Atomska i nuklearna fizika: građa atoma i radioaktivnost

🎯 Cilj lekcije
  • Opisati građu atoma: jezgro, protone, neutrone i elektronski omotač.
  • Objasniti šta su nukleoni i izotopi te koje sile djeluju u atomu.
  • Razlikovati alfa, beta i gama zračenje i njihovu prodornu moć.
  • Objasniti primjenu radioaktivnosti i mjere zaštite.

1. Građa atoma

Atom je osnovna jedinica hemijskog elementa; broj protona određuje kojem elementu pripada. Iako je sitan, nije nedjeljiv. Sastoji se od dva dijela:

  • Jezgro — u sredini atoma, u njemu je gotovo sva masa atoma.
  • Elektronski omotač — područje oko jezgra u kojem se nalaze elektroni. Crtež s kružnicama je pojednostavljen model, a ne prikaz stvarnih putanja elektrona.

Jezgro je oko 100 000 puta manje od cijelog atoma. Kada bi atom bio velik kao fudbalski stadion, jezgro bi bilo veliko kao zrno graška u centru terena. Zato je atom gotovo sav prazan prostor — ali taj prazan prostor zauzima elektronski oblak.

ČesticaOznakaNabojGdje je
protonp⁺+1 elementarni naboj (e = 1,6·10⁻¹⁹ C)u jezgru
neutronn⁰bez nabojau jezgru
elektrone⁻−1 elementarni naboju omotaču

Dvije oznake opisuju svaki atom:

Z = broj protona     A = broj protona + broj neutrona

Z je atomski broj i određuje element: svaki atom s 6 protona je ugljik, s 8 protona je kisik, s 88 protona je radij. A je maseni broj, približno jednak masi atoma izraženoj u atomskim jedinicama. Zapisujemo ih lijevo od simbola: ¹²₆C, ²²⁶₈₈Ra.

Neutralan atom ima isto toliko elektrona koliko i protona. Ako atom izgubi ili dobije elektron, postaje jon — ali to su promjene u omotaču, ne u jezgru.

2. Nukleoni, izotopi i sile u atomu

Protoni i neutroni zajedno se zovu nukleoni, jer su gradivni dijelovi jezgra. U jezgru djeluju tri vrste sila, a njihovo djelovanje i sastav jezgra utiču na njegovu stabilnost:

SilaKako djelujePosljedica
elektromagnetnaprotoni se međusobno odbijaju, jer imaju isti nabojnastoji razbiti jezgro
jaka nuklearna silaprivlači nukleone, ali samo na vrlo maloj udaljenostidrži jezgro na okupu
slaba nuklearna silamijenja proton u neutron i obratnoomogućava beta-raspad

Jaka sila je mnogo jača od električne, ali djeluje samo dok su nukleoni tijesno jedan uz drugi. Zato velika jezgra, s mnogo protona, teže ostaju stabilna: odbijanje protona na rubu jezgra postaje prejako i jezgro se raspada.

Izotopi su atomi istog elementa s različitim brojem neutrona. Imaju isti Z, a različit A. Hemijska svojstva su im gotovo ista, ali jezgra se ponašaju drugačije:

IzotopProtonaNeutronaNapomena
¹H, ²H, ³H10, 1, 2vodik, teški vodik, tricij — tricij je radioaktivan
¹²C, ¹⁴C66, 8¹²C je stabilan, ¹⁴C je radioaktivan i koristi se za datiranje
²³⁵U, ²³⁸U92143, 146²³⁵U se koristi u nuklearnim reaktorima
💡 Zapamti Izotopi imaju isti broj protona i različit broj neutrona. Zato imaju isto ime elementa, ali različitu masu i različitu stabilnost jezgra.

