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원자 질량 단위 (amu)는 탄소 -12의 결합되지 않은 원자 질량의 12 분의 1이며 원자 및 아 원자 입자의 질량을 표현하는 데 사용됩니다. 줄은 국제 단위 시스템의 에너지 단위입니다. Albert Einsteins 상대성 이론 방정식에서 결합 에너지와 질량 결함 사이의 관계를 이해하면 amu를 줄로 변환하는 과정이 명확 해집니다. 방정식에서 질량 결함은 핵을 고정시키는 에너지로 변환되는 양성자와 중성자의“소멸”질량입니다.
1 amu를 줄로 변환
핵의 질량은 항상 그것을 구성하는 양성자와 중성자의 개별 질량의 합보다 적습니다. 질량 결함을 계산할 때는 질량의 차이가 원자의 질량에 비해 작기 때문에 질량 측정의 전체 정확도를 사용하십시오. 계산 전에 원자와 입자의 질량을 유효 숫자 3 ~ 4 자리로 반올림하면 계산 된 질량 결함이 0이됩니다.
원자 질량 단위 (amu)를 킬로그램으로 변환합니다. 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg임을 기억하십시오.
바인딩 에너지 "? E "에 대한 아인슈타인 공식을 적어 둡니다 :? E =? m_c ^ 2, 여기서 "c "는 2.9979_10 ^ 8 m / s와 같은 빛의 속도입니다. 이 설명에서 "? m "은 질량 결함이며 1amu입니다.
아인슈타인 방정식에서 킬로그램 단위의 1amu 값과 빛의 속도 값을 대치합니다. ΔE = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
4 단계의 공식에 따라 계산기를 사용하여? E를 찾으십시오.
이것은 kg_m ^ 2 / s ^ 2의 답이 될 것입니다 :? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2를 줄 (Jule)로 변환 "J "1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J임을 알고 있으면 답은 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J입니다.
계산 예
리튬 -7의 질량 결함 (amu)을 줄 "J "로 변환합니다. 리튬 -7의 핵 질량은 7.014353amu입니다. 리튬 핵자 수는 7 개 (3 개의 양성자와 4 개의 중성자)입니다.
양성자와 중성자의 질량을 찾아보십시오 (양자의 질량은 1.007276 amu, 중성자의 질량은 1.008665 amu입니다). 결과는 7.056488 amu입니다. 이제 질량 결함을 찾으려면 총 질량에서 핵 질량을 뺍니다 : 7.056488-7.014353 = 0.042135 amu.
0.042135에 1.6606_10 ^ -27을 곱한 amu를 킬로그램 (1amu = 1.6606_10 ^ -27kg)으로 변환합니다. 결과는 0.0699693_10 ^ -27 kg입니다. 질량-에너지 동등성 (? E =? m_c ^ 2)의 아인슈타인 공식을 사용하면 킬로그램 단위의 질량 결함 값과 초당 미터 단위의 광 속도 "c "값을 대체하여 에너지를 찾는다 ". E = 0.0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6.28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. 이것은 줄 "J "로 답이 될 것입니다.