Дано: массовое число ядра дейтерия A = 2, зарядовое число ядра дейтерия Z = 1, масса протона m_p = 1.67 x 10^-27 кг, масса нейтрона m_n = 1.675 x 10^-27 кг, скорость света c = 3 x 10^8 м/с, единица 1 Дж = 1 кг * (м/с)^2.
Найти: дефект масс δm, энергию связи Q, удельная энергия связи ядра дейтерия.
Решение:
1. Рассчитаем дефект масс:
Масса нейтрона и протона в ядре дейтерия:
m_D = Z * m_p + (A - Z) * m_n
m_D = 1 * 1.67 x 10^-27 + (2 - 1) * 1.675 x 10^-27
m_D = 1.67 x 10^-27 + 1.675 x 10^-27
m_D = 3.345 x 10^-27 кг
Дефект масс:
δm = A * m_H - m_D
δm = 2 * 1.67 x 10^-27 - 3.345 x 10^-27
δm = 3.34 x 10^-27 кг
2. Рассчитаем энергию связи:
Q = δm * c^2
Q = 3.34 x 10^-27 * (3 x 10^8)^2
Q = 3.34 x 10^-27 * 9 x 10^16
Q = 30.06 x 10^-11 Дж
Q = 30.06 x 10^-11 Дж = 30.06 x 10^-14 Дж
3. Рассчитаем удельную энергию связи ядра дейтерия:
удельная энергия связи = Q / A
удельная энергия связи = 30.06 x 10^-14 / 2
удельная энергия связи = 15.03 x 10^-14 Дж/ядерный
Ответ:
дефект масс δm = 3.34 x 10^-27 кг
энергия связи Q = 30.06 x 10^-14 Дж
удельная энергия связи ядра дейтерия = 15.03 x 10^-14 Дж/ядерный