Для расчета характеристик ядра углерода воспользуемся справочными данными о массах протона, нейтрона и атомной единице массы (а.е.м.). Исходные данные
- Ядро: Углерод-12 ( ). Число протонов ( ): . Число нейтронов ( ): . Масса протона ( ): а.е.м. Масса нейтрона ( ): а.е.м. Масса ядра углерода ( ): Принимается равной точно а.е.м. (по определению а.е.м., за вычетом массы электронов, однако для стандартных задач часто используют массу атома, так как массы электронов сокращаются при расчетах через разность масс).
1. Дефект массы ( ) Дефект массы — это разность между суммой масс свободных нуклонов и массой покоя сформированного ядра. Расчет:
- Сумма масс протонов: а.е.м. Сумма масс нейтронов: а.е.м. Суммарная масса нуклонов: а.е.м. Дефект массы: а.е.м.
2. Энергия связи ( ) Энергия связи — это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов. Она рассчитывается по формуле Эйнштейна: . Для удобства в ядерной физике используют коэффициент перевода: . Расчет: 3. Удельная энергия связи ( ) Удельная энергия связи — это энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра. Она характеризует устойчивость ядра. Расчет: Итоговые значения
| Параметр | Символ | Значение |
|---|---|---|
| Дефект массы | а.е.м. | |
| Энергия связи | МэВ | |
| Удельная энергия связи | МэВ/нуклон |
Ядро углерода-12 является очень устойчивым, так как относится к группе «магических» ядер (состоит из целого числа альфа-частиц). Я могу также рассчитать эти параметры для любого другого изотопа или составить таблицу сравнения устойчивости нескольких ядер. Хотите продолжить?