3. Prirodna radioaktivnost

Neka jezgra su nestabilna i spontano se raspadaju, bez ikakvog vanjskog uticaja. Tu pojavu zovemo radioaktivnost, a zračenje koje pri tom nastaje radioaktivno zračenje. Tri su vrste:

ZračenjeŠta je toŠta se dešava s jezgromProdornost
alfa (α)jezgro helijuma ⁴₂He, dva protona i dva neutronaA se smanji za 4, Z za 2zaustavlja ga list papira ili nekoliko cm zraka
beta (β)elektron koji izleti iz jezgra kada se neutron pretvori u protonA ostaje isti, Z se poveća za 1zaustavlja ga nekoliko mm aluminijuma
gama (γ)elektromagnetni talas vrlo male talasne dužinejezgro se samo smiri, A i Z se ne mijenjajuslabi ga debeli sloj olova ili betona

Alfa-čestica je teška i spora, pa se brzo zaustavi — ali na svom kratkom putu jako jonizuje tvar. Gama-zraka prolazi kroz tijelo, ali slabije jonizuje. Zato opasnost zavisi od toga kako zračenje ulazi u tijelo: alfa-izvor je najopasniji ako se udahne ili proguta.

α: A → A − 4, Z → Z − 2     β⁻: A → A, Z → Z + 1     γ: A i Z ostaju isti

U svakom raspadu vrijede zakoni održanja: ukupan broj nukleona se ne mijenja, a ni ukupan naboj. Jezgro ne nestaje: pri alfa i beta raspadu nastaje drugi element, dok pri gama-prijelazu ostaje isti element s manjom energijom.

Poluživot (T) je vrijeme za koje se raspadne polovina početnog broja jezgara. Nakon dva poluživota ostaje četvrtina, nakon tri osmina. Poluživoti su vrlo različiti: ²²²Rn ima 3,8 dana, ¹³¹I 8 dana, a ¹⁴C 5700 godina.

N = N₀·(1/2)ⁿ     n = t / T

4. Vještačka radioaktivnost, primjena i zaštita

Osim prirodne, postoji i vještačka radioaktivnost: stabilno jezgro postane radioaktivno kada se bombarduje česticama ili neutronima u reaktoru ili akceleratoru. Tako se ciljano proizvode radioaktivni izotopi u potrebnim količinama, npr. ⁶⁰Co za terapiju ili ¹³¹I za medicinu.

PodručjeŠta se radiZašto radi
medicina — dijagnostikaradioaktivni izotop se unese u tijelo i prati kameromzračenje prolazi kroz tijelo i pokazuje gdje je izotop
medicina — terapijagama-zračenje usmjereno na tumorvelika energija zračenja uništava ćelije tumora
arheologija i geologijadatiranje pomoću ¹⁴C ili drugih izotopaodnos izotopa u uzorku pokazuje koliko je vremena prošlo
energetikafisija ²³⁵U u nuklearnom reaktorupri cijepanju jezgra oslobađa se velika energija
industrija i poljoprivredamjerenje debljine, sterilizacija, čuvanje hranezračenje prolazi kroz tvar i ubija mikroorganizme

Datiranje radi jednostavno: živi organizam stalno uzima ugljik iz okoline, pa je udio ¹⁴C u njemu stalan. Kada organizam umre, ¹⁴C se više ne obnavlja i polako se raspada. Iz preostalog udjela izračuna se koliko je vremena prošlo.

Zaštita se svodi na tri pravila, i to sva tri zajedno:

  • vrijeme — što kraće boraviš blizu izvora, manja je doza;
  • udaljenost — doza opada vrlo brzo s udaljenošću, pa se izvor uzima hvataljkama;
  • zaklanjanje — olovna ploča, betonski zid ili pregača upijaju dio zračenja.

Radioaktivni materijal se obilježava znakom zračenja, crnim zaobljenim trolistom na žutoj podlozi, i čuva u olovnim posudama. Osobe koje rade sa izvorima nose dozimetar, koji mjeri primljenu dozu.

