Moderna fizika
Vezavna energija železa-56
Stabilna železova konica — odčitaj vezavno energijo na nukleon B/A.
Vezavna energija železa-56 — interaktivna simulacija Moderna fizika. Stabilna železova konica — odčitaj vezavno energijo na nukleon B/A. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Vezavna energija
Stabilna železova konica — odčitaj vezavno energijo na nukleon B/A.
Železo-56 sedi blizu vrha vezavne energije na nukleon B/A na krivulji jedrske stabilnosti. Fuzija lahkih jeder in cepitev težkih sproščata energijo s premikom proti železu. Odčitaj B(Z,A) iz kapljičnega modela: B/A je največji pri Fe, kar pojasnjuje, zakaj zvezde prenehajo zlitjevati onkraj železa in zakaj so cepitveni odklopi bogati z nevtroni.
- Vrh B/A pri Fe-56
- Masni defekt
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Poloempirična masna formula (kapljični model) oceni skupno vezavno energijo jedra iz njegovega števila protonov Z in masnega števila A. Z Z držanim fiksnim na 26 (železo) in spreminjanjem samo A, ali model napoveduje, da vezavna energija stalno raste z vsakim dodanim nukleonom?
Predvidevanja za pretehtanje
- Da — več nukleonov vedno pomeni več skupne vezavne energije.
- Ne — vezavna energija je odvisna od ravnotežja tekmujočih členov (prostornina, površina, Coulomb, asimetrija), ki se premikajo različno, ko A raste, zato ne raste preprosto z vsakim dodanim nukleonom.
- Vezavna energija vedno pade, ko A raste.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Nukleonsko število A
Kaj izmeriš:
- Skupna vezavna energija E_B (MeV)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev iron-binding in pritisni Ponastavi. Ta prednastavitev modelira železo z Z = 26 protoni.
- Omogoči odčitek vezavne energije.
- Nastavi masno število A za vsak poskus (Z = 26 držan fiksno) in zabeleži skupno vezavno energijo.
Vodilna enačba
Poloempirična masna formula (kapljični model) — B = Δmc²
Vezavna energija jedra je modelirana kot tekmovanje med prostorninskim členom (v prid več nukleonom), površinskim členom (kaznuje nukleone na „površini“ kapljice), Coulombovim členom (kaznuje proton-proton odbijanje) in asimetričnim členom (kaznuje neenaka števila protonov/nevtronov).
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj E_B = a_vA − a_sA^(2/3) − a_cZ(Z−1)/A^(1/3) − a_a(A−2Z)²/A z a_v = 15.75, a_s = 17.8, a_c = 0.711, a_a = 23.7 (MeV), Z = 26. Primerjaj s tabelo.
- Tvoji trije poskusi se dvignejo in nato padejo — E_B pleza od A = 56 do A = 80, nato spet pade do A = 110. Razloži, kako prostorninski člen +a_vA, ki raste z vsakim dodanim nukleonom, končno prehitijo površinski in asimetrični člen ter zakaj −a_a(A−2Z)²/A kaznuje jedro, katerega število nevtronov steče precej pred številom protonov.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Isti kapljični model pojasni, zakaj zelo težka jedra (velik A) sprostijo energijo s cepitvijo (razcepitev), zelo lahka jedra pa s fuzijo (združevanje) — oba procesa premakneta jedra proti vrhu območja vezavne energije na nukleon blizu železa. Razloži, zakaj železo sedi blizu tega vrha.
- To je poenostavljena različica poloempirične masne formule (izpušča člen parjenja za soda/liha števila nukleonov), zato se njene napovedi ne bodo točno udele naravne jedrske masne tabele. Zakaj bi fiziki še vedno našli poenostavljen model, kot je ta, uporaben za poučevanje, čeprav vedo, da ni popolnoma natančen?
- 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
- Dobrodošli pri vezavi železa
- Izberi nuklid
- Pritisni Predvajaj
- Vrh vezave na nukleon
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →