Atomfysik

Vi kommer att lära oss mer om: Olika sorters ljus - färger och strålning Radioaktivitet - alfa, beta och gammastrålning, halveringstid, kol-14, upptäckten av radioaktivitet Fission och fusion - kärnkraft

Anteckningar Atomfysik 

Planeringens innehåll

- Ord/begrepp att kunna:Atom, proton, neutron, elektron, jon, masstal, atomnummer Isotop, elektromagnetisk strålning, radioaktva ämnen, radonmätare, dosimeter, kärnenergi, alfastrålning, betastrålning, gammastrålning, joniserande strålning, halveringstid, bakgrundsstrålning, fission, fusion, kedjereaktion

- Arbetsformer: Undervisningen består av genomgångar, arbete i boken samt demonstration och arbetsuppgifter.

Vi arbetar med boken Spektrum fysik ISBN: 978-91-47-08596-5,

kap. Atom- och kärnfysik s. 270-301

- Detta ska du kunna när arbetsområdet är slut för att nå godtagbara resultat:

Atomens delar och uppbyggnad.

Storleksförhållandet mellan partiklarna i atomen.

Veta vad atomnummer, masstal och isotoper är.

Förstå vad som menas med att ett ämne är radioaktivt.

Veta vad alfa, beta- och gammastrålning är.

Veta vilka risker som finns med radioaktiv strålning.

Förstå  hur ett kärnkraftverk fungerar.

Diskutera och argumentera för olika energikällor

- Bedömning baseras på: Prov och inlämningsuppgift samt deltagande i diskussioner.

- Tidsplan: Ca 4 veckor, provdatum meddelas under lektionstid

Anteckningar Atomfysik

Atom: en atom består av en kärna med protoner och neutroner, runt kärnan finns elektronerna. När en atom är i sitt grundtillstånd finns det lika många protoner som elektroner, atomen är då oladdad.

Elektron: En negativt laddad partikel som finns i atomen runt atomkärnan.

Neutron: En oladdad partikel som finns i atomkärnan

Proton: En positivt laddad partikel som finns i atomkärnan

Atomnummer: Antalet protoner

Masstal: Antalet protoner + antalet neutroner

Atommassa: massan av antalet protoner och neutroner hos ett grundämne. Anledningen till att det ofta är ett decimaltal är att man beräknar medelvärdet på de olika isotopernas massa där hänsyn tas till procentandelen av varje isotop.

Isotop: Varianter av ett grundämne där antalet neutroner varierar

Jon: En laddad atom

Valenselektron: Elektron i det yttersta skalet på en atom

Alfastrålning: Alfapartiklar, heliumkärnor (2protoner+2neutroner)

Betastrålning: Strålning som består av elektroner. Elektronerna kommer från atomkärnan då en neutron ombildas till en proton och en elektron.

Gammastrålning: En form av elektromagnetisk strålning.

Joniserande strålning: Strålning som kan göra så att atomer bildar joner då de träffas av strålningen genom att elektroner skjuts iväg från dem.

Atommassenheten u: Förr i tiden visste man inte hur mycket en atom vägde men man visste att en kolatom vägde 12 gånger så mycket som en väteatom. Väte har därför atommassan 1 och kol 12.

Nu vet man att en kolatom väger 0,00000000000000000000001993 gram. Men då det är svårt att handskas med så små tal använder man fortfarande massenheten u.

 

Formelmassa: En molekyl eller jonförening består av flera atomer och då man lägger ihop atommassan för dessa atomer får man formelmassan.

Mol: är ett antal atomer eller molekyler. Det är alltid samma antal, ca 6*10²³ stycken.

Sönderfall: När ett grundämne omvandlas till ett annat grundämne

Aktivitet: Antal sönderfall som sker i ett radioaktivt ämne varje sekund.

Geigermätare: Mäter aktiviteten.

 

 

Kärnenergi

Grundämnen kan tillverkas genom att ett grundämne beskjuts med neutroner: T.ex. kan man tillverka kol genom att man skjuter en neutron mot en kärna av kväve (atomnummer 7). Den nya instabila kärnan sänder då direkt ut en proton. Kvar blir en kärna av kol (atomnummer 6). Se bild s. 246

Grundämnen kan tillverkas genom att ett grundämne beskjuts med alfapartiklar: t.ex. kan en kvävekärna beskjutas med en heliumkärna. Då blir kärnan instabil och en proton sänds ut. Atomnumret har nu ökat med 1 och grundämnet syre har bildats. Se bild s. 246

Atomer kan klyvas, Fission: Atomer kan klyvas genom att de beskjuts med neutroner. I slutet av 1930-talet gjordes försök med att klyva uranisotoper, försöken lyckades och man hade upptäckt en kedjereaktion där urankärnan delades samtidigt som neutroner frigjordes och delade nya urankärnor. Stora mängder energi frigjordes.

De nya upptäckterna kom att användas under andra världskriget då USA släppte två atombomber över Japan, den första i staden Hiroshima och den andra i staden Nagasaki. Bomben som sprängdes över Nagasaki var laddad med Plutonium.

Upptäckten gav också möjlighet att utveckla kärnkraftverk. Läs om kärnkraftverkens funktion på s. 290. Rita en skiss över hur kärnkraftverket fungerar och beskriv funktionen.

Fusion är en process där lättare atomkärnor slås samman så att tyngre bildas. Samtidigt frigörs energi. Ett exempel på fusion är den process som sker i våran sol där lättare vätekärnor slås ihop och bildar heliumkärnor.