ملخص درس وحدات بناء المادة – الفيزياء النووية - العلم نور

عاجل

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الخميس، 11 يوليو 2019

ملخص درس وحدات بناء المادة – الفيزياء النووية



بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
ملخص درس وحدات بناء المادة – الفيزياء النووية
نبدأ على بركة الله ...




    -       المسار الخطي :
+ استخداماته : مسارعة الجسيمات المشحونة " البروتونات " ، الإلكترونات " لتكسبها طاقة كبيرة .
+ مكوناته :
      ·      سلسة من الأنابيب المجوفة داخل حجرة طويلة مفرغة .
      ·      الأنابيب موصولة بمصدر جهد متناوب عالي التردد كي يتكون مجال كهربائي في الفجوة بين الأنابيب ولا يكون هناك مجال كهربائي داخل الأنبوب نفسه .
+ علل : البروتونات تتحرك بسرعة ثابتة داخل أنبوب المسارع الخطي .
لعدم وجود مجال كهربائي داخل الأنبوب .
    -       السنكروترون : مسار دائري تستخدم فيه المغانط لضبط المسار وتسارع الجسيمات .
     -       علل : يصنع السنكروترون ليكون أصغر باستخدام المجال المغناطيسي .
لأن المجال المغناطيسي يعمل على ثني مسار الجسيمات فيصبح دائريا .
    -       مناطق التسارع :
+ المناطق المستقيمة : يعمل الجهد المتناوب عالي التردد على مسارعة الجسيمات .
+ مناطق الثني المغناطيسي : تفصل بينها مناطق تسارع .
+ يتم اختيار شدة المجال المغناطيسي وطول المسار بحيث تصل الجسيمات إلى موقع المجال الكهربائي المتناوب بالضبط عندما تعمل قطبية المجال على تسارعها .
    -       ضديد البروتون :
+ المقصود به : جسيم له كتلة البروتون نفسها لكن شحنة معاكسة .
+ شعاع البروتون وضديد البروتون ينتقل في اتجاهات متعاكسة في المسار الدائري في السنكروترون .
    -       الكشف عن الإشعاع :
+ طرائقه :
       ·      باستخدام الفيلم الفوتوغرافي الكاشف .
       ·      باستخدام المواد الفلورية .
       ·      عن طريق تأيين المادة .
+ الأجهزة المستخدمة :
       ·      عداد جايجر – مولر .
       ·      حجرو غيمة ولسون .
       ·      الكاشف التصادمي .
       ·      حجرة الفقاعة .
       ·      حجرات سلك .
    -       عداد جايجر :
+ استخداماته : الكشف عن الجسيمات المشحونة وأشعة جاما .
+ محتوياته : يحتوي أنبوب عداد جايجر – مولر على ..
      ·      أسطوانة نحاسية ذات شحنة سالبة .
      ·      سلك شبك موجب الشحنة يوضع أسف الأسطوانة .
    -       علل : في عداد جايجر يوضع سلك شبك موجب الشحنة أسفل الأسطوانة ذات الشحنة السالبة .
حتى يبقى فرق الجهد المطبق على السلك والأسطوانة دون النقطة التي يحدث عندها التفريغ التلقائي للشحنات .
    -       حجرة غيمة ولسون :
+ المقصود بها : عبارة عن حجرة تحتوي منطقة مشبعة ببخار الماء أو بخار الإيثانول .
+ استخداماتها : الكشف عن جسيمات المشحونة .
    -       حجرة الفقاعة :
+ عملها :
·      تعبر الجسيمات المشحونة خلال سائل تبقى درجة حرارته فوق درجة الغليان .
·      مسار الأيونات يسبب تكون فقاعات بخار تحدد مسارات الجسيمات .
    -       حجرات سلك :
+ وصفها :
·      حجرة تشبه أنابيب جايجر – مولر العملاقة .
·      تفصل الصفائح الكبيرة بواسطة فجوة صغيرة مملوءة بغاز ذي ضغط منخفض .
+ عملها : عند عبور جسيم خلال الحجرة يحدث التفريغ الكهربائي في مسار الجسيم فيكشف الحاسوب عن التفريغ ويسجل موقعه .
    -       الكاشف التصادمي :
+ استخداماته : الكشف عن الجسيمات المتعادلة كهربائيا .
+ مبدأ عمله : الكشف عن الجسيمات المتعادلة باستخدام قوانين حفظ الطاقة وحفظ الزخم في التصادمات .
+ عمله : الكاشف التصادمي يعمل كآلة تصوير لتكوين صورة حاسوبية لحلات التصادم .
    -       ضديد الجسيم :
+ من أمثلتها :
·      البوزترون " الإلكترون الموجب " ضديد الإلكترون .
·      للإلكترونات والبوزترون الكتلة نفسها ، ولهما مقدار الشحنة نفسها .
·      عند تصادمهما يفني كل منهما الآخر وتنتج طاقة على شكل أشعة جاما .
    -       الجسيمات النووية :
+ جسيمات ألفا : تنبعث من النواة المشعة أحادية تعتمد على النواة المضمحلة .
+ أشجة جاما تنبعث من النواة المشعة بطاقات أحادية تعتمد على النواة المضمحلة .
+ جسيمات بيتا :
      ·      تنبعث بمدى واسع من الطاقات .
      ·      توقع العالمان باولي وفيرمي وجود جسيم متعادل غير مرئي ينبعث مع جسيم بيتا سمي ضديد النيوترينو تمت ملاحظته مباشرة عام 1956 .
+ الميون : جسيم في النواة يبدو كإلكترون ثقيل .
    -       النموذج المعياري : نموذج بناء وحدات تتوزع فيه الجزيئات على ثلاث مجموعات هي الكواركات واللبتونات وحاملات القوة .
    -       الكواركات : حسيمات صغيرة تكون البروتونات والنيوترونات والبيونات .
    -       اللبتونات : مجموعة من الجسيمات تكون الإلكترونات والنيوترونات .
    -       حاملات القوة : جسيمات تنقل أو تحمل القوى في المادة .
    -       الباريونات : جسيمات تتكون من ثلاثة كواركات ، من أمثلتها : البروتونات والنيوترونات
    -       الميزونات : جسيمات تتكون من زوج من الكوارم وضديد الكوارك ، من أمثلتها : البيون .
    -       نموذج الكوارك :
+ وصفه :
     ·      كل نيوكليون مكون من  3كواركات .
     ·      البيون مكون من 2 من الكواركات .
    -       علل : لا يمكن مشاهدة الكواركات الحرة المنفردة .
لأن القوة القوية التي تبقيها مجتمعة معا تصبح أكبر كلما اندفعت الكواركات ليبتعد بعضها عن بعض .
   -       مقارنة :
القوة القوية بين الكواركات
تصبح أقوى كلما اندفعت الكواركات ليبتعد بعضها عن بعض .

