Справочник Ядерная физика

Атом состоит из ядра и окружающего его электронного "облака". Находящиеся в электронном облаке электроны несут отрицательный электрический заряд. Протоны, входящие в состав ядра, несут положительный заряд. В любом атоме число протонов в ядре в точности равно числу электронов в электронном облаке, поэтому атом в целом – нейтральная частица, не несущая заряда. Атом может потерять один или несколько электронов или наоборот – захватить чужые электроны. В этом случае атом приобретает положительный или отрицательный заряд и называется ионом.

• Согласно релятивистской механике, масса покоя m устойчи­вой системы взаимосвязанных частиц меньше суммы масс покоя m1+ m2+…+mk тех же частиц, взятых в свободном состоянии.

Разность

m=(m1+ m2+…+ mk)—m  (1)

называется дефектом массы системы частиц.

• Энергия связи прямо пропорциональна дефекту массы систе­мы частиц:

Eсв=c2∆m,

где с—скорость света в вакууме (c2=8,987*1016 м2/c2 = 8,987*1016 Дж/кг).

Если энергия выражена в мегаэлектрон-вольтах, а масса в атом­ных единицах, то

c2=931,4 МэВ/а. е. м.

• Дефект массы * ∆m атомного ядра есть разность между сум­мой масс свободных протонов и нейтронов и массой образовавшегося из них ядра:

m = (Zmp + Nmn)-mя,

где Z—зарядовое число (число протонов в ядре); mpи mn—массы протона и нейтрона соответственно; mя — масса ядра.

Если учесть, что

mя = ma -Z me mp+ me= m11H N = (A-Z),

то формулу дефекта массы ядра можно представить в виде

∆m=Zm11H + (A—Z)mn - ma,

где А—массовое число (число нуклонов в ядре).

• Удельная энергия связи (энергия связи на нуклон)

Eуд = Eсв / A.

 

дефектом массы ∆ называют разность между относительной массой Ar, дан­ного изотопа и его массовым числом А: ∆=ArА. Таким образом, дефект массы ∆ показывает отклонение относительной атомной массы от целочислен­ного значения Эта величина прямого физического смысла не имеет, но ее использование позволяет в ряде случаев значительно упростить вычисления.

В настоящем пособии всюду имеется в виду дефект массы ∆m, определяе­мый общей формулой (1).


Лекции. Сборник задач с решениями по физике, математике