Atomske jezgre su čvrsto vezani sustavi velikog broja nukleona.
Potpuno rastaviti jezgru na sastavne dijelove i ukloniti ih u velike udaljenosti jedan od drugog potrebno je utrošiti određeni rad A.

Energija vezanja je energija jednaka radu koji se mora izvršiti da se jezgra razdvoji na slobodne nukleone.

E veza = - A

Prema zakonu održanja, energija vezanja je istovremeno jednaka energiji koja se oslobađa pri formiranju jezgre iz pojedinačnih slobodnih nukleona.

Specifična energija vezanja

Ovo je energija vezanja po nukleonu.

Osim najlakših jezgri, specifična energija vezanja je približno konstantna i jednaka je 8 MeV/nukleonu. Najveću specifičnu energiju vezanja (8,6 MeV/nukleon) imaju elementi masenih brojeva od 50 do 60. Jezgre ovih elemenata su najstabilnije.

Kako su jezgre preopterećene neutronima, specifična energija vezanja se smanjuje.
Za elemente na kraju periodnog sustava jednaka je 7,6 MeV/nukleonu (na primjer, za uran).

Oslobađanje energije kao rezultat nuklearne fisije ili fuzije

Da bi se razdvojila jezgra, mora se utrošiti određena energija da se prevlada nuklearne sile.
Da bi se sintetizirala jezgra iz pojedinačnih čestica, potrebno je prevladati Coulombove odbojne sile (za to je potrebno utrošiti energiju da se te čestice ubrzaju do velikih brzina).
To jest, da bi se izvršila nuklearna fisija ili nuklearna sinteza, mora se potrošiti nešto energije.

Kada se jezgra spoji na malim udaljenostima, na nukleone počinju djelovati nuklearne sile koje uzrokuju njihovo ubrzano kretanje.
Ubrzani nukleoni emitiraju gama zrake, koje imaju energiju jednaku energiji vezanja.

Na izlazu iz reakcije nuklearne fisije ili fuzije oslobađa se energija.

Ima smisla provoditi nuklearnu fisiju ili nuklearnu sintezu ako rezultirajuća, tj. energija oslobođena kao rezultat fisije ili fuzije bit će veća od potrošene energije
Prema grafu, dobitak na energiji može se dobiti ili fisijom (cijepanjem) teških jezgri, ili fuzijom lakih jezgri, što se u praksi i radi.

Masovni defekt

Mjerenja nuklearnih masa pokazuju da je nuklearna masa (Nm) uvijek manja od zbroja masa mirovanja slobodnih neutrona i protona koji je sačinjavaju.

Tijekom nuklearne fisije: masa jezgre uvijek je manja od zbroja masa mirovanja nastalih slobodnih čestica.

Tijekom nuklearne sinteze: masa nastale jezgre uvijek je manja od zbroja masa mirovanja slobodnih čestica koje su je formirale.

Defekt mase je mjera energije vezanja atomska jezgra.

Defekt mase jednak je razlici između ukupne mase svih nukleona jezgre u slobodnom stanju i mase jezgre:

gdje je Mya masa jezgre (iz priručnika)
Z – broj protona u jezgri
mp – masa mirovanja slobodnog protona (iz priručnika)
N – broj neutrona u jezgri
mn – masa mirovanja slobodnog neutrona (iz priručnika)

Smanjenje mase tijekom nastajanja jezgre znači da se energija nukleonskog sustava smanjuje.

Proračun nuklearne energije vezanja

Energija vezanja jezgre brojčano je jednaka radu koji se mora utrošiti da se jezgra razdvoji na pojedinačne nukleone, odnosno energiji koja se oslobađa tijekom sinteze jezgri iz nukleona.
Mjera energije vezivanja jezgre je defekt mase.

Formula za izračunavanje energije vezivanja jezgre je Einsteinova formula:
ako postoji neki sustav čestica koji ima masu, tada promjena energije tog sustava dovodi do promjene njegove mase.

Ovdje se energija vezanja jezgre izražava umnoškom defekta mase i kvadrata brzine svjetlosti.

U nuklearnoj fizici masa čestica izražava se u jedinicama atomske mase (amu)

u nuklearnoj fizici je uobičajeno izražavati energiju u elektronvoltima (eV):

Izračunajmo korespondenciju 1 amu. elektronvolti:

Sada će formula za izračun energije vezanja (u elektronvoltima) izgledati ovako:

PRIMJER IZRAČUNA ENERGIJE VEZANJA JEZGRE ATOMA HELIJA (He)

>

Nuklearne sile

Da bi atomske jezgre bile stabilne, protone i neutrone unutar jezgri moraju držati goleme sile, višestruko veće od sila Coulombovog odbijanja protona. Sile koje drže nukleone u jezgri nazivaju se nuklearni . Oni predstavljaju manifestaciju najintenzivnije vrste interakcije poznate u fizici - tzv. jake interakcije. Nuklearne sile su približno 100 puta veće od elektrostatičkih sila i desetke redova veličine veće od sila gravitacijske interakcije između nukleona.

Nuklearne sile imaju sljedeća svojstva:

· imaju privlačne sile;

· je sile kratkog djelovanja(manifestira se na malim udaljenostima između nukleona);

· nuklearne sile ne ovise o prisutnosti ili odsutnosti električnog naboja na česticama.

Defekt mase i energija vezanja atomske jezgre

Najvažniju ulogu u nuklearnoj fizici ima koncept nuklearna energija vezanja .

Energija vezanja jezgre jednaka je minimalnoj energiji koja se mora utrošiti da se jezgra potpuno razdvoji na pojedinačne čestice. Iz zakona održanja energije proizlazi da je energija vezanja jednaka energiji koja se oslobađa pri nastajanju jezgre iz pojedinih čestica.

Energija vezanja bilo koje jezgre može se odrediti točnim mjerenjem njezine mase. Trenutačno su fizičari naučili mjeriti mase čestica - elektrona, protona, neutrona, jezgri itd. - s vrlo velikom točnošću. Ova mjerenja to pokazuju masa bilo koje jezgre M I je uvijek manji od zbroja masa protona i neutrona koji ga čine:

Razlika mase zove se defekt mase. Defektom mase pomoću Einsteinove formule E = mc 2, možete odrediti energiju koja se oslobađa tijekom formiranja određene jezgre, tj. energiju vezivanja jezgre E St:

Ova energija se oslobađa tijekom formiranja jezgre u obliku zračenja γ-kvanta.

