Energia de legare a nucleului atomic: Formula și definirea valorii

Fiecare dintre nucleele atomice absolut orice substanță chimică constă dintr-un set specific de protoni și neutroni. Acestea sunt ținute împreună prin faptul că particulele prezintă în energia de legare a nucleului atomic.

O trăsătură caracteristică a forțelor nucleare de atractie este puterea lor foarte mare pentru o distanță relativ mică (aproximativ 10 ^-13 cm). Odată cu creșterea distanței dintre particule și forța de atracție sunt slăbite în interiorul atomului.

Discurs despre energia de legare în nucleu

Dacă ne imaginăm că există o modalitate de a separa unul câte unul din nucleu, protonii și neutronii unui atom, și puneți-le la o asemenea distanță încât energia de legare a nucleului atomic a încetat să funcționeze, trebuie să fie o muncă foarte grea. Pentru a extrage nucleul de componentele sale atomice, trebuie să încercăm să învingă forțele intra-atomice. Aceste eforturi vor ieși pentru a separa atomul de pe nucleonii conținute în acesta. Prin urmare, este posibil să se judece că energia nucleului atomic este mai mică decât energia particulelor care o constituie.

Este egal cu masa masei particulelor subatomice atomului?

În 1919, cercetătorii au învățat pentru a măsura masa nucleului atomic. Cel mai adesea este „cântărit“, prin intermediul unor dispozitive tehnice speciale, care sunt numite spectrometre de masă. Principiul funcționării acestor dispozitive este că comparat caracteristicile mișcării particulelor cu mase diferite. În plus, aceste particule au aceeași sarcină electrică. Calculele arată că acele particule care au rate diferite de masă se deplasează de-a lungul diferite traiectorii.

Oamenii de stiinta moderni au descoperit cu mare precizie masele de toate nucleele și protoni și neutroni lor constitutive. Dacă comparăm greutatea unui nucleu specific cu suma maselor particulelor conținute în ea, se dovedește că, în fiecare caz, masa miezului este mai mare decât masa de protoni individuali și neutroni. Această diferență de aproximativ 1% pentru fiecare produs chimic. Prin urmare, se poate concluziona că energia de legătură a nucleului atomic - este de 1% din energia păcii sale.

Proprietățile forțelor nucleare

Neutronii care sunt în interiorul nucleului, se resping reciproc de forțele Coulomb. Dar, în același atom nu se încadrează în afară. Aceasta este facilitată de prezența forțelor de atracție între particulele în atom. Aceste forțe, care sunt de natură, care este diferit de putere, numită nucleară. Iar interacțiunea dintre neutroni și protoni numit interacțiune puternică.

Pe scurt, proprietățile forțelor nucleare sunt după cum urmează:

• Această independență taxă;
• efect numai la distanțe scurte;
• și saturație, prin care se înțelege de retenție apropiat unul de altul decât un anumit număr de nucleoni.

Conform legii de conservare a energiei, într-un moment în care particulele nucleare sunt conectate, există o eliberare de energie sub formă de radiații.

Energia de legare a nucleelor atomice: formula

Pentru calculele menționate folosind o formulă comună:

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

Aici E sub _legarea se referă la energia de legare a nucleului; c - Viteza luminii; Z este numărul de protoni; (AZ) - numărul de neutroni; m _p reprezintă masa unui proton; și m _n - masa neutronului. M _i este greutatea nucleului atomic.

Energia interna a nucleelor de diverse substanțe

Pentru a determina energia legării nucleare, a folosit aceeași formulă. Calculat prin energia de legare așa cum este indicat anterior formula, nu este mai mult de 1% din energia totală a atomului sau energia de repaus. Cu toate acestea, la o examinare mai atentă se dovedește că acest număr este destul variază în tranziția de la o substanță la alta. Dacă încercați să determine valorile sale exacte, ele vor fi deosebit de diferit de așa-numitele nuclee ușoare.

De exemplu, energia de legare în atomul de hidrogen este zero, pentru că există doar un singur proton. Energia de legare a nuclee de heliu va fi de 0,74%. La baza unei substanțe numite tritiu, acest număr va fi egal cu 0,27%. In oxigen - 0,85%. In nucleu, care este de aproximativ șaizeci de nucleoni energia de legare atomic ar fi de aproximativ 0,92%. Pentru nuclee cu o mai mare greutate, acest număr va scădea treptat până la 0,78%.

Pentru a determina energia de legare nucleară a heliului, tritiu, oxigen, sau orice altă substanță utilizată aceeași formulă.

Tipurile de protoni și neutroni

Principalele cauze ale acestor diferențe pot fi explicate. Cercetatorii au descoperit ca toate nucleoni, care sunt conținute în nucleu, se împart în două categorii: de suprafață și internă. nucleoni interne - sunt cele care sunt înconjurate de alți protoni și neutroni din toate părțile. Suprafața este înconjurat de ele numai din interior.

Energia de legare a nucleului atomic - o forță care este exprimat mai mult la nucleonii interne. Ceva mod similar și se produce atunci când tensiunea superficială a diferitelor lichide.

Cât de mulți nucleonilor într-un nucleu este plasat

Sa constatat că numărul de nucleoni interne deosebit de scăzute în așa-numitele nuclee ușoare. Iar cei care fac parte din categoria luminii, aproape toate nucleonilor sunt considerate ca fiind superficiale. Se crede că energia de legătură a nucleului atomic - este cantitatea care trebuie să crească cu numărul de protoni și neutroni. Dar chiar și o astfel de creștere nu poate continua la nesfârșit. Atunci când un anumit număr de nucleoni - și este 5-60 - intră în vigoare este o altă forță - repulsie lor electrice. Aceasta se produce chiar și indiferent dacă energia de legare în nucleu.

Energia de legare a nucleului atomic din diferite materiale folosite de oamenii de știință, în scopul de a elibera energia nucleară.

Mulți oameni de știință sunt mereu interesați de întrebarea: unde este mai mare energia atunci când nuclee mai ușoare în mai grele fuzioneze? De fapt, această situație este similară cu fisiunea. În procesul de fuziune a nucleelor ușoare, la fel cum se întâmplă în scindarea nucleelor grele formate întotdeauna un tip mai puternic. Pentru a „obține“ de nuclee usoare, toate nucleonilor sunt în ele, trebuie să consume mai puțină energie decât cea care iese în evidență atunci când sunt combinate. Declarația Reciproca este de asemenea adevărat. De fapt, sinteza de energie care se încadrează într-o anumită unitate de masă, poate fi mai multă putere specifică de fisiune.

Oamenii de știință au studiat procesele de fisiune

Procesul de fisiune nucleară a fost descoperit de oamenii de știință Hahn și Shtrasmanom în 1938 ani. În pereții de la Universitatea din Berlin cercetatorii chimice a descoperit ca in procesul de uraniu bombardament alt neutroni, acesta este transformat în elemente mai ușoare, în picioare în mijlocul tabelului periodic.

O mare contribuție la dezvoltarea acestui domeniu de cunoaștere a făcut și Liza Meytner, a cărui Gang a propus o dată pentru a studia radioactivitatea împreună. Hahn Meitner a permis să lucreze numai cu condiția ca acesta va efectua cercetarea lor în subsol și nu va urca la etajele superioare, care a fost un fapt de discriminare. Cu toate acestea, acest lucru nu o împiedică să realizeze progrese semnificative în studiile nucleului atomic.