مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
النوى والتحولات النووية — النشاط الإشعاعي والتفاعلات النووية — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا) — شعبة علوم تجريبية — العلوم الفيزيائية — المنهاج الجزائري
تتناول الفيزياء النووية دراسة نواة الذرة والتحولات التي تطرأ عليها سواء بشكل طبيعي (النشاط الإشعاعي) أو بشكل اصطناعي (التفاعلات النووية). هذا الدرس من المواضيع الهامة في البكالوريا لشعبة العلوم التجريبية.
أولاً: تركيب النواة
تتكون النواة من بروتونات (شحنة موجبة) ونيوترونات (شحنة متعادلة) يُطلق عليهما معاً اسم النوكليونات. يُرمز للنواة بالرمز: AZX حيث:
- X: رمز العنصر الكيميائي
- Z: العدد الذري (عدد البروتونات)
- A: العدد الكتلي (عدد النوكليونات = عدد البروتونات + عدد النيوترونات)
- N = A − Z: عدد النيوترونات
ثانياً: النظائر (Isotopes)
النظائر هي ذرات لنفس العنصر لها نفس العدد الذري Z ولكن تختلف في العدد الكتلي A (أي تختلف في عدد النيوترونات). مثال: الكربون: 12C، 13C، 14C.
ثالثاً: النشاط الإشعاعي الطبيعي
هو التحول التلقائي لنواة غير مستقرة إلى نواة أكثر استقراراً مع انبعاث جسيمات أو إشعاعات. الأنواع الثلاثة الرئيسية:
1. إشعاع α (ألفا): انبعاث نواة هيليوم (42He). يؤدي إلى نقصان A بمقدار 4 و Z بمقدار 2.
2. إشعاع β⁻ (بيتا ناقص): تحول نيوترون إلى بروتون مع انبعاث إلكترون. يبقى A ثابتاً ويزداد Z بمقدار 1.
3. إشعاع β⁺ (بيتا زائد): تحول بروتون إلى نيوترون مع انبعاث بوزيترون. يبقى A ثابتاً وينقص Z بمقدار 1.
4. إشعاع γ (غاما): إشعاع كهرومغناطيسي عالي الطاقة، لا يغير عدد الشحنة ولا العدد الكتلي.
رابعاً: قانون التناقص الإشعاعي
عدد النوى المشعة المتبقية بعد زمن t: N(t) = N₀ × e−λt حيث λ هو ثابت النشاط الإشعاعي.
زمن نصف العمر t½ (فترة عمر النصف): هو الزمن اللازم لتفكك نصف النوى المشعة. t½ = ln(2)/λ = 0.693/λ
خامساً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2021): عنصر مشع عمر نصفه t½ = 10 أيام، كتلته الابتدائية m₀ = 80g.
1. احسب ثابت النشاط الإشعاعي λ.
2. احسب الكتلة المتبقية بعد 30 يوماً.
3. بعد كم يوماً تبقى 10g فقط؟
الحل:
1. λ = ln(2)/t½ = 0.693/10 = 0.0693 يوم⁻¹
2. t = 30 يوماً = 3 × t½ ⇒ N/N₀ = (½)³ = 1/8
m = m₀/8 = 80/8 = 10g
3. m/m₀ = 10/80 = 1/8 = (½)³ ⇒ n = 3 ⇒ t = 3 × 10 = 30 يوماً
خلاصة
للنشاط الإشعاعي تطبيقات مهمة في الطب (التصوير والعلاج الإشعاعي)، والصناعة، وتحديد الأعمار، والطاقة النووية. وهو موضوع أساسي في امتحان البكالوريا.
دروس مشابهة
- البصريات الهندسية: قوانين الانعكاس والانكسار (سنيل ديكارت) والعدسات الرقيقة (الم
- الطاقة — أنواعها ومصادرها وتحولاتها — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط —
- التحليل الكهربائي: التفاعلات القسرية وتطبيقات الطلاء الكهربائي — العلوم الفيزيائ