B21 1), B22 1), B23 1), B24 1), B25 2)

Magnetsko polje

Ako se na izvor struje spoje dva paralelna vodiča tako da struja, tada se vodiči ovisno o smjeru struje u njima ili odbijaju ili privlače.

Objašnjenje ovog fenomena moguće je s pozicije nastanka posebne vrste materije oko vodiča - magnetskog polja.

Sile s kojima međusobno djeluju vodiči s strujom nazivaju se magnetski.

Magnetsko polje- Ovo posebna vrsta tvar čija je specifičnost djelovanje na električni naboj koji se kreće, vodiče sa strujom, tijela s magnetskim momentom, sa silom koja ovisi o vektoru brzine naboja, smjeru struje u vodiču i smjeru magnetski moment tijela.

Povijest magnetizma seže u davna vremena, u drevne civilizacije Male Azije. Na području Male Azije, u Magneziji, pronađene su stijene čiji su se uzorci međusobno privlačili. Prema nazivu područja, takvi uzorci su se počeli nazivati ​​"magneti". Svaki magnet u obliku šipke ili potkove ima dva kraja koji se nazivaju polovi; Upravo na tom mjestu njegova magnetska svojstva najviše dolaze do izražaja. Ako objesite magnet na konac, jedan će pol uvijek biti usmjeren prema sjeveru. Kompas se temelji na ovom principu. Sjeverni pol slobodno visećeg magneta naziva se sjeverni pol magneta (N). Suprotni pol se zove Južni pol(S).

Magnetski polovi međusobno komunicirati: poput motki odbijaju, a suprotne privlače. Sličan koncept električno polje, okružujući električni naboj, uvode ideju o magnetskom polju oko magneta.

Godine 1820. Oersted (1777-1851) otkrio je da je magnetska igla smještena pored električni vodič, otklanja se kada struja teče kroz vodič, tj. oko vodiča kroz koji teče struja stvara se magnetsko polje. Ako uzmemo okvir s strujom, tada vanjsko magnetsko polje djeluje s magnetsko polje okvira i ima na njega orijentirajući učinak, tj. postoji položaj okvira u kojem vanjsko magnetsko polje ima maksimalan rotacijski učinak na njega, a postoji i položaj kada je zakretni moment sila jednak nuli.

Magnetsko polje u bilo kojoj točki može se karakterizirati vektorom B, koji se naziva vektor magnetske indukcije ili magnetska indukcija u točki.

Magnetska indukcija B je vektorska fizička količina, što je karakteristika jakosti magnetskog polja u točki. Jednak je omjeru najvećeg mehaničkog momenta sila koje djeluju na okvir sa strujom smještenom u jednoličnom polju i umnošku jakosti struje u okviru i njegove površine:

Za smjer vektora magnetske indukcije B uzima se smjer pozitivne normale na okvir, koji je povezan sa strujom u okviru pravilom desnog vijka, s mehaničkim momentom jednakim nuli.

Na isti način kao što su prikazane linije jakosti električnog polja, prikazane su i linije indukcije magnetskog polja. Linija magnetskog polja je zamišljena crta čija se tangenta poklapa s pravcem B u nekoj točki.

Smjerovi magnetskog polja u određenoj točki također se mogu definirati kao smjer koji pokazuje

sjeverni pol igle kompasa postavljen na ovu točku. Vjeruje se da su indukcijske linije magnetskog polja usmjerene od Sjeverni pol prema jugu.

Smjer linija magnetske indukcije magnetskog polja koje stvara električna struja koja teče ravnim vodičem određuje se pravilom gimleta ili desnog vijka. Za smjer linija magnetske indukcije uzima se smjer vrtnje glave vijka, koji bi osigurao njegovo translatorno kretanje u smjeru električne struje (sl. 59).

gdje je n01 = 4 Pi 10 -7 V s/(A m). - magnetska konstanta, R - udaljenost, I - jakost struje u vodiču.

Za razliku od linija napetosti elektrostatičko polje, koji počinju na pozitivnom naboju i završavaju na negativnom naboju, linije magnetskog polja uvijek su zatvorene. Magnetski naboj je sličan električno punjenje nije otkriven.

Za jedinicu indukcije uzima se jedan tesla (1 T) - indukcija takvog jednolikog magnetskog polja u kojem na okvir površine 1 m2, kroz koji teče struja od 1 A, djeluje najveća rotirajuća sila. mehanički moment sila jednaka 1 Nm.

Indukcija magnetskog polja također se može odrediti silom koja djeluje na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju.

Na vodič kroz koji teče struja postavljen u magnetsko polje djeluje Amperova sila čija je veličina određena sljedećim izrazom:

gdje je I jakost struje u vodiču, ja- duljina vodiča, B je veličina vektora magnetske indukcije, a je kut između vektora i smjera struje.

Smjer Amperove sile možemo odrediti pravilom lijeve ruke: dlan lijeve ruke postavimo tako da vodovi magnetske indukcije ulaze u dlan, četiri prsta postavimo u smjeru struje u vodiču, zatim savijeni palac pokazuje smjer Amperove sile.

Uzimajući u obzir da je I = q 0 nSv i zamjenjujući ovaj izraz u (3.21), dobivamo F = q 0 nSh/B sin a. Broj čestica (N) u određenom volumenu vodiča je N = nSl, tada je F = q 0 NvB sin a.

Odredimo silu kojom magnetsko polje djeluje na pojedinačnu nabijenu česticu koja se kreće u magnetskom polju:

Ova sila se naziva Lorentzova sila (1853-1928). Smjer Lorentzove sile možemo odrediti pravilom lijeve ruke: dlan lijeve ruke postavimo tako da linije magnetske indukcije ulaze u dlan, četiri prsta pokazuju smjer kretanja pozitivnog naboja, veliki savijeni prst pokazuje smjer Lorentzove sile.

Sila međudjelovanja između dva paralelna vodiča kroz koje teku struje I 1 i I 2 jednaka je:

Gdje ja- dio vodiča koji se nalazi u magnetskom polju. Ako su struje istosmjerne, tada se vodiči privlače (slika 60), ako su suprotnog smjera, odbijaju se. Sile koje djeluju na svaki vodič jednake su veličine i suprotnog smjera. Formula (3.22) je osnova za određivanje jedinice struje od 1 ampera (1 A).

