Маленький протончик жил в ядре атома, он был очень хорошо воспитан, поэтому и нес положительный заряд. Протончик был сильно привязан к своему брату нейтрону. И хотя масса у них была почти одинаковая, нейтрон вел себя независимо от поля, проникал куда хотел и только при - распаде становился протоном, выкинув из себя электрон. Из ядра протончик часто наблюдал за вращающимися вокруг ядра электронами и его тянуло к ним. Он чувствовал, как своим электрическим полем взаимодействует с электронами. История 1. Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами Протончик видел, как электроны в проводниках свободно перемещаются от атома к атому. При этом вокруг них появлялось магнитное поле, но стоит электрону остановиться, магнитное поле тут же исчезало. Протончик и сам создавал магнитное поле, когда тихонько двигался по ядру. История 2. Вокруг проводника с током существует магнитное поле Интерес протончика вызывал ток внутри проводника. В этот период все свободные электроны под действием электрического поля источника тока движутся от отрицательного полюса к положительному. Магнитные поля движущихся электронов складываются, и вокруг проводника появляется единое магнитное поле. Протончик тоже пытался участвовать в токе, но двигался всегда почему-то в противоположном направлении, а магнитное толе было такое же, как у электронов. История 3. Электромагнитная волна порождается ускоренно движущимися заряженными частицами Больше всего протончика привлекал шлейф электромагнитной волны, развивающийся следом за бегущим электроном. Как же он хотел иметь такой шлейф! Протончик пытался поговорить об этом с нейтроном, но тот его не понял, потому что вокруг него никогда не было никакого поля. Однажды в ядерном реакторе ядро расщепили на отдельные протоны и нейтроны. Протончик почувствовал свободу! Его никто не держал, и он мог двигаться куда хотел. Протончик увидел бегущего к нему электрона и двинулся навстречу, а когда оглянулся, то увидел у себя развивающийся шлейф электромагнитной волны! История 4. На движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила. Веселясь и резвясь, протончик и электрон угодили в магнитное поле. Протончик почувствовал, что его траектория движения начала меняться. Подобное происходило и с электроном. Под действием магнитного поля они стали двигаться по окружностям в противоположных направлениях. Чем быстрее они двигались, тем, больше становился радиус этой окружности. Вот такой получился аттракцион!
Дано:
¹⁶₈O - Кислород
⁴₂He - Гелий
mΔ(⁴₂He) = 0,002604 а.е.м.
mΔ(¹⁶₈O) = -0,005085 а.е.м.
c² = 931,5 МэВ/а.е.м.
Найти:
Eсв.(4α) - ?
1) Запишем сначала уравнение реакций необходимую для разделений ядра ¹⁶₈O на 4 одинаковые частицы:
¹⁶₈O → ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He ⇒ ¹⁶₈O → 4⁴₂He
2) В этом случаем минимальная энергия на деление равна:
Eсв.(4α) = Eсв.(¹⁶₈O) - 4Eсв.(⁴₂He)
3) Энергий связи мы определим по их формулах:
Eсв.(¹⁶₈O) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - энергия связи кислорода
Eсв.(⁴₂He) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² - энергия связи гелия
4) Теперь подставим формулы из ( 3) ) во ( 2) ) с учетом значений Z и A для обоих ядер:
Eсв.(4α) = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + (16-8)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2×m(прот.) + (4-2)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2m(прот.) + 2m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - (8m(прот.) + 8m(нейт.) - 4mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O) - 8m(прот.) - 8m(нейт.) + 4mΔ(⁴₂He))c² = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c² ⇒ Eсв.(4α) = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c²
5) Далее мы решаем его нахождение:
Eсв.(4α) = (-(-0,005085 а.е.м.) + 4×0,002604 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = (0,005085 а.е.м. + 0,010416 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = 0,015501 а.е.м. × 931,5 МэВ/а.е.м. ≈ 14,439 МэВ ≈ 14,4 МэВ
ответ: надо приложить энергию Е большую или равную энергию связи Eсв.(4а), тоесть E>=Eсв.(4а) = 14,4 МэВ
История 1. Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами
Протончик видел, как электроны в проводниках свободно перемещаются от атома к атому. При этом вокруг них появлялось магнитное поле, но стоит электрону остановиться, магнитное поле тут же исчезало. Протончик и сам создавал магнитное поле, когда тихонько двигался по ядру.
История 2. Вокруг проводника с током существует магнитное поле
Интерес протончика вызывал ток внутри проводника. В этот период все свободные электроны под действием электрического поля источника тока движутся от отрицательного полюса к положительному. Магнитные поля движущихся электронов складываются, и вокруг проводника появляется единое магнитное поле. Протончик тоже пытался участвовать в токе, но двигался всегда почему-то в противоположном направлении, а магнитное толе было такое же, как у электронов.
История 3. Электромагнитная волна порождается ускоренно движущимися заряженными частицами
Больше всего протончика привлекал шлейф электромагнитной волны, развивающийся следом за бегущим электроном. Как же он хотел иметь такой шлейф! Протончик пытался поговорить об этом с нейтроном, но тот его не понял, потому что вокруг него никогда не было никакого поля. Однажды в ядерном реакторе ядро расщепили на отдельные протоны и нейтроны. Протончик почувствовал свободу! Его никто не держал, и он мог двигаться куда хотел. Протончик увидел бегущего к нему электрона и двинулся навстречу, а когда оглянулся, то увидел у себя развивающийся шлейф электромагнитной волны!
История 4. На движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила.
Веселясь и резвясь, протончик и электрон угодили в магнитное поле. Протончик почувствовал, что его траектория движения начала меняться. Подобное происходило и с электроном. Под действием магнитного поля они стали двигаться по окружностям в противоположных направлениях. Чем быстрее они двигались, тем, больше становился радиус этой окружности. Вот такой получился аттракцион!