Номер 6, страница 189 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
14.10. Энергия связи нуклонов в ядре. 14. Квантовая физика - номер 6, страница 189.
№6 (с. 189)
Решение. №6 (с. 189)

Решение 2. №6 (с. 189)
Дано:
Ядро азота: $_{7}^{14}N$
Масса протона: $m_p = 1,0073$ а.е.м.
Масса нейтрона: $m_n = 1,0087$ а.е.м.
Масса ядра азота: $m_{я} = 14,0067$ а.е.м.
1 а.е.м. $= 1,66 \cdot 10^{-27}$ кг
Скорость света: $c = 3 \cdot 10^8$ м/с
Перевод в СИ:
$m_p = 1,0073 \cdot 1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \approx 1,6721 \cdot 10^{-27}$ кг
$m_n = 1,0087 \cdot 1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \approx 1,6744 \cdot 10^{-27}$ кг
$m_{я} = 14,0067 \cdot 1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \approx 23,2511 \cdot 10^{-27}$ кг
$c = 3 \cdot 10^8$ м/с
Найти:
Удельную энергию связи $E_{уд}$ в МэВ/нуклон.
Решение:
1. Определим состав ядра азота $_{7}^{14}N$.
Зарядовое число $Z$ (число протонов) равно 7.
Массовое число $A$ (общее число нуклонов) равно 14.
Число нейтронов $N$ равно разности массового и зарядового чисел: $N = A - Z = 14 - 7 = 7$.
2. Рассчитаем дефект массы ($\Delta m$). Дефект массы — это разница между суммой масс свободных нуклонов (протонов и нейтронов) и массой самого ядра.
Формула для дефекта массы: $\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - m_{я}$.
Вычисления удобнее производить в атомных единицах массы (а.е.м.):
$\Delta m = (7 \cdot 1,0073 \text{ а.е.м.} + 7 \cdot 1,0087 \text{ а.е.м.}) - 14,0067 \text{ а.е.м.}$
$\Delta m = (7,0511 \text{ а.е.м.} + 7,0609 \text{ а.е.м.}) - 14,0067 \text{ а.е.м.}$
$\Delta m = 14,1120 \text{ а.е.м.} - 14,0067 \text{ а.е.м.} = 0,1053 \text{ а.е.м.}$
3. Рассчитаем энергию связи ($E_{св}$), которая эквивалентна дефекту массы согласно формуле Эйнштейна $E = \Delta m c^2$.
Для удобства расчетов найдем энергетический эквивалент 1 а.е.м. в мегаэлектронвольтах (МэВ), используя данные из условия.
Сначала найдем энергию, эквивалентную 1 а.е.м., в Джоулях:
$E_{1 \text{ а.е.м.}} = (1 \text{ а.е.м.}) \cdot c^2 = (1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг}) \cdot (3 \cdot 10^8 \text{ м/с})^2 = 1,66 \cdot 10^{-27} \cdot 9 \cdot 10^{16} \text{ Дж} = 14,94 \cdot 10^{-11} \text{ Дж}$.
Теперь переведем эту энергию в МэВ. Учитывая, что 1 эВ $\approx 1,6 \cdot 10^{-19}$ Дж, то 1 МэВ = $10^6$ эВ $\approx 1,6 \cdot 10^{-13}$ Дж.
$E_{1 \text{ а.е.м.}} (\text{МэВ}) = \frac{14,94 \cdot 10^{-11} \text{ Дж}}{1,6 \cdot 10^{-13} \text{ Дж/МэВ}} = 933,75 \text{ МэВ}$.
Теперь можем найти полную энергию связи ядра азота, умножив дефект массы в а.е.м. на полученный коэффициент:
$E_{св} = \Delta m \cdot 933,75 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} = 0,1053 \text{ а.е.м.} \cdot 933,75 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} \approx 98,32 \text{ МэВ}$.
4. Определим удельную энергию связи ($E_{уд}$). Это энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре.
Формула для удельной энергии связи: $E_{уд} = \frac{E_{св}}{A}$.
$E_{уд} = \frac{98,32 \text{ МэВ}}{14} \approx 7,023$ МэВ/нуклон.
Ответ: удельная энергия связи ядра азота $_{7}^{14}N$ приблизительно равна $7,02$ МэВ/нуклон.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 6 расположенного на странице 189 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №6 (с. 189), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.