您的位置:
主页 > 新闻大事 >核子束缚能( Nuclear Binding Energy) >

核子束缚能( Nuclear Binding Energy)

阅读745| 发布: 2018-01-23 15:16 | 点赞: 606


原子核主要由质子中子构成,原子核半径约为10-14~10-15 m,由于质子为带正电力子,在如此微小的距离质子与质子库侖斥力是非常大(两质子间库伦斥力约为2.3×102牛顿)。然而非放射性的原子核又非常稳定,所以物理学家推测在原子核内必然存在一种很强的吸引力,此引力称为核力(nuclear force)又称为「强作用力」(strong interaction)。

若将各原子核质量与所组成的质子和中子质量和比较,发现其两者是有差异的,此质量差异称为质量缺陷(mass defect),而此质量差异实际上被转化为使原子核稳定存在的束缚能(binding energy)。

原子束缚能有多大,我们可以用大小相似的氢原子核和核子束缚能( Nuclear Binding Energy)粒子核来比较:
氢原子核和 核子束缚能( Nuclear Binding Energy)粒子核的半径分别为 1.2×10-15 m 和 1.9×10-15 m。氢原子核为单一电子,游离此单一质子所需能量为 13.6 eV;而 核子束缚能( Nuclear Binding Energy)粒子核由两个质子与两个中子组成,破坏此核子束缚能( Nuclear Binding Energy)粒子核所需能量为 28300000 eV。

考虑原子核中的核子总数(质子+中子),将束缚能除以核子总数即可求出原子核内之平均核子束缚能(nuclear binding energy)。
例如16O原子质量为16.00000 amu
        原子含有8个中子、8个质子、8个电子其质量各为:8×1.00898 amu、8×1.00759 amu、8×0.00055 amu,
        则质量缺陷(Δm)=013696 amu
       依爱因斯坦质能等效关係式(E=Δmc2)
       c2=(3×108m/s)2=931 MeV
               MeV:百万电子伏特(1 eV = 1.6×10-19 焦耳)
      所以氧原子之核子平均束缚能=0.13696×931/16 = 7.969 MeV

将各元素依质量数对其核子束缚能作图如下:

核子束缚能( Nuclear Binding Energy)

图一:质量数与其核子平均束缚能

从图一可发现:轻元素的核子束缚能随质量数增加而递增,质量数为50~60 元素其核子束缚能大约相近,Fe 的核子束缚能最大。当质量数继续增加,元素核子束缚能开始随质量数增加缓慢递减。换言之,轻元素核力较大,核力随质量数增加而增加,故核子束缚能随质量数增加而递增;质量数50~60的元素其核力与库侖斥力相当,使核子束缚能不受质量数增加所影响;而重元素库侖斥力较大,且库侖斥力随质量数增加而增加,故核子束缚能随质量数增加而递减。

参考资料:
1. 李怡严编着,《大学物理学(四)》,东华书局,民82。
2. David Halliday、Robert Resnick 着,梁肇基 译,《基础物理学》,复文书局,民75。
3. George Gamow 着,Robert Oerter 编,叶伟文 译,《物理A+班─原子与量子》,天下远见出版股份有限公司,2008。
4. http://www.phys.ncku.edu.tw
5. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/nucbin.html

相关文章


介绍热搜科技|时政快报|当下频道|网站地图 通亚娱乐注册登录_沙巴官网体育 万鸿平台注册_摩天城体育 博万通官网_金钻石娱乐app 首存100送100的游戏网站_沙巴官网体育 新濠万利彩登录_必赢贵宾会怎么卸载 大奖888黄金版登录_宝盈bbin客户端 红宝石国际登录地址是多少_信和娱乐app BET9十年信誉玩家首选_金州娱乐登录网址 豪亨博会员登录_v1bet地址 yzc999亚洲城_bet9平台登录网址