Massidefekt vs sidumisenergia
Massi defekt ja sidumisenergia on kaks mõistet, millega puututakse kokku selliste valdkondade uurimisel nagu aatomi struktuur, tuumafüüsika, sõjalised rakendused ja aine laineosakeste duaalsus. Nende omaduste rakendamiseks ja sellistes valdkondades silma paistmiseks on ülioluline omada nendest mõistetest selget arusaamist. Selles artiklis arutame, mis on massidefekt ja sidumisenergia, nende rakendusi, massidefekti ja sidumisenergia määratlusi, nende sarnasusi ning lõpuks massidefekti ja sidumisenergia erinevusi.
Mis on massidefekt?
Süsteemi massidefekt on süsteemi mõõdetud massi erinevus süsteemi arvutuslikust massist. Sellised sündmused toimuvad tuumareaktsioonides. Näiteks päikese käes toimuv tuumareaktsioon on selline sündmus. Neli vesiniku tuuma ühinevad heeliumi tuumaks. Seda protsessi nimetatakse tuumasünteesiks. Selles protsessis on nelja vesiniku tuuma kombineeritud mõõdetud mass suurem kui toodete kombineeritud mass. Puuduv mass muudetakse energiaks. Sellest mõistest õigesti aru saamiseks tuleb mõista energiat – mateeria massilist duaalsust. Relatiivsusteooria koos kvantmehaanikaga näitas, et energia ja mass on omavahel asendatavad. See toob kaasa energia – universumi massisäästu. Kui aga tuumasünteesi või tuuma lõhustumist ei esitata, võib arvata, et süsteemi energia säilib. Kui Albert Einstein postuleeris 1905. aastal relatiivsusteooria, lagunes peaaegu kõik klassikaline. Ta näitas, et lained käitusid mõnikord osakestena ja osakesed lainetena. Seda tunti laineosakeste duaalsusena. See viis massi ja energia vahelise ühtsuseni. Mõlemad kogused on aine kaks vormi. Kuulus võrrand E=mc2 annab meile energiahulga, mille saab saada m massist.
Mis on sidumisenergia?
Sideenergia on energia, mis vabaneb süsteemi üleminekul sidumata olukorrast seotud olukorda. Süsteemi arvesse võttes on see energiakadu. Kuid sidumisenergia tava on võtta seda positiivsena. Kui süsteem läheb üle seotud olekusse, on lõpliku süsteemi potentsiaalne koguenergia alati väiksem kui algsüsteemil. See sidumisenergia on omakorda vajalik süsteemi sidumise katkestamiseks. Tuumareaktsioonide puhul tekib see sidumisenergia massidefekti kujul. Mida kõrgem on süsteemi sidumisenergia, seda stabiilsem on süsteem. Sideme moodustumine on alati eksotermiline reaktsioon, samas kui sideme katkemine on alati endotermiline. Molekulaarsete ja molekulidevaheliste sidemete moodustamiseks vabaneb sidumisenergia soojuse või elektromagnetilise kiirgusena.
Mis vahe on massidefektil ja sidumisenergial?
• Massi defekt on süsteemi arvutusliku massi ja süsteemi mõõdetud massi erinevus, samas kui sidumisenergia on algsüsteemi ja seotud süsteemi koguenergia erinevus.
• Tuumareaktsioonides vastab sidumisenergia süsteemi massidefektile.
