Vazebná energie Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je PaedDr. Pavel Kovář Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /4 AutorPaedDr. Pavel Kovář Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-In-F/2-MA-3/13 Název DUMVazebná energie Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP36-52-H/01 Obor vzděláváníInstalatér Vyučovací předmětInformatika a výpočetní technika Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: hmotnost atomového jádra, vazebná energie, praktická aplikace vztahu E = mc 2 Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slovaHmotnostní schodek, vazebná energie Datum

Vazebná energie Náplň učiva Hmotnosti elementárních částic Hmotnostní schodek Vazebná energie

Hmotnost protonu: m p = × 10 −27 kg, odpovídající přibližně hmotnosti 1836 elektronů Hmotnost neutronu: m n = 1, x 10 −27 kg, odpovídající přibližně hmotnosti 1839 elektronů p n n × 10 −27 kg 1, x 10 −27 kg Co však naměří hmotnostní spektrograf sloučíme-li dva protony a dva neutrony v jádro helia? {Obecně myšleno sloučíme-li izolované nukleony v jádro libovolného prvku} Hmotnost jádra bude v porovnání se součtem hmotností jednotlivých nukleonů nižší. Obr. 1

Obr. 2 p p n n Hmotnost jádra helia je však menší než hodnota součtu získaného jako prostý součet hmotností jednotlivých jaderných částic. Ten činí m He = 6, kg Hmotnost jádra helia však je 6, kg Kde je „tajemství“ úbytku hmotnosti seskupíme-li částice v jádro? Hmotnostní schodek 0, kg představuje vazebnou energii jádra, E = mc 2, po dosazení je to asi J

Obr. 3

Obr. 4

Kontrolní otázky:  Liší se hmotnost jádra od součtu hmotností částic, které je tvoří?  Co je to hmotnostní schodek?  Jak souvisí hmotnostní schodek s energií?  Co vyjadřuje energie E = mc 2 ve vztahu k pevnosti vazby atomového jádra? Problémové úlohy  Zjisti, co je to Avogadrova konstanta  Zjisti, co je to hmotnostní jednotka „u“ a jako má hodnotu  Jaký je přepočet jednotky energie „joule“ a „elektronvolt“  Zjisti strukturu atomového jádra deuteria a urči jeho vazebnou energii  Urči vazebnou energii jádra helia

Řešená úloha – matematické zpracování animace prezentované v této práci Určete vazebnou energii jádra atomu helia m p = 1,00728 u m n = 1,00866 u Změřená hmotnost helia je M He = 4,0026 u Součet hmotností dvou neutronů a dvou protonů je m He = 2.(1,00728 u + 1,00866 u) = 4,03188 u Hmotnostní schodek: m=m He - M He m= 4,03188 u - 4,0026 u = 0,02928 u E = 0, , = 4, J 30 MeV Vazebná energie jádra helia je asi 30 MeV – popř. asi 4,9 pJ

Seznam obrázků: obr. 1:vlastní obr. 2:vlastní obr. 3:vlastní obr. 4:vlastní

Seznam použité literatury: