Главная >> Физика. 9 класс. Пурышева

 

 

 

 

Глава 4. Элементы квантовой физики

 

§ 52*. Дефект массы. Энергетический выход ядерных реакций

    Вспомните законы сохранения зарядового и массового чисел.

1. Экспериментальные исследования позволяют проводить точные измерения масс атомных ядер. Благодаря этим измерениям удалось установить, что масса ядра всегда меньше суммы, масс составляющих его протонов и нейтронов:

    Мя < Zmp + Nmn.

Разность между массой нуклонов и массой ядра называют дефектом массы. Дефект массы Δm для любого ядра можно вычислить, если из суммы масс протонов и нейтронов вычесть массу ядра:

    Δm = (Zmp + Nmn) — Мя.

2. Вычислим, например, дефект массы ядра гелия т. е. ядра, состоящего из двух протонов и двух нейтронов.

Масса протона mр = 1,0073 а. е. м.1, масса нейтрона mn = 1,0087 а. е. м., масса ядра гелия Мя = 4,0026 а. е. м. Дефект массы составляет:

    1 В качестве единицы массы в ядерной физике используется атомная единица массы — а. е. м. 1 а. е. м. = 1,66054 • 10-27 кг.

    Δm = (2 • 1,0073 + 2 • 1,0087) - 4,0026 = 0,0294 (а. е. м.).

3. Зная дефект массы, можно определить энергию связи ядра. Для этого необходимо воспользоваться законом взаимосвязи массы и энергии, открытым А. Эйнштейном в 1905 г. В соответствии с этим законом энергия тела прямо пропорциональна его массе:

    Е = mс2,

где с — скорость света в вакууме.

Следовательно, изменение массы тела Δm пропорционально изменению его энергии ΔЕ.

В приведённом выше примере энергия ядра гелия меньше энергии системы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов: ΔЕ = Δmc2. Подставив в это выражение значение дефекта массы Δm, можно получить значение изменения энергии

    ΔЕ = 4,394 • 10-12 Дж.

Окончание >>>

 

 

Рейтинг@Mail.ru