Nüüdisaegne füüsika
Raud-56 seoseenergia
Stabiilne raua tipp — loe seoseenergia nukleoni kohta B/A.
Raud-56 seoseenergia — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Stabiilne raua tipp — loe seoseenergia nukleoni kohta B/A. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor reaalaja SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Seoseenergia
Stabiilne raua tipp — loe seoseenergia nukleoni kohta B/A.
Raud-56 istub tuvastabiilsuse kõveral seoseenergia nukleoni kohta B/A tipu lähedal. Kergete tuumade sulandumine ja raskete lõhustumine mõlemad vabastavad energiat, liikudes raua poole. Loe B(Z,A) vedeltilgumudelist: B/A on maksimaalne Fe lähedal, selgitades, miks tähed lakkavad sulatamast pärast rauda ja miks lõhustumise fragmendid on neutronirikkad.
- B/A tipp Fe-56 juures
- Massidefekt
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Pool-empiriline massivalem (tilgamudel) hindab tuuma koguseoseenergiat tema protonite arvust Z ja massiarvust A. Hoides Z fikseeritud väärtusel 26 (raud) ja muutes ainult A-d, kas mudel ennustab seoseenergiat kasvavat kindlalt iga lisatud nukleoniga?
Kaalutavad ennustused
- Jah — rohkem nukleone tähendab alati rohkem koguseoseenergiat.
- Ei — seoseenergia sõltub konkureerivate liikmete (ruumala, pind, Coulomb, asümmeetria) tasakaalust, mis nihkuvad erinevalt, kui A kasvab, seega ta ei kasva lihtsalt iga lisatud nukleoniga.
- Seoseenergia kahaneb alati, kui A kasvab.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Massiarv A
Mida sa mõõdad:
- Kogu sidumisenergia E_B (MeV)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava rauaseose eelseadistus ja vajuta Lähtesta. See eelseadistus modelleerib rauda Z = 26 protoniga.
- Lülita sisse seoseenergia näit.
- Sea iga katse jaoks massiarv A (hoides Z = 26 fikseeritud) ja kirjuta üles koguseoseenergia.
Juhtiv võrrand
Massi-energia ekvivalentsus (sidumisenergia) — B = Δmc²
Aatomi tuuma mass on väiksem kui tema eraldi prootonite ja neutronite summa — see puuduv mass Δm teiseneb sidumisenergiaks valemiga B = Δmc², energiaks, mis hoiab tuuma koos. Δm väärtus ise (ja seega B) tuleb pool-empirilise massivalemi konkureerivatest ruumala, pinna, Coulombi ja asümmeetria liikmetest, mis modelleerib tuuma tilgana.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A, kasutades a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Võrdle tabeliga.
- Sinu kolm katset tõusevad ja siis langevad — E_B ronib A = 56-lt A = 80-ni, siis langeb jälle A = 110-ni. Selgita, kuidas ruumala liikme +a_vA, mis kasvab iga lisatud nukleoniga, hõivatakse lõpuks pinna- ja asümmeetrialihete poolt, ja miks −a_a(A−2Z)²/A karistab tuuma, kelle neutronite arv jookseb protonite arvust kaugele ette.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Sama tilgamudel selgitab, miks väga rasked tuumad (suur A) vabastavad energiat lõhustumise (lõhkemise) kaudu, samas kui väga kergetel tuumadel vabaneb energia sulandumise (ühinemise) kaudu — mõlemad protsessid liigutavad tuumi seoseenergia-per-nukleoni piigi poole raua lähedal. Selgita, miks raud istub selle piigi lähedal.
- See on pool-empirilise massivaleme lihtsustatud versioon (ta jätab välja paarlisuse liikme paaris/ paaritu nukleonide arvu jaoks), seega tema ennustused ei kattu täpselt päris tuhamasside tabeliga. Miks võivad füüsikud ikkagi leida, et selline lihtsustatud mudel on õpetamiseks kasulik, teades, et ta pole täiesti täpne?
- 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
- Tere tulemais raua seose juurde
- Vali nukliid
- Vajuta Esita
- Tippseoseenergia nukleoni kohta
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida reaalaja mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.