Magnetska svojstva tvari karakterizirana su skalarnom fizikalnom veličinom - magnetskom propusnošću, koja pokazuje koliko se puta indukcija B magnetskog polja u tvari koja potpuno ispunjava polje razlikuje po veličini od indukcije B 0 magnetskog polja u vakuum:

Prema svojim magnetskim svojstvima sve se tvari dijele na dijamagnetičan, paramagnetičan I feromagnetski.

Uzmite u obzir prirodu magnetska svojstva tvari.

Elektroni u ljusci atoma tvari kreću se različitim putanjama. Da pojednostavimo, ove orbite smatramo kružnim, a svaki elektron koji kruži oko atomske jezgre može se smatrati kružnom električnom strujom. Svaki elektron, poput kružne struje, stvara magnetsko polje, koje nazivamo orbitalnim. Osim toga, elektron u atomu ima vlastito magnetsko polje koje se naziva spinsko polje.

Ako se, kada se uvede u vanjsko magnetsko polje s indukcijom B 0, unutar tvari stvara indukcija B< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

U dijamagnetski U materijalima, u nedostatku vanjskog magnetskog polja, magnetska polja elektrona se kompenziraju, a kada se oni uvedu u magnetsko polje, indukcija magnetskog polja atoma postaje usmjerena protiv vanjskog polja. Dijamagnetski materijal se gura van vanjskog magnetskog polja.

U paramagnetski materijala, magnetska indukcija elektrona u atomima nije potpuno kompenzirana, a atom kao cjelina ispada kao mali stalni magnet. Obično su u tvari svi ti mali magneti nasumično orijentirani, a ukupna magnetska indukcija svih njihovih polja jednaka je nuli. Ako postavite paramagnet u vanjsko magnetsko polje, tada će se svi mali magneti - atomi okretati u vanjskom magnetskom polju kao igle kompasa i magnetsko polje u tvari će se povećati ( n >= 1).

Feromagnetski su oni materijali u kojima n" 1. U feromagnetskim materijalima stvaraju se tzv. domene, makroskopska područja spontanog magnetiziranja.

U različitim domenama, indukcije magnetskog polja imaju različite smjerove (sl. 61) iu velikom kristalu

međusobno nadoknađuju. Kada se feromagnetski uzorak uvede u vanjsko magnetsko polje, granice pojedinih domena se pomiču tako da se volumen domena usmjerenih duž vanjskog polja povećava.

S povećanjem indukcije vanjskog polja B 0 raste magnetska indukcija magnetizirane tvari. Na nekim vrijednostima B 0, indukcija prestaje naglo rasti. Taj se fenomen naziva magnetsko zasićenje.

Značajka feromagnetski materijali - fenomen histereze, koji se sastoji u dvosmislenoj ovisnosti indukcije u materijalu o indukciji vanjskog magnetskog polja kada se mijenja.

Petlja magnetske histereze je zatvorena krivulja (cdc`d`c), izražavajući ovisnost indukcije u materijalu o amplitudi indukcije vanjskog polja s periodičnom prilično sporom promjenom potonjeg (slika 62).

Petlju histereze karakteriziraju sljedeće vrijednosti: B s, Br, B c. B s - maksimalna vrijednost indukcije materijala na B 0s; In r - zaostala indukcija, jednaka vrijednosti indukcija u materijalu kada se indukcija vanjskog magnetskog polja smanji od B 0s do nule; -B c i B c - koercitivna sila - vrijednost jednaka indukciji vanjskog magnetskog polja potrebnoj za promjenu indukcije u materijalu od rezidualne do nule.

Za svaki feromagnet postoji temperatura (Curiejeva točka (J. Curie, 1859-1906), iznad koje feromagnet gubi svoja feromagnetska svojstva.

Postoje dva načina da se magnetizirani feromagnet dovede u demagnetizirano stanje: a) zagrijavanje iznad Curiejeve točke i hlađenje; b) magnetizirati materijal izmjeničnim magnetskim poljem s polagano opadajućom amplitudom.

Feromagneti s malom zaostalom indukcijom i koercitivnom silom nazivaju se meki magnetici. Primjenu nalaze u uređajima gdje se feromagneti često moraju remagnetizirati (jezgre transformatora, generatora i sl.).

Za izradu trajnih magneta koriste se magnetski tvrdi feromagneti koji imaju veliku koercitivnu silu.

B21 2) Fotoelektrični efekt. fotoni

Fotoelektrični efekt otkrio ga je 1887. njemački fizičar G. Hertz, a eksperimentalno ga je proučavao A. G. Stoletov 1888.–1890. Najcjelovitiju studiju fenomena fotoelektričnog efekta proveo je F. Lenard 1900. godine. U to vrijeme elektron je već bio otkriven (1897., J. Thomson) i postalo je jasno da fotoelektrični efekt (ili više upravo, vanjski fotoefekt) sastoji se od izbacivanja elektrona iz tvari pod utjecajem svjetlosti koja na nju pada.

Dijagram eksperimentalne postavke za proučavanje fotoelektričnog efekta prikazan je na sl. 5.2.1.

U pokusima je korištena staklena vakuumska boca s dvije metalne elektrode, čija je površina bila temeljito očišćena. Na elektrode je doveden određeni napon U, čiji se polaritet može promijeniti dvostrukim ključem. Jedna od elektroda (katoda K) osvijetljena je kroz kvarcni prozor monokromatskim svjetlom određene valne duljine λ. Pri konstantnom svjetlosnom toku snimljena je ovisnost jakosti fotostruje ja od primijenjenog napona. Na sl. 5.2.2 prikazuje tipične krivulje takve ovisnosti, dobivene za dvije vrijednosti intenziteta svjetlosni tok, incident na katodi.

Krivulje pokazuju da pri dovoljno velikim pozitivnim naponima na anodi A fotostruja dolazi do zasićenja, budući da svi elektroni izbačeni s katode svjetlošću dospiju na anodu. Pažljiva mjerenja pokazala su da struja zasićenja ja n je izravno proporcionalan intenzitetu upadne svjetlosti. Kada je napon na anodi negativan, električno polje između katode i anode inhibira elektrone. Samo oni elektroni čija kinetička energija prelazi | eU|. Ako je napon na anodi manji od - U h, fotostruja prestaje. Mjerenje U h, možemo odrediti maksimalnu kinetičku energiju fotoelektrona:

Brojni eksperimentatori utvrdili su sljedeće osnovne principe fotoelektričnog efekta:

1. Maksimalna kinetička energija fotoelektrona raste linearno s porastom frekvencije svjetlosti ν i ne ovisi o njezinom intenzitetu.
2. Za svaku tvar postoji tzv crvena granica foto efekta , tj. najniža frekvencija ν min pri kojoj je još moguć vanjski fotoelektrični učinak.
3. Broj fotoelektrona koje svjetlost emitira s katode u 1 s izravno je proporcionalan intenzitetu svjetlosti.
4. Fotoelektrični efekt je praktički bez inercije, fotostruja se javlja odmah nakon početka osvjetljavanja katode, pod uvjetom da je frekvencija svjetlosti ν > ν min.

