Группа 3Б. Предмет Физика

26.10.2021

Преподаватель:Земляная С.Н.

Группа 3Б

Предмет Физика

Урок №12

Тема программы:Физика атома

Тема урока:Решение задач

Решение задач по теме «Дефект массы, энергия связи»

Решить задачи(пример решения-в конце конспекта)

1.Рассчитайте энергию, выделяющуюся при делении 1 г урана.

2.Работа по разделению молекулы воды на водород и кислород приблизительно равна 5 эВ. Оцените, во сколько раз атомные ядра прочнее молекулы воды.

3.Быстролетящий нейтрон проникает в ядро. Изменится ли при этом энергия связи ядра?

4.Рассчитайте энергию, выделяющуюся при превращении 1 г водо-рода в гелий.

Энергией связиядра атома называется энергия, необходимая для полного разделения ядра на нуклоны. Будем обозначать её E_св.

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, называется удельной энергией связи. Будем обозначать еёe:

e = ^E_A^св .

Чем больше энергия связи, тем прочнее ядро.

Можно для расчёта использовать формулу теории относительности:

Е = mc²,

где Е — энергия покоя частицы, a m — её масса покоя.

3.Как это сделать, рассмотрим на конкретном примере атомагелия. Протоны и нейтроны имеют массы

m_р 1,67265·10^–27кг, m_n 1,67495·10^–27кг,

а масса ядра гелия

M_He 6,64648 · 10^–27 кг,

т. е. меньше суммы масс двух протонов и двух нейтронов на значение

m = 2m_p + 2m_n – M_He= 0,04872·10^–27кг.

Эта разность называется дефектом масс. С её помощью по формуле взаимосвязи массы и энергии вычисляем энергию связи:

Е_св= с² m.

Для гелия приближённо получаем

E_св= 0,04872·10^–27кг·(299 792·10³м/с)²

4,3787 · 10^–12 Дж.

Осталось перевести это значение энергии в электронвольты: E_св= 4,3787·10^–12Дж:1,602177·10^–19Дж/эВ

2,73296 · 10⁷ эВ = 27,3 МэВ. На один нуклон приходится энергия

Такова удельная энергия связи ядра гелия.