Какую энергию выделяет аннигиляция нейтрона с антинейтроном?

Физика 11 класс Аннигиляция частиц энергия аннигиляции нейтрон антинейтрон физика 11 класс взаимодействие частиц сохранение энергии Новый

Аннигиляция нейтрона с антинейтроном приводит к выделению энергии в результате преобразования массы в энергию, согласно знаменитой формуле Эйнштейна E=mc². Давайте разберем, как это происходит шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы нейтрона и антинейтрона

• Масса нейтрона (mn) приблизительно равна 1.675 x 10^-27 кг.
• Масса антинейтрона (manti-n) равна массе нейтрона, то есть также приблизительно 1.675 x 10^-27 кг.

Шаг 2: Определение общей массы системы

При аннигиляции нейтрона и антинейтрона, вся их масса преобразуется в энергию. Общая масса системы будет равна:

• m_total = mn + manti-n = 1.675 x 10^-27 кг + 1.675 x 10^-27 кг = 3.35 x 10^-27 кг.

Шаг 3: Применение формулы Эйнштейна

Теперь мы можем использовать формулу E=mc² для расчета энергии, выделяющейся в результате аннигиляции:

• c (скорость света) приблизительно равна 3 x 10^8 м/с.
• Подставим значения в формулу:

E = m_total * c² = 3.35 x 10^-27 кг * (3 x 10^8 м/с)².

Шаг 4: Расчет энергии

Теперь выполним расчеты:

• (3 x 10^8)² = 9 x 10^16 м²/с².
• E = 3.35 x 10^-27 кг * 9 x 10^16 м²/с² = 3.015 x 10^-10 Дж.

Шаг 5: Преобразование в более удобные единицы

Энергию также можно выразить в мегаэлектронвольтах (МэВ). 1 Дж = 6.242 x 10^12 МэВ, поэтому:

• E ≈ 3.015 x 10^-10 Дж * 6.242 x 10^12 МэВ/Дж ≈ 1.88 МэВ.

Ответ: Аннигиляция нейтрона с антинейтроном выделяет приблизительно 1.88 МэВ энергии.