het berekenen van nucleaire bindingsenergie

Nucleaire bindingsenergie (BE) is de energie die nodig is om alle nucleonen (protonen en neutronen) in de kern van een atoom te scheiden. Hier is hoe u het kunt berekenen:

1. Bepaal het massafefect:

* massa -defect (ΔM): Dit is het verschil tussen de massa van de kern en de som van de massa's van zijn individuele protonen en neutronen.

* formule: ΔM =(zm _p + Nm _n ) - M _nucleus

* Z =Atomisch nummer (aantal protonen)

* N =neutronennummer (aantal neutronen)

* M _p =Massa van een proton (1,00727647 AMU)

* m _n =Massa van een neutron (1,00866492 AMU)

* M _Nucleus =Massa van de kern (experimenteel gemeten)

2. Converteer het massafefect naar energie:

* Einstein's beroemde vergelijking: E =ΔMc ²

* E =bindende energie

* ΔM =massa -defect (in atomaire massa -eenheden - amu)

* C =Lichtsnelheid (2.99792458 x 10 ^{8 mevrouw)}

3. Druk de energie uit in de gewenste eenheid:

* Gemeenschappelijke eenheden:

* mev (megaelectron volt): 1 AMU =931.494 MeV

* Joules: 1 AMU =1.49242 x 10 ^-10 J

Voorbeeld:

Laten we de bindende energie van helium-4 berekenen ( 4 Hij):

1. Massafefect:

* Z =2 (aantal protonen)

* N =2 (aantal neutronen)

* M _p =1,00727647 AMU

* m _n =1,00866492 Amu

* M _Nucleus =4,00260325 AMU (experimentele waarde)

* Δm =(2 * 1.00727647 + 2 * 1.00866492) - 4.00260325 =0.030378 Amu

2. Energieconversie:

* E =0.030378 AMU * 931.494 MEV/AMU =28.295 MEV

Daarom is de bindende energie van helium-4 28.295 MeV.

Opmerking:

* Bindende energie is een positieve waarde, die de energie vertegenwoordigt die vrijkomt wanneer de nucleonen samen in de kern zijn gebonden.

* Hoe hoger de bindende energie per nucleon, hoe stabieler de kern.

* Deze berekening geeft de totale bindende energie. U kunt ook de bindende energie per nucleon berekenen door de totale bindende energie te delen door het aantal nucleonen.

Deze methode geeft een goede benadering van de bindende energie, maar het is belangrijk om te onthouden dat experimentele waarden enigszins kunnen verschillen.