Fiżika Moderna

Enerġija ta’ rabta ta’ ħadid-56

Il-quċċata stabbli tal-ħadid — aqra l-enerġija ta’ rabta għal kull nuklejun B/A.

Enerġija ta’ rabta ta’ ħadid-56 — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Il-quċċata stabbli tal-ħadid — aqra l-enerġija ta’ rabta għal kull nuklejun B/A. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

enerġija ta’ rabta

Il-quċċata stabbli tal-ħadid — aqra l-enerġija ta’ rabta għal kull nuklejun B/A.

Il-ħadid-56 joqgħod qrib il-quċċata ta’ enerġija ta’ rabta għal kull nuklejun B/A fuq il-kurva ta’ stabbiltà nukleari. Il-fużjoni ta’ nuklei ħfief u l-qsim ta’ dawk tqal it-tnejn joħorġu enerġija billi jimxu lejn il-ħadid. Aqra B(Z,A) mill-mudell ta’ qatra ta’ likwidu: B/A hu massimu qrib Fe, u jispjega għalfejn l-istilel jieqfu jifużjaw wara l-ħadid u għalfejn il-fraġmenti ta’ qsim huma ġesta b’newtroni.

• Quċċata B/A f’Fe-56
• Difett ta’ massa

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Il-formula semi-empirika ta’ massa (mudell ta’ qatra ta’ likwidu) tistma l-enerġija totali ta’ rabta ta’ nukleju mill-għadd ta’ protoni tiegħu Z u n-numru ta’ massa A. Biż-żomm ta’ Z fiss f’26 (ħadid) u bidla ta’ biss A, il-mudell jibassarx li l-enerġija ta’ rabba tiżdied b’mod stabbli ma’ kull nuklejun miżjud?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Iva — nuklejuni aktar dejjem jiffissru enerġija totali ta’ rabta aktar.
• Le — l-enerġija ta’ rabta tiddependi fuq bilanċ ta’ termini li jikkkompetu (volum, wiċċ, Coulomb, asimetrija) li jiċċaqalqu b’mod differenti hekk kif A jikber, għalhekk ma tiżdiex sempliċement ma’ kull nuklejun miżjud.
• L-enerġija ta’ rabta dejjem tonqos hekk kif A jiżdied.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Numru ta’ Massa A

X’tkejjel:

• Enerġija totali ta’ rabta E_B (MeV)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ iron-binding u agħfas Reset. Dan il-preset jimmodella l-ħadid b’Z = 26 protoni.
2. Attiva l-qari ta’ enerġija ta’ rabta.
3. Issettja n-numru ta’ massa A għal kull prova (biż-żomm ta’ Z = 26 fiss) u irrekordja l-enerġija totali ta’ rabta.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Formula ta’ Massa Semi-Empirika (Mudell ta’ l-Qatra) — B = Δmc²

Enerġija ta’ rabta ta’ nukleju hi mmudellata bħala kompetizzjoni bejn terminu ta’ volum (jippreferi nuklejuni aktar), terminu ta’ wiċċ (jippenalizza nuklejuni fuq “il-wiċċ” ta’ qatra nukleari), terminu ta’ Coulomb (jippenalizza repulsjoni proton-proton), u terminu ta’ asimetrija (jippenalizza għadd mhux indaqs ta’ protoni/newtroni).

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A bl-użu ta’ a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Qabbel mat-tabella.
• It-tliet provi tiegħek jitilgħu u mbagħad jaqgħu — E_B jitla’ minn A = 56 għal A = 80, imbagħad jonqos mill-ġdid b’A = 110. Ispjega kif it-terminu ta’ volum +a_vA, li jikber ma’ kull nuklejun miżjud, eventwalment jiġi mħares mit-termini ta’ wiċċ u asimetrija, u għalfejn −a_a(A−2Z)²/A jippenalizza nukleju li l-għadd ta’ newtroni tiegħu jmur ħafna qabel l-għadd ta’ protoni tiegħu.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Dan l-istess mudell ta’ qatra ta’ likwidu jispjega għalfejn nuklei ħfief ħafna (A kbir) jeħilsu enerġija permezz ta’ qsim (splitting) filwaqt li nuklei ħfief ħafna jeħilsu enerġija permezz ta’ fużjoni (tgħaqdid) — iż-żewġ proċessi jmexxu n-nuklejuni lejn ir-reġjun ta’ quċċata ta’ enerġija ta’ rabta għal kull nuklejun qrib il-ħadid. Ispjega għalfejn il-ħadid joqgħod qrib din il-quċċata.
• Din hi verżjoni simplifikata tal-formula semi-empirika ta’ massa (tħalli terminu ta’ tqabbil għal għadd ta’ nuklejuni kif/fojt), għalhekk it-tbassiriet tagħha m’humiex se jaqblu eżattament mat-tabella reali ta’ massa nukleari. Għalfejn fiżiċi xorta jistgħu jsibu mudell simplifikat bħal dan utli għat-tagħlim, anki jekk jafu li m’hux preċiż perfettament?

• 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

1. Merħba għal Rabta tal-Ħadid
2. Agħżel in-nuklijuda
3. Agħfas Riproduċi
4. Quċċata ta’ rabta għal kull nuklejun
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Enerġija ta’ Rabta Nukleari