查看“︁Q值”︁的源代码

{{noteTA
|G1=物理學
}}
{{Distinguish|text=电气工程中的'''[[Q因子]]'''，也不是自行車中的'''[[Q值 (自行車)|Q值]]'''}}
'''{{mvar|Q}}值'''是[[原子核物理學]]及[[核化學]]中的名詞，[[核反應]]的{{mvar|Q}}值是指核反應所產生的能量。{{mvar|Q}}值是[[化学反应]]的[[焓]]變化以及[[放射性]]產物的能量有關，可以用反應物和生成物的質量來求得。{{mvar|Q}}值會影響[[化學反應速率]]，反應的{{mvar|Q}}值為正值，數字越大，表示反應的速度越快，也表示反應比較「喜歡」生成物。
:<math> Q = (\,m_\text{r} - m_\text{p}\,) \times \text{0.9315 GeV } </math>
其中質量單位是[[道尔顿 (单位)|道尔顿]]。而<math>\;m_\text{r}\;</math>和<math>\;m_\text{p}\;</math>分別是反應物和生成物的總質量。

==定義==
核反應前後的能量會守恆<math>\text{(  } E_\text{i} = E_\text{f} \text{  ),}</math>，以[[質能等價]]為基礎的{{mvar|Q}}值定義就是以此開始。針對放射性粒子的衰減，動能差可以表示如下：
:<math> Q = K_\text{f} - K_\text{i} = (\,m_\text{i}- m_\text{f}\,) \, c^2 ~</math>
其中{{mvar|K}}是質量{{mvar|m}}的動能。
{{mvar|Q}}值為正的反應表示是[[放热过程]]，會放出能量。因為最終態的動能比起始態的動能要大。
{{mvar|Q}}值為負的反應表示是[[吸热过程]]，會吸收能量。因為最終態的動能比起始態的動能要小<ref name="Krane">
{{cite book
 |first=K.S. |last=Krane
 |year=1988
 |title=Introductory Nuclear Physics
 |page=381
 |publisher=[[約翰威立|John Wiley & Sons]]
 |isbn=978-0-471-80553-3
}}</ref>。在化學反應中若反應焓為負，表示是放熱反應，而在核反應中，{{mvar|Q}}值為正值表示是放熱反應。

{{mvar|Q}}值也可以用核種的[[質量欠缺]] <math>\Delta M</math>表示：

:<math> Q = \Delta M_\text{i} - \Delta M_\text{f} ~</math>

上式可以用此方式證明：核種的質量可以表示為<math> M = A u + \Delta M, ~</math>，其中<math> A ~</math>是質量數（質子和中子數量的總和），而<math>u =^{12}\!\!C/12= 931.494 </math>MeV/c<math>^2~</math>。而在核反應前後，核種的總和守恆，因此，<math> A_f=A_i ~</math>且<math> Q = \Delta M_\text{i} - \Delta M_\text{f} ~</math>。

==應用==
化學反應的{{mvar|Q}}值可以用[[量热法]]測量。放熱的化學反應常會是自發性的反應，且可能會放出光或是熱，讓更多物質進行反應，因此可能會出現失控的回授情形（爆炸）。

Q值也用在[[粒子物理學]]中，例如萨晋定律（Sargent's rule）中提到弱相互作用的反應速度和Q值的五次方成正比。原子核物理學的Q值是靜止的粒子衰變時產生的[[動能]]，例如中子的衰變，在中心轉換為質子、電子和反電微中子時，失去了部份的質量：<ref name="Martin">
{{cite book
 |author=B.R. Martin and G. Shaw
 |year=2007
 |title=Particle Physics
 |page=34
 |publisher=John Wiley & Sons
 |isbn=0-471-97285-1
}}</ref>

:<math> Q = (m_\text{n} - m_\text{p} - m_\mathrm{\overline{\nu}} - m_\text{e})c^2 = K_\text{p} + K_\text{e} + K_{\overline{\nu}} = \text{0.782 MeV  ,}</math>

其中''m''<sub>n</sub>是[[中子]]的質量，''m''<sub>p</sub>是[[質子]]的質量，''m''<sub>{{overline|&nu;}}</sub>是[[電中微子]]的質量，''m''<sub>e</sub>是[[電子]]的質量，而{{mvar|K}}是各粒子對應的動能，中子一開始是靜止的，因此初始動能為零。在β衰變中，{{mvar|Q}}值約為1&nbsp;MeV。

==相關條目==
*[[结合能]]
*[[聚变能量增益因子]]
*[[量能器 (粒子物理)]]
*[[衰变能]]
*{{le|Pandemonium效應|Pandemonium effect}}

==參考資料==
{{reflist}}

==外部連結==
* [http://www-nds.iaea.org/queryensdf Nuclear Structure and Decay Data – IAEA]{{Dead link}} with query on decays' ''Q''-values

[[Category:原子核物理学]]