Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny lesoka amin'ny lanja sy ny angovo mifamatotra
Ao amin'ny fizika nokleary, ny foto-kevitra momba ny tsy fahatomombanan'ny lanja sy ny angovo mifamatotra dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fahatakarana ny fahamarinan'ny nokleary atomika. Ny tsy fahatomombanan'ny lanja dia manondro ny fahasamihafana misy eo amin'ny lanja tena izy amin'ny nokleary atomika sy ny lanjan'ny prôtôna sy neutron manontolo ao aminy. Io famaritana io dia miorim-paka amin'ny fahatakarana fa misy lanja very mandritra ny fiforonan'ny nokleary, izay avy eo dia avadika ho angovo mifamatotra araka ny fitsipiky ny fitoviana amin'ny lanja-angovo noforonin'i Albert Einstein tao amin'ny fampitoviana malaza nataony, \(E=mc^2\).
Ny angovo mifamatotra dia ny habetsaky ny angovo ilaina hanasarahana ny ati-doha ho prôtôna sy neutron misaraka. Arakaraka ny maha-matanjaka ny angovo mifamatotra isaky ny ati-doha no maha-matanjaka kokoa ny ati-doha. Ity manaraka ity dia fifanakalozan-kevitra momba ny ohatra amin'ny olana mifandraika amin'ny tsy fahatomombanan'ny lanja sy ny angovo mifamatotra mba hampitomboana ny fahatakarantsika ity foto-kevitra ity.
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny Lesoka amin'ny Lanja
Fanontaniana:
Asaina mikajy ny lesoka amin'ny lanjan'ny atiôma Helium-4 (\(^4_2He\)) ny mpianatra iray, izay misy prôtôna 2 sy neutronina 2. Fantatra fa ny lanjan'ny prôtôna dia 1.007825 u, ny lanjan'ny neutronina dia 1.008665 u, ary ny lanjan'ny atiôma Helium-4 dia 4.002603 u. Kajy ny lesoka amin'ny lanjan'ny atiôma.
Dinika:
1. Fantaro ny lanjan'ny prôtôna sy ny neutron manontolo:
Isan'ny prôtôna = 2, isan'ny neutronina = 2
Lanja manontolon'ny prôtôna = 2 × 1.007825 u = 2.015650 u
Lanja manontolon'ny neutron = 2 × 1.008665 u = 2.017330 u
Noho izany, ny lanjan'ny prôtôna sy ny neutron manontolo dia:
\[
Lanja manontolo = 2.015650 + 2.017330 = 4.032980
\]
2. Fikajiana ny lesoka amin'ny lanja:
\[
\text{Lesoka amin'ny lanja} (\Delta m) = \text{Lanja manontolo} – \text{Lanja nokleary}
\]
\[
Delta m = 4.032980 – 4.002603 = 0.030377
\]
Ny lesoka lanjan'ny vihy Hélium-4 dia 0.030377 u.
Ohatra Fanontaniana 2: Fikajiana ny Angovo Mifamatotra
Fanontaniana:
Ampiasao ny tsy fahatomombanan'ny lanja avy amin'ny ohatra voalohany, kajio ny angovon'ny fifandraisan'ny ati-doha Helium-4. (Omena: 1 u = 931.5 MeV/c²)
Dinika:
1. Fanovana ny tsy fahatomombanan'ny lanja ho angovo:
Ny angovon'ny fifamatorana (\(E\)) dia kajy amin'ny fampiasana ny fampitoviana \(E = \Delta m \times c^2\). Eto, ny \(c^2\) amin'ny singa MeV/u ampiasaina matetika dia 931.5 MeV/u.
\[
E = 0.030377 \, \text{u} \times 931.5 \, \text{MeV/u}
\]
\[
E = 28.299 \, \text{MeV}
\]
Ny angovo fifamatoran'ny vihy Hélium-4 dia 28.299 MeV.
