Номер 7, страница 105 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

7. Что такое дефект массы?

7. Что такое дефект массы?

Дефект массы — это физическое явление, заключающееся в том, что масса атомного ядра всегда оказывается меньше суммы масс составляющих его нуклонов (протонов и нейтронов), когда они находятся в свободном состоянии. Иными словами, это "недостающая" масса.

Возникновение дефекта массы объясняется принципом эквивалентности массы и энергии, выраженным знаменитой формулой Альберта Эйнштейна $E = mc^2$. Когда протоны и нейтроны объединяются, образуя ядро, действуют мощные ядерные силы, которые совершают работу. В процессе этого объединения выделяется огромное количество энергии, называемой энергией связи ядра. Эта энергия "уносится" из системы, и, согласно соотношению Эйнштейна, масса системы (ядра) уменьшается на величину, эквивалентную этой выделившейся энергии. Именно эта уменьшившаяся масса и есть дефект массы. Чем больше дефект массы, тем больше энергия связи и, следовательно, тем более устойчивым является атомное ядро.

Математически дефект массы ($\Delta m$) вычисляется 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 в ядре,
$m_p$ — масса свободного протона,
$m_n$ — масса свободного нейтрона,
$M_я$ — масса ядра как единого целого.

Энергия связи ($E_{св}$), которая удерживает ядро от распада, напрямую связана с дефектом массы:
$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$
где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Понятие дефекта массы является ключевым для понимания источников энергии в ядерных реакциях. Например, при ядерном делении тяжелых ядер или синтезе легких ядер суммарный дефект массы продуктов реакции оказывается больше, чем у исходных ядер. Эта разница в дефектах масс высвобождается в виде колоссальной энергии.

Ответ: Дефект массы — это разность между суммой масс всех протонов и нейтронов в свободном состоянии, из которых состоит ядро, и действительной массой самого ядра. Эта "потеря" массы обусловлена выделением энергии связи при образовании ядра и является мерой его прочности.