Дефект масс

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.





 







Видеотека

Яндекс.Метрика