Как можно определить удельную энергию связи в ядре атома изотопа урана-238, если известны следующие данные: масса протона равна 1,00814 а.е.м., масса нейтрона равна 1,00899 а.е.м., а масса ядра равна 238,1237 а.е.м.? Помогите, пожалуйста.

Физика 11 класс Ядерная физика удельная энергия связи ядро атома изотоп урана-238 масса протона масса нейтрона масса ядра физика 11 класс расчеты в физике ядерная физика энергия связи ядра атомная масса изотопы физические формулы учебный материал по физике Новый

Для определения удельной энергии связи в ядре атома изотопа урана-238, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем процесс поэтапно.

Шаг 1: Определение количества протонов и нейтронов в ядре урана-238

• Уран-238 имеет атомный номер 92, что означает, что в его ядре содержится 92 протона.
• Общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре урана-238 составляет 238.
• Количество нейтронов можно найти, вычитая количество протонов из общего числа нуклонов: Количество нейтронов = 238 - 92 = 146.

Шаг 2: Вычисление теоретической массы ядра

• Теперь мы можем вычислить теоретическую массу ядра, складывая массы всех протонов и нейтронов:
• Масса протонов: 92 * 1,00814 а.е.м. = 92,75088 а.е.м.
• Масса нейтронов: 146 * 1,00899 а.е.м. = 147,31354 а.е.м.
• Общая масса = масса протонов + масса нейтронов = 92,75088 + 147,31354 = 240,06442 а.е.м.

Шаг 3: Определение дефекта массы

• Дефект массы (Δm) – это разница между теоретической массой и фактической массой ядра:
• Δm = теоретическая масса - масса ядра = 240,06442 а.е.м. - 238,1237 а.е.м. = 1,94122 а.е.м.

Шаг 4: Перевод дефекта массы в энергию

• Согласно формуле Эйнштейна E=mc², мы можем перевести дефект массы в энергию:
• Энергия связи (E) = Δm * c², где c – скорость света. В атомной физике часто используется, что 1 а.е.м. соответствует примерно 931,5 МэВ.
• Таким образом, E = 1,94122 а.е.м. * 931,5 МэВ/а.е.м. ≈ 1806,0 МэВ.

Шаг 5: Определение удельной энергии связи

• Удельная энергия связи (E_b) – это энергия связи на один нуклон:
• E_b = E / общее количество нуклонов = 1806,0 МэВ / 238 ≈ 7,58 МэВ.

Таким образом, мы определили, что удельная энергия связи в ядре атома изотопа урана-238 составляет примерно 7,58 МэВ на нуклон.