Дефект масс
- Подробности
- Категория: Документальные учебные фильмы. Серия «Физика».
Документальные учебные фильмы. Серия «Физика».
Полезным понятием в ядерной физике является дефект массы ядра, связанный с его энергией связи. Дефектом массы ядра называется разность между массой рассматриваемого ядра, выраженной в атомных единицах массы, и соответствующим массовым числом А:
Для установления зависимости между дефектом массы и энергией связи ядра используем формулу 
, считая, что вся масса в ней выражена в атомных единицах массы (а. е. м.). Далее, учтем, что из формулы следует, что 
. В частности, для нейтрона 
, а для протона 
. Подставив эти значения в формулу, получим
,
или 
так как Z + N = А. Отсюда видно, что при надлежащем сдвиге начала отсчета энергии (зависящем только от Z и N) дефект массы отличается от энергии связи ядра только знаком. Применим к расчету энергии связи ядра атома 
.
Масса протона 
масса нейтрона 
, масса α-частицы (ядра 
) 
а.е.м. Следовательно, для соответствующих дефектов масс получаем
= 0,001506, а для энергии связи α-частицы 
= 2 (0,007276 + 0,008665) — 0,001506 = 0,030 а.е.м = 28,38 МэВ.
Дефект массы, определяемый формулой , есть величина безразмерная. Но ему искусственно можно приписать размерность массы (энергии), если условиться, что формула определяет Δ только в атомных единицах массы. После этого простым пересчетом определится значение Δ в мегаэлектронвольтах (пли в других единицах массы). В результате получится, например, 
.
Как уже отмечалось выше, в таблицах обычно приводятся не массы ядер, а массы нейтральных атомов. Последние больше масс ядер на массы электронных оболочек. В соответствии с этим вместо дефектов масс ядер приводятся дефекты масс также нейтральных атомов, т. е. величины
.
Например, дефект массы атома получится, если к дефекту массы α-частицы добавить массу двух электронов: 2*0,511003 = 1,022000 МэВ. Таким путем для дефекта массы атома получится 1,4028414 + 1,022006 = 2,42485 МэВ. Очевидно, формула остается справедливой, если дефекты масс ядер заменить на дефекты масс нейтральных атомов, т. е. 
