Nucleo dell'atomo

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lezione
Nucleo dell'atomo
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Principi di ingegneria nucleare

Gli atomi: approfondimento sul nucleo[modifica]

La teoria atomica ha portato alla creazione di un modello semplificato di questo elemento, esso infatti invisibile può essere (tramite sperimentazioni ed interazioni con la materia) semplificato riducendolo con una forma a goccia. Distinto in due parti, il nucleo composto dalle sue particelle (nucleoni) protoni e neutroni e la corteccia, costituita dagli elettroni. Sorge spontanea la domanda (essendo gia a conoscenza delle forze attrattive e repulsive dovute alle cariche) del perché e del motivo per cui i protoni riescano a stare vicini all'interno del nucleo e perché gli elettroni non collassano con la materia.

Un effetto di ciò può essere spiegato tramite opportune considerazioni, le forze attrattive e repulsive esistono solo le particelle si trovano ad una certa distanza; infatti superando "il muro della vicinanza" approssimato a 10^-14 metri, queste sono interessate da delle forze ancor più forti di queste, chiamate forze forti; gli elettroni d'altro canto possono essere collegati anche al moto della luna sulla terra o la terra col sole, l'energia intrinseca di questo elemento è tale che riesce a vincere la forza attrattiva (anche per via del movimento di spinn dell'elettrone). Un'importante considerazione da compiere sull'atomo è anche il perché dell'esistenza dei neutroni, in natura, tutti gli elementi (eccetto H) posseggono almeno tanti neutroni quanto protoni. Superando un numero di protoni A di 50 i neutroni N = Z-A crescono molto di più dei protoni. Si possono distinguere quindi tre categorie: isotopi (stesso numero atomico e diverso numero di massa), isobari (stesso numero di massa ma diverso numero atomico), isotoni (diverso numero di massa e atomico ma A-Z = A'-Z').

In natura si è scoperto che la maggioranza dei nuclei possiede numeri atomici e di massa pari, quelli dispari (sono 5) hanno un livello energetico particolarmente instabile, (approfondimento sulla radioattività).

Se si esprime graficamente il numero di neutroni (Z-A) in funzione di A, possiamo identificare in che modo crescono i neutroni. Tramite leggi fisiche è possibile calcolare la forza forte che si esercita all'interno del nucleo che è proporzionale ai suoi due numeri A e Z, quindi nello stesso grafico è possibile sostituire N con l'energia dell'atomo e fare le considerazioni che i primi nuclei sonomolto semplici da sciogliere il legame... etc.

Si nota anche che l'energia e la massa stanno in una relazione (vedi Einstein) E = m x c^2 Questa legge fondamentale per la fisica nucleare, è capace di spiegare il difetto di massa, cioè se sommate le singole particelle che compongono l'atomo otteniamo P il peso dell'atomo stesso sara Q, P-Q rappresenta il difetto di massa ed è conducibile a 1%, ciò è dovuto alla perdita di massa per giustificare un aumento di energia.