Vsebina
Atomska masna enota ali amu je ena dvanajstina mase nevezanega atoma ogljika-12 in se uporablja za izražanje mase atomskih in subatomskih delcev. Joule je enota energije v mednarodnem sistemu enot. Razumevanje razmerja med energijo vezanja in napako mase v enačbi Teorije relativnosti Albert Einsteins razjasni postopek pretvorbe amuja v džule. V enačbi je masna napaka "izginjajoča" masa protonov in nevtronov, ki se pretvori v energijo, ki drži jedro skupaj.
Pretvorba 1 amu v joule
Ne pozabite, da je masa jedra vedno manjša od vsote posameznih mas protonov in nevtronov, ki ga sestavljajo. Pri izračunu pomanjkljivosti mase uporabite popolno natančnost meritev mase, saj je razlika v masi majhna v primerjavi z maso atoma. Zaokrožitev mase atomov in delcev na tri ali štiri pomembne števke pred izračunom povzroči izračunano napako mase nič.
Pretvorimo atomsko masno enoto (amu) v kilograme. Ne pozabite, da je 1 amu = 1,66053886 * 10 ^ -27 kg.
Zapišite Einsteinovo formulo za energijo vezave "? E ":? E =? M_c ^ 2, kjer je "c " hitrost svetlobe, ki je enaka 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " je napaka mase in je v tej razlagi enaka 1 amu.
Nadomestite vrednost 1 amu v kilogramih in vrednost hitrosti svetlobe v Einsteinovi enačbi. ? E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
S kalkulatorjem poiščite? E po formuli v koraku 4.
To bo vaš odgovor v kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Pretvorite 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 v joule "J " Ob vedenju, da je 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, bo odgovor 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Primer izračuna
Pretvorite masno napako (amu) litija-7 v joule "J ". Jedrska masa litija-7 je enaka 7.014353 amu. Število litijevih nukleonov je 7 (trije protoni in štirje nevtroni).
Poiščite mase protonov in nevtronov (masa protona je 1.007276 amu, masa nevtrona 1.008665 amu), ki jih seštejete, da dobite skupno maso: (3_1.007276) + (4_1.008665). Rezultat je 7.056488 amu. Zdaj, če želite najti napako v masi, odštejemo jedrsko maso od skupne mase: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Pretvori amu v kilograme (1 amu = 1,6606_10 ^ -27 kg), pomnoži 0,042135 z 1,6606_10 ^ -27. Rezultat bo 0,0699693_10 ^ -27 kg. Z uporabo Einsteinove formule enakovrednosti mase in energije (? E =? M_c ^ 2) nadomestite vrednosti napake mase v kilogramih in vrednost hitrosti svetlobe "c " v metrih na sekundo, da bi našli energijo "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2,9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. To bo vaš odgovor v džulih "J ".