¿Cómo podemos demostrar que la densidad de materia nuclear es independiente del número de masa?

El núcleo de un átomo contiene nucleones : protones y neutrones.

Los protones se repelen entre sí a través de la fuerza de Coulomb, pero en un rango muy corto (femtómetros) existe una fuerza muy fuerte llamada fuerza nuclear fuerte. Esto une a los nucleones en un núcleo.

Los núcleos suelen tener un diámetro de femtometros – (un femtometre (fm) es de 10-15 m). Para ver un diagrama a escala de un átomo en la pantalla de su computadora con un núcleo de 1 cm de diámetro en el centro, ¡necesitaría una pantalla de 1 km de diámetro para mostrar el gráfico completo! El núcleo es pequeño en comparación con un átomo completo. Ocupa una parte en 100,000,000,000,000 del volumen atómico

El número de protones (Z) determina las propiedades químicas del átomo, a qué elemento pertenece, se llama número de protón o número atómico.

El número de neutrones (N) afecta sus propiedades físicas, a qué isótopo del elemento al que pertenece.

El número de masa (A) o el número de nucleones es el número de protones más el número de neutrones

La carga específica de un núcleo es la carga total de los nucleones (en coulombs) dividida por la masa total de los nucleones (en kilogramos). La carga específica se mide en C-1 kg.

Aquí esta tu respuesta

La densidad es masa / volumen, considerando que la masa de cada nucleón es my número de masa es A (número de nucleones), entonces la masa total de materia nuclear es mA.

Ahora, el volumen del núcleo, considerando que es una esfera perfecta es 4/3 x3.14 xr ^ 3.

el radio nuclear depende de la raíz cúbica de A, es decir, A ^ 1/3.

entonces r ^ 3 depende de A.

por lo tanto, el volumen nuclear también depende de A.

tanto la masa como el volumen nucleares dependen de A, por lo que cuando los divide para encontrar la densidad nuclear, se vuelve independiente de A ..

El radio de un núcleo (R *) con número de masa ‘A’ (número de masa) se da como:

R * = R x A ^ 1/3; donde R es constante de proporcionalidad.

Si ‘m’ es la masa de cada nucleón, entonces

densidad = masa / volumen = 3mA / 4πR * ^ 3

densidad = 3mA / 4πAR ^ 3

densidad nuclear = 3m / 4πR ^ 3 que resulta ser una constante, ¡no importa qué núcleo elijas!

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