القوة الكهربائية
تصبح أضعف كلما تحركت الجسيمات ليبتعد بعضها عن بعض .

    -       البروتون :
+ مكوناته : اثنين من الكواركات العلوية u و كوارك واحد سفلي d .
+ رمزه : p=uud .
+ شحناته :
(+2/3e)+(+2/3e)+(-1/3e ) = +e
    -        النيوترون :
     ·      مكوناته : كرارك واحد علوي u و اثنين من الكواركات السفلية d .
     ·      رمزه : p=udd
     ·      شحنته : (2/3 e) + (-1/3e)+(-1/3e) = 0
    -       معادلة أينشتين لتكافؤ الطاقة والكتلة :
E=mc2
    -       إنتاج الزوج : تحول الطاقة إلى الجسيمات الزوج " مادة وضديد المادة " .
+ من أمثلته :
     ·      الإلكترون e 0-1 والبوزترن e 0+1  .
     ·      النيوترينو 00V وضديد النيوتينو 00V .
+ مقارنة :
     ·      الجسيم وضديده متماثلان تماما .
     ·      شحنة ضديد الجسيم معاكسة لشحنة الجسيم .
+ اصطدام الجسيم وضديده : عندما اصطدمهما يفني كل منهما الآخر ويتحولان إلى فوتونات أو إلى جسيم وضديد جسيم أخف وطاقة .
    -       زوج الإلكترون – البزترون :
+ إنتاجه : عبور شعاع جاما طاقته 1.02 MeV قرب نواة قد ينتج زوج البوزترون – الإلكترون وفائض الطاقة يظهر على شكل طاقة حركية للبوزترون والإلكترون .
       + اتجاه حركته : الجسيم وضديد الجسيم يتحركان في اتجاهين متعاكسين بفعل المجال المغناطيسي حول حجيرة الفقاعة .
    -       البروزترون يصادم مع الإلكترون ويغني كل منهما الآخر وينتج إشعاعان أو ثلاثة من جاما طاقتها الكلية لا تقل عن 1.02 MeV .
    -       القوى النووية الضعيفة : قوة ضعيفة تؤثر في انبعاث بيتا داخل النواة .
    -       اضمحلال النيوترون :
+ علل : انطلاق إلكترونات من النواة بالرغم من عدم احتوائها على إلكترونات .
لأن النيوترون في النواة يضمحل إلى بروتون وينبعث جسيم بيتا .
    -       اختبار النموذج المعياري :
+ عائلات الكواركات واللبنونات :
     ·      عائلة اليد اليسرى : تتكون من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات .
     ·      المجموعة الوسطى : توجد في الأشعة الكونية وتنتج في مسارعات الجسيمات .
     ·      عائلة اليد اليمنى : نتجت عن تصادمات عالية الطاقة .
     -       النموذج المعياري ليس نظرية لأنه لا يفسر ..
+ كتل الجسيمات .
+ لماذا توجد ثلاثة عائلات من الكواركات واللبتونات .
    -       التفاعلات الرئيسية الأربعة :
+ أنواعها :
     ·      التفاعلات الضعيفة .
     ·      التفاعلات القوية .
     ·      تفاعلات التجاذب .
     ·      التفاعلات الكهرومغناطيسية .
    -       مقارنة :
القوى الكهربائية والتفاعلات الكهرومغناطيسية
التفاعل الضعيف
تحمل بواسطة الفوتونات
تحمل بواسطة البوزونات
تؤثر في مدى واسع لأن كتلة الفوتونات صفرا .
تؤثر في مدى قصير لأن كتلة البوزونات كبيرة نسبيا .
التركيب الرياضي لنظريات التفاعل الضعيف والتفاعل الكهرومغناطيسي متماثلان .






تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^





ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق