Вопрос:

8. Определите энергию связи ядра лития Li. Масса протона приблизительно равна 1,0073 а.е.м., нейтрона 1,0087 а.е.м., ядра \( ^6_3\text{Li} \) 6,0151 а.е.м., 1 а.е.м. = 1,66 \(\times 10^{-27}\) кг, а скорость света \( c = 3 \times 10^8 \) м/с.

Ответ:

Решение:

Ядро лития \( ^6_3\text{Li} \) состоит из 3 протонов и \( 6 - 3 = 3 \) нейтронов.

  1. Найдем дефект массы:
  2. Масса протонов: \( 3 \times 1,0073 \text{ а.е.м.} = 3,0219 \text{ а.е.м.} \)

    Масса нейтронов: \( 3 \times 1,0087 \text{ а.е.м.} = 3,0261 \text{ а.е.м.} \)

    Общая масса нуклонов: \( 3,0219 + 3,0261 = 6,0480 \text{ а.е.м.} \)

    Дефект массы: \( \Delta m = 6,0480 - 6,0151 = 0,0329 \text{ а.е.м.} \)

  3. Переведем дефект массы в килограммы:
  4. \( \Delta m = 0,0329 \text{ а.е.м.} \times 1,66 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.} \approx 0,054614 \times 10^{-27} \text{ кг} \)

  5. Найдем энергию связи по формуле E = \( \Delta m c^2 \):
  6. \( E = 0,054614 \times 10^{-27} \text{ кг} \times (3 \times 10^8 \text{ м/с})^2 \)

    \( E = 0,054614 \times 10^{-27} \times 9 \times 10^{16} \text{ Дж} \)

    \( E = 0,491526 \times 10^{-11} \text{ Дж} \approx 4,915 \times 10^{-12} \text{ Дж} \)

Ответ: Энергия связи ядра лития \( ^6_3\text{Li} \) составляет приблизительно \( 4,915 \times 10^{-12} \text{ Дж} \).