5. Isprobaj: raspad jezgra i prodornost zračenja

Odaberi jedan od tri nezavisna primjera: alfa-raspad radija-226, beta-minus raspad ugljika-14 ili gama-prijelaz pobuđenog nikla-60. Posmatraj promjenu jezgra i prodornost zračenja. Svaki pritisak ponavlja odabrani primjer; ne nastavlja proizvoljan niz raspada.

²²⁶₈₈Ra Z = 88, A = 226 jezgro papir aluminijum olovo ²²⁶₈₈Ra — spremno za raspad

Jezgro ²²⁶₈₈Ra miruje. Pusti jednu česticu i posmatraj dokle stiže.

Crtež je šematski: jezgro je prikazano s dvadesetak krugova, a stvarno jezgro radija ima 226 nukleona. Razmjeri u prostoru nisu stvarni. Debljine prepreka i putanje su šematske; prodornost zavisi i od energije zračenja. Zvjezdica uz simbol označava pobuđeno jezgro. Kod beta-minus raspada izlazi i antineutrino, koji ovdje ne crtamo.

Poluživot: šta se dešava s uzorkom, a šta s jednim jezgrom?

Pitanje: ako uzorak od 20 jezgara čeka jedan poluživot T½, hoće li svaki put ostati tačno 10 neraspadnutih? Prvo odaberi predviđanje, a zatim provjeri na podacima. Model: u svakom intervalu T½ svako preostalo jezgro ima istu vjerovatnoću ½ da se raspadne i ne zna se koje će to biti. Prikaz je šematski i vrijeme ide u koracima od po jednog T½; stvarni raspad je neprekidan.

Odaberi predviđanje.

Veličina uzorka N₀:

Isto sjeme i ista veličina uzorka daju isti niz pokušaja, pa se rezultat može ponoviti.

Mreža: puni plavi krug je neraspadnuto jezgro; prazan isprekidan krug je jezgro koje se već raspalo; prazan krug s kosom crtom raspalo se u upravo prošlom intervalu.

Interval 0: sva jezgra su neraspadnuta. Pritisni „Sljedeći interval T½“.

Zapamti: poluživot ne kaže koje će se jezgro raspasti ni kada. Ne raspadne se tačno polovina uzorka u svakom pokušaju; tačno polovinu daje samo očekivana kriva N₀·(1/2)ⁿ. Što je uzorak veći, to se udio preostalih jezgara više približava toj krivoj. U malom uzorku moguće je i da ne ostane nijedno jezgro.

Modeli atoma: kratka historija ideje

Ideja da je tvar sastavljena od nedjeljivih čestica stara je: Demokrit je u staroj Grčkoj te čestice nazvao atomima, što znači „nedjeljivi“. Model se mijenjao kako su se pojavljivali novi dokazi:

  • Dalton (1808): atomi su pune, nedjeljive kuglice; svaki element ima svoju vrstu atoma.
  • Thomson (1897): otkrio je elektron. Njegov model je pozitivna masa u kojoj su elektroni raspoređeni kao grožđe u pudingu.
  • Rutherford (1911): u eksperimentu s alfa česticama pokazao je da je pozitivni naboj i gotovo sva masa u malom jezgru, a atom je uglavnom prazan prostor.
  • Bohr (1913): elektroni kruže oko jezgra na dozvoljenim putanjama (energetskim nivoima), pa atom emituje svjetlost na određenim frekvencijama.

Danas se atom opisuje kvantnom mehanikom: elektron nema putanju u klasičnom smislu, nego raspodjelu vjerovatnoće. Neki stariji modeli korisni su za određene školske zadatke. Njihova ograničenja uvijek treba navesti.

Defekt mase i energija vezivanja

Jezgro je lakše od zbira masa svojih protona i neutrona. Razlika je defekt mase: Δm = Z·m(¹H) + N·mₙ − m(atoma), gdje su mase atoma i neutrona izražene u atomskim jedinicama mase (u). Prema Einsteinovoj relaciji E = Δm·c² ta masa odgovara energiji vezivanja jezgra.

