Давайте пошагово рассчитаем энергию связи ядра гелия.
Дано:
- Масса ядра гелия ( m_{ядра} = 4,00151 ) а.е.м.
- Масса протона ( m_{протона} = 1,00728 ) а.е.м.
- Масса нейтрона ( m_{нейтрона} = 1,00866 ) а.е.м.
Шаг 1: Определение состава ядра гелия
Ядро гелия состоит из:
Общая масса по списку:
[ M_{вычисленная} = 2 \times m_{протона} + 2 \times m_{нейтрона} ]
Подставим значения:
[ M_{вычисленная} = 2 \times 1,00728 + 2 \times 1,00866 = 2,01456 + 2,01732 = 4,03188 \text{ а.е.м.} ]
Это масса «суммарных частей» — протонів і нейтронів без учета связи.
Шаг 2: Расчёт разницы масс (массовое дефект)
Массовый дефект — разница между суммарной массой отдельных нуклонов и массой самого ядра:
[ \Delta m = M_{вычисленная} - M_{ядра} ]
Подставим значения:
[ \Delta m = 4,03188 - 4,00151 = 0,03037 \text{ а.е.м.} ]
Шаг 3: Перевод массевого дефекта в энергию связи
Используем знаменитую формулу Эйнштейна:
[ E = \Delta m \times c^2 ]
где ( c ) — скорость света, а в атомных единицах масса и энергия используются в соотношении:
[ 1 \text{ а.е.м.} = 931.5 \text{ МэВ/c}^2 ]
Тогда энергия связи:
[ E = \Delta m \times 931.5 \text{ МэВ} ]
Подставим значение:
[ E = 0,03037 \times 931.5 \approx 28.3 \text{ МэВ} ]
Ответ:
Энергия связи ядра гелия приблизительно равна 28.3 МэВ.
Если есть дополнительные вопросы или нужно более подробное объяснение — обращайтесь!