Svi ovi zakoni fotoelektričnog efekta u osnovi su proturječili idejama klasične fizike o interakciji svjetlosti s materijom. Prema valnim konceptima, u interakciji s elektromagnetskim svjetlosnim valom, elektron bi postupno akumulirao energiju i trebalo bi značajno vrijeme, ovisno o intenzitetu svjetlosti, da elektron akumulira dovoljno energije da izleti iz katoda. Kako izračuni pokazuju, ovo vrijeme treba izračunati u minutama ili satima. Međutim, iskustvo pokazuje da se fotoelektroni pojavljuju odmah nakon početka osvjetljavanja katode. U ovom modelu također je bilo nemoguće razumjeti postojanje crvene granice fotoelektričnog efekta. Teorija valova svjetlost nije mogla objasniti neovisnost energije fotoelektrona o intenzitetu svjetlosnog toka i proporcionalnost maksimalne kinetičke energije frekvenciji svjetlosti.

Stoga elektromagnetska teorija svjetlosti nije mogla objasniti te obrasce.

Rješenje je pronašao A. Einstein 1905. godine. Teorijsko objašnjenje promatrane obrasce fotoelektričnog efekta dao je Einstein na temelju hipoteze M. Plancka da se svjetlost emitira i apsorbira u određenim dijelovima, a energija svakog takvog dijela određena je formulom E = hν, gdje h– Planckova konstanta. Einstein je napravio sljedeći korak u razvoju kvantnih koncepata. Zaključio je da svjetlost ima diskontinuiranu (diskretnu) strukturu. Elektromagnetski val sastoji se od zasebnih dijelova – kvanta, kasnije nazvan fotoni. U interakciji s materijom foton potpuno predaje svu svoju energiju hν jedan elektron. Elektron može raspršiti dio te energije tijekom sudara s atomima tvari. Osim toga, dio energije elektrona troši se na svladavanje potencijalne barijere na granici metal-vakuum. Da bi to učinio, elektron mora izvršiti radni rad A, ovisno o svojstvima materijala katode. Maksimalna kinetička energija koju fotoelektron emitiran s katode može imati određena je zakonom održanja energije:

Ova se formula obično zove Einsteinova jednadžba za fotoelektrični efekt .

Pomoću Einsteinove jednadžbe mogu se objasniti svi zakoni vanjskog fotoelektričnog efekta. Iz Einsteinove jednadžbe slijedi linearna ovisnost maksimalna kinetička energija na frekvenciji i neovisnost o intenzitetu svjetlosti, postojanje crvene granice, fotoelektrični efekt bez inercije. Ukupni broj fotoelektroni koji napuštaju površinu katode u 1 s moraju biti proporcionalni broju fotona koji upadaju na površinu tijekom istog vremena. Iz ovoga slijedi da struja zasićenja mora biti izravno proporcionalna intenzitetu svjetlosnog toka.

Kao što slijedi iz Einsteinove jednadžbe, tangens kuta nagiba ravne linije koja izražava ovisnost potencijala blokiranja U h od frekvencije ν (sl. 5.2.3), jednaka omjeru Planckova konstanta h na naboj elektrona e:

Gdje c– brzina svjetlosti, λ cr – valna duljina koja odgovara crvenoj granici fotoelektričnog efekta. Većina metala ima radnu funkciju A je nekoliko elektron volti (1 eV = 1,602·10 –19 J). U kvantnoj fizici, elektron volt se često koristi kao energetska jedinica. Vrijednost Planckove konstante, izražena u elektronvoltima u sekundi, je

Među metalima alkalijski elementi imaju najmanji rad rada. Na primjer, natrij A= 1,9 eV, što odgovara crvenoj granici fotoelektričnog efekta λ cr ≈ 680 nm. Stoga veze alkalijski metali koristi se za izradu katoda u fotoćelije , dizajniran za snimanje vidljive svjetlosti.

Dakle, zakoni fotoelektričnog efekta pokazuju da se svjetlost, kada se emitira i apsorbira, ponaša kao tok čestica tzv. fotoni ili kvanti svjetlosti .

Energija fotona je

slijedi da foton ima impuls

Tako se doktrina svjetlosti, dovršivši revoluciju dugu dva stoljeća, ponovno vratila idejama o svjetlosnim česticama – korpuskulama.

Ali to nije bio mehanički povratak na Newtonovu korpuskularnu teoriju. Početkom 20. stoljeća postalo je jasno da svjetlost ima dvojaku prirodu. Širenjem svjetlosti javljaju se njezina valna svojstva (interferencija, difrakcija, polarizacija), a međudjelovanjem s materijom korpuskularna svojstva (fotoelektrični efekt). Ova dvojna priroda svjetlosti naziva se valno-čestični dualitet . Kasnije je otkrivena dvojna priroda elektrona i drugih elementarnih čestica. Klasična fizika ne može pružiti vizualni model kombinacije valova i korpuskularna svojstva na mikroobjektima. Kretanje mikroobjekata nije podređeno zakonima klasične Newtonove mehanike, već zakonima kvantna mehanika. Teorija zračenja crnog tijela koju je razvio M. Planck i Einsteinova kvantna teorija fotoelektričnog efekta leže u temelju ove moderne znanosti.

B23 2) Posebna teorija relativnost, kao i svaka druga fizička teorija, može se formulirati na temelju osnovnih pojmova i postulata (aksioma) plus pravila korespondencije s njezinim fizičkim objektima.

Osnovni pojmovi[uredi | uredi wiki tekst]

Referentni sustav predstavlja određeno materijalno tijelo odabrano kao početak tog sustava, metodu za određivanje položaja objekata u odnosu na početak referentnog sustava i metodu za mjerenje vremena. Obično se pravi razlika između referentnih sustava i koordinatnih sustava. Dodavanje postupka mjerenja vremena koordinatnom sustavu "pretvara" ga u referentni sustav.

