Elric 436 wyśw. 29-03-2021 14:44

Zadanie domowe nr 26, Zadanie 7.3/str 359



Z czego wynika wyprowadzenie wzoru na energię wyzwoloną? 
Zapisałem bilans energii, ale dlaczego w kolejnym kroku odejmujemy od energii wiązania z bilansu (kolor czerwony?), inna energię wiązania (kolor zielony)? Dlaczego wolny neutron posiada energię wiązania, chociaż jest "samotny"?


fizyka Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 30-03-2021 13:14
Wyrażenia podkreślone na czerwono to nie są energie wiązania, są to po prostu sumy mas nukleonów składające się na dane jądra. Wyrażenia zielone to faktycznie energie wiązania. Neutron nie ma żadnej energii wiązania. To wyrażenie mn*c^2 to nie jest energia wiązania, tylko jego energia spoczynkowa, czyli masa przeliczona na energię. Owo równanie wzięło się z tego powyżej, które jest po prostu przedstawieniem zasady zachowania energii całkowitej (energia całkowita to suma energii spoczynkowej, czyli tej wynikającej po prostu z posiadania masy, i energii kinetycznej), która wiemy że w reakcjach jądrowych musi być spełniona. Trzeba koniecznie umieć rozróżniać pojęcia energii spoczynkowej i energii wiązania, to nie to samo. W razie dalszych niejasności proszę pytać.

Elric 30-03-2021 20:36

Dobrze, natomiast w jaki sposób trzeba wyprowadzić drugi wzór?
Rozumiem, czym są czerwone i zielone wyrazy, ale nie wiem dlaczego od energii spoczynkowej odejmujemy energię wiązania.
Czy energia spoczynkowa zawiera w sobie energię wiązania? 


s.gugula 01-04-2021 14:39

Bierze się to z bilansu masy jądra, który przedstawialiśmy na zajęciach. Wiemy, że dla jądra składającego się z N neutronów i Z protonów mamy następujące równanie: N*mn + Z*mp = Mjądra + deltaM (deltaM to deficyt masy). Toteż np. dla jądra helu-4 dostajemy: 2*mn + 2*mp = MHe + deltaMHe. Stąd możemy wyrazić samą masę jądra: MHe = 2*mn + 2*mp - deltaMHe. Jeśli teraz przemnożymy to obustronnie przez c^2, to dostaniemy: MHe*c^2 = (2*mn + 2*mp)*c^2 - deltaMHe*c^2, a wyrażenie deltaMHe*c^2 to właśnie energia wiązania jądra helu (bo z definicji jest to iloczyn deficytu masy i c^2). W związku z tym mamy: MHe*c^2 = (2*mn + 2*mp)*c^2 - EwiązHe. To samo można zapisać dla jąder wodoru po lewej stronie reakcji i stąd bierze się owo równanie.

Co do pytania czy energia spoczynkowa zawiera w sobie energię wiązania, to należałoby je trochę doprecyzować, ale odpowiedź brzmi w zasadzie następująco: energia spoczynkowa jądra to suma energii spoczynkowych składników jądra pomniejszona o energię wiązania (pokazuje to np. wyprowadzony powyżej wzór MHe*c^2 = (2*mn + 2*mp)*c^2 - EwiązHe). Więc energia wiązania tam niejako siedzi, ale jest ona odejmowana.


Elric 01-04-2021 21:08

Teraz jest wszystko jasne, dziękuję za pomoc