+7 (700) 521-36-15
вычислите удельную энергию связи ядра атома гелия he

вычислите удельную энергию связи ядра атома гелия

Главная → Задачи и решения → Физика → Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра.  Масса атома водорода m(11H) = 1,00783 а.е.м.; масса нейтрона mn = 1,00867 а.е.м.; масса атома кислорода m(816O) = 15,99492 а.е.м

Глава 6. Физика атома и атомного ядра 6.6. Энергия связи ядер
Для того, чтобы атомные ядра были устойчивыми, протоны и нейтроны должны удерживаться внутри ядер огромными силами, во много раз превосходящими силы кулоновского отталкивания протонов. Силы, удерживающие нуклоны в ядре, называются ядерными. Они представляют собой проявление самого интенсивного из всех известных в физике видов взаимодействия – так называемого сильного взаимодействия. Ядерные силы примерно в 100 раз превосходят электростатические силы и на десятки порядков превосходят силы гравитационного взаимодействия нуклонов. Важной особенностью ядерных сил является их короткодействующий характер. Ядерные силы заметно проявляются, как показали опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц, лишь на расстояниях порядка размеров ядра ( 10
–12–10
–13 см). На больших расстояниях проявляется действие сравнительно медленно убывающих кулоновских сил.
На основании опытных данных можно заключить, что протоны и нейтроны в ядре в отношении сильного взаимодействия ведут себя одинаково, т. е. ядерные силы не зависят от наличия или отсутствия у частиц электрического заряда.
Важнейшую роль в ядерной физике играет понятие энергии связи ядра.
Энергия связи ядра равна минимальной энергии, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные частицы. Из закона сохранения энергии следует, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.
Энергию связи любого ядра можно определить с помощью точного измерения его массы. В настоящее время физики научились измерять массы частиц – электронов, протонов, нейтронов, ядер и др. – с очень высокой точностью. Эти измерения показывают, что масса любого ядра M я всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов:

Eсв=ΔMc2 - энергия связи.  Mя - масса ядра - верхний индекс Н - 2. E = Eсв/A - удельная энергия связи. Здесь мне непонятно, откуда взять А.

M я < Zm p + Nm n.
Разность масс
Δ M = Zm p + Nm n – M я.
называется дефектом массы.
По дефекту массы с помощью формулы Эйнштейна E = mc
2 можно определить энергию, выделившуюся при образовании данного ядра, т. е. энергию связи ядра E св:
E св = Δ Mc
2 = ( Zm p + Nm n – M я) c
2.
Эта энергия выделяется при образовании ядра в виде излучения γ-квантов.
В качестве примера рассчитаем энергию связи ядра гелия , в состав которого входят два протона и два нейтрона. Масса ядра гелия M я = 4,00260 а. е. м. Сумма масс двух протонов и двух нейтронов составляет 2 m p + 2 m n = 4, 03298 а. е. м. Следовательно, дефект массы ядра гелия равен Δ M = 0,03038 а. е. м. Расчет по формуле E св = Δ Mc
2 приводит к следующему значению энергии связи ядра : E св = 28,3 МэВ. Это огромная величина. Образование всего 1 г гелия сопровождается выделением энергии порядка 10
12 Дж. Примерно такая же энергия выделяется при сгорании почти целого вагона каменного угля. Энергия связи ядра на много порядков превышает энергию связи электронов с атомом. Для атома водорода например, энергия ионизации равна 13,6 эВ.
В таблицах принято указывать удельную энергию связи, т. е. энергию связи на один нуклон. Для ядра гелия удельная энергия связи приблизительно равна 7,1 МэВ/нуклон. На рис. 6.6.1 приведен график зависимости удельной энергии связи от массового числа A. Как видно из графика, удельная энергия связи нуклонов у разных атомных ядер неодинакова. Для легких ядер удельная энергия связи сначала круто возрастает от 1,1 МэВ/нуклон у дейтерия до 7,1 МэВ/нуклон у гелия . Затем, претерпев ряд скачков, удельная энергия медленно возрастает до максимальной величины 8,7 МэВ/нуклон у элементов с массовым числом A = 50–60, а потом сравнительно медленно снижается у тяжелых элементов. Например, у урана она составляет 7,6 МэВ/нуклон. Рисунок 6.6.1.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ НУКЛОНОВ В ЯДРЕ При образовании ядра из протонов и нейтронов выделяете.я энергия(!).  Оценим удельную энергию связи нуклона в а-частице Дефект массы ядре атома 4 2 Не (та.= 3 ноября 2015

