Física moderna
Energía de ligadura del hierro-56
Pico estable del hierro — lee la energía de ligadura por nucleón B/A.
Energía de ligadura del hierro-56 — simulación interactiva de Física moderna. Pico estable del hierro — lee la energía de ligadura por nucleón B/A. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Energía de ligadura
Pico estable del hierro: lee la energía de ligadura por nucleón B/A.
Pico estable del hierro: lee la energía de ligadura por nucleón B/A.
- Pico de B/A en el Fe-56
- Defecto de masa
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
La fórmula de masa semiempírica (modelo de gota de líquido) estima la energía de enlace total de un núcleo a partir de su recuento de protones Z y su número de masa A. Manteniendo Z fijo en 26 (hierro) y cambiando solo A, ¿predice el modelo que la energía de enlace aumentará de manera constante con cada nucleón agregado?
Predicciones para pesar
- Sí, más nucleones siempre significa más energía de enlace total.
- No: la energía de enlace depende de un equilibrio de términos en competencia (volumen, superficie, culombio, asimetría) que cambian de manera diferente a medida que A crece, por lo que no simplemente aumenta con cada nucleón agregado.
- La energía de enlace siempre disminuye a medida que A aumenta.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Número de masa A
Lo que mides:
- Energía de enlace total E_B (MeV)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de energía de enlace del hierro y presione Restablecer. Este preajuste modela el hierro con Z = 26 protones.
- Habilite la lectura de energía de enlace.
- Establezca el número másico A para cada prueba (manteniendo Z = 26 fijo) y registre la energía de enlace total.
Ecuación rectora
Fórmula de masa semiempírica (modelo de gota de líquido) — B = Δmc²
La energía de enlace de un núcleo se modela como una competencia entre un término de volumen (que favorece más nucleones), un término de superficie (que penaliza a los nucleones en la "superficie" de la gota nuclear), un término de Coulomb (que penaliza la repulsión protón-protón) y un término de asimetría (que penaliza los recuentos desiguales de protones/neutrones).
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A usando a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Compare con la tabla.
- Sus tres pruebas suben y luego bajan: E_B aumenta de A = 56 a A = 80 y luego vuelve a disminuir en A = 110. Explique cómo el término de volumen +a_vA, que crece con cada nucleón añadido, termina siendo superado por los términos de superficie y asimetría, y por qué −a_a(A−2Z)²/A penaliza a un núcleo cuyo número de neutrones supera ampliamente a su número de protones.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Este mismo modelo de gota de líquido explica por qué los núcleos muy pesados (A grande) liberan energía mediante fisión (división), mientras que los núcleos muy ligeros liberan energía mediante fusión (combinación); ambos procesos mueven los núcleos hacia la región máxima de energía de unión por nucleón cerca del hierro. Explique por qué el hierro se encuentra cerca de este pico.
- Esta es una versión simplificada de la fórmula de masa semiempírica (omite el término de emparejamiento para recuentos de nucleones pares/impares), por lo que sus predicciones no coincidirán exactamente con una tabla de masa nuclear real. ¿Por qué los físicos todavía pueden encontrar útil un modelo simplificado como este para la enseñanza, incluso sabiendo que no es perfectamente exacto?
- 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
- Bienvenido a la energía de ligadura del hierro
- Selecciona el nuclido
- Pulsa Reproducir
- Máximo de ligadura por nucleón
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
Abrir laboratorio interactivo →
Descargar ficha de laboratorio →