Question

Рассчитайте энергию связи в ядре атома лития 7/3Li

Answer 1

В ядре лития Li₃⁷ :

3 протона
mp = 3*1,672*10⁻²⁷ кг

4 нейтрона
mn = 4*1,675*10⁻²⁷ кг

Масса ядра лития: 11,65*10⁻²⁷ кг

Дефект масс:
Δm = (3*1,672+4*1,675-11,65)*10⁻²⁷ = 0,066*10⁻²⁷  кг

Энергия связи: 
E = Δm*c² = 0,066*10⁻²⁷*(3*10⁸)² = 5,94*10⁻¹² Дж
или
E = 5,94*10⁻¹² / (1,6*10⁻¹⁹) = 37,1*10⁶ эВ   или   37,1 МэВ

Answer 2

Энергия связи ядра определяется как разность между массой ядра и суммой масс его протонов и нейтронов, умноженной на скорость света в квадрате (c^2). Формула для расчета энергии связи ядра выглядит следующим образом:

E = (Zm_p + Nm_n - m)*c^2

где: Z - количество протонов в ядре, N - количество нейтронов в ядре, m_p - масса протона, m_n - масса нейтрона, m - масса ядра.

Для атома лития 7/3Li:

Z = 3 (потому что атом содержит 3 протона), N = 4 (потому что атом содержит 4 нейтрона).

Масса протона (m_p) = 1.00727647 атомных единиц массы (u) Масса нейтрона (m_n) = 1.00866492 u

Масса ядра (m) = 7.016003 u

Теперь мы можем рассчитать энергию связи ядра:

E = (3m_p + 4m_n - m)c^2 = (31.00727647 + 4*1.00866492 - 7.016003)*931.5 MeV/c^2 = 39.2349 MeV

Таким образом, энергия связи ядра атома лития 7/3Li составляет приблизительно 39.2 МэВ.