Каковы энергия связи и удельная энергия связи ядра водорода-3 (трития)?

Физика 9 класс Ядерная физика энергия связи удельная энергия связи ядро водорода-3 тритий физика 9 класс Новый

Чтобы найти энергию связи и удельную энергию связи ядра водорода-3 (трития), нам нужно учесть состав этого ядра и использовать некоторые физические формулы.

Шаг 1: Определение состава ядра трития

• Ядро трития состоит из 1 протона и 2 нейтронов.

Шаг 2: Определение массы ядра трития

• Масса протона примерно равна 1,007276 а.е.м.
• Масса нейтрона примерно равна 1,008665 а.е.м.
• Таким образом, масса ядра трития (m_т) будет равна:
• m_т = масса протона + 2 * масса нейтрона
• m_т = 1,007276 + 2 * 1,008665 = 1,007276 + 2,01733 = 3,024606 а.е.м.

Шаг 3: Определение массы отдельных нуклонов

• Общая масса 3 отдельных нуклонов (1 протон + 2 нейтрона) будет:
• m_н = 1,007276 + 2 * 1,008665 = 3,024606 а.е.м.
• Однако, в реальности, масса ядра трития меньше из-за энергии связи.

Шаг 4: Определение массы ядра трития

• Фактическая масса ядра трития составляет примерно 3,016049 а.е.м.

Шаг 5: Вычисление энергии связи

• Энергия связи (E_св) определяется как разница между массой нуклонов и массой ядра, умноженная на c^2 (где c - скорость света).
• Формула для вычисления энергии связи:
• E_св = (m_н - m_т) * c^2
• В нашем случае:
• m_н - m_т = 3,024606 - 3,016049 = 0,008557 а.е.м.
• Чтобы перевести в энергию, используем соотношение: 1 а.е.м. = 931,5 МэВ.
• Таким образом, E_св = 0,008557 * 931,5 ≈ 7,97 МэВ.

Шаг 6: Удельная энергия связи

• Удельная энергия связи (E_уд) определяется как энергия связи, деленная на количество нуклонов в ядре.
• В тритии 3 нуклона (1 протон + 2 нейтрона), следовательно:
• E_уд = E_св / 3 = 7,97 МэВ / 3 ≈ 2,66 МэВ на нуклон.

Итог:

• Энергия связи ядра трития составляет примерно 7,97 МэВ.
• Удельная энергия связи составляет примерно 2,66 МэВ на нуклон.