Bindande energi är den energi som krävs för att separera nukleonerna (protoner och neutroner) i en atoms kärna. Det är ett mått på hur starkt kärnan hålls samman. Så här kan du beräkna det:
1. Massdefekt:
* Bestäm massan för de enskilda nukleonerna: Hitta massan av protoner och neutroner i kärnan. Du kan leta upp dessa i ett periodiskt bord eller en tabell med atommassor.
* Beräkna nukleonsens totala massa: Multiplicera antalet protoner med massan av en proton och antalet neutroner med massan av en neutron.
* Hitta massfel: Subtrahera den faktiska massan av kärnan (som finns på en periodisk tabell) från den totala massan för de nukleoner du beräknade. Denna skillnad i massan kallas massdefekten.
2. Einsteins berömda ekvation:
* Konvertera massfel till energi: Använd Einsteins berömda ekvation, E =MC², för att konvertera massdefekten (i atommassenheter, AMU) till energi.
* e är den bindande energin (i Joules)
* m är massfekten (i kg)
* c är ljusets hastighet (299 792 458 m/s)
Här är en uppdelning av formeln och enheterna:
* e (bindande energi) =Δm (massdefekt) × c² (lätt kvadratisk hastighet)
* Δm =(z × m_p + n × m_n) - m_atom
* z är atomnumret (antal protoner)
* n är antalet neutroner
* m_p är massan av en proton (1.007276 AMU)
* m_n är massan av en neutron (1.008665 AMU)
* m_atom är den faktiska massan av atomen (AMU)
Exempel:
Låt oss beräkna den bindande energin för helium-4 (⁴he):
1. Massdefekt:
* z =2 (Antal protoner)
* n =2 (Antal neutroner)
* m_p =1.007276 AMU
* m_n =1.008665 Amu
* m_atom =4.002603 Amu
* Δm =(2 × 1,007276 + 2 × 1,008665) - 4.002603 =0,030379 AMU
2. bindande energi:
* E =0,030379 AMU × (1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg/amu) × (299,792,458 m/s) ²
* e ≈ 4,54 × 10⁻² J
Viktiga anteckningar:
* enheter: Kom ihåg att använda lämpliga enheter för massa (kg) och ljushastighet (m/s). Du kan behöva konvertera AMU till kilogram med omvandlingsfaktor 1 AMU =1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg.
* bindande energi per nukleon: Du kan beräkna den bindande energin per nukleon genom att dela den totala bindande energin med det totala antalet nukleoner i kärnan. Detta värde ger dig ett mått på kärnan i kärnan.
Denna beräkning kan verka komplex till en början, men med övning kan du enkelt beräkna bindande energi!
