioactiv natural
+
90234
92238
+ 234
238
Dezintegrarea radioactiv natural este un fenomen spontan i aleatoriu pentru c nu se
poate determina cnd se va dezintegra un anumit nucleu atomic, dei pentru o populaie
mare de nuclee de un anumit tip se poate estima cte nuclee vor suferi dezintegrarea ntr-
un anumit interval de timp. Acest interval de timp poart numele de perioad de
njumtire. Perioada de njumtire este cunoscut cu o precizie destul de mare pentru
majoritatea izotopilor radioactivi.
Dezintegrarea radioactiv natural: Particule subatomice
- radiaii alfa - radiaii beta-/beta+ - neutroni
Unde electromagnetice - radiaii gamma
Dezintegrare beta (electron sau pozitron) - / +
Transmutaie nuclear
Dac protonul i neutronul sunt parte integrant a unui nucleu atomic, atunci
prin dezintegrare se transmut un element chimic n altul.
0 : +; ; +
0 : + ; +
+ : 0 + : +
+ ; + 56137
55137
+ : + 1022
1122
+ ; + 1022
1122
Dezintegrare gamma
radiaie electromagnetic,
fotoni cu energie foarte nalt
Num rul de neutroni (N)
N u m
r u
l a t o
m i c
( Z
)
Nuclid p rinte
+ ; + + 2860
2760
Datarea cu 14C (sau mai corect datarea cu radiocarbon) este o metod de determinare a
vrstei aproximative a unui obiect organic vechi prin msurarea coninutului de 14C.
Metoda radiocarbonului se bazeaz pe viteza de dezintegrare a acestuia, 14C se formeaz n
straturile superioare ale atmosferei prin interacia neutronilor din radiaia cosmic cu izotopul
azotului 14N prin reacia: 14N + n = 14C + p
14C care se formeaz este oxidat rapid la dioxid de carbon care intr rapid prin fotosintez n
plante i indirect n animalele vii i n lanul alimentar. Rapiditatea dispersrii radiocarbonului a
fost demonstrat cu ocazia testelor cu arme termonucleare n atmosfer. Exist un echilibru
ntre concentraia izotopilor carbonului din atmosfer, adic numrul de atomi de radiocarbon
este constant. Cnd plantele i animalele mor, procesele metabolice de ncorporare a
carbonului (inclusiv 14C) nceteaz, iar radiocarbonul ncepe s dispar prin reacia de
dezintegrare:
Metoda de datare cu 14C
14C = 14N +
Datarea cu radiocarbon a unui eantion se realizeaz msurnd radioactivitatea lui
rezidual i raportnd-o la activitatea eantioanelor din prezent.
Elementul Carbon are doi izotopi naturali stabili: 12C, (98,89%), 13C (1,11%) i un izotop
radioactiv 14C (0.00000000010%). 14C se dezintegreaz radioactiv, avnd un timp de
njumtire de 5730 ani.
Etape de nucleosintez ca rezultat al fuziunii nucleare naturale ntr-o stea cu o mas de 20x mai mare ca a soarelui, ajuns n ultimul stadiu de existen, la cteva secunde de colapsul gravitaional.