Física moderna
Energía de enlace del hierro-56
Pico estable del hierro: lee la energía de enlace por nucleón B/A.
Energía de enlace del hierro-56 — simulación interactiva de Física moderna. Pico estable del hierro: lee la energía de enlace 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.
El hierro-56 se sitúa cerca del pico de energía de ligadura por nucleón B/A en la curva de estabilidad nuclear. La fusión de núcleos ligeros y la fisión de los pesados liberan energía ambas moviéndose hacia el hierro. Lee B(Z,A) del modelo de la gota líquida: B/A es máximo cerca del Fe, lo que explica por qué las estrellas dejan de fusionar más allá del hierro y por qué los fragmentos de fisión son ricos en neutrones.
- Pico de B/A en el Fe-56
- Defecto de masa
Resumen de la investigación
Planifica 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 guía
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 a evaluar
- 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, Coulomb, 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 de las 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
Equivalencia masa–energía (energía de enlace) — B = Δmc²
La masa de un núcleo es menor que la suma de sus protones y neutrones separados — esa masa desaparecida Δm se convierte en energía de enlace mediante B = Δmc², la energía que mantiene unido al núcleo. El valor de Δm mismo (y por tanto B) proviene de los términos competentes de volumen, superficie, de Coulomb y de asimetría de la fórmula de masa semiempírica, que modela el núcleo como una gota líquida.
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 de energía de enlace por nucleón máxima, 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 propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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