Номер 7, страница 64 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Физика, 11 класс Самостоятельные и контрольные работы, авторы: Ерюткин Евгений Сергеевич, Ерюткина Светлана Григорьевна, издательство Просвещение, Москва, 2020

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.

Тип: Самостоятельные и контрольные работы

Серия: классический курс

Издательство: Просвещение

Год издания: 2020 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: фиолетовый

ISBN: 978-5-09-097-598-8

Популярные ГДЗ в 11 классе

Атомная и ядерная физика. Задачи для повторения - номер 7, страница 64.

№7 (с. 64)
Условие. №7 (с. 64)
скриншот условия
Физика, 11 класс Самостоятельные и контрольные работы, авторы: Ерюткин Евгений Сергеевич, Ерюткина Светлана Григорьевна, издательство Просвещение, Москва, 2020, страница 64, номер 7, Условие

7. Неподвижное ядро лития $^{7}_{3}\text{Li}$ захватывает протон и распадается на две $\alpha$-частицы. Определите суммарную кинетическую энергию этих частиц.

Решение. №7 (с. 64)

Дано:

Ядерная реакция: $^7_3\text{Li} + ^1_1p \rightarrow ^4_2\text{He} + ^4_2\text{He}$

Начальная скорость ядра лития: $v_{Li} = 0$ (неподвижное ядро)

Начальная кинетическая энергия протона считается пренебрежимо малой: $K_p \approx 0$

Масса атома лития-7: $m(^7\text{Li}) = 7.01600 \text{ а.е.м.}$

Масса атома водорода-1 (соответствует протону): $m(^1\text{H}) = 1.00783 \text{ а.е.м.}$

Масса атома гелия-4 (соответствует $\alpha$-частице): $m(^4\text{He}) = 4.00260 \text{ а.е.м.}$

Энергетический эквивалент 1 а.е.м.: $1 \text{ а.е.м.} \cdot c^2 \approx 931.5 \text{ МэВ}$

Найти:

Суммарную кинетическую энергию $\alpha$-частиц $E_k$

Решение:

Суммарная кинетическая энергия продуктов реакции (двух $\alpha$-частиц) определяется энергией, выделившейся в ходе этой ядерной реакции. Поскольку исходные частицы (ядро лития и протон) по условию покоятся, их начальная кинетическая энергия равна нулю. Согласно закону сохранения энергии, выделившаяся энергия (энергетический выход реакции $Q$) полностью переходит в кинетическую энергию продуктов реакции:

$E_k = Q$

Энергетический выход реакции $Q$ можно найти через дефект масс $\Delta m$ — разность между суммой масс покоя частиц до реакции и суммой масс покоя частиц после реакции:

$Q = \Delta m \cdot c^2 = (m_{до} - m_{после}) \cdot c^2$

Здесь $m_{до}$ — это сумма масс ядра лития и протона, а $m_{после}$ — это сумма масс двух $\alpha$-частиц.

$m_{до} = m(^7\text{Li}) + m(^1\text{p})$

$m_{после} = 2 \cdot m(^4\text{He})$

В расчетах удобно использовать массы нейтральных атомов, так как количество протонов (и, следовательно, электронов в атомах) в левой и правой частях уравнения реакции сохраняется ($3+1 = 2+2$), поэтому массы электронов сокращаются.

Вычислим дефект масс $\Delta m$:

$\Delta m = (m(^7\text{Li}) + m(^1\text{H})) - 2 \cdot m(^4\text{He})$

Подставим табличные значения масс в атомных единицах массы (а.е.м.):

$\Delta m = (7.01600 \text{ а.е.м.} + 1.00783 \text{ а.е.м.}) - 2 \cdot 4.00260 \text{ а.е.м.}$

$\Delta m = 8.02383 \text{ а.е.м.} - 8.00520 \text{ а.е.м.} = 0.01863 \text{ а.е.м.}$

Теперь найдем энергию, которая перейдет в кинетическую энергию $\alpha$-частиц, умножив дефект масс на энергетический эквивалент одной атомной единицы массы:

$E_k = Q = 0.01863 \text{ а.е.м.} \cdot 931.5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}}$

$E_k \approx 17.35 \text{ МэВ}$

Ответ: суммарная кинетическая энергия $\alpha$-частиц составляет приблизительно $17.35 \text{ МэВ}$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 7 расположенного на странице 64 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 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 №7 (с. 64), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.