Introduo a Fsica Atmica

Introduo a Fsica AtmicaProf. Esp. Gustavo Pires

Conceito de tomo

LeucipoDemcrito

tomo

Repulso EletrostticaA foro de repulso igual a K, que multiplica as duas cargas dividido pelo quadrado da distncia.

Elemento Radioativo Natural

K - 40

Pergunta ???Prtons e Nutrons so indivisveis?

Mundo SubatmicoPrtons e Nutrons: so constitudos por partculas ainda menores chamadas de quarks.

Mundo SubatmicoOs Prtons e os Nutrons so formados por 3 quarks.Existem 6 quarks e 6 antiquarks.Cada quark possui uma carga parcial.

Mundo SubatmicoPara definir o valor da carga do prton e do nutron, basta somar as cargas parciais.

Por que o Prton positivo?Porque a soma das cargas parciais de cada quark que constituem o prton igual + 1.

Scarlett Johansson

Chris Evans

Mundo SubatmicoOs gluons tem como funo manter unidos os quarks para formar os prtons e os nutrons.Entre um quark up e um down uma ligao de gluon, j entre dois quarks up necessrio duas ligaes, por conta da tendncia de repulso.

Pergunta para refletir!Os tomos podem ser divididos?Os prtons e os nutrons podem se dividir?

Ncleo AtmicoAo observar as quantidades de ncleos conhecidos, nota se que existe uma grande quantidade de nutrons com relao a de prtons.Os prtons por terem carga positiva sofrem repulso eletrosttica, ento preciso mais espao entre eles, j que fora eletrosttica diminui com o quadrado da distncia.

Ncleo AtmicoEm preto se observa os istopos estveis, no radioativos.Os ncleos radioativos acima da linha de estabilidade, vo emitir radiao do tipo beta.Abaixo da linha emitem radiao beta +.Na margem da banda de estabilidade, existiram ncleos emitindo radiao alfa.

Pare e pense!Pode-se concluir que a radiao ocorre quando no existe mais uma relao estvel entre a quantidade de prtons e nutrons num ncleo atmico, o que leva o tomo a buscar o equilbrio atravs da emisso de radiao.

Decaimento AlfaConsiste de um ncleo atmico que para se tornar estvel emite um fragmento dele.A partcula alfa, que possui 2 prtons e 2 nutron.Partcula que se assemelha ao ncleo de Hlio.

Decaimento Alfa HipoteticamenteUm ncleo X que possui 75 prtons e 172 de nmero de massa.Se esse ncleo decair emitindo radiao alfa, se tornara um ncleo Y com 73 prtons e 168 de nmero de massa.

Decaimento Alfa

Decaimento Beta

Para se tonar estvel libera uma partcula beta, que um eltron.Existe um eltron saindo de dentro do ncleo atmico.

Como um eltron pode sair de dentro do ncleo???Ou est saindo do prton ou do nutron.Mas o nutron no tem carga eltrica?O prton tem carga +, de onde esta saindo a carga - ?

Calme no se desespere Lembra dos Quarks ;-)Os prtons e os nutrons so formados por dois tipos de quarks up e down.O nutron tem dois quarks down e um up. O quark down tem carga 1/3, e o quark up tem carga + 2/3, um quark down perde a carga negativa e fica positivo.

Entendendo Ocorre uma emisso beta -, decorrente da transformao de um nutron em prton.88 prtons + 1 prton = 89 prtons.

Existe o decaimento beta + O Prton libera uma antimatria o psitron.O psitron um eltron que possui a mesma massa s que com carga positiva.

Existe o decaimento beta + O prton emite um psitron, o que faz com que um quark up se transforme em um quark down, ou seja, o prton vira um nutron, nessa transformao alm de emitir um psitron sai tambm uma partcula chamada neutrino.Os neutrinos so conhecidos como partculas fantasmas, no tem carga eltrica, possui massa muito pequena e no interagem com a matria.

Entendendo Se o Rdio sofresse decaimento Beta (+) ele emitiria um psitron e se tronaria outro tomo.se o prton se transforma em nutron o nmero de prtons diminui para 87.Ra228880+1=Fe22887

PET Tomografia por Emisso de Psitron

Decaimento gamaOcorre a emisso de uma onda eletromagntica.Nesse caso o ncleo no sofre mudana de nmero atmico nem de massa.

Decaimento GamaEx. um ncleo X com 137 de massa e 58 de prtons, decai emitindo radiao gama, ele continuara tendo 137 de massa e 58 de prtons.Ocorre que ele vai diminuir a energia do ncleo tornando o tomo mais estvel.

Espectro eletromagntico

EquaoA equao fundamental da ondulatria mostra que a velocidade de propagao de uma onda inversamente proporcional ao comprimento de onda e a frequncia.V = .f

=V f

Max PlanckDescobriu que a energia que uma onda eletromagntica possui diretamente proporcional a sua frequncia.A energia transportada por uma onda eletromagntica igual a uma constante de Planck.

Aplicando a teoria.Exemplo se a frequncia emitida da radiao gama vai ser 1024Hz . Qual ser a quantidade de energia que esse ncleo atmico est liberando para tentar adquirir a estabilidade de novo? =6,63.10-34J.s ou h= 4,14.10-15eV.sE = .f

E = .ff = 1024HzE = 6,63.10-34 . 1024 E = 6,63.10-10 J

Obrigado!