Задание 5 Определите энергию связи ядра углерода 12С в СИ. Масса протона приблизительно равна 1,0073 а.е.м., нейтрона 1,0087 а.е.м., ядра углерода 12 а.е.м., 1 а.е.м.=1,66 * 10-27кг, а скорость света с=3 * 108м/с.

Решение:

Энергия связи ядра определяется по формуле E = \( \Delta m \cdot c^2 \), где \( \Delta m \) — дефект массы, \( c \) — скорость света.

Из предыдущего задания (Задание 4) мы знаем, что дефект массы ядра углерода-12 равен \( 0.0960 \text{ а.е.м.} \) или \( 1.5936 \times 10^{-28} \text{ кг} \).

1. Расчет энергии связи в Джоулях (единицы СИ):

E = \( \Delta m \cdot c^2 \)

E = \( (1.5936 \times 10^{-28} \text{ кг}) \times (3 \times 10^8 \text{ м/с})^2 \)

E = \( (1.5936 \times 10^{-28} \text{ кг}) \times (9 \times 10^{16} \text{ м}^2/\text{с}^2) \)

E = \( 14.3424 \times 10^{-12} \text{ Дж} \)

E = \( 1.43424 \times 10^{-11} \text{ Дж} \)

2. Расчет удельной энергии связи (на один нуклон) для полноты картины:

Число нуклонов в ядре углерода-12 = 12 (6 протонов + 6 нейтронов).

Удельная энергия связи = \( \frac{E}{12} \)

Удельная энергия связи = \( \frac{1.43424 \times 10^{-11} \text{ Дж}}{12} \approx 1.195 \times 10^{-12} \text{ Дж/нуклон} \)

Ответ: Энергия связи ядра углерода-12 в СИ составляет приблизительно \( 1.43 \times 10^{-11} \) Дж.