Prof. Paolo Marchesi Chimica, Biologia,Astronomia, Scienze della terra

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Atomo: Particelle sub atomiche (appunti prof. Paolo Marchesi)

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Il presente documento schematizza le principali particelle sub atomiche. Lo scopo di questa dispensa è fornire

una schematizzazione sintetica che deve essere completata con la spiegazione del docente

Ricorda: Z = Numero Atomico (protoni) A= Numero di Massa (Protoni + Neutroni)

Gli Atomi possono essere:

Stabili (tendono a mantenere la configurazione del nucleo) Se Z<20 e A ≈2*Z

Se 20<Z <84 e neutroni > protoni (Ma solo

alcune combinazioni sono stabili)

Instabili (tendono a cambiare la configurazione del nucleo) Se Z >84

Se Z <84 ma A non segue le regole

indicate in precedenza

Che tendono a trasformarsi negli

atomi stabili attraverso il

Decadimento Radioattivo

Che può essere (tipi principali): Alfa (A troppo alto)

Beta + (Troppi Protoni)

Cattura Elettronica (Troppi Protoni)

Beta – (Troppi Neutroni)

Gamma (nessuna variazione Z e A)

Emissione neutroni

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Fino ad ora sono stati scoperti

due importanti processi di

trasformazione dei nuclei

Fissione Es. U-235 Ba-142+Kr-92+ 1Neutrone

Fusione Es 4H He

Nuclei con Z > 84

Artificiale (bombardamento N) o naturale

Può innescare Reazioni a catena

Controllabile se si assorbono i neutroni in eccesso

Scopi bellici o pacifici

Produzione di scorie radioattive

Esoergonica fino a Z=26, Endoergonica se Z>26

Energia attivazione elevatissima

Scopi bellici (pacifici non ancora possibile)

Non produce scorie radioattive

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Gli studi sulla materia (attraverso fenomeni

naturali o con acceleratori di particelle) hanno

portato ad una migliore conoscenza….:

Delle forze che regolano la natura Delle particelle che compongono la materia

4 forze fondamentali mediate da particelle

Gravitazionale Attrazione fra corpi con massa

Mediata da gravitoni

Debole ma raggio d’azione (teoricamente) infinito

Irrilevante a livello atomico

Elettromagnetica Fenomeni elettromagnetici (es. luce, magnetismo ecc.)

Mediata da Fotoni

intensa e raggio d’azione (teoricamente) infinito

Interviene a livello atomico nel rapporto elettrone/nucleo

Nucleare Forte Responsabile dell’unione delle particelle nel nucleo (es. protoni e

neutroni fra di loro e quark per formare i barioni)

Mediata da Gluoni

Molto intensa (la più forte di tutte)

Raggio molto limitato

Nucleare debole 10-13 volte la nucleare forte

Mediata da Bosoni W+,W- e Z

Raggio estremamente limitato

Si sviluppa se un adrone muta in un altro (es. nel decadimento Beta -)

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Particelle massive subatomiche

Ricorda: per ogni particella esiste l’antiparticella (antimateria). Es. il elettrone/positrone

Particelle (suddivise per

TIPI)

Bosoni

Possono non avere

massa

Spin intero

Fermioni

Hanno sempre massa

Spin frazionario

Leptoni non sono formati da

alcuna sottoparticlella

Esistono come particella

indipendente

Soggetti a forza

nucleare debole

Comprendono tutti i

mediatori di forze

(gluoni, gravitoni,

fotoni e bosoni W e

Z)

Comprendono alcune

particelle come il

mesone (formato da 1

quark e 1 antiquark)

Quark

non sono formati da

alcuna sottoparticlella

Si aggregano per

formare altre particelle

(adroni)

6 diversi tipi di quark

Elettrone

Muone e

Tauone(repliche +

massicce dell’elettrone)

Neutrini (elettronico,

muonico e tauonico)

Adroni (formati da quark)

soggetti a nucleare forte

Alcuni quark hanno carica

(quark Up=+2/3 e Down=

--1/3)

Suddivisi in Barioni (+

pesanti) e Mesoni

Barioni:

Protone (2Quark Up 1 Down. 2/3 + 2/3 -1/3)

Neutrone (2Quark Down 1Up -1/3 -1/3 + 2/3)

Mesoni (es. il pione che tiene uniti neutroni e protoni

nei nuclei) formati da 1quark

e 1antiquark

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