Branduolių surišimo energija: skysto lašo modelis

1 · Spėk

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?

• 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.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Branduolių surišimo energija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šis eksperimentas modeliuoja geležį su Z = 26 protonais.
2. Įjunk surišimo energijos rodmuo.
3. Nustatyk masės skaičių A kiekvienam bandymui (Z = 26 laikant fiksuotu) ir užsirašyk bendrąją surišimo energiją.

3 · Rink duomenis

Braišyk surišimo energiją E_B (y ašis) prieš masės skaičių A (x ašis) savo trims bandymams.

4 · Analizuok

1. 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.
2. 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.

5 · Išplėsk

1. 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.
2. 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?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai