Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
877) Separační energie protonů a neutronů
04. 11. 2003
Dotaz: Je separačná energia protonu a neutronu rovnaká, alebo rozdielna? /preco/ (R.Sedlak)
Odpověď: Separační energie protonu či neutronu je energie nutná k vytržení protonu
či neutronu z jádra:
Sp = (hmota nového jádra + hmota protonu - hmota původního
jádra).c
Nové jádro má o proton či neutron méně než původní (podle toho, co jsme z
něj vytrhli:) Přibližné hmotnosti protonu a neutronu jsou
mp.c2 = 938.27 MeV mn.c2 =
939.57 MeV
Obecně je separační energie rozdílná, a to nejen kvůli rozdílným hmotám
mpa mn.
Jádra vzniklá odejmutím protonů či neutronů budou různě stabilní,
mohou žít věčně nebo jen zlomek vteřiny, a čím jsou méně stabilní, tím
větší mají hmotnost a celkovou energii (a jsou tedy ochotnější se
rozpadnout v něco stabilnějšího).
Protony mají kladný náboj a je těžší je udržet pohromadě, neutrony je lepí
k sobě. Ve hře je ale více faktorů, v přírodě například pozorujeme jádra s
přibližně stejným protonovým a neutronovým číslem (neutronů bývá s
celkovým počtem nukleonů více právě kvůli odpuzování protonů). Takže
kdybychom chtěli z jádra, které už má s počtem protonů namále, vypudit
další, bylo by to těžší, než z něj vypudit neutron (a tím by dost
pravděpodobně vzniklo stabilnější jádro), a separační energie by se
drasticky lišily: u protonů by mohlo jít o kladné číslo (hmota nového
jádra by byla ještě větší, museli bychom do systému narvat nějakou
energii, aby se nám to povedlo), ale u neutronů by šlo o záporné číslo,
nové jádro by bylo stabilnější a proces by v principu mohl nastat
samovolně.
Jádra se většinou rozpadají beta a alfa rozpady, u beta rozpadu dochází k
přeměně neutronu na proton nebo naopak (a jádro vyzáří ještě
elektron+antineutrino nebo pozitron+neutrino), u alfa rozpadu jsou
emitovány částice alfa (jádra hélia-4, velmi stabilní objekt s vysokou
vazbovou energií). Některá jádra se však doopravdy mohou přeměňovat v jiná
emisí neutronu či protonu, někdy dokonce i třeba uhlíku-12 apod.
Odkazy:
Velmi pěkné tabulky a grafy týkající se jaderné fyziky najdete na adrese
http://ie.lbl.gov/systematics.html
(hledejte "separation energies")
Jak se to
měří ve skutečnosti... Pro další informace zkuste třeba na www.google.com zadat "separation
energy" či "drip line":)
Dotaz: Slyšel jsem, že při oscilaci neutrin nedochází k zachování leptonového čísla.
Co je na tom pravdy? (Pavel)
Odpověď: Nedávné experimenty ukázaly, že se neutrina mezi soubou míchají, to
znamená, že se nezachovávají separátně elektronové, mionové a tauonové
leptonové číslo. Podobně, jako se mezi sebou "míchají" kvarky,
mohly by se v principu míchat mezi sebou i elekton s mionem, ale zatím to
nebylo pozorováno. Takže míchání zatím u leptonů předpokládáme jen u neutrin.
Zatím se však podle všeho celkové leptonové číslo zachovává!
Problém by mohl nastat, kdyby se pozoroval dvojitý beta rozpad,
což by znamenalo to, že neutrino je totožné s antineutrinem.
V jádře by se pak mohl rozpadnou neutron na proton+elektron+antineutrino,
které by však mohlo být (pouze pokud je totožné s neutrinem!) pohlceno
dalším neutronem a celkem by vznikly dva elektrony(!!) a nové jádro, kde
by místo dvou neutronů byly dva protony. Narodily by se tak dva leptony
bez svých antičástic, což by znamenalo navýšení celkového leptonoveho
čísla o dvě!
V nedávné době probíhaly diskuse, zda byl dvojitý beta rozpad vskutku
pozorován, ale bude se muset počkat na širší objem dat, zatím o objev
nejde.
Dotaz: Rada by som vedieť čo znamená v češtine výraz " starozemská látra". Má to mať
súvislosť s fyzikou. Ďakujem (Lenka)
Odpověď: Látro je stará česká délková jednotka. Původně to byla vzdálenost, na kterou
dosáhne dospělý stojící člověk vztaženou rukou. Protože lidé jsou různě vysocí,
látro byla velmi proměnná jednotka a její hodnota se pohybovala v rozmezí
2-2,4 m. Pro zajímavost můžeme uvést, že 1 látro byly 4 lotky
(pražský loket má délku 0,6 m). Výraz starozemská látra (či spíše starozemské
látro) mohl vzniknout jako regionální obměna českého látra.
Dotaz: Přítele navštívil dealer s tzv.kamny na vodu.Do kamínek nalil několik litrů
destil.vody a malé množství nějaké kapaliny.Vložil dvě tužkové baterie a
topidlo skutečně hřálo.Jaký je princip?Děkuji. (Milan Steidl)
Odpověď: Dobrý den, bohužel nejsem vševěd a jasnovidec. To se měl především zeptat
přítel dealera, vyzkoušet, jak dlouho kamínka hřejí atd. Jinak když
například nalejete kyselinu sírovou do vody, taky se zahřejete. Když
zkratujete ony dvě tužkové baterie, taky se zahřejí. Jediný poznatek,
který na toto téma můžeme říci, že v celé dosavadní historii lidstva
nebylo ověřitelně zaznamenáno nezachování energie, tj. že kamínka by
nespotřebovávala žádné palivo či neměla jiný přívod energie a furt by
hřála. Pokud si přítel kamínka koupil, můžete je studovat. Pokud si je
nekoupil, tak mu blahopřeju.
Dotaz: Dotaz se týká rychlosti předávání tepla z jedné látky na druhou: Do bazénu s
vodou mající 30°C dáme určitou kouli z oceli, která má teplotu
100°C. Za jak dlouho se teplota vyrovná? Množství nedefinuji. Jde jen o
úvahu - pokud bych do vody dal např. skleněnou kouli, nebo i jiný materiál
(vzduch) - také s vyšší teplotou - jak by se změnil čas, za který nastane
rovnováha. Navíc bych rád věděl, jak se to děje na molekulární úrovni- jak na
sebe naráží molekuly látek v jednotlivých případech. Za odpověď předem děkuji
a doufám, že pochopíte tak zamotané vyjádření. Lépe to neumím. (Petr)
Odpověď: Jde o součet tří jevů:
1) jak se "vyrovnává" teplota na hranici, tj. na ploše styku obou
prostředí; přitom se voda ohřívá a koule ochlazuje
2) jak rychle se dodává teplo ze "zbytku koule" na ochlazovanou plochu
styku (uplatní se teplotní - změna T -, resp. tepelná - přenos Q -
vodivost materiálu koule)
3) Jak rychle se předává teplo z ohřívané plochy do zbytku kapaliny.
Přitom se uplatní jednak přenos tepla vedením (jako výše), ale navíc i
prouděním, protože kapalina se bude zahřívat, roztahovat a obecně asi
vzniknou proudy kapaliny, které budou odnášet teplejší kapalinu a
přinášet chladnější. Záření se při uvedených teplotách prakticky neuplatní.
Samozřejmě že doba vyrovnání závisí na tom, s jakou přesností teplotní
rozdíly měříme.
