Bağlayıcı atom çekirdeğinin enerjisi: Formül ve değeri tespiti

Atom çekirdeğinin her biri kesinlikle herhangi bir kimyasal madde proton ve nötronların belirli dizi oluşur. Bu partiküller atomik çekirdeğin bağlama enerjisinde sunması ile bir arada tutulur.

çekim nükleer kuvvetlerin karakteristik bir özelliği, nispeten küçük bir mesafe (10 ^-13 onların çok yüksek güç olduğu cm) olabilir. parçacıklar ve çekim kuvveti arasındaki mesafe arttıkça atomu olan zayıflar.

çekirdekte bağlama enerjisine Söylem

Biz bir atomun çekirdeği, proton ve nötronların dan birer birer ayrılması, ve atom çekirdeğinin bağlanma enerjisi yürürlükten kalktığı böyle bir mesafede yerleştirmek için bir yol var olduğunu hayal ise, çok zor bir çalışma olmalıdır. atom bileşenlerinin çekirdeği özü için, biz içi atomik kuvvetlerini aşmaya çalışmalıdır. Bu çabalar burada yer alan nucleon'un üzerinde atom ayırmak için dışarı gidecek. Nedenle atom çekirdeği enerji ve burada, kapsadığı parçacıkların enerji daha düşük olduğunu yargılamak için mümkündür.

Bu atomunun atom altı parçacık kütlesinin kütle eşittir?

1919 yılında, araştırmacılar atom çekirdeğinin kütlesi ölçmek için öğrendik. Çoğu zaman bu kütle spektrometre denir özel teknik cihazlar vasıtasıyla "tartılan" dır. Bu tür cihazların çalışma prensibi farklı kütleli parçacıkların hareket karakteristikleri karşılaştırılır. Buna ek olarak, bu parçacıklar aynı elektrik yükünü sahiptir. Hesaplamalar kütle farklı oranlarına sahip partiküller farklı yörüngeler boyunca hareket eden göstermektedir.

Modern bilim adamları büyük bir doğrulukla tüm çekirdeklerin ve bunların kurucu proton ve nötronların kütleleri bulduk. bunun içinde bulunan partiküllerin toplam kütlesi olan belirli bir çekirdek ağırlığını karşılaştırmak, bu her durumda çekirdek kütlesi tek tek proton ve nötron kütlesinden daha büyük olduğu ortaya çıktı. her bir kimyasal için yaklaşık% 1 bu fark. Onun barış enerjisinin% 1'dir - nedenle atom çekirdeğinin bağlanma enerjisi sonucuna varılabilir.

Nükleer kuvvetlerin özellikleri

çekirdeğin içinde olan nötronlar Coulomb kuvvetleri tarafından birbirlerini iterler. Ancak aynı atomunda ayrı düşmez. Bu atom parçacıklar arasındaki birbirini çekici güçleri varlığı ile kolaylaştırılmaktadır. iktidar farklı bir yapıdadır Bu güçler, nükleer aradı. Ve nötron ve protonların etkileşimi güçlü etkileşim denir.

Kısaca, nükleer kuvvetlerin özellikleri şunlardır:

• Bu ücret bağımsızlık;
• Sadece kısa mesafelerde etkisi;
• birbirine yakın nükleonların sadece belli sayıda tutma anlaşılır ve doygunluk.

enerjinin korunumu yasasına göre, çekirdek partiküller bağlı olduğu bir zamanda, radyasyon şeklinde bir enerji salıverilmesi gerçekleşmektedir.

atom çekirdeklerinin bağlama enerjisi: Formül

ortak bir formül kullanılarak bahsedilen hesaplamalar için:

_{Eb = (Z · m p + (} AZ) · m, n -M _i) · c²

Burada E markası altında _bağlayıcı çekirdeğin bağlama enerjisinden belirtir; c - ışık hızı; Z, proton sayısı olduğu; (AZ) - nötron sayısı; m, _p bir proton kütlesini gösterir; ve m, _n, - nötron kütlesi. _M, atom çekirdeği ağırlığıdır.

çeşitli maddelerin çekirdekleri dahili enerji

nükleer bağlayıcı enerjisini belirlemek için, aynı formül kullanılır. Daha önce belirtildiği gibi, bağlanma enerjisi, aşağıdaki formül ile hesaplanan, bu atom veya geri kalan enerjinin toplam enerjinin% 1'den fazla değildir. Ancak, yakın inceleme üzerine, bu sayı çok madde, maddenin geçişte değişir olduğu ortaya çıktı. Eğer onun tam değerlerini belirlemek için çalışırlarsa, sözde hafif çekirdeklerden özellikle farklı olacaktır.

Sadece bir proton olduğu için örneğin hidrojen atomu olan bağlanma enerjisi, sıfırdır. helyum çekirdeklerinin bağlanma enerjisi% 0.74 olacaktır. denilen bir madde trityum özünde bu sayı% 0.27 eşit olacaktır. oksijen -% 0.85. atom bağlama enerjisi yaklaşık altmış nükleonları yaklaşık% 0.92 olacak olan çekirdeğin içinde. daha büyük bir ağırlık ile çekirdek için, bu sayı, yavaş yavaş 0.78% düşecektir.

helyum, trityum, oksijen, ya da herhangi bir başka madde veya nükleer bağlanma enerjisi belirlemek için aynı formülü kullanılır.

proton ve nötronların Çeşitleri

Bu farklılıkların ana nedeni açıklanabilir. yüzey ve iç: Araştırmacılar çekirdeği içinde bulunan tüm nükleonları, iki kategoriye ayrılır bulundu. İç nükleonları - Her taraftan diğer proton ve nötronlar ile çevrilidir olanlardır. Yüzey sadece içeriden onlar tarafından çevrilidir.

Atom çekirdeğinin bağlama enerjisi - daha fazla dahili Nükleonlar ifade edilen bir güç uygulamasıdır. Bir şey benzer şekilde, ve ortaya çıktığında çeşitli sıvıların yüzey gerilimi.

Kaç nükleonları bir çekirdeğinde yer alıyor

Bu bulundu sözde hafif çekirdekler özellikle düşük iç nucleon'un sayısına söyledi. Ve ışığın kategoriye ait olanlar, hemen hemen tüm nükleonların yüzeysel olarak kabul edilmektedir. proton ve nötron sayısı ile büyümeye ihtiyacı miktardır - O atom çekirdeğinin bağlanma enerjisi inanılmaktadır. Ama bu tür büyüme süresiz devam edemez. nükleonların belirli sayıda zaman - ve 50 ila 60 arasında olduğu - elektrik itme - yürürlüğe girer bir kuvvettir. Hatta bakılmaksızın çekirdekte bağlama enerjisi bağımsız olarak gerçekleşir.

Nükleer enerjiyi serbest bırakmak için bilim adamları tarafından kullanılan farklı malzemelerde atom çekirdeğinin bağlanma enerjisi.

hafif çekirdekleri ağır kaynaşmasına zaman enerjiyi yapar: Birçok bilim adamı daima söz ilgileniyorsunuz? Aslında bu durum, atomik fisyon benzer. Işık çekirdeklerinin füzyon sürecinde, ağır çekirdeklerin bölünme olur gibi daima daha güçlü bir türü oluşturdu. Tüm nükleonları onları bulunmaktadır hafif çekirdeklerden "get" için, onlar birleştirildiğinde göze çarpan olandan daha az enerji sarf etmek gerekir. Ters cümlenin de doğrudur. Aslında, kütle olarak belirli bir birim düşen enerji sentezi, daha özel fizyon güç olabilir.

Bilim adamları fizyon süreçleri inceledik

süreç nükleer fisyon 1938 yılında bilim adamları Hahn ve Shtrasmanom tarafından keşfedilmiştir. Kimyasal araştırmacıların Berlin Üniversitesi duvarlarının içinde uranyum bombardımanı başka nötron sürecinde, periyodik tablonun ortasında duran çakmak elemanları dönüştürülür keşfetti.

Bilginin bu alandaki gelişimine büyük bir katkı yapmıştır ve kimin Gang Liza Meytner kez birlikte radyoaktiviteyi incelemek için önerdi. Hahn Meitner bu ayrımcılık bir gerçekti üst katlarda, tırmanmak asla bodrum kendi araştırma yapmak ve şartıyla sadece çalışmak için izin verdi. Ancak, bu atom çekirdeğinin çalışmalarda önemli ilerlemeler elde etmek bunu engellemedi.