Upravo ta energija se koristi u nuklearnoj fisiji (cijepanje teških jezgara, npr. urana) i fuziji (spajanje lakih jezgara, npr. vodika). U oba slučaja se masa malo smanji, a oslobodi se velika energija.

Šta ogled govori o modelu atoma?

U Rutherfordovom ogledu većina alfa-čestica prolazi kroz tanku foliju, a mali dio snažno skrene. To podržava model u kojem su pozitivan naboj i gotovo sva masa koncentrisani u vrlo malom jezgru. Sam ogled ne crta putanje elektrona. Savremeni model elektrone opisuje kvantnim stanjima i vjerovatnoćom nalaska; kružnice u jednostavnom crtežu su školski model, ne fotografija. Između jezgra i elektronskog omotača nije sloj zraka.

1.Razdvoji opažanjaVećina prolazi; rijetke čestice snažno skreću.
2.Poveži s modelomMalo gusto pozitivno jezgro može jako odbiti rijetke bliske alfa-čestice.
3.Uporedi stariji modelRavnomjerno razmazan pozitivan naboj teško objašnjava velika skretanja.
4.Ograniči zaključakOpažanje podržava jezgro, ali ne određuje sve detalje elektronskog omotača.

6. Korak po korak: nuklearna jednačina

Zadatak: „Jezgro ²²⁶₈₈Ra raspadne se alfa-raspadom. Koje jezgro nastaje?“ Radi ovako, korak po korak.

1.Ispiši polazno jezgro ²²⁶₈₈Ra: A = 226 nukleona, Z = 88 protona.
2.Zapiši šta izlazi Alfa-čestica je jezgro helijuma ⁴₂He: 4 nukleona, 2 protona.
3.Oduzmi A i Z A′ = 226 − 4 = 222; Z′ = 88 − 2 = 86. Zakoni održanja moraju vrijediti.
4.Nađi element Element s 86 protona je radon, Rn. Dakle nastaje ²²²₈₆Rn.
5.Napiši jednačinu ²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He.
6.Provjeri zbir A: 226 = 222 + 4; Z: 88 = 86 + 2. Oba zbira se slažu, jednačina je tačna.

Korak po korak: defekt mase i energija vezivanja u helijumu-4

Zadatak: „Atom ⁴₂He ima masu 4,002602 u. Masa atoma ¹₁H je 1,007825 u, a masa neutrona 1,008665 u. Odredi defekt mase i energiju vezivanja jezgra. Podaci: 1 u = 1,6605·10⁻²⁷ kg, c = 3·10⁸ m/s.“

Z; N=Z = 2; N = 2 Helijum-4 ima 2 protona i 2 neutrona; A = Z + N = 4.
Zbir=2 · 1,007825 + 2 · 1,008665 = 4,032980 u Sabiramo mase sastojaka, koje su veće od mase jezgra.
Δm=4,032980 − 4,002602 = 0,030378 u Ovo je defekt mase: masa koja nedostaje.
Δm=0,030378 · 1,6605·10⁻²⁷ ≈ 5,044·10⁻²⁹ kg Pretvaramo u kilogram, jer je c izražen u m/s.
E=Δm · c² = 5,044·10⁻²⁹ · 9·10¹⁶ ≈ 4,5·10⁻¹² J Energija vezivanja jezgra helijuma-4.
Provjera⇒4,5·10⁻¹² J ≈ 28 MeV Preračunato u megaelektronvolte (1 MeV = 1,6·10⁻¹³ J) dobijamo oko 28 MeV, što je red veličine tabelarne vrijednosti za helijum-4.

7. Riješeni primjeri

Dva tipa zadatka: pisanje nuklearne jednačine i račun s poluživotom. U svakom tipu su tri primjera, od lakšeg ka težem.

