आधुनिक भौतिकशास्त्र
लोह-56 बंधन ऊर्जा
स्थिर लोह-शिखर — प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A वाचा.
लोह-56 बंधन ऊर्जा — संवादी आधुनिक भौतिकशास्त्र सिम्युलेशन. स्थिर लोह-शिखर — प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A वाचा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
बंधन ऊर्जा
स्थिर लोह-शिखर — प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A वाचा.
लोह-56 नाभिकीय स्थिरता वक्रावर प्रति न्यूक्लिऑन बंधन ऊर्जा B/A च्या शिखराजवळ बसतो. हलक्या नाभिकांचे संलयन व जडांचे विखंडन दोन्ही लोहाकडे जाऊन ऊर्जा सोडतात. द्रव-थेंब मॉडेलमधून B(Z,A) वाचा: Fe जवळ B/A कमाल — ताऱ्या लोहानंतर संलयन थांबवतात व विखंडन-तुकडे न्यूट्रॉन-समृद्ध का असतात याचे उत्तर.
- B/A शिखर Fe-56 वर
- वस्तुमानांतर
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
अर्ध-अनुभवजन्य वस्तुमान सूत्र (द्रव-थेंब मॉडेल) प्रोटॉन संख्या Z व वस्तुमान संख्या A मधून नाभिकाची एकूण बंधन ऊर्जा अंदाजते. Z 26 वर (लोह) धरून फक्त A बदलल्यास, मॉडेल प्रत्येक जोडलेल्या न्यूक्लिऑनसह बंधन ऊर्जा सातत्याने वाढते असे भाकित करते का?'
विचारात घेण्याचे अनुमान
- हो — जास्त न्यूक्लिऑन म्हणजे नेहमी जास्त एकूण बंधन ऊर्जा.
- नाही — बंधन ऊर्जा स्पर्धा करणाऱ्या पदांच्या (घनफळ, पृष्ठभाग, कूलॉम, असममिती) संतुलनावर अवलंबूण जी A वाढताना वेगळ्या बदलतात, म्हणून ती प्रत्येक न्यूक्लिऑनसह सहज वाढत नाही.
- A वाढताना बंधन ऊर्जा नेहमी घसरते.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- वस्तुमान संख्या A
तुम्ही काय मापता:
- एकूण बंधन ऊर्जा E_B (MeV)
तपासणी कशी चालते
- आयर्न-बाइंडिंग प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. हा प्रीसेट Z = 26 प्रोटॉनसह लोह मॉडेल करतो.
- बंधन-ऊर्जा वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी वस्तुमान संख्या A निश्चित करा (Z = 26 धरून) व एकूण बंधन ऊर्जा नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
वस्तुमान–ऊर्जा समता (बंधन ऊर्जा) — B = Δmc²
नाभिकाचे वस्तुमान तिच्या स्वतंत्र प्रोटॉन व न्यूट्रॉनांच्या बेरजेपेक्षा कमी असते — ती गायब वस्तुमान Δm बंधन ऊर्जेत रूपांतरित होते B = Δmc² द्वारे, नाभिक एकत्र धरणारी ऊर्जा. Δm चे मूल्य (व म्हणून B) अर्ध-अनुभवजन्य वस्तुमान सूत्राच्या स्पर्धा करणाऱ्या घनफळ, पृष्ठभाग, कूलॉम व असममिती पदांतून येते — नाभिक द्रव-थेंब म्हणून मॉडेल करून.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26 सह E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
- तुमच्या तीन फेर्या चढतात मग उतरतात — E_B, A = 56 पासून A = 80 पर्यंत चढते, मग A = 110 पर्यंत परत उतरते. घनफळ पद +a_vA (प्रत्येक न्यूक्लिऑनसह वाढणारा) शेवटी पृष्ठभाग व असममिती पदांनी का ओलांडला जातो, व −a_a(A−2Z)²/A न्यूट्रॉन संख्या प्रोटॉन संख्येच्या पुढे पळून जाणाऱ्या नाभिकाला का शिक्षा करते ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- हाच द्रव-थेंब मॉडेल स्पष्ट करतो की खूप जड नाभिके (मोठे A) विखंडनातून (फाडण्यातून) ऊर्जा सोडतात तर खूप हलकी नाभिके संलयनातून (जोडण्यातून) — दोन्ही प्रक्रिया नाभिकांना लोहाजवळच्या प्रति-न्यूक्लिऑन बंधन-ऊर्जेच्या शिखर प्रदेशाकडे नेतात. लोह या शिखराजवळ का बसते ते स्पष्ट करा.
- हे अर्ध-अनुभवजन्य वस्तुमान सूत्राची सोपी आवृत्ती आहे (सम/विषम न्यूक्लिऑन संख्यांचा जोडी-पद वगळला आहे), म्हणून तिची भाकिते खऱ्या नाभिकीय वस्तुमान तक्त्याशी नेमकी जुळणार नाहीत. तरीही भौतिकशास्त्रज्ञांना शिकवण्यासाठी असे सोपे मॉडेल उपयुक्त का वाटते — पूर्ण अचूक न असल्याचे माहीत असतानाही?'
- 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
- लोह-बंधनामध्ये स्वागत आहे
- न्यूक्लाइड निवडा
- प्ले दाबा
- कमाल प्रति-न्यूक्लिऑन बंधन
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.