1. Найдите значение связывающей энергии E0 и массового дефекта ядра гелия 1. Условия: Мя (= 3,01602 а.е.м.) Z = 2; N =1 mр = 2 ∙1,00728 а.е.м. = 2,01456 а.е.м. ∙mп = 1∙ 1,00866 а.е.м. =1,00866 а.е.м. Чему равна E0?
2. В какое ядро превращается торий после трех последовательных α-распадов? Напишите реакции, описывающие процессы, происходящие в данном случае. Представьте решение каждого шага задачи с подробным объяснением.
2. В какое ядро превращается торий после трех последовательных α-распадов? Напишите реакции, описывающие процессы, происходящие в данном случае. Представьте решение каждого шага задачи с подробным объяснением.
Тимур
1. Чтобы найти значение связывающей энергии E₀ и массовый дефект ядра гелия-1, мы можем использовать формулу \(E = mc^2\), где \(E\) - энергия, \(m\) - масса, \(c\) - скорость света.
Для изначального ядра гелия-1 у нас есть:
Масса ядра гелия-1 (\(m_я\)) = 3,01602 а.е.м. (атомная единица массы)
Протонов (\(Z\)) = 2
Нейтронов (\(N\)) = 1
Масса протона (\(m_р\)) = 2 * 1,00728 а.е.м. = 2,01456 а.е.м.
Масса нейтрона (\(m_н\)) = 1 * 1,00866 а.е.м. = 1,00866 а.е.м.
Массовый дефект (\(Δm\)) вычисляется по формуле:
\[Δm = Z * m_р + N * m_н - m_я\]
\[Δm = 2 * 2,01456 + 1 * 1,00866 - 3,01602\]
\[Δm = 4,03312 + 1,00866 - 3,01602\]
\[Δm = 2,02576\]
Теперь, чтобы найти связывающую энергию (\(E_0\)), мы можем использовать формулу Эйнштейна:
\[E_0 = Δm * c^2\]
Где \(c\) - скорость света (\(3 * 10^8\) м/с).
\[E_0 = 2,02576 * (3 * 10^8)^2\]
\[E_0 = 2,02576 * 9 * 10^16\]
\[E_0 = 1,822184 * 10^{17} \, \text{Дж}\]
Таким образом, значение связывающей энергии \(E_0\) для ядра гелия-1 составляет \(1,822184 \times 10^{17}\) Дж.
2. Чтобы найти ядро, в которое переходит торий после трех последовательных α-распадов, нам необходимо представить последовательность реакций.
Сначала находим конечное ядро после первого α-распада:
Торий (Th) - начальное ядро
Радий (Ra) - ядро после первого α-распада
Реакция первого α-распада:
\[Th \to Ra + α\]
Затем находим конечное ядро после второго α-распада:
Радий (Ra) - начальное ядро после первого α-распада
Радон (Rn) - ядро после второго α-распада
Реакция второго α-распада:
\[Ra \to Rn + α\]
Наконец, находим конечное ядро после третьего α-распада:
Радон (Rn) - начальное ядро после второго α-распада
Полоний (Po) - ядро после третьего α-распада
Реакция третьего α-распада:
\[Rn \to Po + α\]
Таким образом, торий превращается в полоний после трех последовательных α-распадов, и реакции для каждого шага задачи выглядают следующим образом:
1) \(Th \to Ra + α\)
2) \(Ra \to Rn + α\)
3) \(Rn \to Po + α\)
Обратите внимание, что эти реакции описывают последовательность α-распадов, которая происходит в данном случае.
Для изначального ядра гелия-1 у нас есть:
Масса ядра гелия-1 (\(m_я\)) = 3,01602 а.е.м. (атомная единица массы)
Протонов (\(Z\)) = 2
Нейтронов (\(N\)) = 1
Масса протона (\(m_р\)) = 2 * 1,00728 а.е.м. = 2,01456 а.е.м.
Масса нейтрона (\(m_н\)) = 1 * 1,00866 а.е.м. = 1,00866 а.е.м.
Массовый дефект (\(Δm\)) вычисляется по формуле:
\[Δm = Z * m_р + N * m_н - m_я\]
\[Δm = 2 * 2,01456 + 1 * 1,00866 - 3,01602\]
\[Δm = 4,03312 + 1,00866 - 3,01602\]
\[Δm = 2,02576\]
Теперь, чтобы найти связывающую энергию (\(E_0\)), мы можем использовать формулу Эйнштейна:
\[E_0 = Δm * c^2\]
Где \(c\) - скорость света (\(3 * 10^8\) м/с).
\[E_0 = 2,02576 * (3 * 10^8)^2\]
\[E_0 = 2,02576 * 9 * 10^16\]
\[E_0 = 1,822184 * 10^{17} \, \text{Дж}\]
Таким образом, значение связывающей энергии \(E_0\) для ядра гелия-1 составляет \(1,822184 \times 10^{17}\) Дж.
2. Чтобы найти ядро, в которое переходит торий после трех последовательных α-распадов, нам необходимо представить последовательность реакций.
Сначала находим конечное ядро после первого α-распада:
Торий (Th) - начальное ядро
Радий (Ra) - ядро после первого α-распада
Реакция первого α-распада:
\[Th \to Ra + α\]
Затем находим конечное ядро после второго α-распада:
Радий (Ra) - начальное ядро после первого α-распада
Радон (Rn) - ядро после второго α-распада
Реакция второго α-распада:
\[Ra \to Rn + α\]
Наконец, находим конечное ядро после третьего α-распада:
Радон (Rn) - начальное ядро после второго α-распада
Полоний (Po) - ядро после третьего α-распада
Реакция третьего α-распада:
\[Rn \to Po + α\]
Таким образом, торий превращается в полоний после трех последовательных α-распадов, и реакции для каждого шага задачи выглядают следующим образом:
1) \(Th \to Ra + α\)
2) \(Ra \to Rn + α\)
3) \(Rn \to Po + α\)
Обратите внимание, что эти реакции описывают последовательность α-распадов, которая происходит в данном случае.
Знаешь ответ?