كتلة الذرة وطاقة الربط: طابق الكتل قبل طرحها؛ الإلكترونات الصغيرة قد تغير الجواب. [1]
الخلاصة السريعة
استعمل كتلة البروتون مع كتلة النواة، أو كتلة الهيدروجين المتعادل مع كتلة الذرة المتعادلة. [1]
- طاقة الربط B هي الطاقة اللازمة لتفكيك النواة إلى بروتونات ونيوترونات منفصلة ساكنة. إذا كان عدداهما Z وN: Δm=Zmₚ+Nmₙ−Mnuc وB=Δmc²؛ mₚ وmₙ كتلتاهما، وMnuc كتلة النواة، وc سرعة الضوء. العدد الكتلي A=Z+N، وليس كتلة بوحدة u. [2]
- مع الكتل الذرية: Δm≈ZmH+Nmₙ−Matom؛ mH كتلة هيدروجين-1 متعادل، وMatom كتلة ذرة النظير المتعادلة المحدد، لا متوسط العنصر. يتوازن عدد الإلكترونات في الطرفين؛ نهمل فرق طاقات ربطها، ولذلك العلاقة تقريبية. [1]
- مثال تعليمي مقرب للهيليوم-4، Z=N=2: نختار mH=1.00783u وmₙ=1.00866u وmₚ=1.00728u وmₑ=0.00055u؛ mₑ كتلة الإلكترون، وmH≈mₚ+mₑ. u وحدة الكتلة الذرية الموحدة؛ نستخدم uc²≈931.5MeV، وMeV مليون إلكترون فولت. [2]
- مع Matom=4.00260u: المجموع 2mH+2mₙ=4.03298u، وΔm≈0.03038u، وB≈28.30MeV. هذه نتائج حسابية للمدخلات المقربة، وليست قياسًا دقيقًا. الرسم يعد إلكترونين في كل طرف؛ لا يمثل أحجامًا أو مسارات فعلية. [1]
- الخلط الخاطئ 2mₚ+2mₙ−Matom يعطي 0.02928u ثم 27.27MeV؛ يقل الناتج بنحو 1.02MeV، لأننا أغفلنا 2mₑ=0.00110u في طرف المقارنة. لا نحذف الإلكترونات من طرف واحد بحجة صغر كتلتها. [1]
- للطريق النووي المتسق: Mnuc≈Matom−2mₑ=4.00150u. طرحها من 2mₚ+2mₙ=4.03188u يعيد Δm≈0.03038u وB≈28.30MeV. التطابق ضمن إهمال الربط الإلكتروني والمعطيات المقربة؛ الحساب يخص تفكيك النواة بالكامل، لا نزع إلكترون أو نيوترون واحد. [2]
حدد طاقة الربط والكتل النووية
طاقة الربط B هي الطاقة اللازمة لتفكيك النواة إلى بروتونات ونيوترونات منفصلة ساكنة. إذا كان عدداهما Z وN: Δm=Zmₚ+Nmₙ−Mnuc وB=Δmc²؛ mₚ وmₙ كتلتاهما، وMnuc كتلة النواة، وc سرعة الضوء. العدد الكتلي A=Z+N، وليس كتلة بوحدة u. [2]
وازن الإلكترونات في الطريق الذري
مع الكتل الذرية: Δm≈ZmH+Nmₙ−Matom؛ mH كتلة هيدروجين-1 متعادل، وMatom كتلة ذرة النظير المتعادلة المحدد، لا متوسط العنصر. يتوازن عدد الإلكترونات في الطرفين؛ نهمل فرق طاقات ربطها، ولذلك العلاقة تقريبية. [1]
ثبت مدخلات المثال والوحدات
مثال تعليمي مقرب للهيليوم-4، Z=N=2: نختار mH=1.00783u وmₙ=1.00866u وmₚ=1.00728u وmₑ=0.00055u؛ mₑ كتلة الإلكترون، وmH≈mₚ+mₑ. u وحدة الكتلة الذرية الموحدة؛ نستخدم uc²≈931.5MeV، وMeV مليون إلكترون فولت. [2]
احسب بالكتل الذرية المتسقة
مع Matom=4.00260u: المجموع 2mH+2mₙ=4.03298u، وΔm≈0.03038u، وB≈28.30MeV. هذه نتائج حسابية للمدخلات المقربة، وليست قياسًا دقيقًا. الرسم يعد إلكترونين في كل طرف؛ لا يمثل أحجامًا أو مسارات فعلية. [1]
اكشف خطأ خلط الكتلتين
الخلط الخاطئ 2mₚ+2mₙ−Matom يعطي 0.02928u ثم 27.27MeV؛ يقل الناتج بنحو 1.02MeV، لأننا أغفلنا 2mₑ=0.00110u في طرف المقارنة. لا نحذف الإلكترونات من طرف واحد بحجة صغر كتلتها. [1]
راجع النتيجة بالطريق النووي
للطريق النووي المتسق: Mnuc≈Matom−2mₑ=4.00150u. طرحها من 2mₚ+2mₙ=4.03188u يعيد Δm≈0.03038u وB≈28.30MeV. التطابق ضمن إهمال الربط الإلكتروني والمعطيات المقربة؛ الحساب يخص تفكيك النواة بالكامل، لا نزع إلكترون أو نيوترون واحد. [2]
المراجع
أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.