Inercijalni referentni sustav (IRS) je sustav u odnosu na koji se objekt, koji nije podložan vanjskim utjecajima, giba jednoliko i pravocrtno. Pretpostavlja se da postoje IFR-ovi, a svaki referentni sustav koji se kreće ravnomjerno i pravocrtno u odnosu na dati inercijalni sustav također je IFR.

Događaj je svaki fizički proces koji se može lokalizirati u prostoru i vrlo kratko traje. Drugim riječima, događaj je potpuno karakteriziran koordinatama (x, y, z) i vremenom t. Primjeri događaja su: bljesak svjetla, položaj materijalna točka V ovaj trenutak vrijeme itd.

Obično se uzimaju u obzir dva inercijski sustavi S i S". Vrijeme i koordinate određenog događaja, mjereno u odnosu na sustav S, označavaju se kao (t, x, y, z), a koordinate i vrijeme istog događaja, mjereno u odnosu na sustav S ", kao (t", x", y", z"). Prikladno je pretpostaviti da su koordinatne osi sustava međusobno paralelne, a sustav S" se giba duž x-osi sustava S brzinom v. Jedan od problema SRT-a je traženje relacija koje povezuju ( t", x", y", z") i (t, x, y, z), koje se nazivaju Lorentzove transformacije.

Sinkronizacija vremena[uredi | uredi wiki tekst]

SRT postulira mogućnost određivanja jedinstvenog vremena unutar zadanog inercijalnog referentnog sustava. Da bi se to postiglo, uvodi se postupak za sinkronizaciju dva sata koji se nalaze na različitim točkama u ISO. Neka se signal (ne nužno svjetlo) šalje od prvog sata u trenutku vremena (\displaystyle t_(1)) do drugog sata konstantnom brzinom (\displaystyle u). Odmah po dostizanju drugog sata (prema njegovim očitanjima u trenutku (\displaystyle T)), signal se šalje natrag istom konstantnom brzinom (\displaystyle u) i doseže prvi sat u trenutku (\displaystyle t_(2)) . Satovi se smatraju sinkroniziranim ako je relacija (\displaystyle T=(t_(1)+t_(2))/2) zadovoljena.

Pretpostavlja se da se takav postupak u danom inercijalnom referentnom okviru može izvesti za bilo koje satove koji su nepomični jedan u odnosu na drugi, tako da vrijedi svojstvo tranzitivnosti: ako satovi A sinkroniziran sa satom B, i sat B sinkroniziran sa satom C, zatim sat A I C također će se sinkronizirati.

Za razliku od klasične mehanike, jedinstveno vrijeme može se uvesti samo unutar određenog referentnog sustava. U SRT-u se ne pretpostavlja da je vrijeme zajedničko različitim sustavima. To je glavna razlika između aksiomatike SRT-a i klasične mehanike, koja postulira postojanje jednog (apsolutnog) vremena za sve referentne sustave.

Koordinacija mjernih jedinica[uredi | uredi wiki tekst]

Kako bi se mjerenja izvršena u različitim ISO-ima mogla međusobno uspoređivati, potrebno je uskladiti mjerne jedinice između referentnih sustava. Stoga se jedinice duljine mogu dogovoriti usporedbom standarda duljine u smjeru okomitom na relativno kretanje inercijski referentni sustavi. Na primjer, moglo bi biti najkraća udaljenost između putanja dviju čestica koje se kreću paralelno s osi x i x" i imaju različite, ali konstantne koordinate (y, z) i (y", z"). Za koordiniranje jedinica vremena možete koristiti identično konstruirane satove, na primjer , one atomske.

Postulati SRT-a[uredi | uredi wiki tekst]

Prije svega, u SRT-u, kao iu klasičnoj mehanici, pretpostavlja se da su prostor i vrijeme homogeni, a prostor je također izotropan. Točnije rečeno (suvremeni pristup), inercijalni referentni sustavi definiraju se zapravo kao takvi referentni sustavi u kojima je prostor homogen i izotropan, a vrijeme homogeno. U biti, postojanje takvih referentnih sustava je postulirano.

Postulat 1 (Einsteinov princip relativnosti). Zakoni prirode su isti u svim koordinatnim sustavima koji se gibaju pravocrtno i ravnomjerno jedan u odnosu na drugi. To znači da oblik Ovisnost fizikalnih zakona o prostorno-vremenskim koordinatama trebala bi biti ista u svim ISO-ima, odnosno zakoni su nepromjenjivi u odnosu na prijelaze između ISO-a. Načelo relativnosti utvrđuje jednakost svih ISO-a.

Uzimajući u obzir drugi Newtonov zakon (ili Euler-Lagrangeove jednadžbe u Lagrangeovoj mehanici), može se tvrditi da ako je brzina određenog tijela u danom ISO konstantna (ubrzanje je nula), onda mora biti konstantna u svim ostalim ISO-ovi. Ovo se ponekad uzima kao ISO definicija.

Formalno, Einsteinovo načelo relativnosti proširilo je klasično načelo relativnosti (Galileo) s mehaničkog na sve fizičke pojave. Međutim, ako uzmemo u obzir da se u Galilejevo vrijeme fizika zapravo sastojala od mehanike, onda se klasično načelo također može smatrati primjenjivim na sve fizikalne pojave. Također bi se trebalo odnositi na elektromagnetske pojave, opisan Maxwellovim jednadžbama. Međutim, prema potonjem (a to se može smatrati empirijski utvrđenim, budući da su jednadžbe izvedene iz empirijski identificiranih obrazaca), brzina širenja svjetlosti je određena vrijednost koja ne ovisi o brzini izvora (barem u jednom referentni sustav). Načelo relativnosti u ovom slučaju kaže da ne bi trebala ovisiti o brzini izvora u svim ISO-ima zbog njihove jednakosti. To znači da mora biti konstantan u svim ISO-ima. Ovo je suština drugog postulata:

Postulat 2 (princip konstantne brzine svjetlosti). Brzina svjetlosti u vakuumu jednaka je u svim koordinatnim sustavima koji se gibaju pravocrtno i jednoliko jedan u odnosu na drugi.

