Номер 1, страница 238 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 59. Дефект массы. Энергетический выход ядерных реакций - номер 1, страница 238.

Условие.

1. Что называют дефектом массы?

Решение.

Что называют дефектом массы?

Дефектом массы ($\Delta m$) атомного ядра называют разность между суммой масс всех нуклонов (протонов и нейтронов) в свободном состоянии, из которых состоит ядро, и реальной, измеренной на опыте, массой самого ядра. Экспериментально установлено, что масса любого стабильного ядра всегда меньше суммы масс составляющих его частиц.

Возникновение этого "дефекта" объясняется принципом эквивалентности массы и энергии, выраженным знаменитой формулой Альберта Эйнштейна: $E = mc^2$. Когда протоны и нейтроны объединяются, чтобы сформировать ядро, часть их массы превращается в энергию, которая выделяется в окружающее пространство. Эта выделившаяся энергия называется энергией связи ядра. Именно эта энергия удерживает нуклоны вместе, преодолевая силы электростатического отталкивания между протонами.

Таким образом, чтобы разделить ядро обратно на составляющие его нуклоны, необходимо затратить энергию, в точности равную энергии связи. Эта энергия, в свою очередь, эквивалентна дефекту массы.

Формула для расчета дефекта массы выглядит следующим образом:
$\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_я$,
где $\text{Z}$ — число протонов в ядре (зарядовое число), $\text{N}$ — число нейтронов ($N = A - Z$, где $\text{A}$ — массовое число), $m_p$ — масса свободного протона, $m_n$ — масса свободного нейтрона, а $M_я$ — масса ядра.

Энергия связи ядра ($E_{св}$) напрямую связана с дефектом массы:
$E_{св} = \Delta m \cdot c^2$,
где $\text{c}$ — скорость света в вакууме. Чем больше дефект массы и, следовательно, энергия связи в расчете на один нуклон, тем более устойчивым является атомное ядро.

Ответ: Дефектом массы называют разность между суммой масс свободных нуклонов (протонов и нейтронов), из которых состоит атомное ядро, и действительной массой этого ядра. Этот дефект массы эквивалентен энергии связи, удерживающей нуклоны в ядре.