Урок 6

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы снова встречаемся с вами в дистанционном режиме. Рада приветствовать вас на уроке. цели нашего урока: обеспечить усвоение знаний об энергии связи и понятии «дефект масс», формировать умение объяснять физический смысл понятий «энергия связи» и «дефект масс».

Подумайте, достаточно ли у вас знаний, чтобы объяснить физический смысл понятий «энергия связи» и «дефект масс»? Мы постараемся вместе ответить на ваши вопросы. Итак, как вы думаете, что необходимо сделать, чтобы разбить ядро на отдельные, не взаимодействующие друг с другом нуклоны? Чтобы разбить ядро на отдельные нуклоны, необходимо произвести работу по определению ядерных сил, то есть сообщить ядру определенную энергию.

Энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Запишите определение в тетради.

Энергия связи очень велика. При синтезе 4 г гелия выделяется такое же количество энергии, как при сжигании двух вагонов каменного угля.

Каким образом можно определить величину энергии связи ядра?

Наиболее простой путь нахождения этой энергии основан на применении закона о взаимосвязи массы и энергии.

E = mc² формула Эйнштейна, где с – скорость света в вакууме.

Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит. Недостаток массы ядра по сравнению с суммарной массой составляющих его нуклонов можно записать так:

M = (Zm_{p +} Nm_n) - M_я – дефект масс ядра, где Z и N – число протонов и нейтронов в ядре, m_p и m_n - массы свободных протонов и нейтронов.

В ядерной физике массу принято выражать в атомных единицах массы. А е м равна 1/12 массы нуклида углерода С¹², что в единицах СИ составляет 1,660565 *10^-27 кг.

Масса покоя электрона равна 5,4858 * 10^-4 а е м.

Масса покоя протона равна 1,00728 а е м.

Масса покоя нейтрона равна 1,00866 а е м.

Масса покоя водорода ₁ H¹ равна 1,00783 а е м.

Масса покоя дейтерия ₁H² равна 2,01410 а е м.

Масса покоя гелия ₂He⁴ равна 4,00260 а е м.

с²= 931,5 МэВ/а е м., где с – скорость света.

Вычислите энергию связи Е_св ядра гелия ₂ He⁴ .

Дано: Решение:

M_я( He)= 4,00260 а е м.

Z=2 E_св = mc² ; M = (Zmp + Nmn) – Mя.

N=2 Дефект масс: М = (2 *1,00728 а е м.+ 2*1,00866 а е м.) - 4,00260 а е м.=0,03038 а е м.

m(p)= 1,00728 а е м. Энергия связи: Eсв= 0,03038 а е м * 931,5 МэВ/а е м = 28,29897 МэВ

m(n ) =1,00866 а е м.

c² = 931,5 МэВ/а е м

Найти E_св Ответ: энергия связи ядра гелия приблизительно равна 28,3 МэВ.