आधुनिक भौतिकी
लोहा-56 बंधन ऊर्जा
स्थिर लोहा शिखर — प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A पढ़ें।
लोहा-56 बंधन ऊर्जा — इंटरैक्टिव आधुनिक भौतिकी सिमुलेशन। स्थिर लोहा शिखर — प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A पढ़ें। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
Binding ऊर्जा
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- B/A शिखर Fe-56 पर
- द्रव्यमान क्षति
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
semi-empirical द्रव्यमान सूत्र (liquid-drop मॉडल) अपने प्रोटॉन गिनती Z और द्रव्यमान संख्या A से नाभिक की कुल बंधन ऊर्जा का अनुमान लगाता है। Z को 26 (लौह) पर स्थिर रखना और केवल A बदलना, क्या मॉडल प्रत्येक जोड़े गए न्यूक्लियॉन के साथ बंधन ऊर्जा को लगातार बढ़ने की भविष्यवाणी करता है?
तौलने की भविष्यवाणी
- हाँ - अधिक न्यूक्लियॉन का मतलब हमेशा अधिक कुल बंधन ऊर्जा होता है।
- नहीं - बंधन ऊर्जा प्रतिस्पर्धी शर्तों (आयतन, सतह, कूलम्ब, असममिति) के संतुलन पर निर्भर करती है जो ए बढ़ने के साथ अलग-अलग बदलाव करती है, इसलिए यह प्रत्येक जोड़े गए न्यूक्लियॉन के साथ नहीं बढ़ती है।
- जैसे-जैसे A बढ़ता है, बंधन ऊर्जा हमेशा घटती जाती है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- द्रव्यमान संख्या A
आप क्या मापते हैं:
- कुल बंधन ऊर्जा E_B (MeV)
जाँच कैसे चलती है
- iron-binding प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। यह प्रीसेट मॉडल Z = 26 प्रोटॉन के साथ आयरन होता है।
- binding-energy रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए द्रव्यमान संख्या A सेट करें (Z = 26 को स्थिर रखते हुए) और कुल बंधन ऊर्जा रिकॉर्ड करें।
नियंत्रक समीकरण
द्रव्यमान–ऊर्जा तुल्यता (बंधन ऊर्जा) — B = Δmc²
नाभिक का द्रव्यमान उसके अलग-अलग प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों के योग से कम होता है — वह लुप्त द्रव्यमान Δm, B = Δmc² के माध्यम से बंधन ऊर्जा में बदल जाता है, जो नाभिक को बांधे रखने वाली ऊर्जा है। Δm का मान स्वयं (और इसलिए B) अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र के प्रतिस्पर्धी आयतन, पृष्ठ, कूलॉम्ब और विषमता पदों से आता है, जो नाभिक को तरल बूंद के रूप में मॉडल करता है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26 का उपयोग करके E_B = a_vA - a_sA^(2/3) - a_cZ(Z−1)/A^(1/3) - a_a(A−2Z)²/A की गणना करें। तालिका से तुलना करें।
- आपके तीन परीक्षण पहले बढ़ते हैं और फिर घटते हैं — E_B, A = 56 से A = 80 तक बढ़ती है, फिर A = 110 पर फिर से घट जाती है। बताएं कि आयतन पद +a_vA, जो हर जोड़े गए न्यूक्लिऑन के साथ बढ़ता है, अंततः सतह और असममिति पदों द्वारा कैसे पीछे छूट जाता है, और असममिति पद −a_a(A−2Z)²/A उस नाभिक को क्यों दंडित करता है जिसकी न्यूट्रॉन संख्या उसकी प्रोटॉन संख्या से बहुत आगे निकल जाती है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- यही liquid-drop मॉडल बताता है कि क्यों बहुत भारी नाभिक (बड़े A) विखंडन (विभाजन) के माध्यम से ऊर्जा छोड़ते हैं जबकि बहुत हल्के नाभिक संलयन (संयोजन) के माध्यम से ऊर्जा छोड़ते हैं - दोनों प्रक्रियाएं नाभिक को लोहे के पास शिखर binding-energy-per-nucleon क्षेत्र की ओर ले जाती हैं। बताएं कि लोहा इस चोटी के पास क्यों बैठता है।
- यह semi-empirical द्रव्यमान सूत्र का एक सरलीकृत संस्करण है (यह even/odd न्यूक्लियॉन गणना के लिए युग्मन शब्द को छोड़ देता है), इसलिए इसकी भविष्यवाणियां वास्तविक परमाणु द्रव्यमान तालिका से बिल्कुल मेल नहीं खाती हैं। यह जानते हुए भी कि यह पूरी तरह से सटीक नहीं है, भौतिक विज्ञानी अभी भी इस तरह के सरलीकृत मॉडल को शिक्षण के लिए उपयोगी क्यों पा सकते हैं?
- 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
- लोहे का बंधन में आपका स्वागत है
- न्यूक्लाइड
- चलाएँ दबाएँ
- प्रति nucleon अधिकतम बंधन
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