Давайте подробно решим задачу по поиску дефекта масс и энергии связи ядра изотопа Бор (10/5 В).
Исходные данные:
- Масса протона, \( m_p = 1,6726 \times 10^{-27} \) кг
- Масса нейтрона, \( m_n = 1,675 \times 10^{-27} \) кг
- Масса ядра Бор-10, \( m_{ядро} = 1,66 \times 10^{-26} \) кг
Шаг 1: Найти масу нуклонов, входящих в состав ядра
Ядро Бор-10 состоит из:
- 5 протонов
- 5 нейтронов
Общая масса отдельно взятых нуклонов (если бы они не взаимодействовали):
\[
m_{сумм} = 5 \times m_p + 5 \times m_n
\]
Подставим значения:
\[
m_{сумм} = 5 \times 1,6726 \times 10^{-27} + 5 \times 1,675 \times 10^{-27}
\]
Вычислим каждое слагаемое:
\[
5 \times 1,6726 \times 10^{-27} = 8,363 \times 10^{-27}
\]
\[ 5 \times 1,675 \times 10^{-27} = 8,375 \times 10^{-27} \]
Общая масса нуклонов:
\[
m_{сумм} = 8,363 \times 10^{-27} + 8,375 \times 10^{-27} = 16,738 \times 10^{-27} = 1,6738 \times 10^{-26} \text{ кг}
\]
Шаг 2: Найти дефект массы, \( \Delta m \)
Дефект массы — это разница между суммарной массой нуклонов, если бы они не взаимодействовали, и массой самого ядра:
\[
\Delta m = m_{сумм} - m_{ядро}
\]
Подставляем:
\[
\Delta m = 1,6738 \times 10^{-26} - 1,66 \times 10^{-26} = (1,6738 - 1,66) \times 10^{-26} = 0,0138 \times 10^{-26}
\]
или:
\[
\boxed{\Delta m = 1,38 \times 10^{-28} \text{ кг}}
\]
Шаг 3: Рассчитать энергию связи ядра, используя \( E = \Delta m c^2 \)
где \( c \approx 3 \times 10^{8} \text{ м/сек} \).
Подставляем:
\[
E = 1,38 \times 10^{-28} \times (3 \times 10^{8})^2
\]
Раскроем скобки:
\[
(3 \times 10^{8})^2 = 9 \times 10^{16}
\]
Тогда:
\[
E = 1,38 \times 10^{-28} \times 9 \times 10^{16} = 12,42 \times 10^{-12} \text{ Дж}
\]
или:
\[
\boxed{E \approx 1,24 \times 10^{-11} \text{ Дж}}
\]
Итоговые ответы:
- Дефект массы ядра Бор-10: \( \approx 1,38 \times 10^{-28} \) кг
- Энергия связи ядра: \( \approx 1,24 \times 10^{-11} \) Дж
Если нужно, я могу помочь с переводом этой энергии в другие единицы (например, в МэВ).