Какова удельная энергия связи и масса атомного ядра, состоящего из трех протонов и двух нейтронов, если энергия связи этого ядра равна 26,3 МэВ?

Физика 11 класс Ядерная физика удельная энергия связи масса атомного ядра три протона два нейтрона энергия связи 26,3 МэВ Новый

Чтобы определить удельную энергию связи и массу атомного ядра, состоящего из трех протонов и двух нейтронов, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение числа нуклонов

• Протонов в ядре: 3
• Нейтронов в ядре: 2
• Общее число нуклонов (протонов + нейтронов): 3 + 2 = 5

Шаг 2: Расчет удельной энергии связи

Удельная энергия связи определяется как энергия связи ядра, деленная на общее число нуклонов в нем. В нашем случае энергия связи равна 26,3 МэВ.

Формула для расчета удельной энергии связи выглядит следующим образом:

Удельная энергия связи = Энергия связи / Число нуклонов

Подставим известные значения:

• Энергия связи = 26,3 МэВ
• Число нуклонов = 5

Теперь можем выполнить расчет:

Удельная энергия связи = 26,3 МэВ / 5 = 5,26 МэВ

Шаг 3: Определение массы атомного ядра

Масса атомного ядра может быть найдена с использованием известной связи между энергией и массой, выраженной в формуле Эйнштейна:

E = mc²

Где:

• E — энергия (в нашем случае энергия связи)
• m — масса
• c — скорость света (приблизительно 3 * 10^8 м/с)

Для нахождения массы используем преобразованную формулу:

m = E / c²

Подставим значения:

• E = 26,3 МэВ (переведем в Джоули: 1 МэВ = 1,6 * 10^-13 Дж, следовательно, 26,3 МэВ = 26,3 * 1,6 * 10^-13 Дж = 4,208 * 10^-12 Дж)
• c ≈ 3 * 10^8 м/с

Теперь можем выполнить расчет массы:

m = 4,208 * 10^-12 Дж / (3 * 10^8 м/с)²

Сначала посчитаем c²:

(3 * 10^8 м/с)² = 9 * 10^16 м²/с²

Теперь подставим это значение:

m = 4,208 * 10^-12 Дж / 9 * 10^16 м²/с²

Теперь вычислим массу:

m ≈ 4,676 * 10^-29 кг

Таким образом, мы получили:

• Удельная энергия связи: 5,26 МэВ
• Масса атомного ядра: примерно 4,676 * 10^-29 кг