ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 61.2: Состав атомного ядра. Ядерные силы

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить определение массового числа и проанализировать структуру атомного ядра. Массовое число складывается из количества протонов и нейтронов. Далее нужно сопоставить эту величину с массой всего атома, выраженную в атомных единицах массы (а. е. м.), учитывая вклад электронов и дефект массы.

Вычисление и обоснование:

1. Определение массового числа (A).
Массовое число — это общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Если Z — зарядовое число (число протонов), а N — число нейтронов, то: A=Z+N Это целое число, так как частиц не может быть дробное количество.

2. Связь с массой атома в а. е. м.
Атомная единица массы определяется как 1/12 массы атома углерода-12. Масса протона и масса нейтрона очень близки к 1 а. е. м. (масса протона ≈1,0073 а. е. м., масса нейтрона ≈1,0087 а. е. м.).

Масса самого атома включает массу ядра и массу электронов. Однако масса электрона ничтожно мала по сравнению с массой нуклона (m_e≈1/1836m_p). Кроме того, при образовании ядра происходит выделение энергии связи, что приводит к «дефекту массы» — фактическая масса ядра меньше суммы масс отдельных нуклонов.

Несмотря на эти нюансы, для большинства задач школьного курса принимается следующее приближение: числовое значение массы атома в а. е. м. приблизительно равно его массовому числу .

Например, для кислорода-16 (168O):
Массовое число A=16.
Точная масса атома кислорода составляет примерно 15,9949 а. е. м.
Видно, что 15,9949≈16.

Проверка и вывод:

Таким образом, массовое число показывает количество частиц в ядре, а масса атома в а. е. м. показывает, во сколько раз масса этого атома больше одной двенадцатой массы атома углерода. Поскольку каждый нуклон имеет массу около 1 а. е. м., а вкладом электронов и дефектом массы в первом приближении можно пренебречь, эти две величины численно почти совпадают.