พลังงานยึดเหนี่ยว

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

หลักการทั่วไป

โดยทั่วไป พลังงานยึดเหนี่ยวหมายถึงงานเชิงกลที่ต้องใช้เพื่อต่อต้านกับแรงที่ยึดวัตถุหนึ่งไว้ด้วยกัน เป็นการแยกวัตถุออกเป็นชิ้นส่วนย่อยโดยมีระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่มากพอจนการแยกส่วนเพิ่มเติมจะต้องการงานที่มากขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ในระดับอะตอม พลังงานยึดเหนี่ยวอะตอม มาจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกอะตอมออกเป็นอิเล็กตรอนอิสระและนิวเคลียส พลังงานยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอน เป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อปล่อยอิเล็กตรอนให้เป็นอิสระจากวงโคจรของอะตอม พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานไอโอไนซ์ (อังกฤษ: ionization energy)

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

ในระดับนิวเคลียส พลังงานยึดเหนี่ยวก็เท่ากับพลังงานที่ถูกใช้ปลดปล่อยให้เป็นอืสระเมื่อนิวเคลียสหนึ่งถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีออนหรือนิวเคลียสอื่น ๆ พลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียส (อังกฤษ: nuclear binding energy) นี้(หมายถึงพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวคลีออนทั้งหลายให้เป็นหนึ่งนิวไคลด์) ได้มาจาก'แรงนิวเคลียส' (ปฏิสัมพันธ์ที่เหลือค้างอย่างแรง)และเป็นพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกนิวเคลียสหนึ่งให้แตกออกเป็นนิวตรอนและโปรตอนอิสระในจำนวนที่เท่ากันกับที่พวกมันถูกยึดเหนี่ยวกันไว้ โดยที่นิวคลีออนเหล่านั้นจะต้องมีระยะห่างจากกันเพียงพอที่จะไม่ทำให้แรงนิวเคลียร์สามารถทำให้อนุภาคเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันอีกต่อไป 'มวลส่วนเกิน' เป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กันที่เปรียบเทียบเลขมวลของนิวเคลียสหนึ่งกับมวลที่วัดได้อย่างแท้จริงของมัน

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

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

แหล่งข้อมูลอื่น

• Graph of Binding Energies of the elements 2012-02-10 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• Investigating Binding Energies and Mass Defect 2009-02-20 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน (Excel)
• Nuclear Binding energy
• Mass and Nuclide Stability 2007-08-30 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• Experimental atomic mass data compiled Nov. 2003

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 2012-02-29 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน. Accessed 7 September 2010. http://library.thinkquest.org/17940/texts/binding_energy/binding_energy.html 2013-01-21 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
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