Параграф 62 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Энергия связи. Дефект массы

Энергия связи ядра

Энергия связи — это минимальная энергия, необходимая для разъединения ядра на отдельные нуклоны (протоны и нейтроны). Данная величина характеризует устойчивость ядра. При соединении свободных нуклонов в ядро выделяется столько же энергии, сколько нужно для его распада (по закону сохранения энергии). Таким образом, чем выше энергия связи, тем устойчивее ядро.

Закон эквивалентности массы и энергии

Закон, открытый Эйнштейном в 1905 году, показывает, что масса и энергия связаны прямой пропорциональной зависимостью. Формула выражает эту связь, где m — масса, c — скорость света в вакууме. Эта формула позволяет оценить энергию связи для любого ядра. Если система теряет энергию, она теряет и соответствующую массу.

Дефект массы

Дефект массы — это разность между суммарной массой отдельных нуклонов и массой ядра. При образовании ядра часть массы превращается в энергию связи. Расчёт дефекта массы позволяет определить энергию связи ядра с помощью формулы: . Например, для дейтерия дефект массы составляет 0,0024 а.е.м, что эквивалентно Дж.

Закон сохранения энергии в ядерных реакциях

Полная энергия любой частицы складывается из энергии покоя и кинетической энергии. При взаимодействии частиц, согласно закону сохранения, сумма энергий до реакции равна сумме энергий после реакции. Это позволяет определить, идёт ли реакция с выделением или поглощением энергии. Если энергия конечных частиц больше, реакция идёт с поглощением энергии, если меньше — с выделением.

Применение закона сохранения массы и энергии

Закон сохранения массы и энергии играет ключевую роль в понимании ядерных реакций. Если суммарная масса продуктов реакции меньше исходной, то разница превращается в выделяющуюся энергию. Это объясняет механизмы образования новых элементов и выделение энергии в процессах, таких как синтез в звёздах и деление тяжёлых ядер.