Mae'r egni rhwymo y niwclews atomig: Fformiwla, a'r diffiniad gwerth

Mae pob un o'r niwclysau atomig yn hollol unrhyw sylwedd cemegol yn cynnwys set benodol o protonau a niwtronau. Maent yn cael eu dal at ei gilydd gan y ffaith bod y gronynnau yn cyflwyno o fewn yr egni clymu y niwclews atomig.

Un o nodweddion nodweddiadol o'r grymoedd niwclear o atyniad yn eu pŵer uchel iawn am bellter cymharol fach (tua 10 ^-13 cm). Gyda mwy o bellter rhwng y gronynnau a grym atyniad yn cael eu gwanhau yn yr atom.

Discourse ar yr ynni rhwymo yn y niwclews

Os byddwn yn dychmygu bod yna ffordd i wahanu fesul un o'r niwclews, protonau a niwtronau atom, ac yn eu gosod o bell fel bod yr egni rhwymo y niwclews atomig y gorau i weithredu, rhaid iddo fod yn waith caled iawn. Er mwyn tynnu cnewyllyn ei ansoddau atomig, mae'n rhaid i ni geisio goresgyn y grymoedd mewn-atomig. Bydd y rhain yn ymdrechion yn mynd allan i wahanu'r atom ar nucleons a gynhwysir ynddo. Felly, mae'n bosibl i farnu bod yr egni y niwclews atomig yn llai na'r egni y gronynnau y mae'n cynnwys.

Mae'n hafal i màs o màs gronynnau isatomig yr atom?

Yn 1919, dysgodd ymchwilwyr i fesur màs y niwclews atomig. Mae'r rhan fwyaf aml y caiff ei "bwyso" drwy ddyfeisiau technegol arbennig, a elwir yn sbectromedrau torfol. Mae'r egwyddor o weithredu o ddyfeisiadau o'r fath yn bod cymharu nodweddion y cynnig o ronynnau gyda gwahanol llu. Yn ogystal, mae gronynnau hyn yr un gwefr drydanol. Cyfrifiadau yn dangos bod gronynnau y rhai sydd â chyfraddau gwahanol o màs yn symud ar hyd gwahanol taflwybrau.

gwyddonwyr modern wedi dod o hyd gyda chywirdeb mawr y llu o pob niwclysau a'u protonau a niwtronau cyfansoddol. Os ydym yn cymharu pwysau cnewyllyn penodol gyda swm y llu y gronynnau a gynhwysir ynddo, mae'n ymddangos fod ym mhob achos màs y craidd yn fwy na màs y protonau a niwtronau unigol. Mae'r gwahaniaeth o tua 1% ar gyfer pob cemegol. Felly, gellir dod i'r casgliad bod yr egni rhwymo y niwclews atomig - 1% o'r ynni ei heddwch.

Mae priodweddau lluoedd niwclear

Mae'r niwtronau sydd y tu mewn i'r niwclews, gwrthyrru ei gilydd gan luoedd Coulomb. Ond ar yr un atom nid yw'n disgyn ar wahân. Mae hyn yn cael ei hwyluso gan bresenoldeb y grymoedd atynnol rhwng gronynnau yn yr atom. Mae'r grymoedd, sydd o natur sy'n wahanol y pŵer, a elwir niwclear. A'r rhyngweithio rhwng niwtronau a phrotonau o'r enw rhyngweithio cryf.

Yn fyr, mae'r priodweddau o'r lluoedd niwclear fel a ganlyn:

• Mae'r annibyniaeth dâl;
• effeithio yn unig ar bellteroedd byr;
• a dirlawnder, sy'n cael ei ddeall cadw agos i'w gilydd dim ond nifer penodol o nucleons.

Yn ôl y gyfraith cadwraeth egni, ar adeg pan mae'r gronynnau niwclear yn cael eu cysylltu, mae rhyddhau egni ar ffurf ymbelydredd.

Mae'r egni rhwymo o niwclysau atomig: y fformiwla

Ar gyfer y cyfrifiadau a grybwyllwyd gan ddefnyddio fformiwla gyffredin:

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

Yma E dan _rhwymo yn cyfeirio at y egni clymu y niwclews; c - cyflymder goleuni; Z yw nifer y protonau; (AZ) - nifer y niwtronau; m _p yn dynodi y màs proton; a m _n - màs y niwtron. M _ff yw pwysau'r y niwclews atomig.

Mae'r egni mewnol y niwclysau o sylweddau amrywiol

Er mwyn pennu ynni y rhwymiad niwclear, yn defnyddio'r un fformiwla. A gyfrifir gan y fformiwla egni clymu fel y nodwyd yn flaenorol, nid yw'n fwy nag 1% o gyfanswm egni yr atom neu'r egni gorffwys. Fodd bynnag, ar archwiliad agosach mae'n troi allan y nifer hwn yn eithaf yn amrywio yn y cyfnod pontio o sylwedd i'r sylwedd. Os ydych yn ceisio i benderfynu ar ei werthoedd union, byddant yn arbennig o wahanol i'r niwclysau ysgafn fel y'u gelwir.