Načelo konstantnosti brzine svjetlosti proturječi klasičnoj mehanici, a posebno zakonu zbrajanja brzina. Pri izvođenju potonjeg koristi se samo Galilejevo načelo relativnosti i implicitna pretpostavka o istom vremenu u svim ISO-ima. Dakle, iz valjanosti drugog postulata slijedi da vrijeme mora biti relativna- nije isto u različitim ISO-ovima. Iz ovoga nužno slijedi da i "udaljenosti" moraju biti relativne. Naime, ako svjetlost prijeđe udaljenost između dviju točaka u nekom vremenu, a u drugom sustavu u drugom vremenu i, štoviše, istom brzinom, onda odmah slijedi da udaljenost u tom sustavu mora biti drugačija.

Treba napomenuti da svjetlosni signali, općenito govoreći, nisu potrebni kada se opravdava SRT. Iako je neinvarijantnost Maxwellovih jednadžbi u odnosu na Galilejeve transformacije dovela do konstrukcije STR, potonja je općenitije prirode i primjenjiva je na sve vrste interakcija i fizikalnih procesa. Fundamentalna konstanta (\displaystyle c) koja se pojavljuje u Lorentzovim transformacijama ima smisla ultimativno brzina vožnje materijalna tijela. Brojčano, ona se podudara s brzinom svjetlosti, ali ova činjenica, prema modernim kvantna teorija polje (čije su jednadžbe inicijalno konstruirane kao relativistički invarijantne) povezuje se s bezmasom elektromagnetsko polje(foton). Čak i da foton ima masu različitu od nule, Lorentzove transformacije se ne bi promijenile. Stoga ima smisla razlikovati osnovnu brzinu (\displaystyle c) i brzinu svjetlosti (\displaystyle c_(em)). Prva konstanta odražava opća svojstva prostor i vrijeme, dok je drugi povezan sa svojstvima specifične interakcije.

Također se koristi postulat uzročnosti: svaki događaj može utjecati samo na događaje koji su se dogodili kasnije od njega, a ne može utjecati na događaje koji su se dogodili prije njega. Iz postulata o kauzalnosti i neovisnosti brzine svjetlosti o izboru referentnog sustava proizlazi da brzina bilo kojeg signala ne može biti veća od brzine svjetlosti

B24 2) Osnovni pojmovi nuklearne fizike. Radioaktivnost. Vrste radioaktivnog raspada.

Nuklearna fizika je grana fizike koja proučava strukturu i svojstva atomskih jezgri. Nuklearna fizika također se bavi proučavanjem međusobne pretvorbe atomskih jezgri, koja se događa kako kao rezultat radioaktivnih raspada, tako i kao rezultat raznih nuklearne reakcije. Njegova je glavna zadaća vezana uz rasvjetljavanje prirode nuklearnih sila koje djeluju između nukleona i osobitosti gibanja nukleona u jezgrama. Protoni i neutroni- ovo su glavni elementarne čestice, koji čine jezgru atoma. Nukleon je čestica koja ima dva različita stanja naboja: proton i neutron. Naboj jezgre- broj protona u jezgri, isti kao i atomski broj elementa u periodni sustav elemenata Mendeljejev. Izotopi- jezgre s istim nabojem, ako je maseni broj nukleona različit.

Izobare- to su jezgre s istim brojem nukleona, ali s različitim nabojima.

Nuklid je specifična jezgra s vrijednostima. Specifična energija vezanja je energija vezanja po nukleonu jezgre. Utvrđuje se eksperimentalno. Osnovno stanje jezgre- to je stanje jezgre s najnižom mogućom energijom, jednakom energiji vezanja. Pobuđeno stanje jezgre- ovo je stanje jezgre koja ima energiju veću od energije vezanja. Dualnost val-čestica. Foto efekt Svjetlost ima dualnu čestično-valnu prirodu, tj. čestično-valni dualizam: prvo: ima valna svojstva; drugo: djeluje kao struja čestica – fotona. Elektromagnetsko zračenje ne emitiraju samo kvanti, već se distribuiraju i apsorbiraju u obliku čestica (korpuskula) elektromagnetskog polja – fotona. Fotoni su stvarno postojeće čestice elektromagnetskog polja. Kvantizacija je metoda za odabir elektronskih orbita koje odgovaraju stacionarnim stanjima atoma.

RADIOAKTIVNOST

radioaktivnost - je sposobnost atomske jezgre da se spontano raspadne emitiranjem čestica. Spontani raspad nuklearnih izotopa pod uvjetima prirodno okruženje nazvao prirodna radioaktivnost - To je radioaktivnost koja se može uočiti u prirodnim nestabilnim izotopima. I to u laboratorijskim uvjetima kao rezultat ljudske aktivnosti – umjetna radioaktivnost - To je radioaktivnost izotopa dobivena kao rezultat nuklearnih reakcija. Radioaktivnost je popraćena

okrećući jedan kemijski element u drugom i uvijek je popraćeno oslobađanjem energije Za svaki radioaktivni element utvrđene su kvantitativne procjene. Dakle, vjerojatnost raspada jednog atoma u jednoj sekundi karakterizirana je konstantom raspada određenog elementa, a vrijeme tijekom kojeg se raspadne polovica radioaktivnog uzorka naziva se poluživotom Broj radioaktivnih raspada u uzorku u jednoj sekundi se zove aktivnost radioaktivnog lijeka. Jedinica aktivnosti u SI sustavu je Becquerel (Bq): 1 Bq=1 raspad/1s.

Radioaktivni raspad je statički proces u kojem se jezgre radioaktivnog elementa raspadaju neovisno jedna o drugoj. VRSTE RADIOAKTIVNOG RASPADA

Glavni tipovi radioaktivnog raspada su:

Alfa - raspad

Alfa čestice emitiraju samo teške jezgre, tj. koji sadrži veliki broj protona i neutrona. Snaga teških jezgri je mala. Da bi napustio jezgru, nukleon mora svladati nuklearne sile, a za to mora imati dovoljno energije. Kada se dva protona i dva neutrona spoje u alfa česticu, nuklearne sile u takvoj kombinaciji su najjače, a veze s drugim nukleonima su slabije, pa alfa čestica može “pobjeći” jezgri. Emitirana alfa čestica nosi pozitivan naboj od 2 jedinice i masu od 4 jedinice. Kao rezultat alfa raspada, radioaktivni element se pretvara u drugi element, serijski brojšto je za 2 jedinice manje, a maseni broj manji za 4 jedinice Jezgra koja se raspadne naziva se matična, a nastala jezgra kćer. Jezgra kćer obično se također pokaže radioaktivnom i raspadne se nakon nekog vremena. Proces radioaktivnog raspada odvija se sve dok se ne pojavi stabilna jezgra, najčešće jezgra olova ili bizmuta.

