Comprendre les concepts
* Charge spécifique: Il s'agit du rapport de la charge d'un objet à sa masse. Pour un noyau, c'est la charge des protons divisée par la masse du noyau.
* Charge d'un noyau: La charge d'un noyau est déterminée par le nombre de protons qu'il contient, qui est également connu sous le nom de nombre atomique (z). Chaque proton a une charge de +1,602 x 10⁻¹⁹ Coulombs.
* masse d'un noyau: La masse d'un noyau est principalement déterminée par le nombre de protons et de neutrons (nucléons). La masse d'un proton et un neutron sont très similaires, environ 1,67 x 10⁻²⁷ kg.
Calcul
1. Déterminez le nombre de protons (z) et de neutrons (n) dans le noyau: Vous devrez connaître l'élément et son isotope. Par exemple, le carbone-12 a 6 protons et 6 neutrons.
2. Calculez la charge totale du noyau: Multipliez le nombre de protons (z) par la charge d'un seul proton:
* Charge du noyau =z * (+1,602 x 10⁻¹⁹ c)
3. Calculez la masse du noyau: Approximer la masse du noyau en multipliant le nombre total de nucléons (z + n) par la masse d'un proton (ou neutron):
* Masse du noyau ≈ (z + n) * (1,67 x 10⁻²⁷ kg)
4. Calculez la charge spécifique: Divisez la charge du noyau par la masse du noyau:
* Charge spécifique =(charge du noyau) / (masse de noyau)
Exemple:
Calculons la charge spécifique d'un noyau en carbone-12:
* Z =6 (nombre de protons)
* N =6 (nombre de neutrons)
1. Charge de noyau =6 * (+1,602 x 10⁻¹⁹ c) =9,612 x 10⁻¹⁹ C
2. Masse de noyau ≈ (6 + 6) * (1,67 x 10⁻²⁷ kg) =2,004 x 10⁻²⁶ kg
3. Charge spécifique =(9,612 x 10⁻¹⁹ c) / (2,004 x 10⁻²⁶ kg) ≈ 4,8 x 10⁷ c / kg
Remarques importantes:
* Ce calcul est une approximation car la masse réelle d'un noyau est légèrement inférieure à la somme des masses de ses protons et neutrons individuels en raison de l'énergie de liaison.
* La charge spécifique d'un noyau est une quantité très utile en physique nucléaire, en particulier pour analyser le comportement des ions et des isotopes.
