Förstå bindande energi
Bindande energi är energin som håller nukleonerna (protoner och neutroner) tillsammans i en atomkärna. Det är ett mått på kärnan i kärnan. En högre bindande energi betyder en mer stabil kärna.
Nyckelkoncept
* Massdefekt: Massan hos en kärna är alltid något * mindre * än summan av massorna för dess individuella protoner och neutroner. Denna skillnad i massa kallas *massdefekten *.
* Einsteins berömda ekvation: E =mc² relaterar massa (m) och energi (e). Massdefekten omvandlas till energi, som är den bindande energin.
Beräkningssteg
1. Bestäm massorna:
* Hitta massan av de enskilda protonerna och neutronerna som utgör kärnan. Du kan slå upp dessa på den periodiska tabellen eller i en tabell med nuklider.
* Hitta massan på hela kärnan.
* Beräkna massfel:
* Massdefekt =(massa av protoner + massa av neutroner) - Massa av kärnor
2. Konvertera massfel till bindande energi:
* Använd Einsteins ekvation (E =mc²) där:
* E =bindande energi
* m =massfel (se till att det är i kilogram)
* C =ljushastighet (299,792,458 m/s)
3. enheter:
*Bindande energi uttrycks vanligtvis i enheter av *Mega-Electron Volts (MeV) *. Du kan behöva konvertera från Joules (J) till MeV:
* 1 MeV =1,602 × 10⁻³ J
Exempel
Låt oss beräkna den bindande energin i en helium-4-kärna (⁴he):
* massa av 2 protoner: 2 × 1.007276 U =2.014552 U
* massa av 2 neutroner: 2 × 1.008665 U =2.017330 U
* massa av kärnan: 4.001506 U
* Massdefekt: (2.014552 U + 2.017330 U) - 4.001506 U =0,030376 U
Konvertering till MeV:
* 1 u =1.66054 × 10⁻²⁷ kg
* Massdefekt i kg =0,030376 U × (1.66054 × 10⁻²⁷ kg/u) =5.0443 × 10⁻²⁹ kg
* Bindande energi =(5.0443 × 10⁻²⁹ kg) × (299.792.458 m/s) ²
* Bindande energi ≈ 4,53 × 10⁻² J
* Bindande energi ≈ 28,2 MeV
Nyckelpunkter:
* Bindande energi är en positiv mängd.
* Högre bindande energi per nukleon indikerar större stabilitet.
* Bindande energi är en viktig faktor i kärnkraftsreaktioner och kärnstabilitet.
