Вопрос: Какова энергия связи изотопа тритий (³H), если его атомная масса равна 3,01605 атомных единиц массы?

Физика 11 класс Энергия связи атомного ядра энергия связи изотоп тритий атомная масса 3H физика 11 класс расчет энергии связи Новый

Чтобы рассчитать энергию связи изотопа тритий (³H), нам нужно использовать формулу для энергии связи, которая основана на разнице между массой нуклидов и массой атома. Энергия связи может быть найдена по формуле:

E = Δm * c²

где:

• E — энергия связи,
• Δm — дефект массы,
• c — скорость света в вакууме (приблизительно 3 * 10^8 м/с).

Теперь давайте разберем шаги, чтобы найти энергию связи трития.

1. Определим состав трития: Тритий состоит из одного протона и двух нейтронов. Следовательно, его масса может быть найдена как сумма масс протона и двух масс нейтронов.
2. Массы нуклидов:
   • Масса протона ≈ 1,00728 атомных единиц массы,
   • Масса нейтрона ≈ 1,00866 атомных единиц массы.
3. Рассчитаем общую массу нуклидов:
   • Общая масса = 1 протон + 2 нейтрона = 1,00728 + 2 * 1,00866 = 3,0246 атомных единиц массы.
4. Найдем дефект массы (Δm):
   • Δm = Масса нуклидов - Масса атома трития = 3,0246 - 3,01605 = 0,00855 атомных единиц массы.
5. Переведем дефект массы в килограммы:
   • 1 атомная единица массы ≈ 1,66053906660 * 10^-27 кг.
   • Δm в кг = 0,00855 * 1,66053906660 * 10^-27 ≈ 1,420 * 10^-29 кг.
6. Теперь рассчитаем энергию связи:
   • Используем формулу E = Δm * c².
   • c = 3 * 10^8 м/с, следовательно, c² ≈ 9 * 10^16 м²/с².
   • E = 1,420 * 10^-29 * 9 * 10^16 ≈ 1,278 * 10^-12 Дж.

Таким образом, энергия связи трития составляет примерно 1,278 * 10^-12 Дж. Это значение можно также выразить в МэВ (мегаэлектронвольтах), где 1 Дж ≈ 6,242 * 10^12 МэВ. Поэтому:

E ≈ 1,278 * 10^-12 Дж * 6,242 * 10^12 МэВ/Дж ≈ 7,98 МэВ.

Итак, энергия связи трития составляет примерно 7,98 МэВ.