Er enghraifft, rhwymo ynni yn yr atom hydrogen yn sero, gan nad oes ond un proton. Bydd egni clymu o niwclysau heliwm yn 0.74%. Wrth wraidd o tritiwm sylwedd o'r enw, bydd y nifer hwn yn hafal i 0.27%. Yn ocsigen - 0.85%. Yn y cnewyllyn, sef y byddai tua chwe deg o nucleons ynni rwymo atomig fod tua 0.92%. Ar gyfer niwclysau gyda mwy o bwys, bydd y nifer hwn yn raddol yn gostwng i 0.78%.

I benderfynu ar y egni rhwymo niwclear o heliwm, tritiwm, ocsigen, neu unrhyw sylwedd arall yn defnyddio'r un fformiwla.

Mathau o protonau a niwtronau

Gall y prif achosion y gwahaniaethau hyn yn cael eu hesbonio. Ymchwilwyr fod pob nucleons, sy'n cael eu cynnwys yn y niwclews, yn cael eu rhannu'n ddau gategori: wyneb a mewnol. nucleons Mewnol - yw'r rhai sy'n cael eu hamgylchynu gan protonau a niwtronau eraill o bob ochr. Mae'r arwyneb yn cael ei amgylchynu gan eu dim ond o'r tu mewn.

Mae'r egni rhwymo y niwclews atomig - yn rym sy'n cael ei fynegi yn fwy yn y nucleons mewnol. Rhywbeth ffordd debyg, ac yn digwydd pan fydd y tyndra arwyneb y gwahanol hylifau.

Faint o nucleons mewn cnewyllyn yn cael ei roi

Canfuwyd bod y nifer o nucleons mewnol yn arbennig o isel yn y niwclysau ysgafn fel y'u gelwir. A'r rhai sy'n perthyn i'r categori y goleuni, mae bron pob un o'r nucleons cael eu hystyried yn arwynebol. Credir bod yr egni rhwymo y niwclews atomig - yw'r swm y mae angen i dyfu gyda nifer y protonau a niwtronau. Ond ni all hyd yn oed twf o'r fath yn parhau am gyfnod amhenodol. Pan fydd nifer penodol o nucleons - ac mae'n yw rhwng 50 a 60 o - yn dod i rym yn heddlu arall - eu gwrthyriad trydanol. Mae'n digwydd hyd yn oed yn waeth a yw'r egni clymu yn y niwclews.

Mae'r egni rhwymo y niwclews atomig mewn gwahanol ddeunyddiau a ddefnyddir gan wyddonwyr er mwyn rhyddhau egni niwclear.

Mae llawer o wyddonwyr ddiddordeb bob amser yn y cwestiwn: ble mae'r ynni pan niwclysau ysgafnach cyfuno i mewn i trymach? Mewn gwirionedd, mae'r sefyllfa hon yn debyg i ymholltiad atomig. Yn y broses o ymasiad o niwclysau ysgafn, yn union fel y mae'n digwydd yn y holltiad niwclysau trwm ffurfio math cryfach bob amser. I "gael" gan niwclysau ysgafn bob nucleons yn hwy, mae angen i wario llai o ynni na'r un sy'n sefyll allan pan fyddant yn cael eu cyfuno. Mae'r datganiad gwrthwyneb yn wir hefyd. Yn wir, gall y synthesis o ynni sy'n disgyn ar uned benodol o torfol, fod pŵer ymholltiad mwy penodol.

Mae gwyddonwyr wedi astudio prosesau ymholltiad

Mae'r broses o ymholltiad niwclear ei ddarganfod gan wyddonwyr Hahn a Shtrasmanom yn 1938 flwyddyn. O fewn y muriau y Brifysgol Berlin o'r ymchwilwyr cemegol darganfod bod yn y broses o wraniwm bomio niwtron arall, mae'n cael ei drawsnewid i mewn i elfennau ysgafnach, yn sefyll yng nghanol y tabl cyfnodol.

Mae cyfraniad mawr i ddatblygiad y maes hwn o wybodaeth wedi gwneud ac yn cynnig Liza Meytner, y mae ei Gang unwaith i astudio'r ymbelydredd at ei gilydd. Hahn Meitner cael gweithio yn unig ar yr amod y bydd yn cynnal eu hymchwil yn yr islawr ac ni fydd byth yn dringo at y lloriau uchaf, a oedd yn ffaith o wahaniaethu. Fodd bynnag, nid oedd hyn yn ei atal rhag cyflawni cynnydd sylweddol yn yr astudiaethau y niwclews atomig.