Hvordan beregner du den specifikke ladning af kernen?

forståelse af koncepterne

* Specifik gebyr: Dette er forholdet mellem gebyret for et objekt og dets masse. For en kerne er det ladningen for protonerne divideret med massen af ​​kernen.

* ladning af en kerne: Gladningen af ​​en kerne bestemmes af antallet af protoner, den indeholder, som også er kendt som dets atomnummer (Z). Hver proton har et gebyr på +1,602 x 10⁻¹⁹ Coulombs.

* masse af en kerne: Massen af ​​en kerne bestemmes primært af antallet af protoner og neutroner (nukleoner). Massen af ​​en proton og en neutron er meget ens, ca. 1,67 x 10⁻²⁷ kg.

Beregning

1. Bestem antallet af protoner (z) og neutroner (n) i kernen: Du skal kende elementet og dets isotop. For eksempel har carbon-12 6 protoner og 6 neutroner.

2. Beregn den samlede ladning af kernen: Multiplicer antallet af protoner (z) med opladning af en enkelt proton:

* Charge of Nucleus =Z * (+1.602 x 10⁻¹⁹ C)

3. Beregn massen af ​​kernen: Omtrentlig kernenes masse ved at multiplicere det samlede antal nukleoner (z + n) med massen af ​​en proton (eller neutron):

* Mass af kerne ≈ (z + n) * (1,67 x 10⁻²⁷ kg)

4. Beregn den specifikke opladning: Del ladningen af ​​kernen ved massen af ​​kernen:

* Specifik ladning =(ladning af kerne) / (masse af kerne)

Eksempel:

Lad os beregne den specifikke ladning for en carbon-12-kerne:

* Z =6 (antal protoner)

* N =6 (antal neutroner)

1. ladning af kerne =6 * (+1.602 x 10⁻¹⁹ c) =9.612 x 10⁻¹⁹ c

2. masse af kerne ≈ (6 + 6) * (1,67 x 10⁻²⁷ kg) =2,004 x 10⁻²⁶ kg

3. specifik opladning =(9.612 x 10⁻¹⁹ c) / (2,004 x 10⁻²⁶ kg) ≈ 4,8 x 10⁷ c / kg

Vigtige noter:

* Denne beregning er en tilnærmelse, fordi den faktiske masse af en kerne er lidt mindre end summen af ​​masserne af dens individuelle protoner og neutroner på grund af den bindende energi.

* Den specifikke ladning af en kerne er en meget nyttig mængde i nuklear fysik, især til analyse af opførelsen af ​​ioner og isotoper.