Определите дефект масс ядра гелия 4/2 Не (-частицы). Масса протона приблизительно равна 1,0073 а.е.м., нейтрона 1,0087 а.е.м., ядра гелия 4,0026 а.е.м., 1 а.е.м. = 1,66 кг*10^-27 кг

Дефект массы ядра — это разница между массой отдельных нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в состав ядра, и массой самого ядра. В случае ядра гелия-4 (He-4), состоящего из двух протонов и двух нейтронов, можно определить дефект массы следующим образом.

Шаги для расчета дефекта массы ядра гелия-4

1. Определим массу отдельных нуклонов:

   • Масса протона (mₚ) ≈ 1,0073 а.е.м.
   • Масса нейтрона (mₙ) ≈ 1,0087 а.е.м.

2. Рассчитаем общую массу нуклонов в ядре гелия-4:

   • Ядро гелия-4 состоит из 2 протонов и 2 нейтронов.
   • Общая масса нуклонов: $$m_{\text{нуклонов}} = 2 \times mₚ + 2 \times mₙ$$ Подставим значения: $$m_{\text{нуклонов}} = 2 \times 1,0073 \, \text{а.е.м.} + 2 \times 1,0087 \, \text{а.е.м.}$$ $$m_{\text{нуклонов}} = 2,0146 \, \text{а.е.м.} + 2,0174 \, \text{а.е.м.} = 4,0320 \, \text{а.е.м.}$$

3. Масса ядра гелия-4:

   • Масса ядра (m_{He-4}) ≈ 4,0026 а.е.м.

4. Рассчитаем дефект массы:

   • Дефект массы (Δm) вычисляется по формуле: $$\Delta m = m_{\text{нуклонов}} - m_{He-4}$$ Подставим значения: $$\Delta m = 4,0320 \, \text{а.е.м.} - 4,0026 \, \text{а.е.м.} = 0,0294 \, \text{а.е.м.}$$

Интерпретация результата

Дефект массы ядра гелия-4 составляет 0,0294 а.е.м. Этот дефект массы связан с тем, что некоторая часть массы нуклонов превращается в энергию, удерживающую ядро вместе, согласно формуле Эйнштейна $E = mc^2$. Это явление объясняет, почему ядра стабильны и почему они не распадаются на отдельные нуклоны.

Таким образом, определив дефект массы ядра гелия-4, мы получаем представление о силе ядерных взаимодействий и стабильности данного ядра.