Что такое удельная энергия связи ядра гелия 3 2Не? Если масса протона около 1,0073 а.е.м., масса нейтрона около 1,0087

Muzykalnyy_Elf

68

Удельная энергия связи ядра (УЭС) указывает, какая энергия необходима для разделения ядра на отдельные нуклоны или, наоборот, сколько энергии выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов.

Чтобы определить удельную энергию связи ядра гелия-3 (\(He_3\)), мы должны знать массу производных нуклонов для этого ядра. Масса протона около 1,0073 а.е.м., а масса нейтрона около 1,0087 а.е.м. В ядре гелия-3 содержится 2 протона и 1 нейтрон.

Для рассчета удельной энергии связи ядра используется формула:

\[УЭС = \left(\frac{{\Delta m \cdot c^2}}{{A}}\right)\]

где \(\Delta m\) - изменение массы при образовании ядра, \(A\) - число нуклонов в ядре, а \(c\) - скорость света, которую для удобства возьмем равной \(3 \cdot 10^8\) м/с.

Для нашего примера масса ядра гелия-3 составляет примерно 3,016 а.е.м. Используя данную информацию и формулу, мы можем вычислить удельную энергию связи ядра гелия-3.

Step 1: Определение изменения массы при образовании ядра гелия-3 (\(\Delta m\)).
Масса ядра гелия-3 (3,016 а.е.м.) - масса протонов (2 * 1,0073 а.е.м.) и нейтрона (1 * 1,0087 а.е.м.):
\[\Delta m = 3,016 - (2 \cdot 1,0073 + 1,0087)\]

Step 2: Расчет удельной энергии связи ядра гелия-3 (\(УЭС_{{He_3}}\)).
Используя найденное значение \(\Delta m\) и подставив значения в формулу, получаем:
\[УЭС_{{He_3}} = \left(\frac{{\Delta m \cdot c^2}}{{A}}\right)\]

Теперь проведем вычисления.

Подсчитаем изменение массы \(\Delta m\):
\[\Delta m = 3,016 - (2 \cdot 1,0073 + 1,0087) = 3,016 - 3,0233 = -0,0073 а.е.м.\]

Теперь рассчитаем удельную энергию связи ядра гелия-3 (\(УЭС_{{He_3}}\)):
\[УЭС_{{He_3}} = \left(\frac{{\Delta m \cdot c^2}}{{A}}\right) = \left(\frac{{-0,0073 \cdot (3 \cdot 10^8)^2}}{{3}}\right) \approx -7,07 \cdot 10^{-3}\,мэВ\]

Таким образом, удельная энергия связи ядра гелия-3 составляет около \(-7,07 \cdot 10^{-3}\,мэВ\). Отрицательное значение указывает на то, что при образовании ядра гелия-3 выделилась энергия.