Каково соотношение между массой ядра атома m"я" и суммой масс свободных протонов Zm"p" и нейтронов Nm"n", из которых это ядро состоит?

Физика 11 класс Структура атома и ядерная физика соотношение масса ядра атома масса ядра свободные протоны масса протона нейтроны масса нейтрона физика 11 класс атомное ядро физические свойства ядра масса частиц ядерная физика Новый

Соотношение между массой ядра атома (обозначим ее m_я) и суммой масс свободных протонов и нейтронов можно рассмотреть следующим образом.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые называются нуклонами. Если обозначить количество протонов в ядре как Z, а количество нейтронов как N, то мы можем записать массу свободных протонов и нейтронов следующим образом:

• Сумма масс свободных протонов: Z * m_p
• Сумма масс свободных нейтронов: N * m_n

Где:

• m_p — масса одного протона,
• m_n — масса одного нейтрона.

Теперь, если мы сложим эти массы, получим:

Z m_p + N m_n

Однако, масса атомного ядра (m_я) оказывается меньше этой суммы. Это связано с тем, что при образовании ядра происходит высвобождение энергии, что приводит к уменьшению массы. Это явление называется дефектом масс.

Таким образом, можно записать следующее соотношение:

m_я < Z m_p + N m_n

Разность между суммой масс свободных нуклонов и массой ядра называется дефектом масс и обозначается как Δm:

Δm = Z m_p + N m_n - m_я

Таким образом, мы видим, что масса ядра меньше суммы масс свободных нуклонов из-за того, что часть этой массы превращается в энергию, согласно уравнению Эйнштейна E=mc².