2. Fikajiana ny Angovo Mifamatotra isaky ny Nokleona:
Manana nokleôna 4 (prôtôna 2 sy neutronina 2) ny Hélium-4. Mba hahitana ny angovo fifamatorana isaky ny nokleôna, dia zaraina amin'ny isan'ny nokleôna ny angovo fifamatorana manontolo:
\[
Angovo mifamatotra isaky ny nokleona} = \frac{28.299 \, \text{MeV}}{4} = 7.075 \, \text{MeV/nokleona}
\]
Hevitra mandroso
Zava-dehibe ny fahatakarana ny angovo fifamatorana isaky ny nokleona mba hamaritana ny fahamarinan'ny nokleona; arakaraka ny maha-avo io sanda io no maha-marin-toerana ny nokleona. Ny nokleona manana angovo fifamatorana avo isaky ny nokleona dia mazàna mahatohitra kokoa ny fihetsika toy ny fission na fusion.
Ohatra Fanontaniana 3: Fampitahana ny Angovo Mifamatotra
Fanontaniana:
Ampitahao ny angovo fifamatorana isaky ny nokleôna ho an'ireto nokleôna atomika roa manaraka ireto: Deuterium (\(^2_1H\)) miaraka amin'ny lanja nokleary 2.014102 u sy Hélium-4 avy amin'ny ohatra teo aloha, ary kajy ny fahasamihafana. Ny lanjan'ny prôtôna dia 1.007825 u ary ny lanjan'ny neutron dia 1.008665 u.
Dinika:
1. Deuterium (\(^2_1H\)):
– Lanja manontolon'ny prôtôna sy ny neutron:
Lanja manontolo = 1 × 1.007825 u + 1 × 1.008665 u = 2.016490 u
– Kilema amin'ny lanjan'ny Deuterium:
\[
Delta m = 2.016490 – 2.014102 = 0.002388
\]
– Angovo Famatoran'ny Deuterium:
\[
E = 0.002388 \, \text{u} \times 931.5 \, \text{MeV/u} = 2.223 \, \text{MeV}
\]
– Angovo mifamatotra isaky ny Nokleon'ny Deuterium:
Satria manana nokleôna 2 (protôna 1 sy neutron 1) ny Deuterium,
\[
\frac{2.223 \, \text{MeV}}{2} = 1.1115 \, \text{MeV/nokleôna}
\]
2. Fampitahana sy Famaranana:
Angovo mifamatotra isaky ny nokleon'ny Hélium-4: 7.075 MeV/nokleon
Angovo mifamatotra isaky ny nokleon'ny Deuterium: 1.1115 MeV/nokleon
Fahasamihafana:
\[
7.075 MeV/nokleôna – 1.1115 MeV/nokleôna = 5.9635 MeV/nokleôna
\]
Avy amin'ity fampitahana ity, hitantsika fa marin-toerana kokoa ny Hélium-4 raha oharina amin'ny Deuterium, araka ny asehon'ny angovo fifamatorany ambony kokoa isaky ny nokleona.
Famaranana
Ny fahatakarana ny tsy fahatomombanan'ny lanja sy ny angovo mifamatotra dia tena ilaina amin'ny fizika nokleary ary manome fahatakarana lalindalina kokoa momba ny fahamarinan'ny nokleary. Amin'ny alàlan'ny fikajiana ny angovo mifamatotra, dia afaka maminavina ny fihetsiky ny zavatra sy ny fahamarinan'ny isotope sasany isika. Ireo hevitra ireo dia tsy fototra amin'ny fizika teorika fotsiny ihany fa manana fampiharana azo ampiharina ihany koa, anisan'izany ny famokarana angovo nokleary sy ny fikarohana astrofizika. Amin'ny alàlan'ny fampiharana ireo olana toy ireo etsy ambony ireo, dia hihatsara ny fahafahantsika mahatakatra sy mampihatra ireo hevitra sarotra ireo.
