Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử: Công thức và định nghĩa giá trị

Mỗi phòng trong số hạt nhân nguyên tử hoàn toàn bất kỳ chất hóa học bao gồm một tập hợp cụ thể của proton và neutron. Họ được tổ chức với nhau bởi thực tế là các hạt trình bày trong vòng năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử.

Một tính năng đặc trưng của lực lượng hạt nhân thu hút là sức mạnh rất cao của họ trong một khoảng cách tương đối nhỏ (khoảng 10 ^-13 cm). Với sự gia tăng khoảng cách giữa các hạt và các lực hấp dẫn đang suy yếu trong nguyên tử.

Bài giảng về năng lượng liên kết trong nhân

Nếu chúng ta tưởng tượng rằng có một cách để tách từng người một từ hạt nhân, proton và neutron của một nguyên tử, và đặt chúng ở một khoảng cách như vậy mà năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử ngừng hoạt động, nó phải là công việc rất khó khăn. Để trích xuất các hạt nhân của các thành phần nguyên tử của nó, chúng ta phải cố gắng để vượt qua những lực lượng bên trong nguyên tử. Những nỗ lực này sẽ đi ra ngoài để tách các nguyên tử trên nucleon chứa trong đó. Do đó người ta có thể đánh giá rằng năng lượng của hạt nhân nguyên tử nhỏ hơn năng lượng của các hạt trong đó nó bao gồm.

Nó tương đương với khối lượng của khối lượng hạt hạ nguyên tử của nguyên tử?

Trong năm 1919, các nhà nghiên cứu học hỏi để đo khối lượng của hạt nhân nguyên tử. Thông thường nó được "nặng" bằng các phương tiện thiết bị kỹ thuật đặc biệt, được gọi là quang phổ kế khối lượng. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị như vậy là so sánh các đặc điểm của chuyển động của các hạt có khối lượng khác nhau. Bên cạnh đó, các hạt có điện tích cùng. Các tính toán cho thấy những hạt có tốc độ khác nhau của khối lượng di chuyển dọc theo quỹ đạo khác nhau.

các nhà khoa học hiện đại đã tìm thấy với độ chính xác lớn khối lượng của tất cả các hạt nhân và proton và neutron cấu thành của chúng. Nếu chúng ta so sánh trọng lượng của một hạt nhân cụ thể với tổng khối lượng của các hạt chứa trong nó, nó chỉ ra rằng trong mỗi trường hợp khối lượng của lõi lớn hơn khối lượng của proton và neutron cá nhân. Sự khác biệt này xấp xỉ 1% cho mỗi hóa học. Do đó có thể kết luận rằng năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử - là 1% năng lượng của hòa bình của mình.

Các tính chất của lực lượng hạt nhân

Các neutron mà bên trong hạt nhân, đẩy nhau bởi lực Coulomb. Nhưng đồng nguyên tử tương tự không sụp đổ. Đây là điều kiện thuận lợi bởi sự hiện diện của các lực lượng hấp dẫn giữa các hạt trong nguyên tử. Những lực lượng, trong đó có tính chất khác với sức mạnh, được gọi là hạt nhân. Và sự tương tác của neutron và proton được gọi là tương tác mạnh.

Tóm lại, các tính chất của các lực lượng hạt nhân như sau:

• Đây độc lập phụ trách;
• ảnh hưởng đến chỉ ở những khoảng cách ngắn;
• và độ bão hòa, mà được hiểu giữ gần nhau chỉ có một số lượng nhất định của nucleon.

Theo định luật bảo toàn năng lượng, tại một thời điểm khi các hạt nguyên tử được kết nối, có một giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ.

Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử: công thức

Đối với các tính toán đề cập bằng một công thức chung:

E _{b = (Z · m p + (} AZ) · m n -M _i) · c²

Dưới đây E dưới _{ràng buộc} liên quan đến năng lượng liên kết của hạt nhân; c - vận tốc của ánh sáng; Z là số proton; (AZ) - số lượng neutron; m _p biểu thị khối lượng của một proton; và m _n - khối lượng của nơtron. M _i là trọng lượng của hạt nhân nguyên tử.

