Урок по физике "Ядерные силы. Энергия связи" (9 класс)

Ядерные силы.
Энергия связи ядра.

Ядерные силы
их особенности:
Примерно в 100 раз превосходят электрические (кулоновские) силы.
Это самые мощные силы из всех, которыми располагает природа.
Поэтому взаимодействие ядерных частиц часто называют сильными взаимодействиями.
Этот особый тип присущ большинству элементарных частиц наряду с электромагнитными взаимодействиями.
Короткодействующий характер.
Заметно проявляются лишь на расстояниях, равных по порядку величины размерам ядра (10-14-10-15 м)
Ядерные силы –
это «богатырь с очень короткими руками»

Действие ядерных сил
внутри ядра
Между протоном и протоном;
Между нейтроном и нейтроном;
Между протоном и нейтроном;

протон
нейтрон
Энергия связи
Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны.

Закон Эйнштейна.
Альберт Эйнштейн в 1905 году открыл закон о взаимосвязи массы и энергии.
E0=mс2
E0 – энергия покоя частицы
m – масса частицы
с – скорость света в вакууме.

∆E0=∆mс2
Энергия связи и дефект масс.
∆ E0 – энергия связи
∆ m – дефект массы
с – скорость света в вакууме.

Удельная энергия связи
Важную информацию о свойствах ядер содержит зависимость удельной энергии связи от массового числа А.
Удельной энергией связи называют энергию связи, приходящуюся на один нуклон ядра. Ее определяют экспериментально.
Еуд = ∆ E0 /А

протон
нейтрон
(Zmp + Nmn) > Mя
Масса нуклонов.

Дефект масс
Так как
Mя< (Z●mp + N●mn)
Поэтому
∆m = (Z●mp + N●mn) – Mя
mp=1,6726· 10-27 кг = 1,00728 а. е. м.
mn=1,6749· 10-27 кг = 1,00866 а. е. м.

Энергия связи

∆E0=∆mс2

∆E0 =(Zmp + Nmn – Mя) с2

Решение задач.
Определить энергию связи ядра дейтерия 1Н2
Мя = 2,0141 а.е.м.
С2 = 931 МэВ/а.е.м.
mp = 1,00728 а. е. м.
mn = 1,00866 а. е. м.

Решение задачи
Дано
1Н2
Мя = 2,0141 а.е.м.
С2 = 931 МэВ/а.е.м.
mp = 1,00728 а. е. м.
mn = 1,00866 а. е. м.
Найти
∆E0 - ?
Решение

∆E0 =(Zmp + Nmn – Mя) с2

Z = 1, N = 2-1 = 1
∆E0 = (1,00728 + 1,00866 – 2,0141 ) а.е.м.  931 МэВ/а.е.м = … МэВ = … Дж