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

Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019

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
Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019, страница 307, номер 2, Условие

2. Почему ядро меди более устойчиво, чем ядро урана?

Решение. №2 (с. 307)
Физика, 11 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Буховцев Борис Борисович, Чаругин Виктор Максимович, издательство Просвещение, Москва, 2019, страница 307, номер 2, Решение
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:

  1. Сильное ядерное взаимодействие — это мощные силы притяжения, действующие между всеми нуклонами, но на очень коротких расстояниях.
  2. 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.

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 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.