Краткое пояснение: Масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его нуклонов из-за дефекта массы, который связан с энергией связи ядра.
Пошаговое решение:
- Атомное ядро состоит из Z протонов и N нейтронов.
- Общая масса свободных протонов, входящих в ядро, равна Z⋅m
p
. - Общая масса свободных нейтронов, входящих в ядро, равна N⋅m
n
. - Сумма масс свободных нуклонов: Z⋅m
p
+ N⋅mn
. - При образовании ядра из нуклонов выделяется энергия связи (E
св
). Согласно формуле Эйнштейна E=mc², эта энергия соответствует некоторой массе (дефект массы, Δm). - Дефект массы: Δm = (Z⋅m
p
+ N⋅mn
) - mя
. - Энергия связи: E
св
= Δm⋅c². - Так как энергия связи положительна (ядро стабильно), то дефект массы также положителен (Δm > 0).
- Следовательно, (Z⋅m
p
+ N⋅mn
) - mя
> 0. - Отсюда следует, что m
я
< Z⋅mp
+ N⋅mn
. - Таким образом, масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его свободных протонов и нейтронов.
Ответ: 2) тя < Zmp + Nmn