Tip 1: nuklearne jednačine

Primjer 1: alfa-raspad radija

Jezgro ²²⁶₈₈Ra emituje alfa-česticu. Napiši jednačinu raspada.

A, Z=226, 88 Podaci se čitaju iz oznake jezgra: gore maseni, dolje atomski broj.
α=⁴₂He Alfa-čestica nosi 4 nukleona i 2 protona.
A′=226 − 4 = 222 Ukupan broj nukleona se održava, pa jezgro kćeri ima 222 nukleona.
Z′=88 − 2 = 86 Naboj se održava: dva protona su otišla s alfa-česticom.
Jezgro→²²²₈₆Rn Element sa 86 protona je radon. Jednačina: ²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He.

Primjer 2: beta-raspad ugljika

Jezgro ¹⁴₆C raspadne se beta-raspadom. Koje jezgro nastaje i zašto se A ne mijenja?

A, Z=14, 6 Ugljik-14 ima 6 protona i 8 neutrona.
β⁻=e⁻, A = 0, Z = −1 Elektron nije nukleon. Pri beta-minus raspadu neutron postaje proton, pa ukupan broj nukleona ostaje isti bez obzira na masu elektrona.
A′=14 − 0 = 14 Zato maseni broj ostaje isti: nukleon se nije izgubio, samo se neutron pretvorio.
Z′=6 + 1 = 7 Neutron se pretvorio u proton, pa protona ima jedan više.
Jezgro→¹⁴₇N + e⁻ Element sa 7 protona je azot. Jednačina: ¹⁴₆C → ¹⁴₇N + e⁻ + antineutrino.

Primjer 3: koliko alfa i beta raspada

Jezgro ²³⁸₉₂U nizom raspada prelazi u ²⁰⁶₈₂Pb. Koliko je pri tom alfa, a koliko beta-raspada?

ΔA=238 − 206 = 32 Samo alfa-raspad mijenja A, i to za 4. Beta i gama ga ne mijenjaju.
N(α)=32 / 4 = 8 Dakle osam alfa-raspada.
Z nakon α=92 − 8·2 = 76 Osam alfa-čestica odnijelo je 16 protona.
N(β)=82 − 76 = 6 Do olova treba 82 protona, a ima ih 76. Svaki beta-raspad dodaje po jedan proton.
Provjera⇒A: 238 − 32 = 206 ✓ Z: 92 − 16 + 6 = 82 ✓. Oba zbira se slažu, pa je rješenje 8 alfa i 6 beta-raspada.

Tip 2: poluživot i datiranje

Primjer 1: jod-131

Uzorak sadrži 100 mg joda-131, čiji je poluživot 8 dana. Koliko ostane nakon 16 dana?

m₀, T, t=100 mg, 8 dana, 16 dana Podaci su u istim jedinicama vremena, pa pretvaranje nije potrebno.
n=t / T = 16 / 8 = 2 Prošla su dva poluživota.
Udio=(1/2)² = 1/4 Nakon svakog poluživota ostane polovina od prethodnog stanja.
m=100 / 4 = 25 mg Ostaje 25 mg joda-131.
Provjera⇒25 < 100 Smanjuje se količina početnog izotopa, a nastaju proizvodi raspada. Glatka kriva daje očekivanu vrijednost; u malom stvarnom uzorku može se raspasti i posljednje jezgro.

Primjer 2: radon u podrumu

Uzorak sadrži 80 g radona-222, poluživota 3,8 dana. Koliko ostane nakon 11,4 dana?

m₀, T, t=80 g, 3,8 dana, 11,4 dana Radon je plemeniti gas koji se skuplja u podrumima i zato se mjeri.
n=11,4 / 3,8 = 3 Prošla su tri poluživota.
Udio=(1/2)³ = 1/8 Polovina, pa četvrtina, pa osmina.
m=80 / 8 = 10 g Ostaje 10 g radona.
Provjera⇒10 = 80 · 0,125 Račun je u redu. Zato se podrumi provjetravaju: radon se neprestano obnavlja iz tla i njegova koncentracija se mjeri.

