Номер 2, страница 307 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Авторы: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М.
Тип: Учебник
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2019 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: синий
ISBN: 978-5-09-087659-9
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 11 классе
Вопросы к параграфу. Параграф 80. Энергия связи атомных ядер. Глава 12. Физика атомного ядра - номер 2, страница 307.
№2 (с. 307)
Условие. №2 (с. 307)
скриншот условия

2. Почему ядро меди более устойчиво, чем ядро урана?
Решение. №2 (с. 307)

Решение 2. №2 (с. 307)
Устойчивость атомного ядра определяется величиной, называемой удельной энергией связи. Это энергия связи, которая приходится на один нуклон (протон или нейтрон) в ядре. Чем больше удельная энергия связи, тем прочнее связаны нуклоны и, следовательно, тем более устойчиво ядро.
Энергия связи ($E_{св}$) — это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов. Она эквивалентна дефекту масс ($\Delta m$) согласно соотношению Эйнштейна:
$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$
Дефект масс — это разница между суммарной массой свободных протонов и нейтронов, из которых состоит ядро, и действительной массой самого ядра. Масса ядра всегда меньше суммы масс его составляющих.
Для сравнения устойчивости различных ядер используется именно удельная энергия связи, которая вычисляется по формуле:
$E_{уд} = \frac{E_{св}}{A}$
где $A$ — массовое число ядра (общее количество протонов и нейтронов).
Зависимость удельной энергии связи от массового числа $A$ имеет характерный вид: она быстро растет для легких ядер, достигает максимума в районе элементов с $A \approx 50-60$ (например, железо), а затем плавно уменьшается для тяжелых ядер.
- Для ядер меди (например, изотопа $^{63}\text{Cu}$) удельная энергия связи близка к максимальному значению и составляет примерно $8,7 \text{ МэВ/нуклон}$.
- Для ядер урана (например, изотопа $^{238}\text{U}$) удельная энергия связи заметно ниже и составляет около $7,6 \text{ МэВ/нуклон}$.
Это различие объясняется балансом двух фундаментальных взаимодействий в ядре:
- Сильное ядерное взаимодействие — это мощные силы притяжения, действующие между всеми нуклонами, но на очень коротких расстояниях.
- Электростатическое (кулоновское) взаимодействие — это силы отталкивания между одноименно заряженными протонами, которые действуют на больших расстояниях.
В тяжелых ядрах, как уран, большое число протонов (92) создает сильное взаимное отталкивание. Поскольку кулоновские силы являются дальнодействующими, каждый протон отталкивается от всех остальных протонов в ядре. В то же время короткодействующие ядерные силы притяжения уже не могут эффективно "связать" все нуклоны в большом объеме ядра. В результате, суммарные силы отталкивания значительно ослабляют ядро, что и приводит к уменьшению удельной энергии связи.
В ядре меди (29 протонов) достигается более выгодный баланс между силами притяжения и отталкивания, что обеспечивает более прочную связь нуклонов.
Ответ: Ядро меди более устойчиво, чем ядро урана, потому что удельная энергия связи нуклонов в ядре меди (около $8,7 \text{ МэВ/нуклон}$) больше, чем в ядре урана (около $7,6 \text{ МэВ/нуклон}$). Это означает, что для отрыва одного нуклона от ядра меди требуется затратить больше энергии. Причина заключается в том, что в тяжелом ядре урана возрастает роль дальнодействующих кулоновских сил отталкивания между протонами, которые ослабляют ядро и снижают удельную энергию связи.
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 11 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 307 к учебнику серии классический курс 2019 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 №2 (с. 307), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Буховцев (Борис Борисович), Чаругин (Виктор Максимович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.