Удельная энергия связи ядер
Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется увеличением энергии кулоновского отталкивания протонов. В тяжелых ядрах связь между нуклонами ослабевает, а сами ядра становятся менее прочными.
В случае стабильных легких ядер, где роль кулоновского взаимодействия невелика, числа протонов и нейтронов Z и N оказываются одинаковыми ( , , ). Под действием ядерных сил как бы образуются протон-нейтронные пары. Но у тяжелых ядер, содержащих большое число протонов, из-за возрастания энергии кулоновского отталкивания для обеспечения устойчивости требуются дополнительные нейтроны. На рис. 6.6.2 приведена диаграмма, показывающая число протонов и нейтронов в стабильных ядрах. У ядер, следующих за висмутом ( Z > 83), из-за большого числа протонов полная стабильность оказывается вообще невозможной. Рисунок 6.6.2.
Числа протонов и нейтронов в стабильных ядрах
Из рис. 6.6.1 видно, что наиболее устойчивыми с энергетической точки зрения являются ядра элементов средней части системы Менделеева. Это означает, что существуют две возможности получения положительного энергетического выхода при ядерных превращениях:
деление тяжелых ядер на более легкие;
слияние легких ядер в более тяжелые.
В обоих этих процессах выделяется огромное количество энергии. В настоящее время оба процесса осуществлены практически: реакции деления и термоядерные реакции.
Выполним некоторые оценки. Пусть, например, ядро урана делится на два одинаковых ядра с массовыми числами 119. У этих ядер, как видно из рис. 6.6.1, удельная энергия связи порядка 8,5 МэВ/нуклон. Удельная энергия связи ядра урана 7,6 МэВ/нуклон. Следовательно, при делении ядра урана выделяется энергия, равная 0,9 МэВ/нуклон или более 200МэВ на один атом урана.
Рассмотрим теперь другой процесс. Пусть при некоторых условиях два ядра дейтерия сливаются в одно ядро гелия . Удельная энергия связи ядер дейтерия равна 1,1 МэВ/нуклон, а удельная энергия связи ядра гелия равна 7,1 МэВ/нуклон. Следовательно, при синтезе одного ядра гелия из двух ядер дейтерия выделится энергия, равная 6 МэВ/нуклон или 24 МэВ на атом гелия.
Следует обратить внимание на то, что синтез легких ядер по сравнению с делением тяжелых сопровождается примерно в 6 раз большим выделением энергии на один нуклон.
это табличные данные. c^2=931.5 МэВ ну эту энергию делишь на количество нуклонов, т.е. в твоем случае на 16 (nmp-mя). Определите, вычислив удельную энергию связи, какое из ядер — 94Ве или 2713Al — является более устойчивым. →</p><br /><img src=

16.12.2013, 20:15 Вычислить удельную энергию связи,т.е энергию связи  Подсчитайте энергию связи ядра лития (масса 7, номер 3) Найти энергию атома Найти энергию фотоэлектронов Найти энергию, падающую на Землю от Солнца.16 декабря 2013


Ответ: Np = 1; Nn = 2; Nнукл. = 2. Задача №5. Вычислить энергию связи ядра алюминия , если удельная энергия связи нуклонов в  Решение: удельная энергия Еуд связи нуклонов в ядре атома это энергия связи в расчете на один нуклон.

Атом состоит из ядра и окружающего его электронного "облака".  Решение. Удельная энергия связи есть энергия связи ядра. приходящаяся на один нуклон: Eуд = Eсв/с2


Физика → Чертов, Воробьев → Примеры решения задач → Физика атомного ядра и элементарных частиц → §43 Дефект массы и энергия связи атомных ядер → Пример №1. Условие задачи: Вычислить дефект массы Δm и энергию связи Eсв ядра 115B.

6. Вычислите удельную энергию связи ядра атома гелия 4 Не.  В. Поток ядер атома гелия; Г. Поток квантов электромагнитного поля. 2. Какой формулой определяется закон радиоактивного распада?24 октября 2015


634. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома тяжелого водорода.  638. Вычислить удельную энергию связи ядра О. 639. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы оторвать один нейтрон от ядра N ?

Тема: Строение атома и атомного ядра (Элементарные частицы. Взаимодействие энергии и массы) Условие задачи полностью выглядит так: 1701*. Определите, вычислив удельную энергию связи, какое из ядер — 94Ве или 2713Al