Дефект массы атомного ядра: расчет и условия

Задание 14

Атомное ядро состоит из Z протонов и N нейтронов. Масса свободного нейтрона \(m_n\), свободного протона \(m_p\). Какое из приведенных ниже условий выполняется для массы ядра \(m_я\)?

Объяснение:

Масса атомного ядра всегда меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов. Это происходит из-за дефекта массы, который связан с энергией связи ядра. При образовании ядра часть массы протонов и нейтронов превращается в энергию связи, удерживающую нуклоны вместе. Эта энергия связи, согласно формуле Эйнштейна \(E = mc^2\), соответствует некоторой массе, которая "теряется" из общей суммы.

Следовательно, масса ядра \(m_я\) будет меньше, чем сумма масс Z протонов (\(Z \cdot m_p\)) и N нейтронов (\(N \cdot m_n\)).

Правильное условие:

\(m_я < Z \cdot m_p + N \cdot m_n\)

Ответ:

\(m_я < Z m_p + N m_n\)