1. Forces fonamentals
Flashcards
- Què és la força electromagnètica?
- La força que actua entre cossos amb càrrega elèctrica.
- Quina és la força responsable de mantenir units els nucleons en el nucli atòmic?
- Força nuclear forta.
- Com interpreta la relativitat general la gravetat?
- Com a resultat de les propietats geomètriques de l'espai i les distorsions que introdueix la massa.
- Què és la força nuclear feble?
- Una interacció que explica les desintegracions radioactives.
Preguntes tipus test
- Quina de les següents forces és negligible a escala atòmica en comparació amb la força elèctrica?
- a) Força nuclear forta
- b) Força electromagnètica
- c) Força gravitatòria
- d) Força nuclear feble
Resposta: c) Força gravitatòria. A escala atòmica, la força de la gravetat és extremadament petita en comparació amb la força elèctrica, fent-la negligible en els càlculs i interaccions.
- Quina força fonamental és responsable de mantenir units els nucleons dins del nucli atòmic?
- a) Força gravitatòria
- b) Força electromagnètica
- c) Força nuclear feble
- d) Força nuclear forta
Resposta: d) Força nuclear forta. La força nuclear forta és l'encarregada de superar la repulsió electromagnètica entre els protons i mantenir els nucleons units al nucli.
- Quina és la causa de la força electromagnètica?
- a) La massa dels cossos
- b) La càrrega elèctrica
- c) El moviment dels cossos
- d) La distorsió de l'espai-temps
Resposta: b) La càrrega elèctrica. La força electromagnètica és causada per la càrrega elèctrica, que manifesta forces electrostàtiques quan els cossos estan en repòs i forces magnètiques quan estan en moviment.
2. La teoria del Big Bang i l'origen de l'univers
Flashcards
- Què és la teoria del Big Bang?
- Model cosmològic de l'univers que descriu la seva expansió a partir d'un estat inicial molt calent i dens.
- Quina era la condició de l'univers en l'instant zero?
- Densitat infinita i volum infinitesimal.
- Quan es van formar els primers nuclis atòmics?
- Aproximadament 3 minuts després del Big Bang.
- Quan es va tornar transparent l'univers?
- Aproximadament 300.000 anys després del Big Bang.
Preguntes tipus test
- Segons la teoria del Big Bang, quin estat descriu millor l'univers en els seus primers moments?
- a) Fred i buit
- b) Calent i dens
- c) Estàtic i immutable
- d) Ple de galàxies madures
Resposta: b) Calent i dens. La teoria del Big Bang descriu l'univers primigeni com un estat extremadament calent i dens, en expansió ràpida.
- Què va passar aproximadament 3 minuts després del Big Bang?
- a) Formació de les primeres estrelles
- b) Mida del Sol
- c) Nuclis atòmics
- d) Formació dels primers àtoms complexos
Resposta: c) Nuclis atòmics. Aproximadament 3 minuts després del Big Bang, l'univers s'havia refredat prou perquè es formessin els primers nuclis atòmics.
- Quan es van formar els primers àtoms i l'univers es va tornar transparent?
- a) 3 minuts després del Big Bang
- b) 30 minuts després del Big Bang
- c) 300.000 anys després del Big Bang
- d) 1 bilió d'anys després del Big Bang
Resposta: c) 300.000 anys després del Big Bang. Aproximadament 300.000 anys després del Big Bang, l'univers s'havia refredat prou perquè els electrons s'unissin als nuclis, formant àtoms neutres i permetent que la llum viatgés lliurement, fent-lo transparent.
3. Les partícules atòmiques
Flashcards
- Què són els nucleons?
- Protons i neutrons que es troben al nucli d'un àtom.
- Què representa el nombre atòmic (Z)?
- El nombre de protons en el nucli d'un àtom.
- Què representa el nombre màssic (A)?
- El nombre total de protons i neutrons en el nucli d'un àtom.
- Què són els isòtops?
- Àtoms amb el mateix nombre de protons però diferent nombre de neutrons.
Preguntes tipus test
- Quin és el component principal del nucli d'un àtom?
- a) Electrons i positrons
- b) Protons i electrons
- c) Protons i neutrons
- d) Neutrons i electrons
Resposta: c) Protons i neutrons. El nucli d'un àtom està compost principalment per protons i neutrons, que junts s'anomenen nucleons.
- Què representa el nombre atòmic (Z) d'un element?
