Номер 5, страница 323 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 54. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Вопросы - номер 5, страница 323.

Условие.

5. Что называют удельной энергией связи атомного ядра? В каких единицах её измеряют?

Решение.

Что называют удельной энергией связи атомного ядра

Удельной энергией связи атомного ядра называют энергию связи, которая приходится на один нуклон (протон или нейтрон) в ядре. Эта величина является ключевой характеристикой прочности и стабильности атомного ядра: чем больше удельная энергия связи, тем стабильнее ядро.

Энергия связи ($E_{св}$) — это минимальная энергия, которую необходимо затратить, чтобы полностью расщепить ядро на составляющие его свободные нуклоны. Эта же энергия выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов. Возникновение энергии связи обусловлено так называемым дефектом масс ($\Delta m$) — явлением, при котором масса ядра ($M_{я}$) всегда меньше суммы масс составляющих его протонов ($Z \cdot m_p$) и нейтронов ($N \cdot m_n$).

Дефект масс рассчитывается по формуле:

$\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_{я}$

Согласно знаменитой формуле Эйнштейна, эта разница в массе эквивалентна энергии связи:

$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$

где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Удельная энергия связи ($E_{уд}$) вычисляется как отношение полной энергии связи ядра к числу нуклонов в нём (массовому числу $A = Z + N$):

$E_{уд} = \frac{E_{св}}{A}$

Ответ: Удельная энергия связи – это физическая величина, равная отношению энергии связи атомного ядра к общему числу нуклонов в этом ядре, которая характеризует его стабильность.

В каких единицах её измеряют

В Международной системе единиц (СИ) энергия измеряется в джоулях (Дж). Однако в атомной и ядерной физике энергии, о которых идет речь, очень малы, и использовать джоули неудобно. Поэтому для измерения энергии связи и удельной энергии связи применяют внесистемную единицу — электронвольт (эВ) и его производную — мегаэлектронвольт (МэВ).

$1 \text{ эВ} \approx 1.602 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$

$1 \text{ МэВ} = 10^6 \text{ эВ} \approx 1.602 \cdot 10^{-13} \text{ Дж}$

Таким образом, удельную энергию связи принято выражать в мегаэлектронвольтах на нуклон (МэВ/нуклон).

Ответ: Удельную энергию связи измеряют в мегаэлектронвольтах на нуклон (МэВ/нуклон).