Door J.R. Kambak , bijgewerkt op 30 augustus 2022

Atomaire massa-eenheden (amu) bieden een handige manier om de massa van subatomaire deeltjes uit te drukken. Om amu om te zetten in de SI-energie-eenheid joule (J), vertrouwen we op Einsteins massa-energie-equivalentie:E =mc². Deze korte handleiding leidt u stap voor stap door de conversie, inclusief een praktijkvoorbeeld met lithium-7.

Stap-voor-stap conversie van 1amu naar joule

1. Herken het massadefect

De massa van een kern is altijd kleiner dan de som van de protonen en neutronen waaruit hij bestaat. Nauwkeurige massametingen zijn essentieel; Vroegtijdig afronden kan het kleine massadefect elimineren.

2. Converteer amu naar kilogram

Gebruik de precieze conversie:1amu = 1,66053886 × 10⁻²⁷kg.

3. Pas de vergelijking van Einstein toe

Plaats het massadefect (hier 1amu) en de lichtsnelheid (c = 2,99792458 × 10⁸ms⁻¹) in E = mc²:

E = 1.66053886 × 10⁻²⁷ kg × (2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹)²

4. Bereken de energie

Het uitvoeren van de berekening levert E = 1,492393 × 10⁻¹⁰kgm²s⁻² op.

5. Converteren naar joule

Aangezien 1kgm²s⁻² gelijk is aan 1J, is het eindresultaat:

1amu = 1,492393 × 10⁻¹⁰J

Voorbeeld:bindingsenergie van lithium‑7

1. Bepaal het massadefect

• Kernmassa van ⁷Li = 7,014353amu• Totale massa van zijn nucleonen:(3 × 1,007276) + (4 × 1,008665) = 7,056488amu• Massa defect = 7,056488 – 7,014353 = 0,042135amu

2. Omrekenen naar kilogram

0,042135amu × 1,66053886 × 10⁻²⁷kg=6,99693 × 10⁻²⁸kg

3. Bereken de energie

E = 6,99693 × 10⁻²⁸kg × (2,99792458 × 10⁸ms⁻¹)² =6,28842 × 10⁻¹²J

De bindingsenergie van lithium-7 bedraagt dus ongeveer 6,29 × 10⁻¹²J.

Deze berekeningen illustreren hoe het massadefect zich direct vertaalt in bindingsenergie, en onderstreept het diepgaande verband tussen massa en energie, beschreven door de relativiteitstheorie.