It binende enerzjy fan de atoomkearn: Formule, en de wearde definysje

Elk fan de atomêre kearnen absoluut gjin gemyske stof bestiet út in spesifike set út protoanen en neutroanen. Se wurde holden elkoar troch it feit dat de dieltsjes presintearje binnen de binende enerzjy fan de atoomkearn.

In karakteristyk skaaimerk fan de nukleêre troepen fan attraksje is har tige hege macht foar in relatyf lytse ôfstân (ûngefear 10 ^-13 cm). Mei tanimmende ôfstân tusken de dieltsjes en de krêft fan 'e attraksje wurde ferswakke binnen it atoom.

Rede op de binende enerzjy yn de kearn

As wy yntinke dat der in manier om te skieden ien foar ien út de kearn, protoanen en neutroanen fan in atoom, en set se op sa'n ôfstân dy de binende enerzjy fan de atoomkearn opholden te betsjinjen, dat moat wêze hiel hurd wurkje. Om te ekstrahearje de kearn fan syn atomic gearstalling, we moatte besykje te oerwinnen de Intra-atomic troepen. Dy ynspanningen sille útgean te skieden it atoom op nucleons dy't dêryn. Dêrom is it mooglik om te oardieljen dat de enerzjy fan de atoomkearn is minder as de enerzjy fan de dieltsjes dêr't it bestiet.

It is lyk oan de massa fan subatomêre dieltsje massa fan it atoom?

Yn 1919, ûndersikers learde te mjitten de massa fan de atoomkearn. Meast faak wurdt it "weage" troch de wei fan spesjale technyske apparaten, dy't neamd massa spectrometers. It prinsipe fan de wurking fan sokke apparaten is dat yn ferliking de skaaimerken fan de moasje fan dieltsjes mei ferskillende massa. Boppedat, dy dieltsjes hawwe deselde elektryske lading. Berekkeningen litte sjen dat dy dieltsjes dy't hawwe ferskillende tariven fan massa beweecht lâns ferskillende trajectories.

Moderne wittenskippers hawwe fûn mei grutte krektens de massa fan alle kearnen en harren Constituent protoanen en neutroanen. At we ferlykje it gewicht fan in spesifyk kernel mei de som fan 'e massa fan de dieltsjes fan dizze útstellen tocht, it die bliken dat yn elts gefal de massa fan de kearn is grutter as de massa fan yndividuele protoanen en neutroanen. Dit ferskil fan ûngefear 1% foar eltse gemyske. Dêrom kin konkludearre dat de binende enerzjy fan de atoomkearn - is 1% fan de enerzjy fan syn frede.

De eigenskippen fan atoomkrêften

De neutroanen dy't binnen de kearn, stjitten elkoar troch Coulomb troepen. Mar op itselde atoom net útinoar falle. Dit wurdt fasilitearre troch de oanwêzigens fan de oantreklike krêften tusken dieltsjes yn it atoom. Dy krêften, dy't fan in natuer dy't oars út 'e macht, neamd nukleêre. En de ynteraksje fan neutroanen en protoanen neamd sterke ynteraksje.

Koart sein, de eigenskippen fan 'e nukleêre krêften binne as folget:

• Dy heffing independence;
• effect allinne op koarte ôfstannen;
• en sêding, dat wurdt ferstien fêsthâlden by elkoar mar in bepaald oantal nucleons.

Neffens de wet fan behâld fan enerzjy, yn in tiid doe't de nukleêre dieltsjes binne ferbûn, der is in útjefte fan enerzjy yn 'e foarm fan strieling.

It binende enerzjy fan atomic kearnen: de formule

Foar de neamde berekkeningen mei help fan in mienskiplike formule:

E _{b = (Z · m p + (} AZ) · m n -M _i) · c²

Hjir E ûnder _binende ferwiist nei de binende enerzjy fan de kearn; c - Velocity fan ljocht; Z is it oantal protoanen; (AZ) - it tal neutroanen; m _p denotes de massa fan in proton; en m _n - massa fan it neutron. M _i is it gewicht fan de atoomkearn.

