Question

Определите дефект масс и энергию связи ядра мышьяка

Answer 1

 1. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра 816О. Масса атома водорода m(11H) = 1,00783 а.е.м.; масса нейтрона mn = 1,00867 а.е.м.; масса атома кислорода m(816O) = 15,99492 а.е.м.; Z = 8; А = 16.

 Решение.
 Дефект массы Δm ядра определяется по формуле
Δm = Zmp + (A − Z)mn − mя. (1)

Формулу (1) можно также записать в виде
Δm = Zm11H + (A − Z)mn − ma. (2)

Answer 2

Дефект массы в ядре атома мышьяка определяется как разница между массой отдельных нуклонов (протонов и нейтронов) и массой ядра в целом. Дефект массы возникает из-за превращения части массы в энергию связи, которая удерживает нуклоны в ядре.

Масса ядра мышьяка равна примерно 24.305 атомных единиц массы (аму). Масса протона составляет около 1.007 аму, а масса нейтрона - около 1.009 аму. Следовательно, общая масса 14 протонов и 14 нейтронов составляет приблизительно 28.126 аму.

Дефект массы можно рассчитать, вычтя общую массу ядра от суммарной массы нуклонов: Дефект массы = (28.126 аму) - (24.305 аму) = 3.821 аму.

Согласно формуле Эйнштейна E = mc², где E - энергия, m - масса, c - скорость света, можно рассчитать энергию связи ядра мышьяка. В данном случае, масса, которая превращается в энергию связи, равна дефекту массы.

Энергия связи = (3.821 аму) * (299,792,458 м/с)² = 3.423 * 10^14 Дж.

Таким образом, дефект массы ядра мышьяка составляет примерно 3.821 аму, а энергия связи равна примерно 3.423 * 10^14 Дж. Эта энергия связи является энергией, необходимой для разрушения ядра мышьяка на его составляющие нуклоны.