Тема урока: Решение задач по теме:«Энергия связи. Дефект масс».

Дата: 2025-06-15; Просмотры: 6

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

05.04.2023 Физика 9

Тема урока: Решение задач по теме:«Энергия связи. Дефект масс».

Цель урока : научить решать зада­чи на расчет дефекта масс, энергии связи атом­ных ядер.

Ход урока.

I. Организационный момент

II. Проверка знаний

1. Что называется энергией свя­зи ядра?

Ответ: Минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдель­ные нуклоны, называется энергией связи ядра.

2. Запишите формулу для определения дефекта массы ядра любого атома.

Ответ:

, где - масса ядра атома, Z – число протонов, N – число нейтронов, - масса протона, - масса нейтрона. Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

Разность между суммы масс нуклонов и массы ядра называется дефектом масс.

называет дефектом масс.

2. Запишите формулу для расчета энергии связи ядра атома.

Ответ: , где с = - скорость света в вакууме.

III. Решение задач

В ядерной физике массу принято выражать в атомных единицах мас­сы (а.е.м.).

А.е.м. равна 1/12 массы нуклида углерода ¹²С, что в единицах СИ со­ставляет 1,660565 • 10 ^{- 27} кг.

Масса покоя электрона равна 5,4858 ∙ 10 ^{– 4} а.е.м. = 9,1∙10 ^-31кг

Масса покоя протона равна 1,00728 а.е.м. =1,6726∙10^-27 кг

Масса покоя нейтрона равна 1,00866 а.е.м. =1,6749∙10^-27 кг

Масса покоя водорода равна 1,00783 а.е.м.

Масса покоя дейтерия равна 2,01410 а.е.м.

Масса покоя гелия равна 4,00260 а.е.м.

с² = 931,5 МэВ/ а.е.м., где с — скорость света.

Масса электрона мы пренебрегаем при решении задач.

т_е т_р

Образец решения задачи.

Задачи. Вычислите энергию связи Е₀ ядра гелия .

Решение. Масса атома гелия: 4,00260 а.е.м. Z=2, N =2

Масса отдельных (невзаимодействующих между собой) нуклонов:

2∙ т_р = 2 ∙1,00728 а.е.м.= 2,01456 а.е.м.

2∙т_п = 2 ∙1,00866 а.е.м. = 2,01732 а.е.м.

4,03188 а.е.м.

4,03188 а.е.м. - 4,00260 а.е.м. = 0,02928 а.е.м.

= 0,02928 а.е.м. • 931,5 МэВ/ а.е.м. = 27,27432 МэВ

Ответ: энергия связи ядра гелия ≈27,3 МэВ.

≈ 27,3 МэВ или Дж =43,68 Дж.

Решите задачи.

Задача 1. Вычислите энергию связи E ₀ ядра гелия

Решение: =3,02322 а.е.м. – 3,01602а.е.м. = 0,0072 а.е.м. = 0,0072 а.е.м. ∙ 931,5 МэВ/ а.е.м. =6,7068 МэВ Ответ: ≈ 6,71 МэВ

1.Дано:

М_я ( = 3,01602 а.е.м.

Z = 2; N =1

2∙ т_р = 2 ∙1,00728 а.е.м.= 2,01456 а.е.м.

1∙т_п = 1∙ 1,00866 а.е.м. =1,00866 а.е.м.

E ₀ =?

Задача 2. Вычислите энергию связи E ₀ ядра трития .

Решение: =(1,00728+2,01732) а.е.м.– = 0,00855 а.е.м. ∙ 931,5 МэВ/ а.е.м. =7,964325 МэВ Ответ: ≈ 7,96 МэВ

Дано:

М_я(

Z = 1; N =2

1∙ т_р = 1 ∙1,00728 а.е.м.= 1,00728 а.е.м.

2∙т_п = 2∙ 1,00866 а.е.м. =2,01732 а.е.м.

E ₀ =?

Задача 3. Вычислите энергию связи ядра лития .,

Дано:

М_я ( =7,01601 а.е.м.

Решение: =(3,02184+4,03464) а.е.м.– = 0,04047 а.е.м. ∙ 931,5 МэВ/ а.е.м. =37,697805 МэВ Ответ: ≈ 37,70 МэВ

Z = 3; N =4

3∙ т_р = 3 ∙1,00728 а.е.м.= 3,02184 а.е.м.

4∙т_п = 4∙ 1,00866 а.е.м. =4,03464 а.е.м.

E ₀ =?

Задача 4

Рассчитайте дефект массы и энергию связи ядра атома кислорода .

Решение: =(8,05824+8,06928) а.е.м.– = = 0,13261∙1,66 кг ≈2,2 кг   =0,13261 а.е.м. ∙ 931,5 МэВ/ а.е.м. ≈123,53 МэВ =123,53∙1,6 Дж= 197,64 Дж Ответ: ≈ 197,64 Дж ≈1,98 Дж

Дано:

М_я ( =15,99491 а.е.м.

Z = 8; N =8

8∙ т_р = 8 ∙1,00728 а.е.м.= 8,05824 а.е.м.

8∙т_п = 8∙ 1,00866 а.е.м. = 8,06928 а.е.м.

E ₀ =?

Домашнее задание. § 60-62.

Задача 1. Определите дефект масс ядра атома бора в атомных единицах массы и килограммах. М_я ( =10,01294 а.е.м

Задача2. Вычислите энергию связи ядра лития

М_я ( =26,98153 а.е.м