Атомын цөм нь заавал эрчим хүчний: Формула ба үнэ цэнэ тодорхойлолт

атомын бөөм бүр үнэхээр ямар ч химийн бодис протон ба нейтроны тусгайлсан бүрдэнэ. Тэд хэсгүүд атомын цөм нь заавал эрчим хүч дотор танилцуулж байгаа нь хамтран зохион байгуулж байна.

Таталцлын цөмийн хүчний нэг онцлог шинж чанар нь харьцангуй бага зайд (ойролцоогоор 10 ^-13 тэдний маш өндөр эрчим хүч юм см). тоосонцор болон таталцлын хүчний хоорондох зайг нэмэгдүүлэх нь атом дотор суларсан байна.

цөм дэх заавал эрчим хүчний тухай яриа

Бид атомын цөм, протон, нейтрон нь нэг нэгээр нь салгаж,, атомын цөм нь заавал эрчим хүчний үйл ажиллагаа явуулж больсон ийм зайд байрлуулна арга зам байна гэж төсөөлж байгаа бол энэ нь маш хэцүү ажил байх ёстой. өөрийн атомын бүрэлдэхүүн нь цөмийг гаргаж авахын тулд бид доторх атомын хүчийг даван туулах талаар хичээх ёстой. Эдгээр хүчин чармайлт нь түүнд агуулагдах nucleons дээр атомын салгаж гарч явах болно. Тиймээс энэ нь атомын цөм энерги нь энэ нь бүрддэг тоосонцор нь эрчим хүч хүрэхгүй байна гэж дүгнэх боломжтой юм.

Энэ нь атомын атомаас жижиг бөөмийн масс масстай тэнцүү байна вэ?

1919 онд судлаачид атомын цөм массыг хэмжих сурсан. Ихэнх тохиолдолд энэ нь тусгай техник хэрэгсэл, масс спектрометрээр гэж нэрлэдэг аргаар "жинтэй" юм. Ийм төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны зарчим нь өөр өөр масс бүхий хэсгүүдийн хөдөлгөөний шинж чанарыг харьцуулан байна. Үүнээс гадна, эдгээр хэсгүүд нь нэг цахилгаан цэнэг байдаг. Тооцоо массын өөр өөр хувь байгаа тэдгээр хэсгүүд нь өөр өөр траектори дагуу явж байгааг харуулж байна.

Орчин үеийн эрдэмтэд бүх бөөм, түүний бүрдүүлэгч протон ба нейтроны массын их нарийвчлалтай олсон байна. Бид Хэрэв агуулагдах хэсгүүд массын нийлбэртэй нь тодорхой цөмийн жинг харьцуулан бол, энэ тохиолдолд тус бүр гол масс хувь протон ба нейтроны масстай илүү том юм болж байна. химийн бодис бүрт ойролцоогоор 1% -ийн Энэ ялгаа. Түүний энх тайвны эрчим хүчний 1% юм - Тийм учраас энэ нь атомын цөм нь заавал эрчим хүч гэж дүгнэж болно.

цөмийн хүчний шинж чанар

цөм дотор нь нейтрон, Кулоны хүчний бие биенээ няцаах. Гэвч нэг атом үед салалтаар биш юм. Энэ нь атом дахь хэсгүүдийн хоорондын татах хүчний өмнө аас зохион байгуулсан байна. Эдгээр хүчин, эрчим хүч өөр нэг шинж юм, цөмийн гэж нэрлэдэг. Харин нейтрон болон протоны харилцан хүчтэй харилцан гэж нэрлэдэг.

Товчхондоо, цөмийн хүчний шинж чанар нь дараах байдалтай байна:

• Энэ хураамж хараат бус байдал;
• Зөвхөн богино зайд нөлөө;
• болон ханалтын, nucleons зөвхөн тодорхой тооны хоорондоо ойролцоо тогтвор суурьшилтай ойлгож болно.

энерги хадгалагдах хуулийн дагуу, цөмийн хэсгүүд холбогдсон үед тэнд цацрагийн хэлбэрээр эрчим хүчний нэг хувилбар юм.

атомын бөөм заавал эрчим хүчний: томъёо

нийтлэг томъёог ашиглан дурдсан тооцоог нь:

E _{б = (Z · м х + (} А-Я) · м н -M _I) · c²

Энд E дор _{холбохыг} цөм нь заавал эрчим хүчний хэлнэ; C - гэрлийн хурд; Z протоны тоо юм; (А-Я) - нейтроны тоо; м _р нь протоны массыг илэрхийлнэ; ба м _н - нейтрон масс. М _би атомын цөм жин юм.

Янз бүрийн бодисын бөөм дотоод эрчим хүчний

цөмийн заавал энергийг тодорхойлох, ижил томъёо ашигласан байна. Өмнө нь заасан эрчим хүчийг заавал томъёогоор тооцож, энэ нь атом болон бусад эрчим хүчний нийт эрчим хүчний 1-ээс дээш% биш юм. Гэсэн хэдий ч, ойр үзлэгээр энэ тоо бүр бодис нь бодисын шилжилтийн харилцан адилгүй байна гэж болж байна. Та өөрийн нарийн утгыг тодорхойлох оролдвол тэд гэж нэрлэгддэг гэрлийн бөөм нь, ялангуяа өөр өөр байх болно.

Жишээ нь, устөрөгчийн атом дотор эрчим хүч заавал зөвхөн нэг протоны байдаг, учир нь тэг байна. Гелийн бөөм заавал эрчим хүчний 0.74% байх болно. бодис гэж нэрлэдэг Tritium хийн гол цөм үед энэ тоо 0.27% -тай тэнцүү байх болно. хүчилтөрөгч онд - 0.85%. цөм юм атомын холбохыг эрчим хүчний талаар жаран nucleons-ий 0.92% байх юм. илүү их жин нь бөөм хувьд энэ тоо аажмаар 0.78% хүртэл буурна.

гелий, Tritium хийн, хүчилтөрөгч болон бусад бодисын цөмийн холбохыг эрчим хүчийг тодорхойлоход ижил томъёо ашигласан байна.

протон ба нейтроны төрөл

Эдгээр ялгааны гол шалтгаан нь тайлбарлаж болно. гадаргын болон дотоод: Судлаачид бүх nucleons, цөм дотор агуулагдаж байгаа, хоёр ангилалд хувааж байгаа нь тогтоогджээ. Дотоод nucleons - бүх талаас нь бусад протон ба нейтроны хүрээлэгдсэн байгаа хүмүүс байна. гадаргуу нь зөвхөн дотроос нь тэдний хүрээлэгдсэн байна.

атомын цөм нь заавал эрчим хүч - илүү дотоод nucleons үед илэрхийлсэн байдаг бөгөөд энэ нь хүч. Ямар нэгэн ижил арга зам, болон гарах үед янз бүрийн шингэний гадаргуу хурцадмал байдал.

нь цөм дэх хэдэн nucleons байрлуулсан байна

Энэ нь олдсон гэж нэрлэгддэг гэрлийн бөөм нь ялангуяа бага дотоод nucleons тоо юм. , Гэрэл ангилалд хамаарч байгаа, бараг бүх nucleons өнгөц гэж үзэж байна. протон ба нейтроны тооны өсөх шаардлагатай хэмжээ юм - энэ нь атомын цөм нь заавал эрчим хүч гэж үздэг байна. Гэхдээ ийм өсөлт нь ч тодорхой бус хугацаагаар үргэлжлүүлэн чадахгүй. nucleons тодорхой тооны үед - энэ нь 50-аас 60-аас юм - тэд цахилгаан repulsion - хүчин төгөлдөр ирдэг өөр хүч юм. Энэ нь ч үл хамааран цөм дэх заавал эрчим хүчний эсэхийг тохиолддог.

цөмийн эрчим хүчийг суллах тулд эрдэмтэд хэрэглэдэг төрөл бүрийн материал атомын цөм нь заавал эрчим хүч.

хөнгөн бөөм хүнд рүү хайлуулах үед эрчим хүчийг вэ: Олон эрдэмтэд үргэлж асуултын сонирхож байна вэ? Үнэн хэрэгтээ энэ байдал нь атомын хуваагдлын төстэй юм. гэрлийн бөөм хайлуулж явцад энэ нь хүнд бөөм хуваагдлыг болдог шиг үргэлж хүчтэй төрөл бий. бүх nucleons тэдгээр дэх гэрлийн бөөм нь "авах" тулд тэд хосолсон үед гарч зогсож байна нэгээс бага эрчим хүч зарцуулах хэрэгтэй. ярилцах мэдэгдэл нь бас үнэн юм. Ер нь, массын тодорхой нэгж дээр унасан эрчим хүчний синтез, илүү тодорхой талаас нь судлаж, эрчим хүч байж болох юм.

Эрдэмтэд хуваах үйл явцыг судалсан байна

үйл явц нь цөмийн хуваагдлын 1938 онд эрдэмтэд Hahn болон Shtrasmanom нээсэн байна. химийн судлаачдын Берлиний их сургуулийн хэрмэн дотор ураны довтолгоон өөр нейтроны явцад энэ нь үелэх дунд зогсож, хөнгөн элемент хөрвүүлж байна гэдгийг олж мэдсэн.

мэдлэг, энэ салбарын хөгжилд том хувь нэмэр оруулсан бөгөөд Лиза Meytner Түүний булэглэн нэг удаа хамтдаа цацраг идэвхт судлах санал болгосон. Hahn Meitner энэ нь дээд давхарт, ялгаварлан гадуурхах явдлын нэг явдал байв авирч хэзээ ч хонгилд тэдний судалгаа хийж, болно гэсэн нөхцөл байдал зөвхөн ажил хийх эрхтэй. Гэхдээ энэ нь атомын цөм судлалд чухал ач холбогдолтой ахиц хүрэхийн тулд урьдчилан сэргийлэх юм.