Как можно определить энергию связи ядра изотопа 2/1Н, если известны массы протона (1,0073 а.е.м), нейтрона (1,0087 а.е.м) и ядра дейтерия (2,0141 а.е.м)?

Физика 11 класс Энергия связи ядра энергия связи ядра изотоп 2/1Н массы протона массы нейтрона ядро дейтерия Новый

Чтобы определить энергию связи ядра изотопа 2/1Н (дейтерия), нам нужно использовать формулу для расчета энергии связи, которая основана на разности масс. Энергия связи ядра рассчитывается по формуле:

E = Δm * c²

где:

• E - энергия связи,
• Δm - массовый дефект,
• c - скорость света (приблизительно 3 * 10^8 м/с).

Теперь давайте разберемся, как найти массовый дефект (Δm).

1. Сначала найдем массу, которая должна быть у ядра дейтерия, если оно состояло бы из свободных протона и нейтрона. Это будет сумма масс протона и нейтрона:
• масса протона = 1,0073 а.е.м,
• масса нейтрона = 1,0087 а.е.м.
Сумма масс: 1,0073 + 1,0087 = 2,0160 а.е.м.
2. Теперь найдем массовый дефект (Δm), вычитая массу ядра дейтерия из суммы масс протона и нейтрона:
Δm = (масса протона + масса нейтрона) - масса ядра дейтерия
• Δm = 2,0160 - 2,0141 = 0,0019 а.е.м.
3. Теперь, чтобы найти энергию связи, нам нужно преобразовать массовый дефект в энергию. Для этого используем известное соотношение между массой и энергией:
E = Δm * c²
4. Сначала преобразуем массу в килограммы, если это необходимо, но для простоты мы можем использовать значение 1 а.е.м. = 931,5 МэВ/c².
5. Таким образом, энергия связи:
E = 0,0019 а.е.м. * 931,5 МэВ/а.е.м.
• E ≈ 1,77 МэВ.

Таким образом, энергия связи ядра дейтерия составляет примерно 1,77 МэВ. Это значение показывает, сколько энергии требуется, чтобы разъединить ядро на его составные части (протон и нейтрон).