Номер 2, страница 234 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 46. Ядерные силы. Вопросы - номер 2, страница 234.

Условие.

2. Какие физические величины характеризуют взаимодействие нуклонов в ядре?

Решение.

Взаимодействие нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре определяется сильным взаимодействием, которое проявляется через ядерные силы. Эти силы являются короткодействующими и значительно превосходят силы электростатического отталкивания между протонами. Для количественной характеристики этого взаимодействия и стабильности атомных ядер используют следующие основные физические величины:

Дефект масс (${\Delta}m$)

Это разность между суммой масс свободных нуклонов, из которых состоит ядро, и реальной массой самого ядра. Экспериментально установлено, что масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его частиц. Дефект масс рассчитывается по формуле:

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

где $\text{Z}$ — число протонов в ядре (зарядовое число), $\text{N}$ — число нейтронов, $m_p$ — масса свободного протона, $m_n$ — масса свободного нейтрона, $M_я$ — масса ядра. Дефект масс является мерой энергии, которая выделилась при образовании ядра.

Энергия связи ($E_{св}$)

Это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов. Она также равна минимальной энергии, которую необходимо затратить, чтобы полностью расщепить ядро на составляющие его нуклоны. Энергия связи напрямую связана с дефектом масс через знаменитое соотношение Эйнштейна:

$E_{св} = {\Delta}m \cdot c^2$

где $\text{c}$ — скорость света в вакууме. Чем больше энергия связи, тем прочнее ядро и тем оно стабильнее.

Удельная энергия связи ($\varepsilon_{св}$)

Это энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре. Она является наиболее важной характеристикой для сравнения прочности и стабильности различных ядер. Рассчитывается как отношение полной энергии связи ядра к массовому числу $\text{A}$ (общему числу нуклонов в ядре, $A = Z + N$):

$\varepsilon_{св} = \frac{E_{св}}{A} = \frac{{\Delta}m \cdot c^2}{A}$

Наибольшей удельной энергией связи (около 8,8 МэВ/нуклон) обладают ядра химических элементов в середине таблицы Менделеева (например, железо-56), что делает их самыми стабильными в природе.

Ответ: Взаимодействие нуклонов в ядре характеризуют такие физические величины, как дефект масс, энергия связи и удельная энергия связи.