Расчет дефекта массы и энергии связи атомных ядер

 

Цель работы:

____________________________________________________________________________________________________________________________

Теория:

 

 

Дефект массы атомных ядер рассчитывают в а.е.м., а энергию связи – в МэВ, поэтому формула для расчета энергии связи принимает вид: ΔЕ=931·Δm.

 

Вопросы для закрепления:

1. Определить массу покоя протона в а.е.м., считая 1 а.е.м.= 1,66·10^-27 кг

___________________________________________________________________________________________________________________________

2. Определить массу покоя нейтрона в а.е.м.,считая 1 а.е.м.=1,66·10^-27 кг

____________________________________________________________________________________________________________________________

3. Как определяется число нуклонов, протонов и нейтронов в ядре?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Что нужно знать для расчета дефекта массы ядра?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Как определяется энергия связи атомных ядер?

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

Ход работы:

1. Определить дефект массы ядра атома лития в атомных единицах массы и килограммах.

Дано:               СИ                        Решение:

1.

2.

3.

Определить

 

2. Определить дефект массы ядра атома бора В¹⁰ в атомных единицах массы и энергетических единицах.

Дано:               СИ                        Решение:

1.

2.

3.

Определить

 

 

3. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома уран-238.

Дано:               Решение:

1.

2.

3.

Определить

 

 

4. Провести энергетический расчет ядерных реакций и ответить, в каких из них выделяется или поглощается энергия (см. табл.).

 

 

5. Определить энергию, выделенную при ядерной реак­ции (см. табл.)

 

Вывод:

В ходе работы я научилась (научился) измерять:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

определять:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Легче всего мне удалось:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наибольшее затруднение вызвали:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа над ошибками

Почему допущена ошибка?	Правильный ответ

Практическая работа № 12

Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Цель работы:

____________________________________________________________________________________________________________________________

Теория

В результате нецентрального (косого) соударения двух элементарных частиц каждая разлетается по траектории, выходя­щей из одной точки, поэтому образуется «вилка».

На рис. показана импульсная диаграмма такого взаимодей­ствия движущейся частицы (масса ее M, скорость движения до и после взаимодействия u и u₁) и неподвижной (масса ее т, скорость движения после взаимодействия и). θ — угол рассеяния; φ — угол отдачи; Mv и Mv ₁ — векторы импульсов налетающей частицы до и после взаимодействия; mu — вектор импульса неподвижной частицы после взаимодействия.

Энергия частиц до взаимодейст­вия Mv ²/2,    после взаимодействия Mv₁²/2 и ти²/2, поэтому в соответствии с законом сохранения энергии запишем уравнение

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследуя треки заряженных частиц по готовым фотографиям и используя формулу (5), можно решить ряд интересных задач.

Оборудование

1. Фотографии косых столкновений частиц.

2. Транспортир.

3. Линейка.

4. Тонко отточенный карандаш.

 

Ход работы:

 

На фотографии треков частиц в толстослойной эмульсии (рис.) след с — трек рассеянной частицы. Зная, что d — трек протона, определить неизвестную частицу.

 

1. Используя рис., продол­жить трек нале­тающей частицы.

2. Начертить прямолинейные участки треков взаимодейству­ющих частиц, сохранив углы рассеяния θ и отдачи φ. Отметить эти углы.

3. Записать массу т известной частицы в а.е.м. и, используя формулу (5), вычислить массу М рассеянной частицы.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Зная М, используя таблицу «Периодическая система элемен­тов», определить, ядром какого атома является рассеянная части­ца. Назовите эту частицу.

5. Результаты измерений, вычислений записать в табл.

 

6. Исследование повторить (п. 1—6) для решения задачи II.

По фотографии треков частиц (рис.) указать, ядру какого атома принадлежит след а, если след b — трек рассеянного про­тона.

1. Используя рис., продол­жить трек нале­тающей частицы.

2. Начертить прямолинейные участки треков взаимодейству­ющих частиц, сохранив углы рассеяния θ и отдачи φ. Отметить эти углы.

3. Записать массу т известной частицы в а.е.м. и, используя формулу (5), вычислить массу М рассеянной частицы.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Зная М, используя таблицу «Периодическая система элемен­тов», определить, ядром какого атома является рассеянная части­ца. Назовите эту частицу.

5. Результаты измерений, вычислений записать в табл.

Контрольные вопросы.

1. Назовите формулу кинетической энергии частиц; сформулируйте закон сохранения энергии.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что вам известно о про­тоне, α-частице?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Дайте определение атомной единицы массы. Укажите ее соотношение с килограммом.

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Как узнать, ядро какого атома при­обретает большую кинетическую энергию после столкновения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. На рис. показан фотоснимок столкновения α-частицы с атомом кисло­рода в камере Вильсона. Какой трек в «вилке» представляет собой трек ядра кислорода и какой трек α-частицы? По­чему?

_____________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Вывод:

 

определять:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Легче всего мне удалось:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наибольшее затруднение вызвали:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа над ошибками

Почему допущена ошибка?	Правильный ответ

 

 

Орловский базовый медицинский колледж

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ч. 2

ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

ЗАНЯТИЯ ПО ФИЗИКЕ

ДЛЯ ССУЗов

 

 

Автор-составитель: Л.Е.Горелова

Компьютерная верстка: О.Е.Меркулова