Не забудьте написать ДАНО!

C1. Какую минимальную энергию необходимо затратить для полного расщепления ядра углерода 12C ? (M, (12C)=13,9999 а.е.м. mp=1,0073 а.е.м., m,=1,0087 а.е.м., 1 а.е.м.=1,6605-1027 кг)

Физика 11 класс Ядерная физика энергия расщепления ядра углерод 12C физика ядерные реакции минимальная энергия а.е.м. масса ядерная физика Новый

ДАНО:

• M(12C) = 13,9999 а.е.м.
• mp = 1,0073 а.е.м. (масса протона)
• mn = 1,0087 а.е.м. (масса нейтрона)
• 1 а.е.м. = 1,6605 * 10^-27 кг

Решение:

Для нахождения минимальной энергии, необходимой для расщепления ядра углерода 12C, нам нужно рассчитать разность масс между ядром углерода и суммой масс его составляющих частиц (протонов и нейтронов). Углерод-12 состоит из 6 протонов и 6 нейтронов.

1. Сначала найдем массу ядра углерода 12C:
• Масса ядра углерода = M(12C) = 13,9999 а.е.м.
2. Теперь найдем массу 6 протонов и 6 нейтронов:
• Масса 6 протонов = 6 * mp = 6 * 1,0073 а.е.м. = 6,0438 а.е.м.
• Масса 6 нейтронов = 6 * mn = 6 * 1,0087 а.е.м. = 6,0522 а.е.м.
• Общая масса = 6,0438 а.е.м. + 6,0522 а.е.м. = 12,096 а.е.м.
3. Теперь найдем разность масс:
• Разность масс = Масса протонов и нейтронов - Масса ядра углерода
• Разность масс = 12,096 а.е.м. - 13,9999 а.е.м. = -1,9039 а.е.м.
4. Так как разность масс отрицательная, это означает, что для расщепления ядра необходимо затратить энергию, равную этой разности масс, преобразованной в энергию по формуле Эйнштейна E = mc².
• Сначала переведем разность масс в килограммы:
• m = -1,9039 а.е.м. * 1,6605 * 10^-27 кг/а.е.м. = -3,157 * 10^-27 кг.
• Теперь найдем энергию:
• E = mc² = (-3,157 * 10^-27 кг) * (3 * 10^8 м/с)².
• E = -3,157 * 10^-27 кг * 9 * 10^16 м²/с² = -2,8413 * 10^-10 Дж.

Таким образом, минимальная энергия, необходимая для полного расщепления ядра углерода 12C, составляет примерно 2,8413 * 10^-10 Дж.