Indy Faassen
Natuurkunde
Behoudswetten in vervalreacties
Behoudswet: de lading voor de reactie is gelijk aan de lading na de reactie.
- Indien er niet aan behoudswetten wordt voldaan, is een reactie niet mogelijk.
Subatomaire deeltjes: instabiele deeltjes die uiteen vallen in andere elementaire deeltjes. Het is een verzamelnaam voor alle deeltjes
kleiner dan een atoom.
• Alfadeeltje: samengesteld deeltje dus niet elementair (2 protonen + 2 neutronen)
• Betadeeltje: elektron; elementair deeltje (niet verder opgebouwd uit andere deeltjes.
• Gammadeeltje: foton met hoge energie; elementair deeltje met een speciale rol —> wisselwerkingsdeeltje.
Positron: antideeltje van een elektron.
Antideeltje: massa is hetzelfde, maar lading (+ of -) is tegengesteld.
Paarproductie: de creatie van een elektronpositrionpaar.
Neutrino: ongeladen deelt met een zeer kleine massa.
Muonen: verwant aan elektronen; zelfde lading en wisselwerken op dezelfde manier, maar massa is 200x zo groot en ze zijn niet stabiel.
Zes behoudswetten:
1. Wet van behoud van lading
2. Wet van behoud van bayrongetal
3. Wet van behoud van leptongetal
4. Wet van behoud van impuls
5. Wet van behoud van massa
6. Wet van behoud van quarkgetal
Wet van behoud van lading
Een verval reactie voldoet aan deze wet als de lading in de reactie is behouden. Dit kan worden uitgelegd aan de hand van een vervalreactie
waarbij een elektron vrijkomt, namelijk, bètaminverval (β-)
n → p+ + e- + ν̅e
Bètaminverval: een neutron vervalt in een proton, een elektron en een anti-elektronneutrino.
Bij deze reactie zijn de ladingen voor en na de pijl gelijk gebleven, want het neutron is ongeladen (lading = 0), en het proton heeft een positieve
lading (lading = +1) die wordt geneutraliseerd door het negatieve elektron (lading = -1). Het anti-elektronneutrino heeft géén lading, net als
het neutron, dus zowel voor als na de reactie is de nettolading 0. In deze reactie is dus de lading behouden.
Wet van behoud van bayrongetal
Baryonen (zware deeltjes): neutronen en protonen. Het bestaat uit 3 quarks.
- Neutron: B = 1
- Proton: B = 1
- Anti-proton: B = -1
- Anti-neutron: B = -1
Alle andere deeltjes die niet tot bayrongetal behoren, zoals elektronen en positronen hebben bayrongetal (B = 0)
n → e+ + e- + ν̅e
Lading voor de pijl: 0
Lading na de pijl: +1 + -1 + 0 = 0
Baryongetal voor de pijl = 1
Baryongetal na de pijl: 0 + 0 + 0 = 0
Indien het proton in bèta-minverval wordt vervangen in een positron, is de reactie niet meer mogelijk omdat dan de wet van behoud van het
baryongetal wordt geschonden.
Natuurkunde
Behoudswetten in vervalreacties
Behoudswet: de lading voor de reactie is gelijk aan de lading na de reactie.
- Indien er niet aan behoudswetten wordt voldaan, is een reactie niet mogelijk.
Subatomaire deeltjes: instabiele deeltjes die uiteen vallen in andere elementaire deeltjes. Het is een verzamelnaam voor alle deeltjes
kleiner dan een atoom.
• Alfadeeltje: samengesteld deeltje dus niet elementair (2 protonen + 2 neutronen)
• Betadeeltje: elektron; elementair deeltje (niet verder opgebouwd uit andere deeltjes.
• Gammadeeltje: foton met hoge energie; elementair deeltje met een speciale rol —> wisselwerkingsdeeltje.
Positron: antideeltje van een elektron.
Antideeltje: massa is hetzelfde, maar lading (+ of -) is tegengesteld.
Paarproductie: de creatie van een elektronpositrionpaar.
Neutrino: ongeladen deelt met een zeer kleine massa.
Muonen: verwant aan elektronen; zelfde lading en wisselwerken op dezelfde manier, maar massa is 200x zo groot en ze zijn niet stabiel.
Zes behoudswetten:
1. Wet van behoud van lading
2. Wet van behoud van bayrongetal
3. Wet van behoud van leptongetal
4. Wet van behoud van impuls
5. Wet van behoud van massa
6. Wet van behoud van quarkgetal
Wet van behoud van lading
Een verval reactie voldoet aan deze wet als de lading in de reactie is behouden. Dit kan worden uitgelegd aan de hand van een vervalreactie
waarbij een elektron vrijkomt, namelijk, bètaminverval (β-)
n → p+ + e- + ν̅e
Bètaminverval: een neutron vervalt in een proton, een elektron en een anti-elektronneutrino.
Bij deze reactie zijn de ladingen voor en na de pijl gelijk gebleven, want het neutron is ongeladen (lading = 0), en het proton heeft een positieve
lading (lading = +1) die wordt geneutraliseerd door het negatieve elektron (lading = -1). Het anti-elektronneutrino heeft géén lading, net als
het neutron, dus zowel voor als na de reactie is de nettolading 0. In deze reactie is dus de lading behouden.
Wet van behoud van bayrongetal
Baryonen (zware deeltjes): neutronen en protonen. Het bestaat uit 3 quarks.
- Neutron: B = 1
- Proton: B = 1
- Anti-proton: B = -1
- Anti-neutron: B = -1
Alle andere deeltjes die niet tot bayrongetal behoren, zoals elektronen en positronen hebben bayrongetal (B = 0)
n → e+ + e- + ν̅e
Lading voor de pijl: 0
Lading na de pijl: +1 + -1 + 0 = 0
Baryongetal voor de pijl = 1
Baryongetal na de pijl: 0 + 0 + 0 = 0
Indien het proton in bèta-minverval wordt vervangen in een positron, is de reactie niet meer mogelijk omdat dan de wet van behoud van het
baryongetal wordt geschonden.
