Ako vypočítať hmotnostný defekt?
Keď vypočítame teoretickú hmotnosť jadra pomocou hmotností protónov a neutrónov a porovnáme ju s experimentálnou hmotou, zistíme, že v týchto dvoch hmotách je malý, ale relevantný rozdiel.
Hmotnostný defekt (označovaný aj ako hmotnostný deficit) je jav, ktorý sa vyskytuje vo fyzike. Keď vypočítame teoretickú hmotnosť jadra pomocou hmotností protónov a neutrónov a porovnáme ju s experimentálnou hmotou, zistíme, že v týchto dvoch hmotách je malý, ale relevantný rozdiel. Je to dôsledok väzbovej energie, ktorá je zodpovedná za viazanie protónov a neutrónov dohromady v jadre atómu. Jednoducho povedané, časť hmoty z protónov a neutrónov v jadre sa prevedie na väzbovú energiu (podľa Einsteinovho E = mc^2).
Časť 1 z 2: vypočítajte teoretickú hmotnosť
- 1Určte, koľko protónov a neutrónov sa nachádza v príslušnom izotopu. Použite periodickú tabuľku a pamätajte na to, že určité izotopy prvku môžu mať rôzny počet neutrónov.
- 2Vypočítajte celkovú teoretickú hmotnosť jadra. Vynásobte množstvo protónov jeho hmotnosťou v jednotkách atómovej hmotnosti (približne 1 007276u) a pripočítajte ho k množstvu neutrónov vynásobenému jeho hmotnosťou (približne 1 008665u). Váš učiteľ vám môže poskytnúť konkrétnu hodnotu, ktorú chcete použiť pre tieto hmotnosti, alebo môže určiť, koľko platných číslic musíte použiť.
Najprv vypočítajte hmotnostný defekt.
Časť 2 z 2: vypočítajte hmotnostný defekt
- 1Od teoretickej hmotnosti odpočítajte experimentálnu hmotnosť neutrónu. Tento rozdiel je hmotnostný defekt! Môžete ho previesť na kilogramy a pomocou Einsteinovej E = mc^2 vypočítať väzbovú energiu potrebnú na udržanie jadra pohromade.
- Pretože sa často zaoberáme izotopmi, zaistite, aby ste pri svojich výpočtoch používali správny počet protónov a neutrónov.
- Pri výpočte hmotností použite jednotky atómovej hmotnosti. Je presnejší, ľahšie sa s ním pracuje a nevyžaduje znalosti 10 (vedecká notácia). Vo fyzike sa tiež bežne používa na reprezentáciu hmôt na subatomárnej úrovni.
- Okrem hodnôt hmotnosti protónu a neutrónu dvakrát skontrolujte aj svoju aritmetiku. Ak váš učiteľ určí určitú hodnotu, použite ju. Uistite sa, že ste do kalkulačky zadali hodnotu správne.
Prečítajte si tiež: Ako sa učiť na test (ročníky do 12 rokov)?
Otázky a odpovede
- Ako vypočítam väzbovú energiu?Najprv vypočítajte hmotnostný defekt. Potom odpoveď vynásobte 931 MeV/u. Toto je množstvo energie s hmotnosťou 1 u. Odpoveď, ktorú dostanete, bude zväzujúca energia.
