Fizică Fizică nucleară
Energia de legatura nucleara calcul
Energia de legătură nucleară este energia necesară pentru a descompune un nucleu în nucleonii săi constituenți, calculată din defectul de masă folosind formula E = Δm·c². Aceasta măsoară stabilitatea nucleului: cu cât energia de legătură pe nucleon este mai mare, cu atât nucleul este mai stabil.
Formule și definiții
- Defectul de masă Δm = Z·m_p + N·m_n - m_nucleu, unde Z număr protoni, N număr neutroni, m_p masa protonului, m_n masa neutronului, m_nucleu masa nucleului.
- Energia de legătură E_leg = Δm·c², unde c = 3·10⁸ m/s este viteza luminii. Se exprimă în jouli sau electronvolți (1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J).
- Energia pe nucleon E_nucleon = E_leg / A, unde A = Z + N este numărul de masă. Indică stabilitatea: maximă la fier (~8,8 MeV/nucleon).
- Exemplu de valori Penthel heliu-4 (A=4), E_leg ≈ 28,3 MeV, E_nucleon ≈ 7,07 MeV/nucleon.
Calcul pas cu pas pentru heliu-4
- 1 Date inițiale Heliu-4: Z=2, N=2, m_p = 1,00728 u, m_n = 1,00866 u, m_nucleu = 4,00260 u (u = unitate de masă atomică, 1 u = 931,5 MeV/c²).
- 2 Pasul 1: Defect de masă Δm = (2·1,00728 + 2·1,00866) - 4,00260 = (2,01456 + 2,01732) - 4,00260 = 4,03188 - 4,00260 = 0,02928 u.
- 3 Pasul 2: Energie de legătură E_leg = Δm·931,5 MeV/u = 0,02928·931,5 ≈ 27,3 MeV (valoarea exactă este ~28,3 MeV datorită rotunjirilor).
- 4 Pasul 3: Energie pe nucleon E_nucleon = 27,3 MeV / 4 ≈ 6,83 MeV/nucleon.
Pentru probleme, folosește 1 u = 931,5 MeV/c² și verifică calculele cu defectul de masă.