Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

24
13.2 INTERACCIONES Y ENERGÍAS DE ENLACE ¿Cómo se mantienen ligados los protones y neutrones en el núcleo? Física

Transcript of Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

Page 1: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

13.2 INTERACCIONES Y ENERGÍAS DE ENLACE

¿Cómo se mantienen ligados los protones y neutrones en el núcleo?

Física

Page 2: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.7. ¿Qué características (intensidad, alcance) debe tener la interacción nuclear?

Page 3: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.7. ¿Qué características (intensidad, alcance) debe tener la interacción nuclear?

Page 4: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.7. ¿Qué características (intensidad, alcance) debe tener la interacción nuclear?

La gravitatoria es demasiado débil, no puede serDebe tener gran intensidadDe naturaleza atractiva Independiente de la carga Radio de acción muy pequeño

Page 5: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

La tercera fuerza fundamental de este curso:

La interacción fuerte

Page 6: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.8. Justificar la forma de la gráfica, teniendo en cuenta las interacciones puestas en juego.

Page 7: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.8. Justificar la forma de la gráfica, teniendo en cuenta las interacciones puestas en juego.Hasta A=30 ó 40 los núcleos tienen más neutrones que protones, ya que al aumentar Z aumenta la repulsión eléctrica y hacen falta más neutrones para mantener la estabilidad.

Page 8: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.8. Justificar la forma de la gráfica, teniendo en cuenta las interacciones puestas en juego.

A partir de Z=82 no hay forma de vencer la repulsión electrostática y no hay núcleos estables.

Hasta A=30 ó 40 los núcleos tienen más neutrones que protones, ya que al aumentar Z aumenta la repulsión eléctrica y hacen falta más neutrones para mantener la estabilidad.

Page 9: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.9. La masa del átomo de deuterio es . La masa del protón es, la masa del neutrón y la masa del electrón . Compara la masa del deuterio con la suma de sus componentes.

Page 10: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.9. La masa del átomo de deuterio es . La masa del protón es, la masa del neutrón y la masa del electrón . Compara la masa del deuterio con la suma de sus componentes.

Esta diferencia de masas recibe el nombre de defecto de masa.

Page 11: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

Esta diferencia de masas recibe el nombre de defecto de masa.

La explica la teoría de la relatividad a partir de la relación de equivalencia entre masa y energía.

A.9. La masa del átomo de deuterio es . La masa del protón es, la masa del neutrón y la masa del electrón . Compara la masa del deuterio con la suma de sus componentes.

Page 12: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

Esta diferencia de masas recibe el nombre de defecto de masa.

La explica la teoría de la relatividad a partir de la relación de equivalencia entre masa y energía.

Esta es la llamada Energía de Enlace, , que es la energía liberada cuando se forma el núcleo, o la que se necesita para desintegrar el núcleo en sus componentes.

A.9. La masa del átomo de deuterio es . La masa del protón es, la masa del neutrón y la masa del electrón . Compara la masa del deuterio con la suma de sus componentes.

Page 13: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.10. Calcular el defecto de masa del núcleo de Helio-4.

Page 14: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.10. Calcular el defecto de masa del núcleo de Helio-4.

Page 15: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Page 16: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Crece hasta llegar a A=16

Page 17: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Constante a partir de A=16

Page 18: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Por encima de A=60 decrece

Page 19: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Núcleos más pesados y más ligeros se mantienen unidos menos firmemente (esto permite liberación de energía en la fisión y fusión)

Page 20: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Valor casi constante implica que no depende de A Interacción entre nucleones próximos (interacción fuerte de corto alcance)

Page 21: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.11. Para comparar la estabilidad de distintos núcleos, utilizaremos la Energía de enlace por nucleón . Si representamos la energía de enlace por nucleón en función del número atómico, ¿Cuáles son los aspectos más significativos de la gráfica?

Picos para los núcleos , , que indican estabilidad mayor. Números mágicos (2, 8, 20, 28, 50, 80, 126 protones y/o neutrones)

Page 22: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.12. Las masa atómicas del C-12 y C-13 son respectivamente 12,00000 y 13,00335 u. Determinar cuál es más estable.Datos: , la masa del neutrón y la masa del electrón

Page 23: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.12. Las masa atómicas del C-12 y C-13 son respectivamente 12,00000 y 13,00335 u. Determinar cuál es más estable.Datos: , la masa del neutrón y la masa del electrón

𝐸𝑒( 𝐶612 )=¿

𝐸𝑒( 𝐶613 )=¿

El carbono 12 tiene mayor energía de enlace por nucleón luego es más estable.

Page 24: Física2 bach 13.2 interacciones y energías de enlace

A.12. Las masa atómicas del C-12 y C-13 son respectivamente 12,00000 y 13,00335 u. Determinar cuál es más estable.Datos: , la masa del neutrón y la masa del electrón

𝐸𝑒( 𝐶612 )=¿

𝐸𝑒( 𝐶613 )=¿

El carbono 12 tiene mayor energía de enlace por nucleón luego es más estable.

𝐸𝑛 ( 𝐶612 )=

0 .098772𝑢 · 1,66 ·10− 27

1𝑢· (3 ·108 )2

12=7,68MeV

𝐸𝑛 ( 𝐶613 )=

0.104022𝑢 · 1,66 ·10−27

1𝑢· (3 ·108 )2

13=7,5MeV