Av J.R. Kambak , uppdaterad 30 augusti 2022
Atommassenheter (amu) ger ett bekvämt sätt att uttrycka massan av subatomära partiklar. För att omvandla amu till SI-energienheten joule (J) förlitar vi oss på Einsteins massenergiekvivalens:E = mc². Den här korta guiden leder dig genom konverteringen steg för steg, inklusive ett verkligt exempel med litium-7.
Massan av en kärna är alltid mindre än summan av dess protoner och neutroner. Noggranna massmätningar är viktiga; avrundning tidigt kan eliminera den lilla massdefekten.
Använd den exakta omvandlingen:1amu = 1,66053886 × 10⁻²⁷kg.
Sätt in massdefekten (här 1 amu) och ljusets hastighet (c = 2,99792458 × 10⁸ms⁻¹) i E = mc²:
E = 1.66053886 × 10⁻²⁷ kg × (2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹)²
Att utföra beräkningen ger E = 1,492393 × 10⁻¹⁰kgm²s⁻².
Eftersom 1kgm²s⁻² är lika med 1J är slutresultatet:
1amu = 1,492393 × 10⁻¹⁰J
• Kärnmassa av ⁷Li = 7,014353amu• Total massa av dess nukleoner:(3 × 1,007276) + (4 × 1,008665) = 7,056488amu• Massa defekt = 7,056488 – 7,014353 = 0,042135amu
0,042135amu × 1,66053886 × 10⁻²⁷kg= 6,99693 × 10⁻²⁸kg
E = 6,99693 × 10⁻²⁸kg × (2,99792458 × 10⁸ms⁻¹)² = 6,28842 × 10⁻¹²J
Således är bindningsenergin för litium-7 ungefär 6,29 × 10⁻¹²J.
Dessa beräkningar illustrerar hur massdefekten direkt översätts till bindande energi, vilket understryker den djupa kopplingen mellan massa och energi som beskrivs av relativitetsteorien.
