Զանգվածային թերություն ընդդեմ կապող էներգիա
Զանգվածի արատը և կապող էներգիան երկու հասկացություններ են, որոնք հանդիպում են այնպիսի ոլորտների ուսումնասիրության մեջ, ինչպիսիք են ատոմային կառուցվածքը, միջուկային ֆիզիկան, ռազմական կիրառությունները և նյութի ալիքային մասնիկների երկակիությունը: Կարևոր է ունենալ այս հասկացությունների հստակ ըմբռնումը՝ դրանց հատկությունները կիրառելու և նման ոլորտներում գերազանցելու համար: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են զանգվածային թերությունը և կապող էներգիան, դրանց կիրառությունները, զանգվածային թերության և կապող էներգիայի սահմանումները, դրանց նմանությունները և, վերջապես, տարբերությունները զանգվածային թերության և կապող էներգիայի միջև:
Ի՞նչ է զանգվածային թերությունը:
Համակարգի զանգվածային թերությունը համակարգի չափված զանգվածի տարբերությունն է համակարգի հաշվարկված զանգվածից։ Նման իրադարձությունները տեղի են ունենում միջուկային ռեակցիաներում: Օրինակ՝ արևի տակ տեղի ունեցող միջուկային ռեակցիան այդպիսի իրադարձություն է։ Ջրածնի չորս միջուկները միաձուլվում են՝ ձևավորելով հելիումի միջուկ: Այս գործընթացը հայտնի է որպես միջուկային միաձուլում: Այս գործընթացում ջրածնի չորս միջուկների համակցված չափված զանգվածը ավելի մեծ է, քան արտադրանքի համակցված զանգվածը: Բացակայող զանգվածը վերածվում է էներգիայի։ Նախ պետք է հասկանալ էներգիան՝ նյութի զանգվածային երկակիությունը, այս հասկացությունը ճիշտ հասկանալու համար: Հարաբերականության տեսությունը քվանտային մեխանիկայի հետ միասին ցույց տվեց, որ էներգիան և զանգվածը փոխարինելի են: Սա հանգեցնում է տիեզերքի էներգիայի՝ զանգվածային պահպանման: Այնուամենայնիվ, երբ միջուկային միաձուլումը կամ միջուկային տրոհումը ներկայացված չէ, կարելի է համարել, որ համակարգի էներգիան պահպանված է։ 1905 թվականին Ալբերտ Էյնշտեյնի կողմից հարաբերականության տեսության պնդմամբ, գրեթե ամեն դասական ամեն ինչ փլուզվեց:Նա շարունակեց ցույց տալ, որ ալիքները երբեմն իրենց պահում են որպես մասնիկներ, իսկ մասնիկները՝ ալիքների: Սա հայտնի էր որպես ալիքային մասնիկների երկակիություն: Սա հանգեցրեց զանգվածի և էներգիայի միասնության: Այս երկու մեծություններն էլ նյութի երկու ձև են: Հայտնի E հավասարումը=mc2 տալիս է մեզ էներգիայի քանակությունը, որը կարելի է ստանալ m զանգվածի քանակից:
Ի՞նչ է կապող էներգիան:
Կապող էներգիան այն էներգիան է, որն ազատվում է, երբ համակարգը չկապված իրավիճակից փոխադրվում է կապված իրավիճակի: Երբ դիտարկվում է համակարգը, սա էներգիայի կորուստ է: Այնուամենայնիվ, պարտադիր էներգիայի կոնվենցիան այն է ընդունել որպես դրական: Վերջնական համակարգի ընդհանուր պոտենցիալ էներգիան միշտ ավելի ցածր է, քան սկզբնական համակարգը, երբ համակարգը անցնում է կապված վիճակի: Իր հերթին, այս պարտադիր էներգիան պահանջվում է համակարգի կապը խախտելու համար: Միջուկային ռեակցիաների համար այս կապող էներգիան հայտնվում է զանգվածային թերության տեսքով: Որքան բարձր է համակարգի կապող էներգիան, այնքան համակարգը ավելի կայուն է:Կապի ձևավորումը միշտ էկզոտերմիկ ռեակցիա է, մինչդեռ կապի խզումը միշտ էնդոթերմիկ է: Մոլեկուլային ձևավորման և միջմոլեկուլային կապերի ձևավորման համար կապող էներգիան ազատվում է ջերմության կամ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տեսքով:
Ո՞րն է տարբերությունը զանգվածային թերության և կապող էներգիայի միջև:
• Զանգվածային թերությունը համակարգի հաշվարկված զանգվածի և համակարգի չափված զանգվածի տարբերությունն է, մինչդեռ կապող էներգիան սկզբնական համակարգի և կապակցված համակարգի ընդհանուր էներգիայի տարբերությունն է:
• Միջուկային ռեակցիաներում կապող էներգիան համապատասխանում է համակարգի զանգվածային թերությանը:
