Atomo branduolio ryšio energija

Šioje temoje nagrinėjamos branduolinės jėgos, laikančios nukleonus atomo branduolyje, jų kilmė, susijusi su π mezonų mainais, ir branduolio ryšio energija. Taip pat aptariamas branduolio masės defektas ir savitoji branduolio ryšio energija, parodanti branduolio stabilumą. Galiausiai paaiškinama, kaip apskaičiuoti branduolio ryšio energiją.

Atomo branduolio ryšio energijos skaičiavimas
Norint apskaičiuoti branduolio ryšio energiją, naudojamas masės defektas (\(\Delta m\)), išreikštas atominiais masės vienetais (a.m.v.), ir energijos sąryšis su mase (\(E=mc^2\)). Svarbu žinoti, kad vienas a.m.v. atitinka \(931,5 \text{ MeV}\) energijos. Branduolio masės defektas apskaičiuojamas pagal formulę: \(\Delta m = Zm_p + Nm_n - M + Zm_e\), kur \(M\) yra atomo masė.
Branduolinės jėgos
Branduolinės jėgos – tai traukos jėgos, veikiančios atomo branduolyje tarp nukleonų (protonų ir neutronų). Jos yra žymiai stipresnės už elektromagnetines ir gravitacines jėgas, veikiančias trumpais atstumais (apie \(10^{-15}\) \(m\)). Svarbu tai, kad šios jėgos nepriklauso nuo nukleonų krūvio, todėl jos vienodai veikia tarp visų nukleonų porų (protonas-protonas, protonas-neutrons, neutronas-neutrons). Ši sąveika yra vadinama stipriąja sąveika.
Branduolinių jėgų kilmė
1935 m. Hidekis Jukava pasiūlė hipotezę, teigiančią, kad nukleonai sąveikauja keisdamiesi dalelėmis, kurios yra vadinamos \(\pi\) mezonais (arba pionais). Šios dalelės yra 200–300 kartų sunkesnės už elektronus ir gali būti neutralios (\(\pi^0\)), teigiamos (\(\pi^+\)) arba neigiamos (\(\pi^-\)). Kai protonas išspinduliuoja \(\pi^+\), jis virsta neutronu, o neutronas, sugėręs \(\pi^+\), virsta protonu. \(\pi\) mezonai yra stipriosios sąveikos kvantai.
Branduolio ryšio energija
Branduolio masė yra mažesnė, negu jį sudarančių laisvųjų nukleonų masių suma. Šis masių skirtumas yra vadinamas masės defektu (\(\Delta m\)). Remiantis Einšteino formule \(E=mc^2\), masės defektas atitinka energiją, kuri yra vadinama branduolio ryšio energija (\(E_r\)). Tai yra energija, kuri yra reikalinga branduoliui suskaidyti į atskirus nukleonus, arba energija, kuri išsiskiria, kai branduolys susidaro iš laisvųjų nukleonų.
Savitoji branduolio ryšio energija
Savitoji branduolio ryšio energija (\(E_{sav}\)) yra ryšys tarp branduolio ryšio energijos (\(E_r\)) ir nukleonų skaičiaus (\(A\)), apskaičiuojamas kaip \(E_{sav} = E_r/A\). Šis dydis parodo, kiek ryšio energijos tenka vienam nukleonui. Stabiliausi branduoliai pasižymi didžiausia savitąja ryšio energija.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com