Номер 7, страница 50 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-10. Строение атома и атомного ядра. Вариант 1 - номер 7, страница 50.

Условие.

7. Масса ядра всегда ... суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

А. больше

Б. равна

В. меньше

Решение.

Решение

Масса атомного ядра связана с энергией связи нуклонов (протонов и нейтронов) внутри него. Нуклоны в ядре удерживаются вместе благодаря сильному ядерному взаимодействию. При образовании ядра из отдельных нуклонов выделяется энергия, называемая энергией связи.

Согласно знаменитой формуле Эйнштейна, связывающей массу и энергию, $E = mc^2$, где $\text{E}$ – энергия, $\text{m}$ – масса, а $\text{c}$ – скорость света в вакууме. Эта формула означает, что любому изменению энергии системы соответствует изменение ее массы.

Когда нуклоны объединяются в ядро, выделяется энергия связи $E_{связи}$. Это означает, что полная энергия ядра меньше, чем суммарная энергия покоя составляющих его свободных нуклонов. Следовательно, и масса ядра $m_{ядра}$ будет меньше, чем сумма масс свободных протонов и нейтронов, из которых оно состоит.

Эта разница в массе называется дефектом масс ($Δm$) и вычисляется по формуле:

$Δm = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - m_{ядра}$

где $\text{Z}$ – число протонов, $\text{N}$ – число нейтронов, $m_p$ – масса свободного протона, $m_n$ – масса свободного нейтрона, а $m_{ядра}$ – масса ядра.

Поскольку при образовании стабильного ядра всегда выделяется энергия, дефект масс $Δm$ всегда положителен. Из этого следует, что масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

Таким образом, правильный вариант ответа — В. меньше.

Ответ: В. меньше