Question

高1年

化学かはわかりませんが、緊急質問お願いします！ 質量とエネルギーの問題についてです。(アインシュタインの理論？)
[問題]
ヘリウム核は、2個の陽子と2個の中性子から構成されている。このヘリウム原子核の質量欠損[u]および核子１個当たりの結合エネルギーは何MeVか、また何Jになるかを求めよ。ただし、ヘリウム原子核の質量は4.002uである。

これって
U＝mc2≒931a[MeV]で求めるのですか？
詳しく回答お願いします！下の画像は答えです。答えを見てもいみがわかりません

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

パトリシア苑子

アインシュタインによると、
核子が何らかの方法で結合し原子核が形成されると質量欠損が起こり、E=mc^2を満たすエネルギーEが放出されます
このEを結合エネルギーと呼びます

ここでのmは質量欠損ですが、kgでは値が小さすぎて分かりづらいので質量単位[u]ユニットという物理量を定義します
1u=1.66×10^-27[kg]です

さらに光速c=3.00×10^8[m/s]を使って1uの質量欠損によるエネルギーを計算すると
E=1.49×10^-10[j]となります
これも値が小さすぎるので、我々は新しいエネルギー単位[eV]エレクトロンボルト
を定義しました
これだと小さすぎるので実際は、
[MeV]メガエレクトロンボルトという単位を使います
すると1MeV=1.6×10^-13j
になるので、これを用いて先ほどのEを表すと
E=931.25MeVとなり、
有効数字から931MeVくらいとなります
長々と書きましたが、結局言いたいのは、
一質量単位の質量欠損が931MeVのエネルギーに変化するという事です(公式で覚えましょう)

これを踏まえて本問をみると、0.030uの質量欠損による核子一個あたりの結合エネルギーが聞かれているので、核子4個が結合している事に注意すると、
求めるエネルギーは
931×0.030÷4という計算式になります

高1年

ありがとうございます！！