atomo (particelle subatomiche)

Prof. Paolo Marchesi
Chimica, Biologia,Astronomia, Scienze della terra
Atomo: Particelle sub atomiche
(appunti prof. Paolo Marchesi)
…..siete pregati di non divulgare questo materiale senza il consenso dell’autore, grazie…..
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
Fusione
Es. U-235  Ba-142+Kr-92+ 1Neutrone
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




Fenomeni elettromagnetici (es. luce, magnetismo ecc.)
Mediata da Fotoni
intensa e raggio d’azione (teoricamente) infinito
Interviene a livello atomico nel rapporto elettrone/nucleo

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







Elettromagnetica
Nucleare Forte
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
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)



Fermioni
Hanno sempre massa
Spin frazionario
Leptoni
non sono formati da
alcuna sottoparticlella
Esistono come particella
indipendente
Soggetti a forza
nucleare debole




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:



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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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