Найдите энергию связи нуклонов в ядре атома изотопа углерода-17, состоящего из 6 протонов и 11 нейтронов. Масса ядра

Тема: Энергия связи нуклонов в ядре атома изотопа углерода-17

Пояснение:

Энергия связи нуклонов в ядре атома определяется массовым избытком ядра, который вычисляется как разница между массой ядра и суммой масс свободных нуклонов:

Массовый избыток (Δm) = m - (Z * mp + N * mn),

где:
m - масса ядра изотопа углерода,
Z - количество протонов,
N - количество нейтронов,
mp - масса свободного протона,
mn - масса свободного нейтрона.

Энергия связи (ΔE) нуклонов в ядре атома выражается через массовый избыток формулой:

ΔE = Δm * c^2,

где c - скорость света (константа, приближенно равная 3 * 10^8 м/с).

Для данной задачи:

m = 17,022586 а.е.м.
Z = 6
N = 11
mp = 1,00728 а.е.м.
mn = 1,00866 а.е.м.

Вычислим массовый избыток:

Δm = 17,022586 - (6 * 1,00728 + 11 * 1,00866) = 0,115466 а.е.м.

Теперь вычислим энергию связи:

ΔE = 0,115466 * (3 * 10^8)^2 ≈ 1,03619 * 10^17 Дж.

Таким образом, энергия связи нуклонов в ядре атома углерода-17 равна приблизительно 1,03619 * 10^17 Дж.

Совет: Для более глубокого понимания энергии связи нуклонов в ядрах атомов рекомендуется изучить понятие ядерной связи, массовый избыток и эквивалентность массы и энергии по формуле E=mc^2.

Задача для проверки: Найдите энергию связи нуклонов в ядре атома изотопа кислорода-18, состоящего из 8 протонов и 10 нейтронов. Масса ядра изотопа кислорода равна m = 18,00093 а.е.м. Масса свободного протона равна mp = 1,00728 а.е.м. Масса свободного нейтрона равна mn = 1,00866 а.е.м. Ответ округлите до целого числа.