Номер 2, страница 83 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Самостоятельные работы. СР-62. Энергия связи. Дефект массы. Вариант 1 - номер 2, страница 83.

Условие.

2. Что происходит с энергией и массой при слиянии свободных нуклонов в ядро?

Решение.

При слиянии свободных нуклонов (протонов и нейтронов) в атомное ядро происходит выделение энергии. Этот процесс обусловлен действием сильных ядерных сил, которые удерживают нуклоны вместе. Когда нуклоны объединяются, они переходят в более устойчивое состояние с меньшей потенциальной энергией. Разница в энергии, называемая энергией связи ($E_{св}$), выделяется в окружающее пространство, обычно в виде гамма-квантов или кинетической энергии других частиц. Таким образом, полная энергия системы уменьшается.

Согласно принципу эквивалентности массы и энергии, выраженному формулой Эйнштейна $E = mc^2$, уменьшение энергии системы неизбежно влечет за собой уменьшение её массы. Масса образовавшегося ядра ($M_{ядра}$) оказывается меньше, чем сумма масс составляющих его свободных протонов ($Z \cdot m_p$) и нейтронов ($N \cdot m_n$). Эта разница в массе называется дефектом масс ($\Delta m$):

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

Именно эта "потерянная" масса и преобразуется в энергию связи, которая удерживает ядро целостным: $E_{св} = \Delta m \cdot c^2$.

Ответ: При слиянии свободных нуклонов в ядро их общая энергия и общая масса уменьшаются. Выделившаяся энергия называется энергией связи, а соответствующее ей уменьшение массы — дефектом масс.