fizika, zakon ekvivalentnosti mase i energije, za gimnazije

1. Defekt mase i
energija veze
jezgra
Za gimnazije-

2. Defekt mase
● U jezgru atoma se nalaze protoni i
neutroni.
● Masa jezgra trebala bi da bude jednaka
zbiru mase protona i neutrona.
● Međutim, preciznim mjerenjem je
ustanovljeno da je masa nekog jezgra
nešto manja od zbira masa protona i
neutrona od kojih je jezgro sastavljeno

3. ● Razlika između zbira masa protona i
neutrona u jezgru i mase jezgra zove se
defekt mase-- Am.
●
Tu je:
● m-masa jezgra,
● Z-broj protona,
● N-broj neutrona.

4. Defekt mase
● Defekt mase ili gubitak mase je gubitak mase prilikom prelaska
sistema u niže energetsko stanje zbog emisije energije iz sistema.
Defekt mase u skladu je s Einsteinovim zakonom o ekvivalentnosti
mase i energije pri čemu je:
● E = energija jednakovrijedna (ekvivalentna) masi (u džulima)
● m = masa (u kilogramima), i
● c = brzina svjetlosti u vakuumu (u metrima po sekundi).
Defekt mase ili gubitak mase je gubitak mase prilikom prelaska sistema u
niže energetsko stanje zbog emisije energije iz sistema.
Defekt mase u skladu je s Einsteinovim zakonom o ekvivalentnosti mase i
energije pri čemu je:
E = energija jednakovrijedna (ekvivalentna) masi (u džulima)
m = masa (u kilogramima), i
c = brzina svjetlosti u vakuumu (u metrima po sekundi).

5. ● Jedna od mogućih nuklearnih fisijskih
lančanih reakcija: atom uranija-235 hvata
spori neutron i raspada se na dva nova
atoma (fisioni fragmenti – barij-141 i
kripton-92), oslobađajući 3 nova neutrona
i ogromnu količinu energije vezanja (200
MeV), što prestavlja u ovom slučaju
defekt mase.

6. Energija vezanja po nukleonu
● Za lakše jezgre energija vezanja po
nukleonu povećava se s brojem
nukleona, za srednje teške
jezgre poprima vrijednost od 8,8 do
8,5 MeV, a za teške se ponovno
smanjuje s porastom A i postiže
vrijednost 7,6 MeV za jezgru uranija.
● Iz krivulje se vidi da jezgra helija (α
čestica) ima jako veliku energiju
vezanja i osobito je stabilna.
● Najveću energiju vezanja ima
željezo-56 pa je njegova jezgra
najstabilnija.

7. Zakon ekvivalentnosti mase i energije
● Prema Einstelnu, masa energija su povezane
relacijom,
E=mc2
● To je zakon ekvivalentnosti mase i energije koji
proističe iz Einsteinove specijalne teorije
relativnosti.
● Promjena mase, koja se pojavljuje u različitim
procesima, odražava se na promjenu energije i
obrnuto.

8. Energija veze
jezgra
02

9. Energija veze jezgra
● Energija vezanja (Ev) je najmanja energija potrebna da se sustav čestica poput
kristala, molekule ili atomske jezgre rastavi na sastavne dijelove, atome ili
nukleone
● U fizici čvrstoga stanja i atomskoj fizici pojam se najčešće odnosi na
najmanju energiju potrebnu da se elektron u određenom kvantnom stanju
otrgne od sustava u kojem je vezan
● U nuklearnoj fizici, energija vezanja po nukleonu razlikuje se od jezgre do
jezgre i određuje krivulju stabilnosti ovisno o masenome broju elementa

10. • Prema energiji vezanja po nukleonu
mogu se predvidjeti fuzijski procesi na
malim vrijednostima i fisijski na velikim
vrijednostima masenoga broja

11. Energija veze jezgra
● Obično se izračunva po jdnom nukleonu, Ev/A
● Naziva se srednja energija veze po jednom nukleonu
● Za većinu: 8 MeV
● Veća vrijednost ukazuje na veću stabilnost

12. Nuklearna energija vezanja
● Energija koju je potrebno uložiti kako bi se atomska jezgra rastavila na
protone i neutrone
● Što je jezgra stabilnija, nuklearna energija vezanja je veća

13. Molekularna energija vezanja
● Energija potrebna da se atomi molekule rastave na
pojedine atome od kojih je izgrađena
● Energije vezanja za dvostruke i trostruke veze veće su
nego za jednostruke, ali ne za dva ili tri puta

14. Video linkovi:
● https://youtu.be/XVHS6ja8zF4

15. Zadatak za vježbu

16. Hvala na
pažnji!