Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
21.3.ŁADUNEKJESTZACHOWANY
21.3.ŁADUNEKJESTZACHOWANY
Czegosięnauczysz?
Poprzestudiowaniutegopodrozdziałubędzieszumiał...
21.21
zauważyć,żewkażdymodosobnionymprocesiefizycz-
nymwypadkowyładunekelektrycznyniemożeuleczmianie
(całkowityładunekjestzawszezachowany);
17
21.22
opisaćprocesanihilacjicząstekiprodukcjiparycząstek;
21.23
określićliczbęmasowąiliczbęatomowąwkontekście
liczbyprotonów,neutronówielektronów.
Podstawowefakty
•
Całkowityładunekelektrycznywdowolnymodosobnionym
układziefizycznymjestzawszezachowany.
•
Dwiecząstkiulegająceprocesowianihilacjimusząmiećła-
dunkioprzeciwnychznakachijednakowejwartościbezwzględ-
nej.
•
Dwiecząstkipojawiającesięwwynikukreacjiparymuszą
miećładunkioprzeciwnychznakachijednakowejwartości
bezwzględnej.
Ładunekjestzachowany
Pocierającjedwabiemszklanypręt,tworzymynanimładunekdodatni.
Pomiarwykazuje,żeujemnyładunekotakiejsamejwartościbezwzględ-
nejpojawiasięnajedwabiu.Oznaczato,żepodczaspocieraniaładunek
niejestwytwarzany,lecztylkoprzekazywanyzjednegociaładodru-
giego,conaruszaobojętnośćelektrycznąkażdegoznich.Tęhipotezę
zachowaniaładunkujakopierwszypostawiłBenjaminFranklin.Zo-
stałaonapotwierdzonadokładnymibadaniamizarównodladużychciał
naładowanych,jakidlaatomów,jądericząstekelementarnych.Nigdy
nieznalezionowyjątków.Możemywięcdonaszejlistywielkości,które
spełniajązasadęzachowania(energia,pędimomentpędu)dodaćładunek
elektryczny.
ważnychprzykładówzachowaniaładunkudostarczanamrozpadpro-
mieniotwórczyjądraatomowego,wktórymsamorzutnieprzekształcasię
onowinnejądro.Itaknp.jądrouranu-238(238U)możerozpaśćsię,
emitująccząstkęα(którajestjądremhelu4He)iprzekształcićsięwjądro
toru-234(234Th).Liczbaużytawnazwiejądraiwjegosymbolujako
indeksgórnyjestliczbąmasową.Liczbamasowarównajestcałkowitej
liczbieprotonówineutronówznajdującychsięwjądrze.wprzypadku
jądra238Utacałkowitaliczbawynosi238.Liczbaprotonówwjądrze
atomowymtoliczbaatomowaZ.Liczbyatomowewszystkichatomów
zostałyprzedstawionewdodatkuF.Ztegododatkudowiemysię,że
wrozpadzie
238U→234Th+4He
(21.13)
macierzystejądro238Uzawiera92protonyimaładunek+92e,jądro
pochodne234Thma90protonów(ładunek+90e),aemitowanacząstka
αzawiera2protony(ładunek+2e).Całkowityładunekprzedrozpa-
demiporozpadziejestrówny+92e,awięcładunekelektrycznyjest
wtymprocesiezachowany.(Całkowitaliczbaprotonówineutronów
takżejestzachowana:238przedrozpademi234+4=238porozpa-
dzie).
