Processos-nucleares

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Origem dos elementos químicos
P Idade do universo (Big Bang):1,38 × 1010 anos*
P Idade da Terra: 4,5 × 109 anos
PA hipótese do Big Bang explica a radiação de
fundo, isotrópica, correspondente à radiação de
um corpo negro com temperatura de 2,7 K. 
PEsta radiação de fundo foi descoberta,
acidentalmente, por A. A. Penzias e R. W. 
Wilson, em 1965 (Prêmio Nobel de Física de
1978).
*Recentemente, a estrela Matusalem (HD 140283), foi
datada como tendo 1,45 × 1010 anos.
Origem dos elementos químicos
PEstima-se que a composição atual do universo
seja:
 H = 86,6%
 He = 11,3%
 Outros elementos = 2,1%
PSignifica que a síntese dos outros elementos
não avançou muito ainda.
Luminosidade das estrelas e outros
corpos celestes
Escala de magnitude
PHiparco (190 a 125 AC):
1a grandeza = estrelas mais brilhantes
6a grandeza = estrelas que mal se podia ver
PA escala moderna foi ampliada para o lado
negativo e a Estrela Polar é a referência =
2,12m
PSírius, a estrela mais brilhante = !1,44m
PVenus pode chegar a !4,4m
PLua cheia = !12,5m
PSol = !26,86m
Classes espectrais das estrelas
Classe Cor T/K
O azul > 25.000
B branca azulada 11.000 - 25.000
A branca 7.500 - 11.000
F branca amarelada 6.000 - 7.000
G amarela 5.000 - 6.000
K laranja 3.500 - 5.000
M vermelha 2.000 - 3.500
Queima de hidrogênio
P 1H + 1H ÿ 2H + e+ + íe + 1,44 MeV
P 2H + 1H ÿ 3He + ã + 5,49 MeV
P 3He + 3He ÿ 4He + 2 1H + 12,86 MeV
PDe onde vem a energia liberada?
PE = mc2
Cálculo da energia liberada
P 3He + 3He ÿ 4He + 2 1H + 12,86 MeV
P2(3He) = 2 × 3,0160293201 = 6,0320586402
P 4He + 2 1H = 4,00260325413 + 2 × 1,00782503223
 = 6,01825331859
PPerda de massa (Äm) = massa dos produtos !
massa dos reagentes = (!)0,0138053216 g mol!1
PE = (Äm)c2 = 7,44218 × 1033 J mol-1
PComo 1 J = 6,241509 eV, e dividindo por NA,
temos que E = 12,86 MeV núcleon-1
Queima do hélio
P 4He + 4He ÿ 8Be
P 8Be + 4He ÿ 12C + ã
P 12C + 4He ÿ 16O + ã
P 16O + 4He ÿ 20Ne + ã
P 20Ne + 4He ÿ 24Mg + ã
Elementos com número atômico
ímpar
PProcesso x
PSão processos de fragmentação (espalação)
devido a colisão de raios cósmicos (prótons,
partículas alfa, outros núcleos mais pesados -
até mesmo urânio) com elementos presentes
no meio interestelar, ou seja, fora das estrelas.
Decaimento radioativo
Decaimento radioativo
Decaimento radioativo
Decaimento radioativo
Número de massa das séries radioativas
P n 4n 4n+1 4n+2 4n+3
P 60 240 241 242 243
P 59 236 237 238 239
P 58 232 233 234 235
P 57 228 229 230 231
P 56 224 225 226 227
P 55 220 221 222 223
P 54 216 217 218 219
P 53 212 213 214 215
P 52 208 209 210 211
P 51 204 205 206 207
P 50 200 201 202 203
As forças fundamentais da
natureza
PForça da gravidade
PForça eletromagnética
PForça fraca
< Responsável pela desintegração do nêutron e a
emissão espontânea de partículas por um núcleo
(decaimento radioativo)
PForça forte
< Responsável por manter prótons e nêutrons coesos
nos núcleos dos átomos.
