1. Почему протоны атомного ядра не разлетаются под действием кулоновских сил отталкивания?
Потому что на малых расстояниях действуют ядерные силы, которые намного сильнее кулоновских и удерживают протоны и нейтроны вместе.
2. Перечислите основные свойства ядерных сил.
Ядерные силы короткодействующие, сильные, не зависят от заряда, действуют только между соседними нуклонами и быстро ослабевают с увеличением расстояния.
3. Что называют дефектом масс атомного ядра?
Это разность между суммой масс отдельных протонов и нейтронов и массой самого ядра.
4. Почему масса ядра Мя всегда меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов?
Часть массы переходит в энергию связи, которая удерживает нуклоны внутри ядра. Это и объясняет дефект масс.
5. Что называют удельной энергией связи атомного ядра? В каких единицах её измеряют?
Это энергия связи, делённая на число нуклонов. Она показывает, насколько прочно связано ядро. Её измеряют в МэВ на нуклон (МэВ/н).
6. Почему ядра средней массы (т. е. с массовыми числами 40-80 а. е. м.) являются самыми прочными?
Потому что у них максимальная удельная энергия связи. Это значит, что их нуклоны наиболее прочно связаны между собой.
1. Масса одного протона равна 1,0073 а. е. м., а масса одного нейтрона — 1,0087 а. е. м. Оцените дефект масс ядра дейтерия 2 1Н. Считайте, что масса ядра дейтерия равна 2,0141 а. е. м. Ответ выразите в джоулях и мегаэлектронвольтах.
Сначала найдём сумму масс протона и нейтрона: 1,0073 + 1,0087 = 2,0160 а.е.м.
Теперь вычтем массу ядра: 2,0160 – 2,0141 = 0,0019 а.е.м. — это и есть дефект масс.
Переведём в энергию:
1 а.е.м. = 931,5 МэВ 0,0019 × 931,5 = 1,76985 МэВ
Теперь в джоули: 1 МэВ = 1,602 × 10⁻¹³ Дж 1,76985 × 1,602 × 10⁻¹³ ≈ 2,83 × 10⁻¹³ Дж
Ответ: 1,77 МэВ или 2,83 × 10⁻¹³ Дж
2. Определите массу ядра атома кислорода 16 8О, если известно, его удельная энергия связи равна 7,9761 МэВ/нуклон.
Всего нуклонов: 16 Тогда вся энергия связи: 7,9761 × 16 = 127,6176 МэВ
Теперь найдём массу отдельных нуклонов: 8 протонов: 8 × 1,0073 = 8,0584 8 нейтронов: 8 × 1,0087 = 8,0696 Сумма: 8,0584 + 8,0696 = 16,1280 а.е.м.
Теперь переведём энергию связи в а.е.м.: 127,6176 ÷ 931,5 ≈ 0,1369 а.е.м.
Теперь вычтем: 16,1280 – 0,1369 = 15,9911 а.е.м.
Ответ: масса ядра кислорода — 15,9911 а.е.м.