Primjer 3: datiranje ugljikom-14

U uzorku drveta ostalo je 1/8 početne količine ugljika-14. Poluživot ¹⁴C je 5700 godina. Koliko je staro drvo?

m/m₀, T=1/8, 5700 godina Živi organizam stalno obnavlja ¹⁴C; nakon smrti količina samo opada.
(1/2)ⁿ=1/8 = (1/2)³ Upoređivanjem eksponenata dobije se broj poluživota.
n=3 Prošla su tri poluživota.
t=n·T = 3·5700 = 17 100 godina Starost uzorka je oko 17 100 godina.
Provjera⇒≈ 1,7·10⁴ godina Starost od 17 100 godina je unutar područja primjene datiranja ugljikom-14. Za mnogo starije uzorke preostalog ¹⁴C ima premalo; granica zavisi od uzorka i mjerenja, obično je reda desetina hiljada godina.
⚠️ Česte greške
  • „Jezgro u raspadu nestane.“ Ne nestaje: pretvara se u jezgro drugog elementa i pri tome ispusti česticu ili energiju. Ukupan broj nukleona i naboj se održavaju.
  • Zamjena promjena kod alfa i beta raspada. Alfa smanji A za 4 i Z za 2, a beta ostavi A isti i poveća Z za 1.
  • „Zračenje je zarazno.“ Radioaktivni uzorak zrači, ali predmet koji je bio blizu njega ne postaje radioaktivan. Opasnost je u samom izvoru, a ne u „prenesenoj zarazi“.
  • Miješanje poluživota i trajanja raspada. Poluživot je vrijeme za polovinu uzorka. Uzorak se ne raspadne cijeli odjednom, a glatka kriva opisuje očekivani broj preostalih jezgara. Pojedinačni raspadi su slučajni i mali uzorak može ostati bez početnog izotopa.
  • „Alfa-zračenje je bezopasno jer ga zaustavlja papir.“ Ako se alfa-izvor udahne ili proguta, zračenje djeluje direktno na tkivo i vrlo je opasno.

✅ Kviz — provjeri sebe (4 pitanja)

1. Šta je alfa-čestica?

2. Koje zračenje zaustavlja već list papira?

3. Kako se mijenja atomski broj Z pri beta-minus raspadu?

4. Koja sila drži nukleone na okupu u jezgru?

8. Primijeni i objasni

Samostalan zadatak: Jezgro ²¹⁰₈₄Po raspadne se alfa-raspadom. Napiši jednačinu i odredi koje jezgro nastaje. Zatim objasni zašto se pri tom raspadu ne mijenja ukupan broj nukleona u svemiru i kako bismo zaštitili osobu koja radi s tim izvorom.
Provjeri rješenje i obrazloženje

A′ = 210 − 4 = 206, Z′ = 84 − 2 = 82, pa je jednačina ²¹⁰₈₄Po → ²⁰⁶₈₂Pb + ⁴₂He. Nastaje olovo-206. Ukupan broj nukleona se ne mijenja jer alfa-čestica nosi tačno četiri nukleona koji su bili u jezgru: prije raspada ih je 210, poslije 206 + 4 = 210. Zaštita se zasniva na tri pravila istovremeno: što kraće vrijeme boravka uz izvor, što veća udaljenost i odgovarajući zaklon, sprečavanje unošenja radioaktivnog materijala u tijelo i stručni nadzor. Dozimetar prati dozu, ali ne zaustavlja zračenje. Alfa-zračenje zaustavlja već papir, ali je izvor najopasniji ako se udahne ili proguta.

Pokušaj najprije samostalno. Ako zapneš, vrati se na simulaciju i pusti alfa-česticu: pogledaj kako se mijenjaju A i Z na oznaci jezgra.

