Для определения дефекта массы и энергии связи ядра лития (Li) необходимо следовать нескольким шагам. Мы будем использовать основные принципы ядерной физики и формулы, которые связывают массу и энергию.
Шаг 1: Определение состава ядра лития
- Ядро лития-7 (Li-7) состоит из 3 протонов и 4 нейтронов.
- Масса протона примерно равна 1.007276 а.е.м (атомная единица массы).
- Масса нейтрона примерно равна 1.008665 а.е.м.
Шаг 2: Расчет теоретической массы ядра
- Сначала найдем общую массу свободных протонов и нейтронов:
- Масса 3 протонов = 3 * 1.007276 а.е.м = 3.021828 а.е.м.
- Масса 4 нейтронов = 4 * 1.008665 а.е.м = 4.03466 а.е.м.
- Общая масса = 3.021828 + 4.03466 = 7.056488 а.е.м.
Шаг 3: Определение экспериментальной массы ядра
- Экспериментально измеренная масса ядра лития-7 составляет примерно 7.016003 а.е.м.
Шаг 4: Расчет дефекта массы
- Дефект массы (Δm) определяется как разница между теоретической массой и экспериментальной массой:
- Δm = теоретическая масса - экспериментальная масса.
- Δm = 7.056488 а.е.м. - 7.016003 а.е.м. = 0.040485 а.е.м.
Шаг 5: Расчет энергии связи ядра
- Энергия связи (E) может быть вычислена с использованием формулы Эйнштейна E=mc², где m - это дефект массы, а c - скорость света (примерно 3 * 10^8 м/с).
- Для упрощения расчетов, можно использовать, что 1 а.е.м. соответствует примерно 931.5 МэВ:
- E = Δm * 931.5 МэВ/а.е.м.
- E = 0.040485 а.е.м. * 931.5 МэВ/а.е.м. ≈ 37.7 МэВ.
Таким образом, дефект массы ядра лития-7 составляет примерно 0.040485 а.е.м., а энергия связи этого ядра составляет около 37.7 МэВ. Эти значения показывают, насколько стабильным является ядро лития и какую энергию требуется для его распада.