Какую энергию следует затратить, чтобы разделить ядро атома лития 7/3 Li на составляющие его протоны и нейтроны? Mасса ядра Мz= 11, 6475 * 10^-27
Чтобы разделить ядро, необходимо затратить энергию, превышающую энергию сил ядерного взаимодействия, то есть тех сил, которые удерживают в ядре одноименно заряженные протоны (и вместе с ними еще и нейтроны), хотя под воздействием сил электрического взаимодействия одноименные заряды отталкиваются и ядро должно было бы разлететься.
Называют эту энергию энергией связи ядра.
Энергия связи ядра равна дефекту массы ядра. На пальцах это так: сумма масс всех частиц, составляющих ядро, больше массы ядра на величину энергии связи ядра. То есть возникает такой парадокс, когда 2+2=3 а не 4. (числа здесь для примера). Потерявшаяся единичка - это и есть дефект массы. Потерявшаяся часть из массы перешла в энергию связи ядра.
Таким образом, чтобы получить ответ на задачу, найдем для начала дефект массы ядра.
Дефект массы найдем если из суммарной массы всех частиц, входящих в ядро, вычтем массу ядра.
Итак, по условию имеем ядро лития, содержащее 3 протона, а всего 7 нуклонов, значит нейтронов будет 7-3=4.
Масса n протонов M_p=nM_{0p}
где n,\;M_{op} - количество протонов и масса одного протона (гуглим ее)
Масса m нейтронов M_n=mM_{0n}
где m,\;M_{0n} - соответственно количество нейтронов в ядре и масса одного нейтрона (гуглим)
Тогда общая масса ядра должна бы составлять
M=M_p+M_n=nM_{0p}+mM_{0n}
А фактическая же масса ядра лития Mz у нас есть в условии. Найдем же разницу и мы найдем дефект массы.
\Delta m=M_p+M_n=nM_{0p}+mM_{0n}-M_z
\Delta m=3*1,673*10^{-27}+4*1,675*10^{-27}-11,6475*10^{-27}=0,0715*10^{-27} кг
\Delta m=3*1,673*10^{-27}+4*1,675*10^{-27}-11,6475*10^{-27}=0,0715*10^{-27} кг
Теперь надо от массы перейти к энергии т.е. от килограммов перейти бы к Джоулям . И поможет нам в этом уравнение Эйнштейна
E=mc^2
Стало быть, если мы умножим полученный дефект массы на квадрат скорости света, то и получим искомую энергию.
E=0,0715*10^{-27}*(3*10^8)^2=6,435*10^{-12} Дж
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.