Samostalan zadatak: Rutherfordov eksperiment: većina alfa čestica prolazi kroz tanku foliju bez skretanja, a mali broj se skrene pod velikim uglom. (a) Šta to govori o građi atoma? (b) Zašto Thomsonov model ne može objasniti veliko skretanje?
Provjeri rješenje i obrazloženje

(a) Atom je uglavnom prazan prostor, a pozitivni naboj i masa su skoncentrisani u malom, gustom jezgru. Alfa čestica koja prođe blizu jezgra jako se odbije od njega, a većina ih prođe daleko od njega.

(b) U Thomsonovom modelu pozitivni naboj je raspoređen ravnomjerno po čitavom atomu. Takvo polje je slabo, pa bi se alfa čestice skretale samo malo, a ne pod velikim uglovima.

Samostalan zadatak: Izračunaj defekt mase i energiju vezivanja za litijum ⁷₃Li. Masa atoma ⁷₃Li je 7,016004 u, a atoma ¹₁H 1,007825 u, neutrona 1,008665 u. Zatim navedi jednu pozitivnu i jednu negativnu stranu nuklearne energije.
Provjeri rješenje i obrazloženje

Z = 3, N = 4. Zbir: 3 · 1,007825 + 4 · 1,008665 = 7,058135 u. Δm = 7,058135 − 7,016004 = 0,042131 u. E = Δm · 931,5 MeV/u ≈ 39 MeV.

Pozitivno: nuklearna energija daje mnogo energije iz malo goriva i ne emituje CO₂ u radu. Negativno: radioaktivni otpad ostaje dugo opasan, a nesreća ili zloupotreba nuklearnog materijala imaju velike posljedice. Dobar odgovor navodi obje strane i mjere zaštite od zračenja (udaljenost, zaklon, vrijeme boravka).

Prikupi dva izvora o modelima atoma i zapiši autora/ustanovu, datum i dokaz na koji se pozivaju. Uporedi jezgro i omotač po sastavu, naboju, veličini i udjelu u masi. Zatim procijeni tvrdnju „Rutherfordova folija je dokazala kružne putanje elektrona“ i navedi kakav dokaz bi ti još trebao.

Provjeri zaključak

Jezgro čine protoni i neutroni, pozitivno je, vrlo malo i nosi gotovo svu masu. Omotač sadrži negativne elektrone i određuje veliku prostornu veličinu atoma. Ogled rasijanja podržava malo jezgro; ne daje dokaz klasičnih kružnih putanja. Za energetska stanja i emisiju svjetlosti potrebni su dodatni dokazi, npr. atomski spektri.

Uporedi prirodno prisutan radioaktivni izotop i isti izotop proizveden u laboratoriji. Da li porijeklo samo određuje vrstu zračenja? Objasni alfa, beta-minus i gama promjene A i Z.

Provjeri obrazloženje

Porijeklo opisuje kako je izotop prisutan ili proizveden, ne drugi zakon raspada. Isti izotop ima ista nuklearna svojstva bez obzira na porijeklo. Alfa: A se smanjuje za 4, Z za 2; beta-minus: A isti, Z veći za 1; gama: A i Z ostaju isti, energija jezgra se smanji. Vrstu određuju nuklearni prijelazi, ne etiketa „prirodno“.

Veza s programom

Ključni sadržaji koje ovdje učiš: struktura atoma, sile u atomu, prirodna i vještačka radioaktivnost i zaštita od zračenja.

Oblast E — Optika i moderna fizika, atomska fizika. Oznake ishoda u izvoru: E.9.1, E.9.2, E.9.3. Predmetni kurikulum KS, 9. razred, štampana str. 30. Raspored oblasti na portalu je urednički. Objašnjenja, primjeri i aktivnosti su autorski.

Primjeri raspada: NIST — radij-226, NOAA — ugljik-14 i IAEA — pobuđeni nikl-60. Gama-prikaz predstavlja jedan prijelaz u stabilnom izotopu nakon pobude, a ne promjenu elementa.