Istraživanja pokazuju da su atomske jezgre stabilne tvorevine. To znači da u jezgri postoji određena veza između nukleona. Proučavanje ove veze može se provesti bez uključivanja informacija o prirodi i svojstvima nuklearnih sila, ali na temelju zakona održanja energije.

Uvedimo definicije.

Energija vezanja nukleona u jezgri naziva se fizikalna veličina jednak radu, što se mora postići kako bi se dani nukleon uklonio iz jezgre bez prenošenja kinetičke energije na nju.

puna nuklearna energija vezanja je određen radom koji je potrebno obaviti da se jezgra razdvoji na sastavne nukleone bez prenošenja kinetičke energije na njih.

Iz zakona održanja energije proizlazi da kada se jezgra formira od sastavnih nukleona, mora se osloboditi energija jednaka energiji vezivanja jezgre. Očito je da je energija vezanja jezgre jednaka razlici između ukupne energije slobodnih nukleona koji čine datu jezgru i njihove energije u jezgri.

Iz teorije relativnosti je poznato da postoji veza između energije i mase:

E = ms 2. (250)

Ako kroz ΔE St označite energiju oslobođenu tijekom formiranja jezgre, tada bi to oslobađanje energije, prema formuli (250), trebalo povezati sa smanjenjem ukupne mase jezgre tijekom njezina formiranja od kompozitne čestice:

Δm = ΔE St / od 2 (251)

Ako označimo sa m p , m n , m ja odnosno mase protona, neutrona i jezgre, dakle Δm može se odrediti formulom:

Dm = [Zm r + (A-Z)m n]- ja . (252)

Masa jezgri može se vrlo precizno odrediti pomoću spektrometra mase - mjerni instrumenti, odvajajući pomoću električnih i magnetskih polja snopove nabijenih čestica (obično iona) s različitim specifične naknade q/m. Mjerenja masene spektrometrije pokazala su da, doista, Masa jezgre manja je od zbroja masa nukleona koji je čine.

Razlika između zbroja masa nukleona koji čine jezgru i mase jezgre naziva se defekt mase jezgre(formula (252)).

Prema formuli (251), energija vezanja nukleona u jezgri određena je izrazom:

ΔE SV = [Zm str+ (A-Z)m n - m ja ]S 2 . (253)

Tablice obično ne prikazuju mase jezgri m ja, i mase atoma m a. Stoga za energiju vezanja koristimo formulu:

ΔE SV =[Zm H+ (A-Z)m n - m a ]S 2 (254)

Gdje m H- masa atoma vodika 1 H 1. Jer m H više m r, masom elektrona ja, tada prvi član u uglatim zagradama uključuje masu Z elektrona. Ali, budući da je masa atoma m a različita od mase jezgre m ja samo masom Z elektrona, tada izračuni pomoću formula (253) i (254) dovode do istih rezultata.

Često umjesto energije vezivanja jezgri smatraju specifična energija vezanjadE NE je energija vezanja po jednom nukleonu jezgre. Karakterizira stabilnost (snagu) atomskih jezgri, tj. više dE NE, što je jezgra stabilnija . Specifična energija vezanja ovisi o masenom broju A element. Za lake jezgre (A £ 12), specifična energija vezanja naglo raste do 6 ¸ 7 MeV, prolazeći niz skokova (vidi sliku 93). Na primjer, za dE NE= 1,1 MeV, za -7,1 MeV, za -5,3 MeV. S daljnjim povećanjem masenog broja dE, SV raste sporije do maksimalne vrijednosti od 8,7 MeV za elemente s A=50¸60, a zatim se postupno smanjuje za teški elementi. Na primjer, za to je 7,6 MeV. Napomenimo za usporedbu da je energija vezanja valentnih elektrona u atomima približno 10 eV (10 6 puta manje).

Na krivulji specifične energije vezanja u odnosu na maseni broj za stabilne jezgre (slika 93) mogu se primijetiti sljedeći obrasci:

a) Ako odbacimo najlakše jezgre, tada je u gruboj, takoreći nultoj aproksimaciji, specifična energija vezanja konstantna i jednaka približno 8 MeV po

nukleon. Približna neovisnost specifične energije vezanja o broju nukleona ukazuje na svojstvo zasićenja nuklearnih sila. Ovo svojstvo je da svaki nukleon može djelovati samo s nekoliko susjednih nukleona.

b) Specifična energija vezanja nije strogo konstantna, ali ima maksimum (~8,7 MeV/nukleon) na A= 56, tj. u području željeznih jezgri, a smanjuje se prema oba ruba. Maksimum krivulje odgovara najstabilnijim jezgrama. Energetski je povoljno da se najlakše jezgre međusobno spajaju, pri čemu se oslobađa termonuklearna energija. Za najteže jezgre, naprotiv, proces fisije na fragmente je koristan, što se događa s oslobađanjem energije, koja se naziva atomska.

Najstabilnije su takozvane magične jezgre, u kojima je broj protona ili broj neutrona jednak jednom od magičnih brojeva: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Posebno su dvostruke magične jezgre. stabilan, u kojem je i broj protona i broj neutrona. Postoji samo pet ovih jezgri: , , , , .

Nukleone unutar jezgre drže zajedno nuklearne sile. Drži ih određena energija. Prilično je teško izmjeriti ovu energiju izravno, ali to se može učiniti neizravno. Logično je pretpostaviti da će energija potrebna za kidanje veze nukleona u jezgri biti jednaka ili veća od energije koja drži nukleone zajedno.

Energija vezanja i nuklearna energija

Tu primijenjenu energiju sada je lakše izmjeriti. Jasno je da će ova vrijednost vrlo precizno odražavati količinu energije koja drži nukleone unutar jezgre. Stoga se minimalna energija potrebna za cijepanje jezgre na pojedinačne nukleone naziva nuklearna energija vezanja.

Odnos mase i energije

Znamo da je svaka energija izravno proporcionalna masi tijela. Stoga je prirodno da će energija vezanja jezgre ovisiti o masi čestica koje čine tu jezgru. Ovaj odnos je uspostavio Albert Einstein 1905. godine. Naziva se zakonom o odnosu mase i energije. U skladu s ovim zakonom, unutarnja energija sustava čestica ili energija mirovanja izravno je proporcionalna masi čestica koje čine taj sustav:

gdje je E energija, m masa,
c je brzina svjetlosti u vakuumu.