De ynterne enerzjy fan de kearnen fan ferskate stoffen

Fêst te stellen de enerzjy fan 'e nukleêre binend, brûkt deselde formule. Berekkene troch de formule binding enerzjy as earder oanjûn, is it net mear as 1% fan de totale enerzjy fan it atoom of rest enerzjy. Mar by neier ûndersyk blykt dat dit oantal wurdt frij ferskilt yn 'e oergong fan ynfolling oan substânsje. At jo besykje om te bepalen syn krekte wearden, sy sille wêze bysûnder oars as de saneamde lichte kearnen.

Bygelyks, binende enerzjy binnen de hydrogen atoom nul is, want der is mar ien proton. It binende enerzjy fan helium kearnen sil wêze 0,74%. Oan 'e kearn fan in substânsje neamd tritium, dit oantal sil wêze gelyk oan 0,27%. Yn Oxygen - 0.85%. Yn de kearn, dy't ûngefear sechtich nucleons fan atomic binende enerzjy soe likernôch 0.92%. Foar kearnen mei grutter gewicht, dit oantal wurdt stadichoan ôfnimme nei 0,78%.

Fêst te stellen de nukleêre binende enerzjy fan helium, tritium, soerstof, of hokker oare stof brûkt deselde formule.

Soarten protoanen en neutroanen

De wichtichste oarsaken fan dy ferskillen kinne ferklearre wurde. Undersikers fine dat alle nucleons, dy't befette yn de kearn, binne yndield yn twa kategoryen: oerflak en ynterne. Ynterne nucleons - binne dyjingen dy't omjûn troch oare protoanen en neutroanen fan alle kanten. It oerflak wurdt omjûn troch harren allinnich fan binnenút.

It binende enerzjy fan de atoomkearn - in krêft dy't útdrukt wurdt mear by de ynterne nucleons. Something ferlykbere wize, en ûntstiet as it oerflak spanning fan de ferskate floeistoffen.

Hoefolle nucleons yn in kearn wurdt pleatst

It waard fûn dat it oantal ynterne nucleons benammen leech yn de saneamde lichte kearnen. En dyjingen dy't hearre ta de kategory fan it ljocht, hast allegear fan de nucleons wurde beskôge as oerflakkich. Der wurdt fan útgien dat de binende enerzjy fan de atoomkearn - is it bedrach dat moat groeie mei it oantal protoanen en neutroanen. Mar ek sa'n groei kin net trochgean ûnbeheind. Wannear't der in bepaald oantal nucleons - en it is fan 50 oant 60 - komt yn wurking is in oare krêft - harren elektryske ôfstjitting. It komt sels likefolle oft de binende enerzjy yn 'e kearn.

It binende enerzjy fan de atoomkearn yn ferskillende materialen brûkt troch wittenskippers om te loslitte kearnenerzjy.

In protte wittenskippers binne altiten ynteressearre yn de fraach: wêr docht de enerzjy doe't lichter kearnen lont yn swierder? Yn feite, dizze situaasje is te ferlykjen mei atomic fission. Yn it proses fan de fúzje fan lichte kearnen, krekt sa't it bart yn 'e Cleavage fan swiere kearnen altyd foarme in sterker type. Om "get" út ljocht kearnen alle nucleons binne yn har, moatte expend minder enerzjy as de straf dy't opfalt as se wurde kombinearre. De converse útspraak is ek wier. Yn feite is de synteze fan enerzjy dy't falt op in spesifike ienheid fan massa, kinne mear spesifike fission macht.

Wittenskippers hawwe studearre fission prosessen

It proses fan kearnenerzjy fission waard ûntdutsen troch wittenskippers Hahn en Shtrasmanom yn 1938 jier. Binnen de muorren fan 'e Universiteit fan Berlyn fan de gemyske ûndersikers ûntdutsen dat yn it proses fan uranium bombardemint noch in neutron, it is omset yn lichtere eleminten, steande yn' e midden fan 'e periodike tabel.

In grutte bydrage oan de ûntwikkeling fan dit mêd fan kennis hat makke en Liza Meytner, waans Gang ienris útsteld it bestudearjen fan de radioactiviteit byinoar. Hahn Meitner tastien te wurkjen allinne op it betingst dat it sil fiere harren ûndersyk yn 'e kelder, en nea sil klimme nei de boppeste ferdjippings, dat wie in feit fan diskriminaasje. Lykwols, dat lykwols net foarkomme dat it te berikken wichtige foarútgong yn de stúdzjes fan de atoomkearn.