Física moderna
Energia de lligam del ferro-56
Pic de ferro estable: llegeix l'energia de lligam per nucleó B/A.
Energia de lligam del ferro-56 — simulació interactiva de Física moderna. Pic de ferro estable: llegeix l'energia de lligam per nucleó B/A. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Energia de lligam
Pic de ferro estable: llegeix l'energia de lligam per nucleó B/A.
El ferro-56 seu a prop del pic d'energia de lligam per nucleó B/A a la corba d'estabilitat nuclear. La fusió de nuclis lleugers i la fissió dels pesats alliberen tots dos energia acostant-se al ferro. Llegeix B(Z,A) del model de gota líquida: B/A és màxim a prop del Fe, cosa que explica per què les estrelles deixen de fusionar més enllà del ferro i per què els fragments de fissió són rics en neutrons.
- Pic de B/A al Fe-56
- Defecte de massa
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
La fórmula de massa semiempírica (model de gota líquida) estima l'energia de lligam total d'un nucli a partir del seu nombre de protons Z i nombre de massa A. Mantenint Z fix a 26 (ferro) i canviant només A, prediu el model una energia de lligam creixent amb cada nucleó afegit?
Prediccions a valorar
- Sí: més nucleons sempre significa més energia de lligam total.
- No: l'energia de lligam depèn d'un balanç de termes competidors (volum, superfície, Coulomb, asimetria) que es desplacen diferent quan A creix, o sigui que no simplement augmenta amb cada nucleó afegit.
- L'energia de lligam sempre disminueix quan A augmenta.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Nombre de massa A
El que tu mesures:
- Energia de lligam total E_B (MeV)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Energia de lligam nuclear» i prem Restableix. Aquest predefinit modela el ferro amb Z = 26 protons.
- Activa la lectura d'energia de lligam.
- Defineix el nombre de massa A per a cada prova (mantenint Z = 26 fix) i enregistra l'energia de lligam total.
Equació governant
Fórmula semiempírica de masses (model de gota líquida) — B = Δmc²
L'energia de lligam d'un nucli es modela com a competició entre un terme de volum (afavoreix més nucleons), un terme de superfície (penalitza els nucleons a la «superfície» de la gota nuclear), un terme de Coulomb (penalitza la repulsió protó-protó) i un terme d'asimetria (penalitza recomptes desiguals de protons i neutrons).
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A amb a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Compara-ho amb la taula.
- Les teves tres proves pugen i després baixen: E_B puja d'A = 56 a A = 80 i torna a caure cap a A = 110. Explica com el terme de volum +a_vA, que creix amb cada nucleó afegit, acaba superat pels termes de superfície i asimetria, i per què −a_a(A−2Z)²/A penalitza un nucli el recompte de neutrons del qual va molt per davant del de protons.
On apareix això més enllà del laboratori
- Aquest mateix model de gota líquida explica per què els nuclis molt pesants (A gran) alliberen energia per fissió (divisió) mentre que els molt lleugers l'alliberen per fusió (combinació): tots dos processos mouen els nuclis cap a la regió de màxima energia de lligam per nucleó a prop del ferro. Explica per què el ferro seu a prop d'aquest pic.
- Aquesta és una versió simplificada de la fórmula de massa semiempírica (omet el terme d'aparellament per recomptes parells/senars de nucleons), de manera que les seves prediccions no coincidiran exactament amb una taula de masses nuclears real. Per què els físics encara poden trobar útil un model simplificat així per ensenyar, tot sabent que no és perfectament precís?
- 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
- Benvingut al Lligam del ferro
- Selecciona el núclid
- Prem Reprodueix
- Pic de lligam per nucleó
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →