Bindungsenergie und Massendefekt

Bindungsenergie ist die Energie, die erforderlich ist, um den Kern in seine Bestandteile zu trennen. Die Sache ist, dass ich in einem Buch gelesen habe, dass die Bindungsenergie auch die Energie gleich dem Massendefekt ist.

Bedeutet das, dass die Massezunahme durch die Energie erfolgt, die wir ihr zuführen? Wenn ja, bin ich verwirrt, dass sich die von uns bereitgestellte Energie in Masse verwandelt hat. Wie wird dann die starke Kraft überwunden?

Ich habe auch online gelesen, dass bei größeren Atomen die Anzahl der Neutronen viel stärker zunimmt als die der Protonen. Liegt es daran, dass sie die starke wirkende Kraft erhöhen oder die Abstoßung zwischen den Protonen verdünnen? Und es hieß, dass die Atome instabil werden, weil Neutronen auf höhere Energieniveaus gehen. Was soll das bedeuten?

Übrigens ist Massendefekt nicht dasselbe wie Bindungsenergie, eine andere Zahl mit einem etwas anderen Sinn, um einige Berechnungen zu vereinfachen.
Ich bin mir nicht sicher, ob "Massendefekt" ein offizieller Begriff im Lexikon verschiedener Organisationen ist, die diese Dinge tabellieren. Ich konnte es nicht finden. Andererseits werden Bindungsenergie und Massenüberschuss im National Nuclear Data Center (NNDC) ausgiebig genutzt. Wann wurde "Massenfehler" verwendet und wie unterscheidet es sich von BE? Massenüberschuss ist Δ = M A T Ö M ich C − A im amtlichen Gebrauch.
Ich verstehe es immer noch nicht...
Verstehe was nicht? Die Definitionen von Bindungsenergie, Massendefekt und Massenüberschuss oder das Konzept des Hinzufügens von Energie, die Teilchen aus einem potentiellen Energieschacht anhebt?
Erlaubt die Zunahme der Neutronen eine stärkere starke Kraft oder verdünnen sie nur die Protonenabstoßung? ich bin da verwirrt
Ich möchte auch nur sicherstellen, dass das, was ich denke, richtig ist. Wenn mehr Neutronen hinzugefügt werden, füllen sie höhere Energieniveaus auf, was dazu führt, dass größere Atome instabil werden?

Antworten (1)

Bedeutet das, dass die Massezunahme durch die Energie erfolgt, die wir ihr zuführen? Wenn ja, bin ich verwirrt, dass sich die von uns bereitgestellte Energie in Masse verwandelt hat. Wie wird dann die starke Kraft überwunden?

Betrachten wir den Kern als ein System von Teilchen ( Z Protonen u A − Z Neutronen), die in einem gebundenen System gefangen sind, dann enthält die Masse des Systems die (negative) potentielle Energie der Nettobindungskräfte. Also einfach gesagt

M N u C = E T Ö T A l C 2 .
Wenn genügend Energie bereitgestellt wird, um die potentielle Energie gut auszugleichen, ist das System (konzeptionell) nicht mehr gebunden. An dieser Stelle betrachten wir die Massen der einzelnen Teilchen.

In gewissem Sinne überwindet die von uns bereitgestellte Energie gleichzeitig die Bindungskraft und erhöht die Gesamtmasse des Systems, sodass wir die einzelnen Massen „betrachten“ können und nicht die einzelne Masse eines gebundenen Systems.

Übrigens trennen wir Kerne selten wirklich in ihre einzelnen Teilchen. Wir können dies nur für die leichteste Gruppe von Kernen tun. Diese vollständige Trennung einzelner Nukleonen von schwereren Kernen ist ein Gedankenexperiment.

BEARBEITEN: Nach ein wenig Recherche in einigen älteren Lehrbüchern fand ich einige widersprüchliche Ideen zwischen zwei "Giganten" in der Nuklearwissenschaft in Bezug auf "Massendefekt", aber es gibt keine Meinungsverschiedenheiten über die Definition von Bindungsenergie. :

  1. Emilio Segre , in Nuclei and Particles (veröffentlicht 1963) (S. 190),

Die Quantität A − M , Wo M ist die genaue Masse des Atoms [A ist die Ordnungszahl], wird üblicherweise als "Massendefekt", die Menge, bezeichnet M − A = Δ M wird üblicherweise als "Massenüberschuss" und als Menge bezeichnet

M − A A = F
wird als "Verpackungsfraktion" bezeichnet.

  1. Irving Kaplan vom MIT in Nuclear Physics , 2. Auflage (1962) (S. 221)

Der Masseunterschied, Δ M , heißt Massendefekt; es ist die Menge an Masse, die in Energie umgewandelt würde, wenn ein bestimmtes Atom aus der erforderlichen Anzahl von Protonen, Neutronen und Elektronen zusammengesetzt würde. Dieselbe Energiemenge würde benötigt, um das Atom in seine Bestandteile zu zerlegen, und das Energieäquivalent des Massendefekts ist daher ein Maß für die Bindungsenergie des Kerns ... Der Massendefekt kann dann geschrieben werden

Δ M = Z M H + ( A − Z ) M N − M Z , A ,
Wo M H , die Masse des Wasserstoffatoms beträgt 1,0081437 Masseneinheiten und M N , die Masse des Neutrons, beträgt 1,0080830 Masseneinheiten.

Kaplan erwähnt keine Massenexzesse.

Bindungsenergie und Massendefekt
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