Les unités de masse atomique (amu) constituent un moyen pratique d’exprimer la masse des particules subatomiques. Pour convertir amu en unité d'énergie SI joule (J), nous nous appuyons sur l'équivalence masse-énergie d'Einstein :E = mc². Ce petit guide vous guide pas à pas tout au long de la conversion, y compris un exemple concret avec le lithium‑7.

Conversion étape par étape de 1amu en Joules

1. Reconnaître le défaut de masse

La masse d'un noyau est toujours inférieure à la somme des protons et des neutrons qui le constituent. Des mesures de masse précises sont essentielles ; un arrondi précoce peut éliminer le petit défaut de masse.

2. Convertir amu en kilogrammes

Utilisez la conversion précise : 1amu = 1,66053886 × 10⁻²⁷kg.

3. Appliquer l'équation d'Einstein

Insérez le défaut de masse (ici 1amu) et la vitesse de la lumière (c = 2,99792458 × 10⁸ms⁻¹) dans E = mc² :

E = 1.66053886 × 10⁻²⁷ kg × (2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹)²

4. Calculer l'énergie

L'exécution du calcul donne E = 1,492393 × 10⁻¹⁰kgm²s⁻².

5. Convertir en joules

Puisque 1kgm²s⁻² est égal à 1J, le résultat final est :

1amu = 1,492393 × 10⁻¹⁰J

Exemple :Énergie de liaison du lithium‑7

1. Déterminer le défaut de masse

• Masse nucléaire de ⁷Li = 7,014353amu• Masse totale de ses nucléons :(3 × 1,007276) + (4 × 1,008665) = 7,056488amu• Défaut de masse = 7,056488 – 7,014353 = 0,042135amu

2. Convertir en kilogrammes

0,042135amu × 1,66053886 × 10⁻²⁷kg= 6,99693 × 10⁻²⁸kg

3. Calculer l'énergie

E = 6,99693 × 10⁻²⁸kg × (2,99792458 × 10⁸ms⁻¹)² = 6,28842 × 10⁻¹²J

Ainsi, l'énergie de liaison du lithium-7 est d'environ 6,29 × 10⁻¹²J.

Ces calculs illustrent comment le défaut de masse se traduit directement en énergie de liaison, soulignant le lien profond entre masse et énergie décrit par la relativité.