Дефект массы

Экспериментально установлено, что масса ядра всегда меньше суммарной массы составляющих его частиц. Причина состоит в том, что для разделения ядра, например, гелия на составляющие его два протона и два нейтрона, надо совершить работу против сил притяжения и увеличить энергию системы частиц на DE. Это увеличение можно назвать энергией связи ядра. По закону эквивалентности массы и энергии, увеличение должно сопровождаться увеличением массы:
DE=Dmc2. (4)
В результате разобранное ядро тяжелее ядра в сборке на Dm. Это и есть дефект массы. Энергию связи можно узнавать из измерений масс ядер.

Задача 3. Рассчитайте энергию связи ядра изотопа лития , если его масса 6,01513 а.е.м. Масса протона 1,00728 а.е.м, масса нейтрона 1,00866 а.е.м., 1 а.е.м.=1,66057×10-27кг.

Массы изотопов измеряют в устройствах, называемых масс-спектрографами. Принцип действия масс-спектрографа таков: Исследуемые изотопы ионизируют и разгоняют до некоторого значения кинетической энергии. Затем пучок разогнанных ионов направляют в магнитное поле. В магнитном поле ионы движутся по окружности. По радиусу окружности определяют массу иона. Схема устройства масс-спектрографа показана на рисунке.

Задача 4. Однозарядные ионы изотопа цезия с массой 133 а.е.м. разгоняются разностью потенциалов 2000 В и движутся в однородном магнитном поле масс-спектрографа. Определите радиус окружности, по которой движутся ионы, если индукция магнитного поля 0,25 Тл.

Задача 5. В масс-спектрографе с индукцией магнитного поля 0,25 Тл в электрическом поле разностью потенциалов 2000 В разгоняются однозарядные ионы изотопов калия с массовыми числами 39 и 41. На каком расстоянии друг от друга будут находиться на фотопластинке образованные ими линии спектра?