- a) El nombre total de nucleons en el nucli
- b) El nombre de neutrons en el nucli
- c) El nombre de protons en el nucli
- d) El nombre d'electrons en l'àtom neutre
Resposta: c) El nombre de protons en el nucli. El nombre atòmic (Z) representa el nombre de protons presents en el nucli d'un àtom. Aquest número defineix l'element químic.
- Què indica el nombre màssic (A) d'un àtom?
- a) El nombre total d'electrons en l'àtom
- b) El nombre de protons en el nucli
- c) El nombre de neutrons en el nucli
- d) El nombre total de protons i neutrons en el nucli
Resposta: d) El nombre total de protons i neutrons en el nucli. El nombre màssic (A) és la suma del nombre de protons i neutrons en el nucli d'un àtom. També es coneix com el nombre de nucleons.
4. Estabilitat nuclear i radioactivitat
Flashcards
- Què és la banda d'estabilitat nuclear?
- És la regió en un gràfic de N vs Z on els nuclis són estables.
- Què és la desintegració alfa?
- És l'emissió d'un nucli d'heli (partícula alfa) d'un nucli inestable.
- Què és la desintegració beta?
- És l'emissió d'un electró o positró d'un nucli inestable, acompanyat d'un neutrino o antineutrino.
- Què és l'emissió gamma?
- És l'emissió de fotons d'alta energia d'un nucli excitat.
Preguntes tipus test
- Quina és la relació entre el nombre de neutrons (N) i protons (Z) en nuclis estables?
- a) N és sempre igual a Z
- b) N és aproximadament igual a Z per a nuclis lleugers, però N > Z per a nuclis pesants
- c) N és sempre menor que Z
- d) N és aproximadament igual a Z per a nuclis pesants, però N > Z per a nuclis lleugers
Resposta: b) N és aproximadament igual a Z per a nuclis lleugers, però N > Z per a nuclis pesants. Per a nuclis lleugers, el nombre de neutrons i protons és similar per a l'estabilitat. En nuclis pesants, es requereixen més neutrons per contrarestar la repulsió electrostàtica entre els protons, assegurant l'estabilitat nuclear.
- Quina de les següents partícules s'emet en la desintegració alfa (α)?
- a) Un electró
- b) Un positró
- c) Un nucli d'heli
- d) Un fotó de raigs gamma
Resposta: c) Un nucli d'heli. La desintegració alfa implica l'emissió d'un nucli d'heli (2 protons i 2 neutrons) del nucli original.
- Què representa la 'banda d'estabilitat nuclear'?
- a) La regió en un gràfic de N vs Z on els nuclis són inestables
- b) La regió en un gràfic de N vs Z on els nuclis són estables
- c) La regió en un gràfic de massa atòmica vs nombre atòmic on els nuclis són inestables
- d) La regió en un gràfic de massa atòmica vs nombre atòmic on els nuclis són estables
Resposta: b) La regió en un gràfic de N vs Z on els nuclis són estables. La banda d'estabilitat nuclear representa la regió en un gràfic de nombre de neutrons (N) contra nombre de protons (Z) on els nuclis atòmics són estables.
5. Reaccions nuclears
Flashcards
- Què és la fissió nuclear?
- És la divisió d'un nucli pesant en nuclis més lleugers, alliberant energia.
- Què és la fusió nuclear?
- És la combinació de dos nuclis lleugers per formar un nucli més pesant, alliberant energia.
- Què són les reaccions nuclears naturals?
- Són reaccions que ocorren espontàniament en la natura, sense intervenció humana.
- Què són les reaccions nuclears artificials?
- Són reaccions induïdes per l'ésser humà, generalment mitjançant el bombardeig de nuclis amb partícules.
Preguntes tipus test
- Quin tipus de reacció nuclear es representa amb la següent equació: n + 235U → 141Ba + 92Kr + 3n?
- a) Fusió nuclear
- b) Fissió nuclear
- c) Desintegració alfa
- d) Desintegració beta
Resposta: b) Fissió nuclear. La fissió nuclear es caracteritza per la divisió d'un nucli pesant en nuclis més lleugers, alliberant energia i neutrons. L'equació donada mostra un nucli d'urani que es divideix en bari i criptó, a més de neutrons.
- Quin dels següents processos es considera una reacció nuclear natural?
