Strona głównaPytania → Masa cząsteczek wzbudzonych

Masa cząsteczek wzbudzonych

Pytanie

Pyta Kacper

Dość powszechnie wiadomo, że energia jest równoważna masie (zgodnie z koncepcją Einsteina). Doświadczamy tego np. podczas produkcji energii w procesie rozpadu jąder uranu lub w fuzji jądrowej jąder wodoru. W powyższych przypadkach nikt chyba nie ma wątpliwości, że masa została zamieniona w energię. Mniej powszechne jest przekonanie, że podobny proces zachodzi podczas spalania paliw kopalnych — standardowa chemia głosi bowiem, że masa substratów i produktów reakcji jest jednakowa. Jeśli jednak się nie mylę, to tu również mamy do czynienia z przypadkiem, że energia została wygenerowana kosztem utraty masy (choć pewnie jest to trudno mierzalny efekt). Jeśli powyższe stwierdzenia są prawdziwe, to moje zasadnicze pytanie brzmi: czy wprowadzając dowolny atom lub cząsteczkę w stan wzbudzony (tzn. gdy któryś z elektronów pozostaje związany z atomem, lecz przeskakuje na wyższą orbitę) oznacza, że ta cząsteczka/atom jako całość ma większą masę?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Tak, w przypadku spalania paliw kopalnych energia jest również generowana kosztem utraty masy. Na przykład w reakcji $C + O_2 \to CO_2$ wydziela się około $4\,{\rm eV}$ energii, natomiast masa cząsteczki $CO_2$ wynosi około $41\,{\rm GeV}/c^2$. Czyli produkt reakcji jest lżejszy o około jedną dziesięciomiliardową od substratów. Różnice w masie podobnego rzędu występują w przypadku wprowadzania atomów w stany wzbudzone.