Modernioji fizika
Geležies-56 surišimo energija
Stabilusis geležies pikas — skaityk surišimo energiją vienam nukleonui B/A.
Geležies-56 surišimo energija — interaktyvi Modernioji fizika simuliacija. Stabilusis geležies pikas — skaityk surišimo energiją vienam nukleonui B/A. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Surišimo energija
Stabilusis geležies pikas — skaityk surišimo energiją vienam nukleonui B/A.
Geležis-56 sėdi prie surišimo energijos vienam nukleonui B/A pikos branduolių stabilumo kreivėje. Lengvų branduolių sintezė ir sunkiųjų dalijimasis abu išskiria energiją judėdami link geležies. Skaityk B(Z,A) iš skysto lašo modelio: B/A maksimalus netoli Fe, paaiškindamas, kodėl žvaigždės nustoja jungti už geležies ir kodėl dalijimosi fragmentai turtingi neutronais.
- B/A pikas ties Fe-56
- Masės deficitas
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Pusiau empirinė masės formulė (skysto lašo modelis) įvertina branduolio bendrąją surišimo energiją iš jo protonų skaičiaus Z ir masės skaičiaus A. Laikant Z fiksuotu 26 (geležis) ir keičiant tik A, ar modelis prognozuoja surišimo energiją didėjančią pastoviai su kiekvienu pridėtu nukleonu?
Svarstytini spėjimai
- Taip — daugiau nukleonų visada reiškia daugiau bendrosios surišimo energijos.
- Ne — surišimo energija priklauso nuo konkuruojančių narių (tūrio, paviršiaus, Kulono, asimetrijos) balanso, kurie keičiasi skirtingai A augant, tad ji tiesiog nedidėja su kiekvienu pridėtu nukleonu.
- Surišimo energija visada mažėja A didėjant.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Masės skaičius A
Ką tu matauji:
- Bendroji surišimo energija E_B (MeV)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Branduolių surišimo energija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šis eksperimentas modeliuoja geležį su Z = 26 protonais.
- Įjunk surišimo energijos rodmuo.
- Nustatyk masės skaičių A kiekvienam bandymui (Z = 26 laikant fiksuotu) ir užsirašyk bendrąją surišimo energiją.
Valdančioji lygtis
Pusiau empirinė masės formulė (skysto lašo modelis) — B = Δmc²
Branduolio surišimo energija modeliuojama kaip konkurencija tarp tūrio nario (palankiančio daugiau nukleonų), paviršiaus nario (baudžiančio nukleonus branduolinio lašo „paviršiuje“), Kulono nario (baudžiančio protonų-protonų stūmimąsi) ir asimetrijos nario (baudžiančio nelygius protonų/neutronų skaičius).
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A naudodamas a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Palygink su lentele.
- Tavo trys bandymai kyla ir tada krenta — E_B kyla nuo A = 56 iki A = 80, tada vėl krenta iki A = 110. Paaiškink, kaip tūrio narys +a_vA, augantis su kiekvienu pridėtu nukleonu, galiausiai yra aplenkiamas paviršiaus ir asimetrijos narių, ir kodėl −a_a(A−2Z)²/A baudžia branduolį, kurio neutronų skaičius toli bėga priekyje protonų skaičiaus.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Tas pats skysto lašo modelis paaiškina, kodėl labai sunkūs branduoliai (didelis A) išskiria energiją per dalijimąsi (skilimą), o labai lengvi — per sintezę (jungimąsi) — abu procesai stumia branduolius link pikinės surišimo energijos vienam nukleonui srities netoli geležies. Paaiškink, kodėl geležis sėdi prie šios pikos.
- Tai supaprastinta pusiau empirinės masės formulės versija (ji praleidžia poravimo narį lyginiams/nelyginiams nukleonų skaičiams), tad jos prognozės tiksliai neatitiks realios branduolių masių lentelės. Kodėl fizikams vis tiek gali būti naudingas supaprastintas modelis, kaip šis, mokymui, žinant, kad jis nėra tobulai tikslus?
- 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
- Sveiki atvykę prie geležies surišimo
- Pasirink nuklidą
- Spausk Leisti
- Pikinė surišimo energija vienam nukleonui
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →