พลังงานยึดเหนี่ยว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

พลังงานยึดเหนี่ยว (อังกฤษ: Binding energy) คือพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกระบบสมบูรณ์หนึ่งให้เป็นชิ้นส่วนออกจากกัน ระบบที่ยึดเหนี่ยวเข้าด้วยกันโดยทั่วไปมีพลังงานศักย์ที่ต่ำกว่าผลรวมของชิ้นส่วนที่ประกอบมันขึ้นมา นี่คือพลังงานที่จะรักษาให้ระบบติดอยู่ด้วยกัน มักจะหมายความว่าพลังงานจะถูกปล่อยออกไปในการสร้างสภาวะการยึดเหนี่ยว คำจำกัดความนี้จะสอดคล้องกับพลังงานยึดเหนี่ยวเชิงบวก

หลักการทั่วไป[แก้]

โดยทั่วไป พลังงานยึดเหนี่ยวหมายถึงงานเชิงกลที่ต้องใช้เพื่อต่อต้านกับแรงที่ยึดวัตถุหนึ่งไว้ด้วยกัน เป็นการแยกวัตถุออกเป็นชิ้นส่วนย่อยโดยมีระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่มากพอจนการแยกส่วนเพิ่มเติมจะต้องการงานที่มากขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ในระดับอะตอม พลังงานยึดเหนี่ยวอะตอม มาจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกอะตอมออกเป็นอิเล็กตรอนอิสระและนิวเคลียส[1] พลังงานยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอน เป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อปล่อยอิเล็กตรอนให้เป็นอิสระจากวงโคจรของอะตอม พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานไอโอไนซ์ (อังกฤษ: ionization energy)[2]

ในระดับโมเลกุล พลังงานยึดเหนี่ยวและพลังงานยึด-แยก (อังกฤษ: bond energy and bond-dissociation energy) เป็นพลังงานที่ยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมหนึ่งกับอีกอะตอมหนึ่งในการยึดเหนี่ยวทางเคมี

ในระดับนิวเคลียส พลังงานยึดเหนี่ยวก็เท่ากับพลังงานที่ถูกใช้ปลดปล่อยให้เป็นอืสระเมื่อนิวเคลียสหนึ่งถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีออนหรือนิวเคลียสอื่น ๆ[3][4] พลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียส (อังกฤษ: nuclear binding energy) นี้(หมายถึงพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวคลีออนทั้งหลายให้เป็นหนึ่งนิวไคลด์) ได้มาจาก'แรงนิวเคลียส' (ปฏิสัมพันธ์ที่เหลือค้างอย่างแรง)และเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกนิวเคลียสหนึ่งให้แตกออกเป็นนิวตรอนและโปรตอนอิสระในจำนวนที่เท่ากันกับที่พวกมันถูกยึดเหนี่ยวกันไว้ โดยที่นิวคลีออนเหล่านั้นจะต้องมีระยะห่างจากกันเพียงพอที่จะไม่ทำให้แรงนิวเคลียร์สามารถทำให้อนุภาคเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันอีกต่อไป[5] 'มวลส่วนเกิน' เป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กันที่เปรียบเทียบเลขมวลของนิวเคลียสหนึ่งกับมวลที่วัดได้อย่างแท้จริงของมัน[6]

ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ "พลังงานยึดเหนี่ยวโน้มถ่วง" ของเทหวัตถุในท้องฟ้าหรือในอวกาศเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อขยายสสารไปไม่มีที่สิ้นสุด อย่าสับสนกับพลังงานศักย์โน้มถ่วงซึ่งเป็นพลังงานที่ต้องการแยกวัตถุทั้งสองออกจากกัน เช่น ดาวเทียม เป็นระยะห่างอนันต์และวัตถุทั้งสองต้องไม่มีการเปลี่ยนแปลง (พลังงานอย่างหลังต่ำกว่า)

ในหลายระบบที่ยึดติดกัน ถ้าพลังงานยึดเหนื่ยวถูกถอดออกจากระบบ มันต้องถูกลบออกจากมวลของระบบที่แยกออกจากกัน เพียงเพราะพลังงานนี้ "มี" มวล ดังนั้น ถ้าพลังงานถูกถอด(หรือปลดปล่อย)ออกจากระบบในตอนที่ระบบถูกยึดติดกัน การสูญเสียพลังงานจากระบบจะเป็นผลเช่นกันในการสูญเสียของมวลของพลังงาน จากระบบ[7] มวลของระบบจะไม่ถูกอนุรักษ์ในกระบวนการนี้เพราะระบบมัน "เปิด" (หรือไม่ใช่เป็นระบบแยกส่วนจากมวลหรือพลังงานที่ใส่เข้าไปหรือสูญเสียไป) ในระหว่างกระบวนการยึดติดกัน

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]

  1. "Nuclear Power Binding Energy". Retrieved 16 May 2015.
  2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "Ionization energy".
  3. Britannica Online Encyclopaedia - "nuclear binding energy". Accessed 8 September 2010. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/65615/binding-energy
  4. Nuclear Engineering - "Binding Energy". Bill Garland, McMaster University. Accessed 8 September 2010. http://www.nuceng.ca/igna/binding_energy.htm
  5. Atomic Alchemy: Nuclear Processes - "Binding Energy". About. Accessed 7 September 2010. http://library.thinkquest.org/17940/texts/binding_energy/binding_energy.html
  6. Krane, K. S (1987). Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-80553-X. 
  7. HyperPhysics - "Nuclear Binding Energy". C.R. Nave, Georgia State University. Accessed 7 September 2010. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/nucbin.html