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
Ekvivalenca mase in energije (vezavna energija) — B = Δmc²
Masa jedra je manjša od vsote njegovih ločenih protonov in nevtronov — ta manjkajoča masa Δm se preko B = Δmc² pretvori v vezavno energijo, energijo, ki jedro drži skupaj. Vrednost samega Δm (in s tem B) dajejo tekmujejoči členi prostornine, površine, Coulombove sile in asimetrije v poloempirični masni formuli, ki jedro modelira kot kapljico tekočine.
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 ujemale z resnično jedrsko masno tabelo. 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 →