Question

Определить дефект массы и энергию связи ядра атома гелия He4 2, если масса протона равна mP = 1, 007276 а.е.м., а масса нейтрона mN = 1,008665а.е.м

Answer 1

1)
В ядре гелия 2 нейтрона и 2 протона.
Масса нуклонов:
m = 2*1,007276+2*1,008665 = 4,031882 а.е.м.

К большому сожалению, в задаче не указана масса ядра гелия.
Тогда найдем ее из справочников:

mя = 4,002600 а.е.м

Дефект масс:
Δm = m - mя = 4,031882 - 4,002600 = 0,029282 а.е.м

2) 
Находим энергию связи:
Eсв = Δm*931,4 МэВ = 0,029282*931,4 МэВ ≈ 27,3 МэВ

Answer 2

Дефект массы (mass defect) ядра определяется как разница между массой связанного ядра и суммарной массой его составляющих нуклонов (протонов и нейтронов).

Для ядра атома гелия He4 2, состоящего из 2 протонов и 2 нейтронов, суммарная масса составляющих нуклонов будет: Mn = 2 * mP + 2 * mN, где mP = 1,007276 а.е.м. (масса протона) и mN = 1,008665 а.е.м. (масса нейтрона).

Теперь нам нужно узнать массу связанного ядра, которая может быть определена опытным путем. Пусть M является массой связанного ядра атома гелия He4 2.

Тогда дефект массы будет: Дефект массы = Mn - M.

Также, энергия связи (binding energy) ядра определяется как энергия, необходимая для разделения ядра на его составляющие нуклоны или, эквивалентно, энергия, выделяющаяся при образовании ядра из его составляющих нуклонов.

Согласно формуле Эйнштейна E = mc^2, где E - энергия, m - масса и c - скорость света, энергия связи может быть связана с дефектом массы следующим образом: Энергия связи = Дефект массы * c^2.

Таким образом, чтобы определить дефект массы и энергию связи для ядра атома гелия He4 2, нам необходимо знать экспериментальные значения массы связанного ядра M и использовать известные значения массы протона и нейтрона, а также скорость света c = 2,998 × 10^8 м/с.