Fizică Alte teme
Exercitii cu energie de legatura pe nucleon
Energia de legătură pe nucleon măsoară energia medie necesară pentru a separa un nucleon dintr-un nucleu atomic și este un indicator al stabilității nucleului. Se calculează ca raportul dintre energia totală de legătură a nucleului și numărul de nucleoni (A). Formula: E_leg/nucleon = E_leg_total / A, unde E_leg_total = (Z*m_p + N*m_n - m_nucleu) * c².
Exercițiu rezolvat pas cu pas
- 1 Pasul 1: Datele problemei Calculați energia de legătură pe nucleon pentru nucleul de heliu-4 (⁴He), cu Z=2 protoni, N=2 neutroni. Mase: m_p = 1,00728 u, m_n = 1,00866 u, m_nucleu = 4,00151 u, 1 u = 931,5 MeV/c².
- 2 Pasul 2: Calculul defectului de masă Δm = (Z*m_p + N*m_n) - m_nucleu = (2*1,00728 + 2*1,00866) - 4,00151 = (2,01456 + 2,01732) - 4,00151 = 4,03188 - 4,00151 = 0,03037 u.
- 3 Pasul 3: Calculul energiei totale de legătură E_leg_total = Δm * 931,5 MeV/c² = 0,03037 * 931,5 ≈ 28,3 MeV.
- 4 Pasul 4: Calculul energiei pe nucleon E_leg/nucleon = E_leg_total / A = 28,3 MeV / 4 ≈ 7,075 MeV/nucleon.
Interpretarea rezultatelor
- Semnificația valorii Valoarea de ~7,075 MeV/nucleon indică o stabilitate ridicată; heliul-4 este un nucleu bine legat. Nucleele cu energie de legătură pe nucleon mai mare sunt mai stabile.
- Comparație cu alte nuclee Fierul-56 are energia de legătură pe nucleon maximă (~8,8 MeV/nucleon), fiind cel mai stabil nucleu. Nucleele ușoare (de ex., hidrogen) sau grele (de ex., uraniu) au valori mai mici.
- Aplicații practice Această energie explică eliberarea de energie în fisiune nucleară (descompunerea nucleelor grele) și fuziune nucleară (combinarea nucleelor ușoare).
Exersează cu diferite nuclee pentru a înțelege cum variază stabilitatea cu numărul atomic.