Hallo,
wenn zwei Nukleonen, sagen wir ein Neutron und ein Proton, in die Nähe das anderen gebracht werden, dann ziehen sie sich ab einer gewisse Distanz durch die starke Wechselwirkung an.
Wenn sie dann unelastisch Stoßen, dann würde ja Energie in Form von einem Quant abgegeben. Allerdings würde dann der verschmolzene Kern genau soviel wiegen wie beide Nukleonen zusammen.
Tut er aber nicht, denn er ist etwas leichter.
Kann man sich das so vortellen, dass die zwei Kügelchen(Nukleonen) so heftig aufeinander beschleunigt werden, dass beim Aufprall Masse abgesplittert wird, die dann in Form von Energie weggeht.
Bei der Umkehrung müsste man dann wieder Energie zuführen, die dann erstmal die durch den Aufprall entstandenen Schaden repariert, wenn man die Nukleonen wieder auseinanderzieht.
Die Energie wird zu Masse und füllt dann die Lücken.
Das heißt doch aber auch, dass sich die Energie des Quants aus der Potenziellen Energie der Nukleonen vor dem Aufprall plus der Energie, die aus den Kernbruchstücken entsteht, zusammensetzt.
Kann man die Potenzielle Energie bei der Berechnung gegenüber des Massendefekts vernachlässigen?
Danke
Tim
P.S.: Ich weiß, die Vorstellungen sind sehr bildhaft, aber so kann man sich das, so denke ich, doch gut vorstellen, wenn es stimmt.
Ist E = mc² nicht genau genug? Angeblich wird die
Bindungsenergie recht gut durch E - Summe(i, m0ic²)
wiedergegeben).
Du sagst ja recht gut wiedergegeben. Das heißt doch, dass das irgendeine Näherung ist, weil man -so vermute ich- die Potenzielle Energie, also die Energie die frei wird, wenn sich die Nukleonen anziehen.
Diese Energie plus die Energie, die aus der Masse kommt, ergibt dann doch die eigentliche Bindungsenergie, oder?
Du sagst ja recht gut wiedergegeben. Das heißt doch, dass das
irgendeine Näherung ist, weil man -so vermute ich- die
Potenzielle Energie, also die Energie die frei wird, wenn sich
die Nukleonen anziehen.
Diese Energie plus die Energie, die aus der Masse kommt,
ergibt dann doch die eigentliche Bindungsenergie, oder?
Nein.
Wenn sich zwei Teilchen anneinander binden, wird ihre potenzielle Energie geringer. Dieser Betrag wird freigesetzt, fehlt dem System danach und macht sich als Massendefekt bemerkbar. Die Reaktion, die Du beschrieben hast:
1p + 1n -> 2D + γ
(Ich hoffe, sie wiederspricht nicht irgendwelchen Auswahlregeln, aber zumindest von den Spins her müsste es gehen…)
Energetisch sieht das dann so aus:
Ep + En = ED + hν
Für jedes E kannst Du wahlweise auch mc² einsetzen. (Das ν sieht nur in Arial wie ein v aus. Gemeint ist der griechische Buchstabe nü. Der steht für Frequenz)
Nein. Im Rahmen dieser Theorie ist es exakt, das Gesetz von Einstein, und gibt das wieder, was man misst und beobachtet. In der klassischen Physik ist die Energie nur bis auf eine Konstante definiert und aufspaltbar in kinetische und potentielle Energie.
Das gibt es bei Einstein nicht. Die Energie ist einfach E (mc² nämlich) und nicht aufspaltbar.
Bindungsenergie = E - Summe(i, m0ic²)
Das ist die (minimale) Energie, die man aufbringen muss, um das Konglomerat wieder zu trennen.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
OK,
wenn die Energie nur in Masse verloren geht, was passiert dann aber mit der Energie, die die Nukleonen aufnehmen, sobald die Starke Wechselwirkung greift.
Dabei werden sie doch beschleunigt. Die Massenzunahme durch die Beschleunigung wäre ja erstmal nicht messbar, weil wenn die Nukleonen in den Bereich der Starken Wechselwirkung kommen, dann werden sie ja auch gebunden und die kurzzeitige Massenzunahme durch die Beschleunigung nicht messbar.
Also was passiert mit der Energie, die die Nukleonen aufgrund der gegenseitigen Anziehung kurz vor der Bindung bekommen?
Wird diese vernachlässigt?
Kurz vor dem Zusammenstoß der Nukleonen müssten diese dann doch etwas schwerer sein, als wenn man diese unabhänig voneinander misst, oder?
Kann man sich das so vortellen, dass die zwei
Kügelchen(Nukleonen) so heftig aufeinander beschleunigt
werden, dass beim Aufprall Masse abgesplittert wird, die dann
in Form von Energie weggeht.
Generell ist die Beschreibung mittels Kugel bei diesem Prozess problematisch. Denn so einfach funktioniert das nicht. Die starke Wecheselwirkung der Nukleonen wird mithilfe der Quantenchromodynamik beschrieben.
Die Idee, dass eine „Teilmasse“ abgesplittert wird ist auch sehr fraglich, denn wer verliert deiner Meinung nach Masse, das Proton oder das Neutron. Nukleonen bestehten aus Quarks, Quarks kommen in der Natur nicht einzelt vor, sondern immer in Gruppen. Wenn das Neutron, bestehend aus 2 DOWNQUARKS und 1 UPQUARK mit dem Proton stößt, kann es ja schlecht einen halben DOWNQUARK verlieren, denn dann wäre es ja kein Neutron mehr. Abgesehen davon, dass es keinen halben Quark gibt.
Am Besten man malt sich z.B ein Potential auf, dass eine Überlagerung aus einem abstoßenden Potential und einem anziehenden Potential bildet, über r (r=Abstand zwischen den Nukleonen), wobei sich ein Nukleon im Ursprung befindet. Wenn man jetzt r verringert, kann man wunderbar sehen, dass das Gesamtsystem seine Energie minimieren kann.
Die Differenz zwischen den Energien vor der Bindung und nach der Bindung ist dann E=mc².
Hallo,
lasst es mich noch einmal kurz ausdrücken.
Also es gibt nur ganze Qarks.
Die Ruhemasse eines Neutrons, also wenn das Teilchen sich nicht bewegt, ist 1,008665u. Die Ruhemasse eines Protons ist 1,007276u.
Die theoretische Ruhemasse eines Alphateilchens sollte also 4,031882u sein.
Sie ist aber tatsächlich nur 4,0015065u.
Da wegen „Ruhemasse“ des Alphakerns die Potenzielle Energie der Nukleonen völlig weg ist, heißt das für mich, dass die Nukleonen beim Binden noch irgendeine Energie abgegeben haben, damit sie leichter geworden sind.
Vielleicht irgendwelche Gluonen, die vorher zum System „Nukleon“ gehörten, aber aufgrund der Bindung jetzt zu viel sind und jetzt im Gammaquant als Energie wegtransportiert werden?
Ich meine wenn die Quarks selber keine Energie/Masse verlieren, dann muss es ja etwas anderes sein.