Приклади розв’язування задач. Задача 16. Обчислити дефект маси Dm і енергію зв'язку Eзв ядра .

Задача 16. Обчислити дефект маси Dm і енергію зв'язку E_зв ядра .

Розв'язання

Дефект маси ядра визначимо за формулою (6.26):

.

Підставивши в неї значення відповідних величин (див. табл. 4 в кінці по­сібника), одержимо:

Dm = 0,08186 а.о.м.

Енергія зв'язку ядра (6.27):

E_зв= с²D m.

Підставивши в цей вираз значення c² і обчислене Dm, одержимо: E_зв = 931 МеВ/а.о.м.× 0,08186 а.о.м. = 76,2 МеВ = 12,2 пДж.

Задача 17. При зіткненні a–частинки з ядром бору відбулась ядерна реакція, в результаті якої утворились два нових ядра. Одним з цих ядер було ядро атома водню . Визначити порядковий номер і масове число другого ядра, записати рівняння ядерної реакції і визначити її енергетичний ефект.

Розв'язання

Позначимо невідоме ядро символом . Оскільки a–частинка – це ядро гелію , реакцію запишемо так:

+ ® + .

Застосувавши закон збереження числа нуклонів, одержимо рів­няння:

4 + 10 = 1 + А, звідки А = 13. Застосувавши закон збере­ження заряду, одержимо рівняння: 2 + 5 = 1 + Z, звідки Z = 6. От­же, невідоме ядро є атомом вуглецю . Тепер можна записати рів­няння реакції остаточно:

+ ® + .

Енергетичний ефект Q ядерної реакції визначимо за формулою:

Q = с² Dm' = 931 [(m_Не + m_В ) – (m_Н + m_С )] .

Тут у перших круглих дужках вказані маси вихідних ядер, у других дужках – маси ядер-продуктів реакції. При числових роз­рахунках маси ядер заміняють масами нейтральних атомів, оскільки електронні оболонки ядер гелію і бору містять разом стільки ж електронів, скільки й електронні оболонки вуглецю і водню, і на результат обчислення Dm' не вплинуть. Підставивши маси атомів з табл. 4 в розрахункову формулу, одержимо:

Q = 931,4 [(4,00260 + 10,01294) – (1,00783 + 13,00335)] МеВ = 4,06МеВ.

Обчислена енергія Q – додатна величина, тому реакція відбу­вається з випромінюванням енергії.

КОНТРОЛЬНА РОБОТА № 6

ЛІТЕРАТУРА

для підготовки до виконання контрольної роботи № 6

1. Атом водню за теорією Бора: 1. ч.2, §§ 13.1,13.3,13.5; 2. §§ 38.1- 38.5; 3. §§ 208 - 212; 5. т.3, §§ 12 - 17.

2. Рентгенівське випромінювання: 1. ч.2, §§ 10.1-10.3; 2. § 229;

5. т.3, §§ 8,134.

3. Хвильові властивості частинок: 1. ч.2, §§ 12.1-12.2; 2. §§ 37.1 - 37.8; 2. §§ 213 - 216; 4. р.5, §1.4; 5. т.3, §§18 - 20.

4. Будова атомного ядра. Закон радіоактивного розпаду: 1. ч.2,

§§ 15.4, 15.9-15.10; 2. §§ 45.1, 45.4; 3. §§ 251, 256; 4. р.6, §6.1; 5. т.3,

§§ 66,470.

5. Дефект маси й енергія зв'язку ядра. Ядерні реакції: 1. ч.2,

§§ 15.5,15.14-15.15; 2. §§ 45.2, 45.9; 3. §§ 252 - 266; 4. р.6, §§ 6.1-6.2

5. т.3, §§ 67,71.

1. І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук. Загальний курс фізики, т.3. К.: Техніка, 1999.

2. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. Курс физики. М: Высшая школа, 1989.

3. Т.И.Трофимова. Курс физики. М: Высшая школа, 1990.

4. І.Г.Богацька, Д.Б.Головко, Маляренко, Ю.Л.Ментковський. Загальні основи фізики, кн.2. К.: Либідь, 1998.

5. И.В.Савельев. Курс общей физики. М: Наука, 1987.

ТАБЛИЦЯ ВАРІАНТІВ ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ № 6

(Номер варіанту відповідає останній цифрі номера залікової книжки)