Номер 5, страница 235 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 46. Ядерные силы. Вопросы - номер 5, страница 235.

Условие.

5. Что понимают под энергией связи атомного ядра?

Решение.

Под энергией связи атомного ядра понимают минимальную энергию, которую необходимо сообщить ядру, чтобы расщепить его на составляющие его отдельные нуклоны (протоны и нейтроны). Эта же энергия выделяется при образовании ядра из свободных нуклонов.

Возникновение энергии связи связано с так называемым дефектом масс. Масса покоя любого атомного ядра ($M_{я}$) всегда меньше, чем сумма масс покоя составляющих его протонов ($m_p$) и нейтронов ($m_n$), если бы они находились в свободном состоянии. Эта разница масс и называется дефектом масс:

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

где:
$\text{Z}$ — число протонов (зарядовое число),
$\text{N}$ — число нейтронов,
$m_p$ — масса свободного протона,
$m_n$ — масса свободного нейтрона,
$M_{я}$ — масса ядра.

Согласно соотношению эквивалентности массы и энергии Эйнштейна ($E=mc^2$), дефект масс $Δm$ соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра. Эта энергия и есть энергия связи:

$E_{св} = Δm \cdot c^2 = [(Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_{я}] \cdot c^2$

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

Таким образом, энергия связи является мерой прочности атомного ядра. Чем больше энергия связи (в частности, удельная энергия связи, то есть энергия на один нуклон), тем более устойчивым является ядро.

Ответ: Энергия связи атомного ядра — это энергия, равная минимальной работе, необходимой для разделения ядра на составляющие его нуклоны. Она возникает из-за дефекта масс (разницы между суммой масс свободных нуклонов и массой ядра) и служит мерой прочности и стабильности ядра.