Номер 7, страница 234 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

7. Укажите величину, характеризующую устойчивость атомных ядер.

7. Величиной, характеризующей устойчивость (стабильность) атомных ядер, является удельная энергия связи.

Устойчивость атомного ядра определяется тем, насколько прочно в нем связаны нуклоны (протоны и нейтроны). Мерой этой прочности служит энергия связи ($E_{св}$). Энергия связи — это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных свободных нуклонов, или, что эквивалентно, это минимальная энергия, которую необходимо затратить, чтобы полностью расщепить ядро на составляющие его нуклоны.

Возникновение энергии связи объясняется явлением, которое называется дефектом масс ($\Delta m$). Экспериментально установлено, что масса любого ядра ($m_{я}$) всегда меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов в свободном состоянии. Дефект масс рассчитывается по формуле: $ \Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - m_{я} $ где $\text{Z}$ — число протонов (зарядовое число), $\text{N}$ — число нейтронов, $m_p$ — масса свободного протона, а $m_n$ — масса свободного нейтрона.

Согласно знаменитому соотношению Эйнштейна, связывающему массу и энергию, этот дефект масс преобразуется в энергию, которая и удерживает нуклоны вместе в ядре: $ E_{св} = \Delta m \cdot c^2 $ где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Однако полная энергия связи ($E_{св}$) растет с увеличением числа нуклонов в ядре, поэтому для сравнения устойчивости разных ядер используют более удобную величину — удельную энергию связи ($\epsilon$). Она представляет собой энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре: $ \epsilon = \frac{E_{св}}{A} $ где $A = Z + N$ — массовое число (общее число нуклонов в ядре).

Чем выше значение удельной энергии связи, тем прочнее связаны нуклоны и тем более устойчивым является ядро. График зависимости удельной энергии связи от массового числа показывает, что наибольшей устойчивостью обладают ядра элементов, находящихся в середине таблицы Менделеева (с массовыми числами $\text{A}$ в диапазоне 50–60, например, железо-56).

Ответ: Удельная энергия связи (энергия связи, приходящаяся на один нуклон).