Определите дефект массы энергию связи и удельную энергию связи для атома 40 20 Ca (М покоя атома равна 39,986392 а. е. м.)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дефект массы можно определить как разницу между массой атома и суммой масс его составляющих частей (протонов, нейтронов и электронов):

Δm = M атома - (ZM протона + (A-Z)M нейтрона)

где:
M атома - масса атома 40 20 Ca,
Z - число протонов (здесь 20),
A - число нуклонов (протонов и нейтронов, здесь 40),
M протона - масса протона (примерно 1,007276 а. е. м.),
M нейтрона - масса нейтрона (примерно 1,008665 а. е. м.).

Подставляя данные и вычисляя получим:

Δm = 39,986392 - (201,007276 + 201,008665) ≈ 0,13194 а. е. м.

Удельную энергию связи можно определить как энергию, выделяющуюся при образовании ядра из свободных нуклонов:

B = Δm*c^2

где:
c - скорость света в вакууме (~ 3*10^8 м/с).

Подставляя данные и вычисляя получим:

B ≈ 0,13194*931,5 МэВ ≈ 123,059 МэВ

Удельная энергия связи равна отношению удельной энергии связи к числу нуклонов в атоме:

E = B/A ≈ 123,059/40 ≈ 3,076 МэВ/нуклон

Таким образом, дефект массы равен примерно 0,13194 а. е. м., удельная энергия связи равна примерно 3,076 МэВ/нуклон для атома 40 20 Ca.