- a) Bombardeig de nuclis amb partícules alfa
- b) Fissió induïda per neutrons
- c) Desintegració radioactiva del carboni-14
- d) Fusió d'hidrogen en heli en un reactor
Resposta: c) Desintegració radioactiva del carboni-14. La desintegració radioactiva del carboni-14 és un procés que ocorre de manera espontània a la natura, sense intervenció artificial. Els altres processos requereixen intervenció humana o condicions específiques.
- En una reacció nuclear artificial, quin és el propòsit principal de bombardejar un nucli amb partícules?
- a) Augmentar la massa del nucli
- b) Induir una transmutació nuclear
- c) Reduir la radioactivitat del nucli
- d) Estabilitzar el nucli
Resposta: b) Induir una transmutació nuclear. El bombardeig de nuclis amb partícules en reaccions nuclears artificials té com a objectiu principal induir una transmutació, és a dir, canviar la composició del nucli, convertint-lo en un altre element o isòtop.
6. Radiacions ionitzants
Flashcards
- Què són les radiacions ionitzants?
- Radiacions i partícules capaces d'ionitzar substàncies.
- Quina partícula radioactiva té alta ionització i escassa penetració?
- Partícules alfa.
- Quina partícula radioactiva té gran poder de penetració?
- Partícules gamma.
- Què és el Gray (Gy)?
- Unitat del SI que indica que 1 kg de massa absorbeix 1 joule d'energia.
Preguntes tipus test
- Quina de les següents partícules té el major poder de penetració?
- a) Partícules alfa
- b) Partícules beta
- c) Partícules gamma
- d) Neutrons
Resposta: c) Partícules gamma. Les partícules gamma tenen un gran poder de penetració en comparació amb les partícules alfa i beta, i els neutrons.
- Quina característica NO és pròpia de les radiacions ionitzants?
- a) Capacitat d'ionitzar substàncies
- b) Produeixen energia neta il·limitada
- c) Poden tenir efectes sobre els éssers vius
- d) S'utilitzen en medicina
Resposta: b) Produeixen energia neta il·limitada. Les radiacions ionitzants poden ser perilloses i no produeixen energia neta il·limitada. De fet, l'energia nuclear té inconvenients com la contaminació radioactiva i residus perillosos.
- Quin és el significat de l'acrònim RBE en el context de les radiacions?
- a) Radiació Beta Energètica
- b) Efectivitat Biològica Relativa
- c) Energia de Radiació Beta
- d) Radiació Beta Estàndard
Resposta: b) Efectivitat Biològica Relativa. RBE significa 'Efectivitat Biològica Relativa' i és una mesura de l'efecte biològic d'un tipus de radiació en comparació amb un altre.
7. L'energia nuclear
Flashcards
- Quin és un avantatge clau de l'energia nuclear?
- Dóna molta energia
- Quin és un inconvenient important de l'energia nuclear?
- Contaminació radioactiva
- Què cobreix l'esquema de capes del sòl representat?
- Residus radioactius
- Quina és la funció de la capa d'argila (impermeable)?
- Evitar filtracions
Preguntes tipus test
- Quin és un dels principals avantatges de l'energia nuclear?
- a) Genera residus extremadament radioactius
- b) Té un cost de construcció i manteniment baix
- c) Dóna molta energia
- d) És dependent de les condicions climàtiques
Resposta: c) Dóna molta energia. L'energia nuclear destaca per la seva capacitat de generar una gran quantitat d'energia en comparació amb altres fonts.
- Quin és un dels inconvenients associats a l'energia nuclear?
- a) No genera gasos d'efecte hivernacle
- b) Els residus radioactius tenen una vida curta
- c) La construcció de centrals nuclears és ràpida i econòmica
- d) Genera residus extremadament radioactius actius durant molt de temps
Resposta: d) Genera residus extremadament radioactius actius durant molt de temps. Un dels principals inconvenients de l'energia nuclear és la generació de residus radioactius que romanen actius durant períodes de temps molt llargs, presentant un desafiament per al seu emmagatzematge i gestió.
- Quina capa del sòl és responsable de filtrar les impureses en l'emmagatzematge de residus radioactius?
- a) Escullera
- b) Capa filtrant
- c) Sorra i grava
- d) Argila (impermeable)
Resposta: b) Capa filtrant. La capa filtrant està dissenyada per a eliminar les impureses i contaminants presents en els residus radioactius, protegint així el medi ambient.
I 42 flashcards i 28 preguntes més al document.
