Física moderna
Energia de ligação do ferro-56
Pico estável do ferro — leia energia de ligação por núcleon B/A.
Energia de ligação do ferro-56 — simulação interativa de Física moderna. Pico estável do ferro — leia energia de ligação por núcleon B/A. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Energia de ligação
Pico estável do ferro: leia a energia de ligação por núcleon B/A.
O ferro-56 fica próximo do pico de energia de ligação por núcleon B/A na curva de estabilidade nuclear. A fusão de núcleos leves e a fissão dos pesados liberam energia ao se aproximarem do ferro. Leia B(Z,A) no modelo de gota líquida: B/A é máximo perto do Fe — o que explica por que as estrelas param de fundir além do ferro e por que os fragmentos de fissão são ricos em nêutrons.
- Pico de B/A no Fe-56
- Defeito de massa
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta norteadora
…o modelo prevê que a energia de ligação aumenta monotonicamente a cada núcleon adicionado?
Previsões para pesar
- Sim – mais núcleons sempre significam mais energia de ligação total.
- Não – a energia de ligação depende de um equilíbrio de termos concorrentes (volume, superfície, Coulomb, assimetria) que mudam de forma diferente à medida que A cresce, de modo que não aumenta simplesmente com cada núcleo adicionado.
- A energia de ligação sempre diminui à medida que A aumenta.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Número de massa A
O que você mede:
- Energia de ligação total E_B (MeV)
Como funciona a investigação
- Abra o preset de energia de ligação do ferro e pressione Redefinir. Este preset modela o ferro com Z = 26 prótons.
- Habilite a leitura de energia de ligação.
- Defina o número de massa A para cada teste (mantendo Z = 26 fixo) e registre a energia de ligação total.
Equação governante
Equivalência massa–energia (energia de ligação) — B = Δmc²
A massa de um núcleo é menor do que a soma de seus prótons e nêutrons separados — essa massa faltante Δm se converte em energia de ligação via B = Δmc², a energia que mantém o núcleo unido. O valor de Δm em si (e, portanto, de B) vem dos termos concorrentes de volume, superfície, de Coulomb e de assimetria da fórmula de massa semi-empírica, que modela o núcleo como uma gota líquida.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A usando a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Compare com a tabela.
- Suas três tentativas sobem e depois caem — E_B aumenta de A = 56 para A = 80, depois cai novamente em A = 110. Explique como o termo de volume +a_vA, que cresce a cada núcleon adicionado, acaba sendo superado pelos termos de superfície e assimetria, e por que −a_a(A−2Z)²/A penaliza um núcleo cujo número de nêutrons ultrapassa em muito o número de prótons.
Onde isso aparece além do laboratório
- Este mesmo modelo de gota líquida explica por que núcleos muito pesados (A grande) liberam energia através da fissão (divisão), enquanto núcleos muito leves liberam energia através da fusão (combinação) - ambos os processos movem os núcleos em direção à região de pico de energia de ligação por núcleo perto do ferro. Explique por que o ferro fica próximo a esse pico.
- Esta é uma versão simplificada da fórmula de massa semi-empírica (ela omite o termo de emparelhamento para contagens de núcleons pares/ímpares), portanto suas previsões não corresponderão exatamente a uma tabela de massa nuclear real. Por que os físicos ainda achariam um modelo simplificado como esse útil para o ensino, mesmo sabendo que não é perfeitamente preciso?
- 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
- Bem-vindo à energia de ligação do ferro
- Selecione o nuclídeo
- Pressione Reproduzir
- Máximo de ligação por núcleon
- Abra o Painel de propriedades
- Você conseguiu!
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