Question

4．取质子的质量m_p=1.6726×10^-27kg，中子的质量m_n=1.6749×10^-27kg，α粒子的质量m_α=6.6467×10^-27kg，光速c=3.0×10⁸m/s，请计算α粒子的结合能．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 组成α粒子的核子与α粒子的质量差即为两个质子和两个中子结合成一个α粒子时损失的质量，有质能方程代入数据即可得知α粒子的结合能．

解答 解：组成α粒子的核子与α粒子的质量差为：
△m=（2m_p+2m_n）-m_α
所以结合能为：△E=△mc²
代入数据解得：△E=4.3×10^-12J
答：α粒子的结合能为4.3×10^-12J

点评 核子结合成原子核时，有质量亏损，根据爱因斯坦的质能联系方程，必然放出相应的能量△E=△mc²，这个能量叫做原子核的结合能．显然，如果要把原子核分开成核子，必须给以同样的能量．
核子组成不同的原子核时，放出的结合能的大小也不相同．结合能除以核子数就得到核子的平均结合能，其意义是：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能．它也等于把原子核拆散成核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量．