Energjia detyrues i bërthamës atomike: Formula dhe përcaktimi vlerë

Secili prej bërthamave atomike absolutisht çdo substancë kimike përbëhet nga një grup të veçantë të protoneve dhe neutroneve. Ata janë mbajtur së bashku nga fakti se grimcat paraqesin brenda energjia detyrueshme e bërthamës atomike.

Një tipar karakteristik i forcave bërthamore të tërheqjes është fuqinë e tyre shumë të lartë për një distancë relativisht të vogël (rreth 10 ^-13 cm). Me rritjen e distancës midis grimcave dhe forcës së tërheqje janë dobësuar brenda atomit.

Diskursi në energjinë detyrueshme në bërthamë

Nëse ne të imagjinojmë se ka një mënyrë për të ndarë një nga një nga bërthama, protoneve dhe neutroneve të një atom, dhe vendin e tyre në një distancë të tillë që energjia lidhja e bërthamës atomike pushuar për të vepruar, ajo duhet të jetë punë shumë e vështirë. Në mënyrë për të nxjerrë bërthamën e zgjedhësve të saj atomike, ne duhet të përpiqemi për të kapërcyer forcat intra-atomike. Këto përpjekje do të shkojnë jashtë për të ndarë atomin në nucleons që përfshihen ketu. Prandaj është e mundur për të gjykuar se energjia e bërthamës atomike është më pak se energjia e grimcave të cilat ajo përbëhet.

Është e barabartë me masën e mases subatomike grimce e atomit?

Në vitin 1919, hulumtuesit mësuar për të matur masën e bërthamës atomike. Më shpesh kjo është "peshonte" me anë të pajisjeve të posaçme teknike, të cilat janë quajtur Spektrometra. Parimi i funksionimit të pajisjeve të tilla është se krahasuar karakteristikat e lëvizjes së grimcave me masa të ndryshme. Përveç kësaj, këto grimca kanë të njëjtën pagesë elektrike. Llogaritjet tregojnë se ato grimcat të cilat kanë norma të ndryshme të masës duke lëvizur përgjatë trajektoret e ndryshme.

Shkencëtarët moderne kanë gjetur me saktësi të madhe masat e të gjitha bërthamat dhe protoneve dhe neutroneve të tyre përbërëse. Nëse ne krahasojmë peshën e një kernel të veçantë me shumën e masave të grimcave të përfshira në të, rezulton se në çdo rast masa e bërthamës është më e madhe se masa e protoneve dhe neutroneve individuale. Ky ndryshim prej rreth 1% për çdo kimike. Prandaj mund të konkludohet se energjia lidhja e bërthamës atomike - është 1% e energjisë së paqes së tij.

Pronat e forcave bërthamore

Neutronet që janë brenda bërthamës, sprapsin njëra-tjetrën nga forcat Kulombit. Por në të njëjtën atom nuk bie përveç. Kjo është lehtësuar nga prania e forcave tërheqëse ndërmjet grimcave në atom. Këto forca, të cilat janë të një natyre që është i ndryshëm nga pushteti, të quajtur bërthamore. Dhe ndërveprimin e neutroneve dhe protoneve quhet ndërveprim të fortë.

Shkurtimisht, pronat e forcave bërthamore janë si më poshtë:

• Kjo pavarësi ngarkuar;
• efekt vetëm në distanca të shkurtra;
• dhe mbushje, e cila kuptohet mbajtjen pranë njëri-tjetrit vetëm një numër të caktuar të nucleons.

Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, në një kohë kur grimcat bërthamore janë të lidhura, ka një lirimin e energjisë në formën e rrezatimit.

Energjia detyrues i bërthamave atomike: formula

Për llogaritjet e përmendura duke përdorur një formulë të përbashkët:

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

Këtu E sipas _detyrueshme referohet energjisë të detyrueshme të bërthamës; c - shpejtësia e dritës; Z është numri i proton; (AZ) - numri i neutroneve; m _p nënkupton masën e një proton; dhe m _n - masa e neutron. M _i është pesha e bërthamës atomike.

Energjia e brendshme e bërthamave të substancave të ndryshme

Për të përcaktuar energjinë e detyrueshme bërthamore, e përdorur të njëjtën formulë. Llogaritur nga formula energji detyrueshme siç tregohet më parë, nuk eshte me shume se 1% te energjise totale e atomit ose energjisë tjetër. Megjithatë, në ekzaminim më të ngushta rezulton se ky numër është mjaft i ndryshon në tranzicion nga substanca në substancë. Nëse ju provoni për të përcaktuar vlerat e saj të saktë, ata do të jenë veçanërisht të ndryshme nga të ashtuquajturat bërthamave të lehta.

