2 Büyük Patlama ve Evrei Olşm - Rayoaktivite Test 1 i Çözümleri 5. öce sora 1 1. Büyük patlamaa birkaç akika sora ortaya çıka kvvetlere temel kvvet eir. I hy çekirek e Temel kvvetler; l l Güçlü kvvet Zayıf kvvet II hy çekirek hy e l l Elektromayetik kvvet Kütle çekim kvvetiir. III hy hy e + e 2. v = H bağıtısıa göre gök cisimleri e kaar zakta ise, Düya a zaklaşma hızı o kaar büyük olr. I. Atom üzerie göerile ışı soğrlmş ve atoma bir elektro kopmştr. B, fotoelektrik olayır. II. Çekirek üzerie göerile ışı saçılmış ve atoma bir elektro kopmştr. B, compto olayıır. III. B olay çift olşmr. Yaıt B ir. 6. harolar mezolar baryolar 3. Fotoları karşıtparçacıkları yie keileriir. Yaıt C ir. pio kao proto ötro Yaıt B ir. 4. Parçacık ve karşıtparçacıkları yük büyüklüğü, kütleleri ve eerji eğerleri eşittir. Yük işaretleri zıttır. 7. Baryoları kütleleri yaklaşık olarak proto kütlesi kaarır. Ayrıca proto içerir ve ötro içerir.
2 Üite 4 Atom Fiziğie Giriş ve Rayoaktivite 8. Tüm baryolar so ürüleri proto içerecek şekile bozrlar. Yaıt C ir. 10. Leptoları belirli bir yapıları olmayıp okta biçimieir. 9. Nötro, baryo grb içie yer alır. Müo ve ötrio ise leptolar grb içie yer alır. Yaıt D ir. 11. Elektromayetik eerjii maeye öüştüğü olay çift olşmr. Yaıt C ir.
BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU - RADYOAKTİVİTE 3 Test 2 i Çözümleri 1. Mezoları bozma ürüleri arasıa elektro, pozitro, ötrio ve foto varır. Proto yoktr. 2. Harolar sııfıa, mezolar ve baryolar yer alır. Leptolar sııfı, harolar sııfıı ışıaki grb olştrr. Yaıt B ir. 3. Nötrolar, etkileşim parçacıkları eğil, mae parçacıklarıır. B eele yalış ola E seçeeğiir. 7. Baryolar; proto, ötro, sigma, lama, ksi ve omega olmak üzere altı çeşittir. B grb e hafif üyesi protolarır. Yaıt B ir. 8. Temel kvvetler temas gerektirmeye kvvetlerir. Bazıları z mezilli, bazıları kısa mezilliir. B kvvetleri etkileşmesi bozolar aracılığıyla gerçekleşir. Yaıt D ir. 9. Elektrikçe yüksüz parçacıklar ola fotoları kütleleri yoktr. Işık hızıyla hareket ettikleri içi atom içerisie blamazlar. Fotolar yüksük olkları içi elektrik ve mayetik alaa sapmazlar. Yaıt C ir. 4. Staart mae parçacıkları; fermiyolar ve bozolar olmak üzere ikiye ayrılır. Fermiyolar mae parçacıkları, bozolar a b parçacıklar arasıa meyaa gele etkileşmelere aracılık ee kvvet parçacıklarıır. Staart moele altı çeşit kark varır. 10. Elektro baryo ailesii bir elemaı eğilir. Yaıt C ir. 11. Proto haricieki tüm baryolar, e so ürüleri proto olacak şekile bozrlar. Protolar e kararlı baryo olklarıa bozmazlar. 5. Ykarı ve aşağı karklar proto ve ötroları olştrmaktaır. Proto ve ötrolar çekireği, çekirek ve elektrolar ise atom olştrr. B eele ykarı ve aşağı karklar ile elektro maei yapıtaşlarıır. 6. Nötrolara ait özellikler aşağıaki gibiir. Elektrik yükleri yoktr. Kütleleri sıfıra yakıır. Elektromayetik etkileşim yapmazlar. Krş bloklara bile yavaşlamaa geçerler. Hızları ışık hızıa eşit eğilir. Yaıt D ir. 12. Leptolar, temel parçacıklarır. Daha küçük parçalara bölüemezler. 13. Harolar ve ötrolar temel parçacık eğilir. kark atikark kark kark kark atikark mezo baryo baryo atikark atikark Üç karkı veya üç atikarkı birleşmesiyle baryolar olşr. I. öcül oğrr. Bir kark ve bir atikarkı birleşmesi soc mezolar olşr. II. öcül yalış, III. öcül oğrr.
