KURZUS: Bevezetés a nukleáris technikába

MODUL: I. modul: Az atommag felépítése és jellemzői

1. lecke: Az atommag felépítése és jelölése

| Feldolgozandó:
Az atommagok felfedezése (Sükösd 1.1.1., 7-12. old.) Az atommagok összetétele, a neutron felfedezése (Sükösd 1.1.2., 12-14 old.) Az atommagok jelölése, Izotópok, izobárok (Sükösd 1.1.2., 14. old.)
Tanulási célok:
A lecke anyagának feldolgozása után ismerni fogja:
Rutherford kísérletét, amely az atommag felfedezéséhez vezetett. az atommagok összetételét. Az atommagok jelölését, az izotóp és izobár atommagok fogalmát.
A lecke anyagának rövid összefoglalása
Az elektron felfedezését követően elkerülhetetlen volt az a feltételezés, hogy az atomoknak van belső szerkezete, illetve hogy az elektron az atom alkotórésze. J. J. Thomson, az elektron felfedezője azt feltételezte, hogy az atomok gömb alakúak, homogén eloszlású pozitív elektromos töltésű anyagból és az ebben elhelyezkedő pontszerű elektronokból állnak. Ezt az un. Thomson modellt Rutherford szóráskísérletei cáfolták meg, amelyekben radioaktív forrásból származó alfa-részecskékkel bombázott igen vékony fémfóliákat. Kísérletei során azt tapasztalta, hogy az alfa-részek egy nagyon kis hányada visszapattant a fóliáról. Rutherford kísérlete bebizonyította, hogy az atomok nagy tömegű és pozitív töltésű része az atom térfogatához képest elenyészően kis helyre az atommagban található. Az alfa-részecskék az atommaggal történő ütközésük során pattannak vissza.
A kísérleti tapasztalatok szerint az atommag töltése pontosan egész számú (Z) többszöröse a proton töltésének, tömege pedig közel egész számú (A) többszöröse a proton tömegének. Ezért Rutherford úgy képzelte, hogy az atommag Z darab protont és A-Z elektront tartalmaz. Az elektronok semlegesítik A-Z számú proton elektromos töltését. A neutronok felfedezésével világossá vált, hogy az atommagban Z számú proton mellett nem elektronok, hanem A-Z számú neutron található. Az atommagban található protonok számát (Z) rendszámnak, a protonok és neutronok együttes számát (A) tömegszámnak nevezzük. Az atommagok szokásos jelölései U 92 238 , 238U, U-238.
Azonos (Z) rendszámú, de különböző (A) tömegszámú atommagokat izotópoknak, az azonos (A) tömegszámú, de különböző (Z) rendszámú atommagokat pedig izobároknak nevezzük.

| Ellenőrző kérdések
1. Melyik fizikai mennyiség mértékegysége az elektronvolt (eV)?
| a) Az energia.
| b) Az elektromos feszültség.
| c) Az erő.
| d) A perdület.
2. Azt az atommodellt nevezünk Thomson féle atommodellnek, amely szerint...
| a) az atomok atommagokból és az atommag körüli elektronfelhőből állnak.
| b) az atomok gömb alakú pozitív elektromos töltésű anyagból, és bennük elhelyezkedő pontszerű elektronokból állnak.
| c) az atommag protonokból és elektronokból épül fel.
| d) az atommagban protonok és neutronok találhatók.
3. Melyik kísérlet vezetett az atommag felfedezéséhez?
| a) A Rutherford féle szóráskísérlet.
| b) A Stern-Gerlach kísérlet.
| c) Millikan kísérlete.
| d) Franck és Hertz elektron ütközési kísérletei.
4. Mit nevezünk izotópoknak?
| a) Az azonos rendszámú, de különböző tömegszámú atommagokat.
| b) Az azonos rendszámú, de különböző protonszámú atommagokat.
| c) A radioaktív atommagokat.
| d) A metastabil atommagokat.
5. Mit nevezünk izobár atommagoknak?
| a) Az azonos rendszámú, de különböző elektronszámú atommagokat.
| b) Az azonos tömegszámú, de különböző rendszámú atommagokat.
| c) Az azonos rendszámú, de különböző neutronszámú atommagokat.
| d) Az azonos tömegszámú, de különböző neutronszámú atommagokat.