Năng lượng nội bộ của các hạt nhân của các chất khác nhau

Để xác định năng lượng của liên kết hạt nhân, được sử dụng cùng một công thức. Tính theo công thức ràng buộc năng lượng như đã nêu ở trên, nó không phải là hơn 1% tổng số năng lượng của nguyên tử hay năng lượng còn lại. Tuy nhiên, trên kiểm tra chặt chẽ hơn nó quay ra rằng con số này là khá khác nhau trong quá trình chuyển đổi từ chất nội dung. Nếu bạn cố gắng để xác định giá trị chính xác của nó, họ sẽ đặc biệt khác với các hạt nhân nhẹ cái gọi là.

Ví dụ, năng lượng liên kết trong nguyên tử hydro là zero, bởi vì chỉ có một proton. Năng lượng liên kết của hạt nhân heli sẽ 0,74%. Cốt lõi của một chất gọi là tritium, con số này sẽ bằng 0,27%. Trong oxy - 0,85%. Trong hạt nhân, đó là khoảng sáu mươi nucleon của năng lượng liên kết nguyên tử sẽ vào khoảng 0,92%. Đối với hạt nhân với trọng lượng lớn hơn, con số này sẽ dần dần giảm xuống còn 0,78%.

Để xác định năng lượng liên kết hạt nhân helium, tritium, oxy, hoặc bất kỳ chất nào khác sử dụng cùng một công thức.

Các loại proton và neutron

Nguyên nhân chính của những khác biệt này có thể được giải thích. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tất cả các nucleon, được chứa trong các hạt nhân, được chia thành hai loại: bề mặt và bên trong. nucleon nội bộ - là những người được bao quanh bởi các proton và neutron khác từ mọi phía. Bề mặt được bao quanh bởi họ chỉ từ bên trong.

Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử - một lực lượng được thể hiện nhiều hơn tại các nucleon nội bộ. Một cái gì đó theo cách tương tự, và xảy ra khi sức căng bề mặt của chất lỏng khác nhau.

Có bao nhiêu nucleon trong một hạt nhân được đặt

Người ta thấy rằng số lượng các nucleon nội bộ đặc biệt thấp trong các hạt nhân nhẹ cái gọi là. Và những người thuộc các chủng loại ánh sáng, gần như tất cả các nucleon được coi là hời hợt. Người ta tin rằng năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử - là số tiền mà cần phải phát triển với số lượng proton và neutron. Nhưng ngay cả tốc độ tăng trưởng như vậy không thể kéo dài mãi. Khi một số lượng nhất định của nucleon - và nó là 50-60 - có hiệu lực là một lực lượng - lực đẩy điện của họ. Nó xảy ra ngay cả bất kể năng lượng liên kết trong nhân.

Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử trong vật liệu khác nhau được sử dụng bởi các nhà khoa học để giải phóng năng lượng hạt nhân.

Nhiều nhà khoa học luôn quan tâm đến câu hỏi: nơi nào năng lượng khi các hạt nhân nhẹ đốt cháy thành nặng hơn? Trong thực tế, tình trạng này cũng tương tự như phân hạch nguyên tử. Trong quá trình phản ứng tổng hợp hạt nhân ánh sáng, cũng giống như nó xảy ra trong sự phân tách của hạt nhân nặng luôn hình thành một loại mạnh. Để "lấy" từ hạt nhân ánh sáng tất cả các nucleon là ở họ, cần phải rộng ít năng lượng hơn so với một trong đó nổi bật khi chúng được kết hợp. Báo cáo kết quả ngược lại cũng đúng. Trong thực tế, quá trình tổng hợp năng lượng rơi vào một đơn vị cụ thể của quần chúng, có thể điện phân hạch cụ thể hơn.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu quá trình phân hạch

Quá trình phân hạch hạt nhân được phát hiện bởi các nhà khoa học Hahn và Shtrasmanom năm 1938 năm. Trong các bức tường của Đại học Berlin của các nhà nghiên cứu hóa học phát hiện ra rằng trong quá trình uranium bắn phá neutron khác, nó được chuyển thành nguyên tố nhẹ hơn, đứng ở giữa bảng tuần hoàn.

Một đóng góp lớn vào sự phát triển của lĩnh vực này của tri thức đã thực hiện và Liza Meytner, mà Gang từng đề xuất để nghiên cứu phóng xạ với nhau. Hahn Meitner phép chỉ làm việc với điều kiện là nó sẽ tiến hành nghiên cứu của họ trong tầng hầm và sẽ không bao giờ leo lên các tầng trên, đó là một thực tế của phân biệt đối xử. Tuy nhiên, điều này đã không ngăn cản nó để đạt được tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu về hạt nhân nguyên tử.