Electric⚡️
Высший разум
(292223)
11 лет назад
Масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов (нуклонов) . Разность между суммой масс протонов и нейтронов и массой ядра атома и называется дефектом массы. Δ М = Zm(p) + Nm(n) - Mя. Так как масса ядра, образовавшегося из нуклонов (протонов и нейтронов) , уменьшилась, то это означает, что уменьшилась и энергия системы на величину энергии связи:
Есв = ΔМ · с² = (Zm(p) + Nm(n) - M(я) · с² . Удельная энергия связи - это энергия связи, приходящаяся на один нуклон. Для этого надо разделить энергию связи ядра на количество нуклонов в нем. Вычисления в СИ (масса в кг, скорость света в м/с) дадут ответ для энергии связи и удельной энергии - в Джоулях. Но для малых энергий введена более удобная единица измерения - электрон-вольт. 1эВ = 1,6 · 10^-19степени Дж. Тогда упрощаются и вычисления: коэффициент взаимосвязи массы и энергии равен 931,5МэВ/а. е. м. Следовательно, вычисления проводятся по формуле: Есв = 931,5 МэВ/а. е. м. · ΔМ. Но при этом массы ядра атома и нуклонов надо брать в а. е. м. , а не в кг. В таблицах приводят массы нейтральных атомов. Чтобы найти массу ядра, необходимо вычесть суммарную массу электронов (тоже в а. е. м. )
Для примера - возьмём атом кислорода. У кислорода - два изотопа. Выберем основной, с атомной массой 16. Все необходимые данные - в таблицах. Масса нейтрального атома кислорода¹6 : m (ат) = 15,99491а. е. м. ; m (э) = 0,00055а. е. м. ; m (р) =1,00728а. е. м. ; m(n) = 1,00866 а. е. м. По действиям: 1). находим сумму масс электронов: 8 · 0,00055 = 0,0044; 2). находим массу атомного ядра: 15,99491 - 0,0044 = 15,99051; 3). число нейтронов N = A - Z; N = 16 - 8 = 8; 4). сумма масс протонов: 8 · 1,00728 = 8,05824; 5).сумма масс нейтронов: 8 · 1,00866 = 8,06928; 6). сумма масс нуклонов: 8,05824 + 8,06928 = 16,12752; 7). определяем дефект массы 16,12752 - 15,99051 = 0,13701; 8). энергия связи 931,5 · 0,13701 = 127,624815 (МэВ) ; 9). удельная энергия связи 127,62481 : 16 = 7,976550938(МэВ/а. е. м.) ; Округлив полученные результаты, получим: дефект массы равен 0,137 а. е. м. ; энергия связи атома 127,6 МэВ; удельная энергия связи 8 МэВ/а. е. м.
Источник: Удачи ☭