Съвременна физика
Енергия на свързване на желязо-56
Стабилен желязен връх — прочети енергията на свързване на нуклон B/A.
Енергия на свързване на желязо-56 — интерактивна симулация Съвременна физика. Стабилен желязен връх — прочети енергията на свързване на нуклон B/A. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Енергия на свързване
Стабилен желязен връх — прочети енергията на свързване на нуклон B/A.
Желязо-56 седи близо до върха на енергията на свързване на нуклон B/A по кривата на ядрената стабилност. Сливането на леки ядра и деленето на тежки и двете освобождават енергия, придвижвайки се към желязото. Прочети B(Z,A) от модела на течната капка: B/A е максимално близо до Fe, което обяснява защо звездите спират да сливат след желязото и защо продуктите на деленето са богати на неутрони.
- Връх B/A при Fe-56
- Дефект на масата
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Полуемпиричната формула за маса (модел на течната капка) оценява пълната енергия на свързване на ядро от броя протони Z и масовото число A. При фиксирано Z = 26 (желязо) и промяна само на A, предсказва ли моделът енергия на свързване, нарастваща стабилно с всеки добавен нуклон?
Предсказвания за преценка
- Да — повече нуклони винаги значат повече пълна енергия на свързване.
- Не — енергията на свързване зависи от баланс на съревновващи се членове (обем, повърхност, Кулон, асиметрия), които се изместват различно с нарастване на A, така че не нараства просто с всеки добавен нуклон.
- Енергията на свързване винаги намалява с нарастване на A.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Масово число A
Какво измерваш:
- Пълна енергия на свързване E_B (MeV)
Как протича изследването
- Отвори настройката желязна свързаност и натисни Нулирай. Тази настройка моделира желязо с Z = 26 протона.
- Включи показанието за енергия на свързване.
- Задай масовото число A за всеки опит (с фиксирано Z = 26) и запиши пълната енергия на свързване.
Управляващо уравнение
Полуемпирична формула за масата (модел на течната капка) — B = Δmc²
Енергията на свързване на ядро се моделира като съревнование между обемен член (облагоприятстващ повече нуклони), повърхностен член (наказващ нуклони на „повърхността“ на ядрената капка), Кулонов член (наказващ протон-протонно отблъскване) и асиметричен член (наказващ неравни бройки протони/неутрони).
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A с a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Сравни с таблицата.
- Трите ти опита се качват и после падат — E_B се изкачва от A = 56 до A = 80, после пака пада до A = 110. Обясни как обемният член +a_vA, който расте с всеки добавен нуклон, накрая е изпреварен от повърхностния и асиметричния член, и защо −a_a(A−2Z)²/A наказва ядро, чиито неутрони изтичат далеч напред от протоните.
Къде това се появява извън лабораторията
- Същият модел на течната капка обяснява защо много тежки ядра (голямо A) освобождават енергия чрез делене (разделяне), докато много леки ядра освобождават енергия чрез сливане — и двата процеса местят ядра към пиковата област на енергия на свързване на нуклон близо до желязото. Обясни защо желязото седи близо до този пик.
- Това е опростена версия на полуемпиричната формула за маса (пропуска члена за сдвояване при четни/нечетни бройки нуклони), така че предсказанията ѝ няма да съвпаднат точно с реална ядрена масова таблица. Защо физиците биха намирали все пак опростен модел като този за полезен за преподаване, знаейки, че не е перфектно точен?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.3 Radioactive decay
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Добре дошъл при желязната свързаност
- Избери нуклида
- Натисни Пусни
- Пикова свързаност на нуклон
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →