Краткое пояснение:
Энергия связи ядра рассчитывается как произведение дефекта масс на квадрат скорости света. Дефект масс — это разница между суммой масс нуклонов (протонов и нейтронов) и массой ядра.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определяем состав ядра гелия (\( ^{4}_{2}He \) — альфа-частица). В ядре 2 протона и 2 нейтрона.
- Шаг 2: Находим массы нуклонов:
- Масса протона \( m_p \approx 1,007276 \text{ а.е.м.} \)
- Масса нейтрона \( m_n \approx 1,008665 \text{ а.е.м.} \)
- Масса ядра гелия \( m_{He} \approx 4,001506 \text{ а.е.м.} \)
- Шаг 3: Рассчитываем суммарную массу нуклонов:
\( m_{нуклонов} = 2 \cdot m_p + 2 \cdot m_n = 2 \cdot 1,007276 + 2 \cdot 1,008665 = 2,014552 + 2,01733 = 4,031882 \text{ а.е.м.} \) - Шаг 4: Находим дефект масс:
\( \Delta m = m_{нуклонов} - m_{He} = 4,031882 - 4,001506 = 0,030376 \text{ а.е.м.} \) - Шаг 5: Переводим дефект масс в МэВ (1 а.е.м. \(\approx 931,5 \text{ МэВ/c}^2 \)):
\( \Delta E = \Delta m \cdot 931,5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} = 0,030376 \text{ а.е.м.} \cdot 931,5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} \approx 28,30 \text{ МэВ} \).
Ответ: Энергия связи ядра гелия составляет приблизительно 28,30 МэВ.