Učinak defekta mase

Sada pretpostavimo da smo jezgru atoma razdvojili na sastavne nukleone ili da smo iz jezgre uzeli određeni broj nukleona. Potrošili smo nešto energije da svladamo nuklearne sile, budući da smo radili. U slučaju obrnutog procesa - sinteze jezgre ili dodavanja nukleona već postojećoj jezgri, energija će se, prema zakonu održanja, naprotiv, osloboditi. Kada se zbog nekih procesa energija mirovanja sustava čestica promijeni, u skladu s tim mijenja se i njihova masa. Formule u ovom slučaju bit će kako slijedi:

∆m=(∆E_0)/c^2 ili ∆E_0=∆mc^2,

gdje je ∆E_0 promjena energije mirovanja sustava čestica,
∆m – promjena mase čestice.

Na primjer, u slučaju fuzije nukleona i nastanka jezgre dolazi do oslobađanja energije i smanjenja ukupne mase nukleona. Masu i energiju odnose emitirani fotoni. Ovo je učinak defekta mase. Masa jezgre uvijek je manja od zbroja masa nukleona koji čine ovu jezgru. Numerički se defekt mase izražava na sljedeći način:

∆m=(Zm_p+Nm_n)-M_â,

gdje je M_i masa jezgre,
Z je broj protona u jezgri,
N je broj neutrona u jezgri,
m_p – masa slobodnog protona,
m_n je masa slobodnog neutrona.

Vrijednost ∆m u gornje dvije formule je iznos za koji se mijenja ukupna masa čestica jezgre kada se njezina energija promijeni zbog puknuća ili fuzije. U slučaju sinteze, ova će količina biti defekt mase.

Istraživanja pokazuju da su atomske jezgre stabilne tvorevine. To znači da u jezgri postoji određena veza između nukleona. Proučavanje ove veze može se provesti bez uključivanja informacija o prirodi i svojstvima nuklearnih sila, ali na temelju zakona održanja energije. Uvedimo neke definicije.

Energija vezanja nukleona u jezgri je fizikalna veličina jednaka radu koji se mora izvršiti da se određeni nukleon ukloni iz jezgre bez prenošenja kinetičke energije na nju.

puna nuklearna energija vezanja je određen radom koji je potrebno obaviti da se jezgra razdvoji na sastavne nukleone bez prenošenja kinetičke energije na njih.

Iz zakona održanja energije proizlazi da kada se jezgra formira od sastavnih nukleona, mora se osloboditi energija jednaka energiji vezivanja jezgre. Očito je da je energija vezanja jezgre jednaka razlici između ukupne energije slobodnih nukleona koji čine datu jezgru i njihove energije u jezgri. Iz teorije relativnosti je poznato da postoji veza između energije i mase:

E = ms 2. (250)

Ako kroz ΔE St označavaju energiju oslobođenu tijekom formiranja jezgre, tada bi to oslobađanje energije, prema formuli (250), trebalo povezati sa smanjenjem ukupne mase jezgre tijekom njezina formiranja od sastavnih čestica:

Δm = ΔE St / od 2 (251)

Ako označimo sa m p , m n , m ja odnosno mase protona, neutrona i jezgre, dakle Δm može se odrediti formulom:

Dm = [Zm r + (A-Z)m n]- ja . (252)

Masa jezgri može se vrlo točno odrediti pomoću masenih spektrometara - mjernih instrumenata koji pomoću električnih i magnetskih polja odvajaju snopove nabijenih čestica (obično iona) različitih specifičnih naboja. q/m. Mjerenja masene spektrometrije pokazala su da, doista, Masa jezgre manja je od zbroja masa nukleona koji je čine.

Razlika između zbroja masa nukleona koji čine jezgru i mase jezgre naziva se defekt mase jezgre(formula (252)).

Prema formuli (251), energija vezanja nukleona u jezgri određena je izrazom:

ΔE SV = [Zm str+ (A-Z)m n – m ja ]S 2 . (253)

Tablice obično ne prikazuju mase jezgri m ja, i mase atoma m a. Stoga za energiju vezanja koristimo formulu

ΔE SV =[Zm H+ (A-Z)m n – m a ]S 2 (254)

Gdje m H- masa atoma vodika 1 H 1. Jer m H više m r, masom elektrona ja, tada prvi član u uglatim zagradama uključuje masu Z elektrona. Ali, budući da je masa atoma m a različita od mase jezgre m ja samo masom Z elektrona, tada izračuni pomoću formula (253) i (254) dovode do istih rezultata.

Često umjesto energije vezivanja jezgri smatraju specifična energija vezanjadE NE je energija vezanja po nukleonu jezgre. Karakterizira stabilnost (snagu) atomskih jezgri, tj. više dE NE, što je jezgra stabilnija . Specifična energija vezanja ovisi o masenom broju A element. Za lake jezgre (A £ 12), specifična energija vezanja naglo raste do 6 ¸ 7 MeV, prolazeći niz skokova (vidi sliku 93). Na primjer, za dE NE=1,1 MeV, za -7,1 MeV, za -5,3 MeV. S daljnjim povećanjem masenog broja dE, SV raste sporije do maksimalne vrijednosti od 8,7 MeV za elemente s A=50¸60, a zatim postupno opada za teške elemente. Na primjer, za to je 7,6 MeV. Napomenimo za usporedbu da je energija vezanja valentnih elektrona u atomima približno 10 eV (10 6 puta manje). Na krivulji specifične energije vezanja u odnosu na maseni broj za stabilne jezgre (slika 93) mogu se primijetiti sljedeći obrasci:

A) Ako odbacimo najlakše jezgre, tada je u gruboj, takoreći nultoj aproksimaciji, specifična energija vezanja konstantna i jednaka približno 8 MeV po

nukleon. Približna neovisnost specifične energije vezanja o broju nukleona ukazuje na svojstvo zasićenja nuklearnih sila. Ovo svojstvo je da svaki nukleon može djelovati samo s nekoliko susjednih nukleona.

b) Specifična energija vezanja nije strogo konstantna, ali ima maksimum (~8,7 MeV/nukleon) na A= 56, tj. u području željeznih jezgri, a smanjuje se prema oba ruba. Maksimum krivulje odgovara najstabilnijim jezgrama. Energetski je povoljno da se najlakše jezgre međusobno spajaju, pri čemu se oslobađa termonuklearna energija. Za najteže jezgre, naprotiv, proces fisije na fragmente je koristan, što se događa s oslobađanjem energije, koja se naziva atomska.