Question

为确定爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc²的正确性，设计了如下实验：用动能为E₁＝0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E₂＝19.9 MeV.

（1）写出该核反应方程.

（2）通过计算说明ΔE＝Δmc²的正确性.

（计算时质子、α粒子和锂核Li的质量分别取：m_p＝1.0073 u，m_α＝4.0015 u和m_Li＝7.0160 u）.

Answer 1

解析：（1）核反应方程为：

Li+H→He+He.

（2）核反应的质量亏损：

Δm＝m_Li+m_p－2m_α＝7.0160 u+1.0073 u－2×4.0015 u＝0.0203 u

由质能方程可得，质量亏损相当的能量

ΔE＝Δm·c²＝0.0203×931.5 MeV＝18.9 MeV.

而系统增加的能量

ΔE′＝E₂－E₁＝19.3 MeV

这些能量正是核反应中核能转化来的，在误差允许的范围内可视为相等，所以ΔE＝Δmc²是正确的.