Text del document
© McGraw-Hill Física nuclear © McGraw-Hill Física nuclear Newton va proposat la llei de gravitació universal com a model que explica el moviment dels cossos, tant del sistema solar com de la Terra. A principis del segle XX i després d'haver formulat la teoria de la relativitat especial (o restringida), Einstein va proposar un nou model de gravitació: la relativitat general. Aquesta teoria interpreta la gravetat com a resultat de les propietats geomètriques de l'espai i de les distorsions que introdueix la massa en aquestes propietats. Però la llei de gravitació universal continua sent una explicació vàlida per a la majoria de fenòmens observats a la Terra i al sistema solar.
Si els cossos carregats estan en repòs, es verifica entre ells una força anomenada força electrostàtica. Si els cossos estan en moviment, apareix una altra força, que anomenem força magnètica, que se superposa a la força electrostàtica. Com que la causant d'aquestes forces és una única magnitud física, la càrrega elèctrica, parlarem de força electromagnètica. A escala atòmica, la força de la gravetat és negligible enfront de la força elèctrica.
Interacció gravitatòria Interacció electromagnètica Forces fonamentals Interacció nuclear forta © McGraw-Hill Física nuclear Alguns processos macroscòpics, com per exemple les desintegracions radioactives, no poden ser explicats en termes de la interacció nuclear forta i s'ha de postular l'existència d'una quarta interacció que interpreti aquests fenòmens. Aquesta interacció s'anomena força nuclear feble i es verifica entre dues partícules elementals qualssevol. Model estàndard de les partícules elementals amb les tres generacions de partícules de matèria, quarks i leptons, en les tres primeres columnes, i les partícules de camp, o bosons, en la columna de la dreta.
Cada partícula de matèria té la seva corresponent antipartícula, de manera que la taula es «desdobla», en les seves tres columnes de l'esquerra, en una d'equivalent amb les esmentades antipartícules. Per exemple, l'antipartícula de l'electró és el positró.
Interacció nuclear feble Partícules elementals Forces fonamentals © McGraw-Hill Física nuclear La teoria del Big Bang i l'origen de l'univers Etapes de l'evolució de l'univers © McGraw-Hill Física nuclear Les partícules atòmiques Composició del nucli atòmic Dimensions del nucli Defecte de massa i energia d'enllaç El nucli d'un àtom conté protons i els neutrons, els anomenem en general nucleons Nombre atòmic, Z, és el nombre de protons Nombre màssic, A, és el nombre de protons i neutrons Nombre neutrònic, N, és el nombre de neutrons Anomenem isòtops els àtoms que contenen el mateix nombre de protons però diferent nombre de neutrons La massa atòmica d'un element com la mitjana ponderada de les masses dels seus isòtops.
© McGraw-Hill Física nuclear Estabilitat nuclear i radioactivitat Banda d'estabilitat nuclear Llei exponencial de desintegració radioactiva Relació del nombre de neutrons i protons de nuclis estables. La zona ombrejada és la banda d'estabi litat. La desintegració radioactiva segueix un comportament exponencial. © McGraw-Hill Física nuclear Estabilitat nuclear i radioactivitat Partícules emeses en la radioactivitat Sèries radioactives naturals Emissió α Emissió Sèries radioactives naturals.
Les unitats de temps són y (anys), d (dies), h (hores), m (minuts) i s (segons) © McGraw-Hill Física nuclear Reaccions nuclears Reaccions nuclears naturals Reaccions nuclears artificials Fissió nuclear Fusió nuclear Carboni 14: Partícula-antipartícula: © McGraw-Hill Física nuclear Radiacions ionitzants Interacció de les partícules radioactives amb la matèria Efecte de les partícules radioactives sobre els éssers vius Aplicacions de les radiacions Són radiacions ionitzants les radiacions i partícules capaces d'ionitzar substàncies En la indústria (control de qualitat), en medicina (contra el càncer), en la producció d'energia elèctrica (centrals nuclears), en datació de fòssils (carboni 14), en aplicacions bèl·liques (bomba atòmica).
© McGraw-Hill Física nuclear L'energia nuclear Avantatges i inconvenients de l'energia nuclear Esquema de les capes del sòl que cobreixen els residus radioactius. AVANTATGES: Dóna molta energia És molt neta INCONVENIENTS Contaminació radioactiva. Residus extremament radioactius, actius durant molt de temps Cost de l'energia nuclear, tant de la construcció i el manteniment com del desmantellament