< Responsável pela atração dos quarks
As forças fundamentais da
natureza
PForça da gravidade
PForça eletrofraca
< Resultado da unificação das forças
eletromagnética e fraca
PForça forte
< Responsável por manter prótons e nêutrons coesos
nos núcleos dos átomos
< Responsável pela atração dos quarks
As forças fundamentais da
natureza
PForça forte
< Responsável por manter prótons e nêutrons coesos
nos núcleos dos átomos
PPelo Modelo Padrão, todas as forças
envolvem a troca de partículas
PA coesão entre prótons e nêutrons pela força
forte, envolve a troca de partículas chamadas
glúons.
Partículas elementares
PBárions
< São os hádrons mais pesados, com massa igual ou
superior a do próton.
< Ex.: próton, nêutron, lâmbda (Ë), sigma (G+, G0,
G!), xi (csi) (Î0, Î!), ômega (Ù!), etc
< São formados por 3 quarks
PMésons
< São os hádrons mais leves.
< Ex.: píons (ð0, ð±), káons (Ê+, Ê0, ÊL
0, ÊS
0, Ê!,
K0), eta (ç) e D+, D0, D!, ö0, etc.
< São formados por um quark e um anti-quark.
 Hádrons
Partículas que interagem através da força forte.
Partículas elementares
PElétron (e-)
PMúon ou méson ì (ì-)
PTau (ô)
PElétron neutrino (íe)
PMúon neutrino (íì)
PTau neutrino (íô)
 Léptons
 Não sentem a força forte.
Quarks
PSão 6 tipos de quarks de matéria
PSão 6 tipos de quarks de antimatéria
PCada um deles pode ocorrer nas “cores” azul,
verde e vermelho
PAssim temos 18 quarks de matéria e 18
quarks de antimatéria
Quarks
P Massa (MeV/c2)
Pu (up) 2,3 q = +b
Pd (down) 4,8 q = !a
Pc (charm) 1.275 q = +b
P s (strange) 95 q = !a
P t (top) 173.210 q = +b
Pb (bottom) 4.180 q = !a
Ppróton = u + u + d (cada um com uma cor
diferente, levando ao branco)
Pnêutron = d + d + u (cada um com uma cor
diferente, levando ao branco)
Quarks
 Massa
u (up) 4,5 me q = +b
d (down) 9,39 me q = !a
c (charm) 1,36 mP q = +b
s (strange) 0,1 mP q = !a
t (top) 185 mP q = +b
b (bottom) 4,45 mP q = !a
próton = u + u + d (cada um com uma cor
diferente, levando ao branco)
nêutron = d + d + u (cada um com uma cor
diferente, levando ao branco)
Quarks
PA força forte atua sobre os quarks através da
troca de partículas chamadas GLÚONS.
PHá 8 tipos de glúons.
PA atração entre os quarks, permeada pelos
glúons resulta, de fato, na atração entre
prótons e nêutrons no núcleo atômico.
PÀ medida que os quarks se afastam, a força
forte fica mais intensa, impedindo assim que
se observe quarks isolados.
	1: Origem dos elementos químicos 
	2: Origem dos elementos químicos 
	3: Luminosidade das estrelas e outros corpos celestes Escala de magnitude 
	4: Classes espectrais das estrelas 
	5: Queima de hidrogênio 
	6: Cálculo da energia liberada 
	7: Queima do hélio 
	8: Elementos com número atômico ímpar 
	9: Decaimento radioativo 
	10: Decaimento radioativo 
	11: Decaimento radioativo 
	12: Decaimento radioativo 
	13: Número de massa das séries radioativas 
	14: As forças fundamentais da natureza 
	15: As forças fundamentais da natureza 
	16: As forças fundamentais da natureza 
	17: Partículas elementares 
	18: Partículas elementares 
	19: Quarks 
	20: Quarks 
	21: Quarks 
	22: Quarks