Fizică modernă

Energie de legătură fier-56

Vârful stabil al fierului — citește energia de legătură per nucleon B/A.

Energie de legătură fier-56 — simulație interactivă de Fizică modernă. Vârful stabil al fierului — citește energia de legătură per nucleon B/A. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Energie de legătură

Vârful stabil al fierului — citește energia de legătură per nucleon B/A.

Fierul-56 stă lângă vârful energiei de legătură per nucleon B/A pe curba de stabilitate nucleară. Fuziunea nucleelor ușoare și fisiunea celor grele eliberează ambele energie îndreptându-se spre fier. Citește B(Z,A) din modelul picăturii de lichid: B/A este maxim în zona Fe, explicând de ce stelele se opresc din fuziune peste fier și de ce fragmentele de fisiune sunt bogate în neutroni.

• Vârful B/A la Fe-56
• Defect de masă

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Formula de masă semiempirică (modelul picăturii de lichid) estimează energia de legătură totală a unui nucleu din numărul lui de protoni Z și numărul de masă A. Menținând Z fix la 26 (fier) și schimbând doar A, prezice modelul o creștere constantă a energiei de legătură cu fiecare nucleon adăugat?

Predicții de cântărit

• Da — mai mulți nucleoni înseamnă mereu mai multă energie de legătură totală.
• Nu — energia de legătură depinde de un echilibru de termeni concurenți (volum, suprafață, Coulomb, asimetrie) care se deplasează diferit pe măsură ce A crește, deci nu crește pur și simplu cu fiecare nucleon adăugat.
• Energia de legătură scade mereu pe măsură ce A crește.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Numărul de masă A

Ce măsori:

• Energia de legătură totală E_B (MeV)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea iron-binding și apasă Resetează. Această presetare modelează fierul cu Z = 26 de protoni.
2. Activează citirea energiei de legătură.
3. Setează numărul de masă A pentru fiecare încercare (menținând Z = 26 fix) și înregistrează energia de legătură totală.

Ecuația guvernantă

Formula de masă semiempirică (modelul picăturii de lichid) — B = Δmc²

Energia de legătură a unui nucleu este modelată ca o competiție între un termen de volum (favorizând mai mulți nucleoni), un termen de suprafață (penalizând nucleonii de la „suprafața” picăturii nucleare), un termen Coulomb (penalizând respingerea proton-proton) și un termen de asimetrie (penalizând numere inegale de protoni/neutroni).

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A folosind a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Compară cu tabelul.
• Cele trei încercări ale tale urcă și apoi coboară — E_B urcă de la A = 56 la A = 80, apoi scade din nou până la A = 110. Explică cum termenul de volum +a_vA, care crește cu fiecare nucleon adăugat, este depășit în final de termenii de suprafață și asimetrie și de ce −a_a(A−2Z)²/A penalizează un nucleu a cărui număr de neutroni fuge departe de numărul de protoni.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Același model al picăturii de lichid explică de ce nucleele foarte grele (A mare) eliberează energie prin fisiune (despicare), în timp ce nucleele foarte ușoare eliberează energie prin fuziune (combinare) — ambele procese mută nucleele spre regiunea de vârf a energiei de legătură per nucleon, lângă fier. Explică de ce fierul stă aproape de acest vârf.
• Aceasta este o versiune simplificată a formulei de masă semiempirice (omite termenul de pereche pentru numere pare/impare de nucleoni), deci predicțiile ei nu vor corespunde exact unui tabel real de mase nucleare. De ce ar putea fizicienii să găsească totuși util un model simplificat ca acesta la predare, știind că nu este perfect exact?

• 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. Bine ai venit la Legătura fierului
2. Selectează nucidul
3. Apasă Pornește
4. Vârf de legătură per nucleon
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Energia de legătură nucleară