Për shembull, energji të detyrueshme brenda atom hidrogjeni është zero, për shkak se ka vetëm një proton. Energjia detyrues i berthamat helium do të jetë 0.74%. Në thelb të një tritium substancë të quajtur, ky numër do të jetë e barabartë me 0.27%. Në oksigjen - 0.85%. Në bërthamë, e cila është rreth gjashtëdhjetë nucleons e energjisë atomike të detyrueshme do të jetë rreth 0.92%. Për bërthamave me peshë më të madhe, ky numër do të ulet gradualisht në 0.78%.

Për të përcaktuar energji nukleare detyrues i helium, tritiumit, oksigjen, ose ndonjë substancë tjetër e përdorur formulën e njëjtë.

Llojet e protoneve dhe neutroneve

Shkaqet kryesore të këtyre ndryshimeve mund të shpjegohet. Hulumtuesit gjetën se të gjitha nucleons, të cilat janë të përfshira në bërthamë, janë të ndarë në dy kategori: sipërfaqe dhe të brendshme. nucleons brendshme - janë ato që janë të rrethuar nga protoneve dhe neutroneve të tjera nga të gjitha anët. Sipërfaqja është e rrethuar nga ta vetëm nga brenda.

Energjia detyrues i bërthamës atomike - një forcë që shprehet më shumë në nucleons brendshme. Diçka mënyrë të ngjashme, dhe ndodh kur sipërfaqja tensioni i lëngjeve të ndryshme.

Sa nucleons në një bërthamë është vendosur

Ajo u gjet se numri i nucleons brendshme veçanërisht të ulëta në të ashtuquajturat bërthamave të lehta. Dhe ata që i përkasin kategorisë së dritës, pothuajse të gjitha nucleons konsiderohen si sipërfaqësore. Besohet se energjia lidhja e bërthamës atomike - është shuma që ka nevojë të rritet me numrin e protoneve dhe neutroneve. Por edhe rritja e tillë nuk mund të vazhdojë pafundësisht. Kur një numër i caktuar i nucleons - dhe kjo është nga 50 deri 60 - hyn në fuqi është një tjetër forcë - shtytje e tyre elektrike. Kjo ndodh edhe pavarësisht nëse energjisë detyrueshme në bërthamë.

Energjia detyrueshme e bërthamës atomike në materiale të ndryshme të përdorura nga shkencëtarët në mënyrë që të nxjerrë energjinë bërthamore.

Shumë shkencëtarë janë gjithmonë të interesuar në pyetjen: Ku ka energji kur bërthama të lehta të bashkohen në më të rënda? Në fakt, kjo situatë është e ngjashme me atomike atomike. Në procesin e shkrirjes së bërthamave të lehta, ashtu siç ndodh në copëtim e bërthamave të rënda gjithmonë formuar një lloj të fortë. Për të "marrë" nga bërthamave të lehta të gjitha nucleons janë në to, duhet të shpenzoj më pak energji se sa ai që qëndron jashtë, kur ata janë të kombinuara. Deklarata bisedoj është gjithashtu e vërtetë. Në fakt, sintezë e energjisë e cila bie në një njësi të veçantë të masës, mund të jetë fuqia më specifik atomike.

Shkencëtarët kanë studiuar proceset atomike

Procesi i atomike bërthamore u zbulua nga shkencëtarët Hahn dhe Shtrasmanom në 1938 vit. Brenda mureve të Universitetit të Berlinit e studiuesve kimike zbuluar se në procesin e bombardimeve uraniumit një neutron, ajo është konvertuar në elementë të lehta, duke qëndruar në mes të tabelës periodike.

Një kontribut të madh në zhvillimin e kësaj fushe të dijes ka bërë dhe Liza Meytner, Gang cilit propozoi një herë për të studiuar radioaktivitetin bashku. Hahn Meitner lejohen të punojnë vetëm me kusht që ajo do të kryejë studimin e tyre në bodrum dhe kurrë nuk do të ngjiten në katet e sipërme, e cila ishte një fakt i diskriminimit. Megjithatë, kjo nuk e ka penguar atë për të arritur progres të rëndësishëm në studimet e bërthamës atomike.