§57 ГДЗ Рабочая тетрадь 9 класс (Физика)

2. Заполните пропуски.
а) Закон взаимосвязи массы и энергии, открытый Эйнштейном
б) Изменение энергии покоя системы сопровождается изменением ___________этой системы
В) Масса ядра всегда________суммы масс нуклонов, из которых это ядро состоит.
г) Дефект масс
3. Решите задачи.
Задача 1. Допишите неизвестные символы X, Z, А в ядерных реакциях
(Указание. Используйте Периодическую таблицу Менделеева.)
Задача 2. Масса атома бора равна 11,0093 а.е.м., масса атома водорода равна 1,0073 а.е.м., масса нейтрона — 1,0087 а.е.м. Найдите дефект массы ядра бора. Какова энергия связи ядра бора?

Энергия связи ядра — это минимальная энергия, которую необходимо затратить для расщепления ядра на отдельные нуклоны.

1. Энергия связи ядра — это минимальная энергия, необходимая для разъединения ядра на отдельные нуклоны.

2. Заполним пропуски.

а) Закон взаимосвязи массы и энергии, открытый Эйнштейном:

$$E_0=mc^2$$

б) Изменение энергии покоя системы сопровождается изменением массы этой системы.

в) Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых это ядро состоит.

г) Дефект масс — это разность между суммой масс свободных нуклонов и массой ядра:

$$\Delta m = Zm_p + Nm_n — m_{\text{ядра}}$$

3. Задача 1. Допишем неизвестные символы в ядерных реакциях:

$$ {}^{2}_{1}\mathrm{H}+{}^{2}_{1}\mathrm{H}\rightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}+{}^{1}_{0}\mathrm{n} $$
$$ {}^{6}_{3}\mathrm{Li}+{}^{1}_{1}\mathrm{H}\rightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}+{}^{4}_{2}\mathrm{He} $$
$$ {}^{238}_{92}\mathrm{U}+{}^{14}_{7}\mathrm{N}\rightarrow {}^{246}_{99}\mathrm{Es}+6\,{}^{1}_{0}\mathrm{n} $$

4. Задача 2. Найдём дефект массы ядра бора и энергию связи.

Масса атома водорода содержит массу протона и электрона, поэтому масса протона:

$$ m_p = m_{\mathrm{H}} — m_e = 1{,}0073 — 0{,}00055 = 1{,}00675\ \text{а.е.м.} $$

Масса ядра бора:

$$ m_{\text{ядра}} = m_{\text{атома}} — 5m_e = 11{,}0093 — 5\cdot 0{,}00055 = 11{,}00655\ \text{а.е.м.} $$

Дефект массы:

$$ \Delta m = 5m_p + 6m_n — m_{\text{ядра}} $$
$$ \Delta m = 5\cdot 1{,}00675 + 6\cdot 1{,}0087 — 11{,}00655 = 0{,}081\ \text{а.е.м.} $$

Энергия связи:

$$ E_{\text{св}} = \Delta m c^2 $$

Так как $$1\ \text{а.е.м.}\,c^2 \approx 931{,}5\ \text{МэВ},$$ то

$$ E_{\text{св}} = 0{,}081\cdot 931{,}5 \approx 75{,}5\ \text{МэВ} $$

Ответ

Энергия связи ядра — минимальная энергия, необходимая для разъединения ядра на нуклоны.

а) $$E_0=mc^2$$; б) массы; в) меньше; г) $$\Delta m = Zm_p + Nm_n — m_{\text{ядра}}$$.

Задача 1: $${}^{2}_{1}\mathrm{H}+{}^{2}_{1}\mathrm{H}\rightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}+{}^{1}_{0}\mathrm{n}$$; $${}^{6}_{3}\mathrm{Li}+{}^{1}_{1}\mathrm{H}\rightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}+{}^{4}_{2}\mathrm{He}$$; $${}^{238}_{92}\mathrm{U}+{}^{14}_{7}\mathrm{N}\rightarrow {}^{246}_{99}\mathrm{Es}+6\,{}^{1}_{0}\mathrm{n}$$.

Задача 2: $$\Delta m = 0{,}081\ \text{а.е.м.}$$, $$E_{\text{св}} \approx 75{,}5\ \text{МэВ}$$.