4 Üite 4 Atom Fiziğie Giriş ve Rayoaktivite Test 3 ü Çözümleri 1. Kütle çekim kvveti z mezilli bir kvvetttir. Kütleler arasıaki çekim kvvetii iletilmesie gravito aı verile parçacıklar eşlik eer. Büyük kütleleri olğ yere çok etki olmasıa karşı temel parçacıklar üzerieki etkisi öemsemeyecek kaar küçüktür. 3. c ışıı rayoaktif maeleri çekireğie yayılaa bir elektromayetik algaır. Elektromayetik algaları yükü ve kütlesi yoktr. 4. Baryolar; proto, ötro, lamba, sigma, ksi ve omega olmak üzere altı çeşittir. Baryoları hepsi üç karkta olştğ içi proto a üç karkta olşr. 2. e Yaıt D ir. Yaıt C ir. I. foto (c) Elektrola pozitro çarpışıca foto yayılaır. Gerçekleşir. II. e+ e foto (c) foto (c) e+ İki foto çarpışıca elektro ve pozitro olşr. Gerçekleşir. 5. e elektro LEPTONLAR müo x ta III. p e foto (c) Proto ve elektro çarpışıca foto olşr. Gerçekleşmez. Bir parçacık ile karşıtparçacığıı çarpıştırılmaları hâlie b parçacıklar birbirlerii yok eebilir ve b esaa büyük miktara eerji açığa çıkabilir. Karşılaşma sırasıa açığa çıka eerji eğişik formlara öüşebilir. Öreği; kütleleri ayı, yük işaretleri zıt ola elektro ve pozitro çarpışmasıı göz öüe alalım. Elektro ve pozitro çarpıştığıa birbirlerii yok eerek gama ışıı olarak eerjiye öüşür. Yeterli eerjiye sahip iki gama foto çarpıştığıa eerji maeye öüşebilir. Elektromayetik eerjii maeye öüştüğü b olaya çift olşm aı verilir. Yaıt C ir. y e y y x elektro ötrio müo ötrio ta ötrio Leptolar 6 taeir. Elektro, müo, ta ve blara eşlik ee ötriolarır. Ba göre kao, lepto grba yer almaz. Kao, haro grba yer alır. Yaıt D ir. 6. Dirac, yaptığı çalışmalarla her parçacığı bir karşıt parçacığı olğ ileri sürü. B üşüce 1932 yılıa Aerso tarafıa kaıtlamıştır. Parçacık ile karşıtparçacağı kütleleri ayı fakat yükleri zıt işaretliir. Mezolar, kark ve karşıtkarkta, baryolar a üç karkta olşmaktaır.
BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU - RADYOAKTİVİTE 5 7. Müo ve ta, lepto grba olp kark içermez. Kao mezo grba olp bir kark ve karşıtkarkta olşr. Lamba ve omega baryo grba olp 3 krak içerir. 11. Gama ışıları ve X-ışıları yüksek eerji taşıya rayasyor. Rayo algalarıı taşıığı eerji üşüktür. Yaıt C ir. Yaıt C ir. 8. Verile üç bilgi e büyük patlama teorisi içi birer kaıttır. 9. a bozmalarıa kütle marası 4, atom marası 2 azalır. b bozmalarıa kütle marası eğişmez, atom marası 1 artar. 12. Dalga biçimie yayıla rayasyo türüe elektromayetik rayasyo eir. Rayo algaları Görüür ışık Mikroalgalar Kızılötesi ışık Morötesi ışık X-ışıları Gama ışıları elektromayetik rayasyor. c bozmasıa kütle ve atom marası eğişmez a, b, ve c ışımalarıa atom eerjisi eğişir. 10. Dalga ya a parçacık şeklie yayıla eerjiye rayasyo eir. Alfa, beta ve ötrioları hareketiyle olşa rayasyoa parçacık rayasyo eir. 13. Atoma çarptığıa atom elektro koparıp o iyolaştıra rayasyo yüksek eerjiliir. B tür rayasyoları iyolaştırıcı rayasyo eir. İyolaştırıcı rayasyo atom çekireğie yayımlaıyorsa c, yörügee yayımlaıyorsa X-ışıı formaır. Hem c-ışıları hem e X-ışıları çarptığı atom iyolaştırabilir. B eele oğrlğ kesi ola II ve III. öcüllerir. Yaıt D ir.
