• ВСПОМНИТЕ ПРОЙДЕННОЕ •
Физика - 9 |
Из многочисленных экспериментов было установлено, что массы атомных ядер всегда меньше суммарной массы нуклонов (протонов и нейтронов), составляющих это ядро: MЯ < Zmp + Nmn. |
Это значит, что существует разница между суммой масс нуклонов, из которых состоит ядро, и массой этого ядра, которую называют дефектом масс: Δm = Zmp + Nmn — MЯ.
Здесь MЯ - масса ядра, Z и N - соответственно число протонов и нейтронов, mp - масса протона, mn - масса нейтрона, Δm - дефект массы.
Уменьшение массы при образовании ядра из системы нуклонов соответствует уменьшению энергии этой системы на энергию связи (ECB).
• Энергия связи - минимальная энергия, необходимая для разделения ядра на свободные нуклоны. Для вычисления энергии связи ядра используется формула связи энергии и массы, предложенная Эйнштейном:
ECB. = ΔE = Δmc2 → ECB [ Zmp + Nmn - MЯ] ⋅ c2.
Для вычисления энергии связи различных ядер вместо массы протона и ядра удобно использовать значения соответственно массы ядра водорода(mH) и масс ядер химических элементов (Ma). В этом случае энергия связи: ECB. = [ZmH + Nmn — MA] ⋅ c2.
Согласно формуле связи массы и энергии ΔE = Δmc2 определено, что масса 1 а.е.м. эквивалентна энергии 931,5 МэВ. Учитывая эту эквивалентность, энергию связи можно вычислить и с помощью выражения:
ECB. = [ZmH + Nmn - Ma] ⋅ 931,5 МэВ.
Устойчивость ядер характеризуется величиной, называемой удельном энергией связи.
ε = ECB
A.
■
|
В таблице 4.4 приведены массы электрона, нуклонов и некоторых изотопов, а также эквивалентные им энергии. С помощью данных таблицы проведите исследование “Выполняется ли закон сохранения энергии между ядром и его нуклонами?”
|