Massiviga vs siduv energia
Massiviga ja sidumisenergia on kaks mõistet, mida on kohatud uurida sellistes valdkondades nagu aatomistruktuur, tuumafüüsika, sõjalised rakendused ja aine lainete osakeste duaalsus. Nende omaduste rakendamiseks ja sellistes valdkondades silma paistmiseks on oluline mõista neid mõisteid selgelt. Selles artiklis käsitleme, mis on massiviga ja sidumisenergia, nende rakendusi, massidefekti ja sidumisenergia määratlusi, nende sarnasusi ning lõpuks massidefekti ja sidumisenergia erinevusi.
Mis on massiviga?
Süsteemi massidefekt on süsteemi mõõdetud massi erinevus süsteemi arvutatud massist. Sellised sündmused toimuvad tuumareaktsioonides. Näiteks on selline sündmus päikese käes toimuv tuumareaktsioon. Neli vesiniku tuuma ühinevad, moodustades heeliumi tuuma. Seda protsessi nimetatakse tuumasünteesiks. Selles protsessis on nelja vesiniku tuuma mõõdetud mass kokku suurem kui toodete kogumass. Puuduv mass muudetakse energiaks. Selle mõiste õigeks mõistmiseks tuleb kõigepealt mõista energia - aine massilist duaalsust. Relatiivsusteooria koos kvantmehaanikaga näitasid, et energia ja mass on omavahel asendatavad. Sellest tuleneb universumi energia-massisääst. Kui tuumasünteesi või tuuma lõhustumist ei esitata,võib pidada, et süsteemi energia on konserveeritud. Albert Einsteini poolt relatiivsusteooria postuleerimisega 1905. aastal lagunes peaaegu kõik klassikaline. Ta jätkas, et lained käitusid mõnikord osakestena ja osakesed käitusid lainetena. Seda tunti laineosakeste duaalsusena. See viis massi ja energia ühtsuseni. Mõlemad need kogused on kaks aine vormi. Kuulus võrrand E = mc2 annab meile energia hulga, mida on võimalik saada m massist.
Mis on siduv energia?
Siduv energia on energia, mis vabaneb, kui süsteem siirdub sidumata olukorrast seotud olukorda. Kui süsteemi kaaluda, on see energiakadu. Kuid siduva energia kokkulepe on võtta seda positiivsena. Lõpliku süsteemi kogu potentsiaalne energia on alati madalam kui algsüsteem, kui süsteem siirdub seotud olekusse. Omakorda on seda sidumisenergiat vaja süsteemi sidumise katkestamiseks. Tuumareaktsioonide korral on see siduv energia massidefekti kujul. Mida suurem on süsteemi sidumisenergia, seda stabiilsem on süsteem. Sideme moodustumine on alati eksotermiline reaktsioon, samas kui sideme purunemine on alati endotermiline. Molekulide moodustamiseks ja molekulidevahelise sideme moodustamiseks eraldub sidumisenergia soojus- või elektromagnetkiirgusena.
Mis vahe on massidefektil ja sidumisenergial?
• Massidefekt on süsteemi arvutatud massi ja süsteemi mõõdetud massi vahe, sidumisenergia on kogu süsteemi erinevus algsüsteemi ja seotud süsteemi vahel.
• Tuumareaktsioonides vastab sidumisenergia süsteemi massi defektile.
