Решить

На фотографии изображены задания по физике из учебника, в которых вам нужно определить соответствия и рассчитать энергию реакции. Давайте решим 8 задачу.

Для этого вам нужно определить энергию связи ядра гелия. Энергия связи ядра равна разности между массой свободных составляющих ядра и его фактической массой, умноженной на c² (скорость света в квадрате). Исходя из данных в задаче, масса протона примерно равна 1,0073 а.е.м., масса нейтрона примерно равна 1,0087 а.е.м., а масса ядра гелия равна 4,0026 а.е.м.

У ядра гелия (^4He) 2 протона и 2 нейтрона, так что масса свободных составляющих будет: 2 × масса протона + 2 × масса нейтрона = 2 × 1,0073 а.е.м. + 2 × 1,0087 а.е.м. = 2,0146 а.е.м. + 2,0174 а.е.м. = 4,032 а.е.м.

Теперь вычитаем массу ядра из массы свободных частиц: 4,032 а.е.м. - 4,0026 а.е.м. = 0,0294 а.е.м.

Эту разность масс переводим в энергию связи, умножая на c². Здесь c = 3 × 10^8 м/с, но нам нужно выразить в джоулях, поэтому используем соотношение: 1 а.е.м. = 1,660539 × 10^-27 кг

Энергия связи (в джоулях) будет: 0,0294 а.е.м. × (1,660539 × 10^-27 кг/а.е.м.) × (3 × 10^8 м/с)² = E (дж)

Рассчитаем E: E = 0,0294 × 1,660539 × 10^-27 × 9 × 10^16 = 0,0294 × 1,660539 × 9 × 10^-11 дж = 4.3788 × 10^-12 дж

Таким образом, энергия связи ядра гелия равна примерно 4.3788 × 10^-12 джоулей.

Чтобы узнать энергию в мегаэлектронвольтах, воспользуемся соотношением: 1 дж = 6,242 × 10^12 МэВ, подставляем и получаем:

4.3788 × 10^-12 дж × 6,242 × 10^12 МэВ/дж = 27.32 МэВ

Это и будет примерная энергия связи ядра гелия.