Какова энергия связи между нуклонами в ядре гелия, вычисленная с использованием закона взаимосвязи массы и энергии?

Содержание вопроса: Энергия связи между нуклонами в ядре гелия

Инструкция:
Энергия связи между нуклонами в ядре гелия вычисляется с использованием закона взаимосвязи массы и энергии, который выражается формулой: E = Δmc^2, где E - энергия связи, Δm - изменение массы системы (разница между массой нуклонов в ядре и суммой масс нуклонов отдельно), c - скорость света.

Для решения задачи нам даны массы протона (1,00728 а.е.м.), альфа-частицы (4,00260 а.е.м.) и нейтрона (1,00866 а.е.м.). Масса гелия составляет сумму масс двух протонов и двух нейтронов, то есть 2 * 1,00728 а.е.м. + 2 * 1,00866 а.е.м. = 4,03288 а.е.м. Обратите внимание, что мы умножаем массу каждого нуклона на его количество в ядре.

Далее, нам необходимо найти изменение массы системы, которое будет равно разнице массы гелия и суммы масс нуклонов отдельно: Δm = 4,03288 а.е.м. - (2 * 1,00728 а.е.м. + 2 * 1,00866 а.е.м.) = 0,03060 а.е.м.

Наконец, подставляем полученные значения в формулу: E = Δmc^2 = 0,03060 а.е.м. * (299792458 м/c)^2 ≈ 2,75455 * 10^-11 Дж.

Таким образом, энергия связи между нуклонами в ядре гелия, вычисленная с использованием закона взаимосвязи массы и энергии, составляет примерно 2,75455 * 10^-11 Дж.

Совет:
Для лучшего понимания энергии связи в ядрах атомов рекомендуется изучать основы ядерной физики, атомной физики и принципы энергетики. Также полезно ознакомиться со способами измерения массы и энергии в лабораторных условиях.

Задача для проверки:
Найдите энергию связи между нуклонами в ядре кислорода (O-16), если известно, что масса ядра O-16 составляет 15,99491 а.е.м., а масса протона и нейтрона равна 1,00728 а.е.м. и 1,00866 а.е.м. соответственно.