6 Üite 4 Atom Fiziğie Giriş ve Rayoaktivite Test 4 ü Çözümleri 4. K L 1. proto ötro M Nötroları kütlesii, protoları kütlesie az miktara büyük olmasıı eei ötrolara fazlaa karkıı blmasıır. Yaıt B ir. Proto 2 ykarı () ve 1 aşağı () karkta olşr. Ba göre L parçacığı protor. Nötro 1 ykarı () ve 2 aşağı () karkta olşr. Yai K parçacığı ötror. atoma 2 proto ve 2 ötro blmakta- 4 2. 2He ır. Mezolar a bir kark ile bir karşıt karkta olşr. B rma M parçacığı mezor. Yaıt C ir. proto ötro Bir proto içie şekile gösteriliği gibi 2 ykarı ve 1 aşağı kark blğa göre, 2 protoa; 4 ykarı ve 2 aşağı kark blr. 5. Verile parçacıklara foto etkileşim parçacığıır. Bir ötro içie şekile gösteriliği gib 1 ykarı ve 2 aşağı kark blğa göre, 2 ötroa; 2 ykarı ve 4 aşağı kark blr. 4 B rma 2He atoma toplam, 6 ykarı () ve 6 aşağı () kark blr. Yaıt B ir. 6. Elektrik ve mayetik alalara geçerke sapmaya ğramaya ışı çifti c ve X-ışılarıır. Çükü b iki ışı elektromayetik algaır. 35 3. 17Cl atoma 17 proto ve 18 ötro blr. Bir protoa 2 ykarı (), ötroa ise 1 ykarı () kark blr. Ba göre protolara 34 ykarı () kark, ötrolara 18 ykarı () kark blr. B rma 17Cl atoma toplam 52 ykarı () kark 35 blr. 7. Rayo algaları, görüür ışık, X-ışıları, c ışıları elektromayetik alga olklarıa ışık hızı ile yayılır. β ışıı hareketli elektro olp ışık hızı ile yayılmaz. Yaıt C ir.
BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU - RADYOAKTİVİTE 7 8. α ve β ışıları yüklü parçacıklar olp hem elektrik hem e mayetik alalara geçerke sapmaya ğrarlar. 12. Ağır çekirekleri ötrola bombarıma eilerek parçalaması fisyo olayıır. Fisyo reaksiyoa kütle kaybıa olayı eerji açığa çıkar. I. öcül oğrr. Hafif çekirekleri kayaştırılması füzyo olayıır. Füzyo reaksiyolarıa a kütle kaybıa olayı eerji açığa çıkar. II. öcül oğrr. Atom iyolaştırılması soca kütle kaybıa olayı eerji açığa çıkmaz. III. öcül yalıştır. 9. Yüksek eerji taşıma Gazları iyolaştırma Kimyasal ve fiziksel eğişiklikler olştrma Ykarıaki üç özellik hem X-ışılarıı hem e c ışılarıı ortak özellikleriir. 10. Yüksek eerjili elektrolarla atomları bombarıma eilmesi X-ışılarıı ele eilme biçimiir. Atom çekireğii yarılması ise ükleer fisyo olayıır. 13. ötro sayısı Yaıt B ir. 1. bölge p > 1 kararlılık kşağı p = 1 2. bölge p < 1 0 proto sayısı 11. Z > 83 ola tüm çekirekler rayoaktiftir. B tür çekirekler parçacık ve eerji salarak kararlı hale gelmekteir. Seçeeklere verilelere atom marası 84 ola elemet kesilikle rayoaktiftir. p > 1 ola çekireklere b bozması gerçekleşir. p = 1 ola yerler kararlılık kşağıaır. p < 1 ola çekireklere b + bozması gerçekleşir.
8 Üite 4 Atom Fiziğie Giriş ve Rayoaktivite Test 5 i Çözümleri 1. III. bilgi elektrolara ait bir özelliktir. C seçeeğie ötroları alatır eiği içi b seçeek yalıştır. Yaıt C ir. 6. Güçlü çekirek kvveti, çekirekteki tüm parçacıklar arasıa blr. Yai b kvvet proto-proto, proto-ötro, ötro-ötro etkileşmelerie mevcttr. Protolar colomb kvveti eeiyle birbirlerii iterke, ayı aa çekirek kvveti vasıtasıyla çekici etkileşime blmaktaırlar. 2. Nötrolar; Yüksüzür, Elektro yapısıa katkıları yoktr, Çekireği bir araa ttar. 3. Kütle marası büyük bir atom çekireğii, yalız ötro ilave etmek çekireği ağılmakta krtarabilir. Yaıt B ir 7. Nötrolar yalızca çekici kvvete ee olkları içi, çekireği kararlı olması içi aha çok ötroa gereksiim varır. B egeleme sıırsız eğilir. Ağır çekirekler içi protolar arasıaki itici kvvet, aha çok sayıa ötro ilavesi ile egeleemez. B olay, Z = 83 eğeri ile sıırlıır. 83 te aha fazla proto içere çekirekler kararlı eğilir. 4. Ağır elemetleri çekireklerii ağılmaması içi ötroları sayısıı protoları sayısıa fazla olması gerekir. Yaıt B ir. 8. Kütle ve atom maralarıı egeleyerek açığa çıka ötroları blabiliriz. 5. α ve β ı ikisi e yüklü parçacıklar olp bir kütleye sahiptir. c ışıı elektromayetik alga olp kütlesi yoktr. Yaıt B ir. 1 I. 0 + II. 235 92 U 140 54 Xe 1 0 + 235 92 U 132 101 50S + 94 38 Sr + 1 + 2( 0 ) + eerji 42 Mo + 1 3( 0 ) + eerji Deklemlere görülüğü gibi birici olaya 2, ikici olaya 3 ötro açığa çıkar. Yaıt D ir.
BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU - RADYOAKTİVİTE 9 9. Tüm elektromayetik ışımalar boşlkta ışık hızı ile yayılırlar. Elektromayetik ışımalar, yüklü cisimleri ivmeli hareketie olşrlar acak keileri yüksüzür. 11. Yılızları ısı ve ışık kayağı füzyo tepkimesiir. Yaıt B ir. Alfa parçacıkları +2 yüklü helym çekirekleri olp, b ışılar elektromayetik alga karakteri taşımazlar. Gama ışıları, X-ışıları ve mor ötesi ışılar elektromayetik alga karakteri taşııklarıa, boşlkta ışık hızı ile yayılırlar. Ses algaları, havaa 340 m/s hızla yayıla algalar olp elektromayetik alga eğilir. O hâle α ışıları ve ses algaları ışık hızı ile yayılmaz. 10. Rayoaktif bozma miktarı sabit olp ış olaylara etkilemez. Yai, yüksek ya a alçak basıçta, yüksek ya a üşük sıcaklıkta, güçlü mayetik veya elektrik alaa hatta kimyasal reaksiyolara etkilemez. 12. p > 1 ola çekirekler kararsız rma kararlı rma geçerke ötrolar protolara öüşür. p < 1 ola çekirekler kararlı rma geçerke protolar ötroa öüşür. p = 1 ola çekirekler kararlı çekireklerir. B çekireklere ışıma gerçekleşmez. Yaıt D ir.
10 Üite 4 Atom Fiziğie Giriş ve Rayoaktivite Test 6 ı Çözümleri 3. Parçacık fiziğie göre, her temel parçacığı bir karşıt parçacığı blr. B eele I. öcül oğrr. 1. ötro sayısı > 1 ola çekireklere b bozması gerçekleşir. B bozmaa atom çekireği içie proto sayısı bla bir ötro, keiliğie proto, elektro ve atiötrioya öüşür. B öüşümü sırasıa elektro ışarı kaçarke olşa proto çekirek içie yakalaır. Ürü çekirek, aa çekirekte 1 fazla proto ihtiva eer. B eele ürü çekireği atom marası Z + 1 olr. Kütlesi yie A ır, çükü ükleo sayısı eğişmemiştir. Beta parçacığıı kütlesi çok küçük olğa sıfır alıabilir. Rayoaktif bozmalara eerji açığa çıktığı içi atom toplam eerjisie eğişiklik gerçekleşir. Çarpıştırıla fotoları toplam eerjisi e az 1,02 MeV olrsa parçacık ve karşıtparçacık çifti olşr. B rma II. öcül kesilikle oğr eğilir. Bir parçacık ile karşıtparçacığı elektriksel yük türleri geellikle zıttır. III. öcül yalıştır. 4. Protoa olmak üzere 3 kark, ötroa olmak üzere 3 kark blr. Elektro, temel parçacıktır. Yapısıa kark blmaz. Yaıt D ir. 4 5. Alfa parçacığı 2He olğa, b parçacığı sala bir çekirekte 2 proto ve 2 ötro azalır. X aa çekirek, Y ürü çekirek olmak üzere b bozmayı sembolik olarak; A Z X 4 2 Y 4 + 2He 2. şeklie yazabiliriz. Ba göre alfa bozmasıa reaksiyoa gire çekirek ile ürü çekireği kütle maraları birbirie farklıır. proto ötro 7 3 Li atoma 3 proto ve 4 ötro blmaktaır. Bir proto içie şekile gösteriliği gibi 2 ykarı ve 1 aşağı kark blğa göre, 3 protoa; 6 ykarı ve 3 aşağı kark blr. Bir ötro içie şekile gösteriliği gibi 1 ykarı ve 2 aşağı kark blğa göre, 4 ötroa; 4 ykarı ve 8 aşağı kark blr. 7 B rma 3Li atoma toplam 10 ykarı () ve 11 aşağı () kark blr. Yaıt D ir. 6. Füzyo tepkimeleri kararsız çekiekleri kararlı hâle gelmesi içi gerçekleşe tepkimelerir. Geellikle yılızlara gerçekleşir. öterym (kararsız) 2 1 H 3 H 4 1 He 1 + $ 2 + 0 tritym (kararsız) helym (soygaz, kararlı) Ba göre I ve II. öermelere verileler gerekliir, III. öerme oğrr ama gerekli eğilir. Yaıt D ir.