Номер 7, страница 251 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

7. Применима ли формула Эйнштейна $E = mc^2$:

а) к делению ядер;

б) к ядерному синтезу;

в) к ядерным реакциям?

Формула Эйнштейна $E = mc^2$ является фундаментальным принципом, устанавливающим эквивалентность массы и энергии. В ядерной физике для расчета энергетического выхода реакций используется ее следствие: $\Delta E = \Delta m c^2$, где $\Delta E$ — это выделившаяся или поглощенная энергия, а $\Delta m$ — так называемый дефект массы, то есть разница между суммарной массой частиц до реакции и после нее.

а) к делению ядер

Деление ядер — это процесс распада тяжелого атомного ядра на два (реже три) более легких ядра, называемых осколками деления. При этом также испускаются другие частицы, например, нейтроны. Измерения показывают, что суммарная масса покоя продуктов деления (осколков и нейтронов) всегда меньше массы покоя исходного тяжелого ядра. Эта разница масс (дефект массы $\Delta m$) в соответствии с формулой Эйнштейна переходит в огромную кинетическую энергию продуктов реакции, то есть выделяется в виде энергии. Именно эта энергия используется в ядерных реакторах и атомном оружии. Таким образом, формула $E = mc^2$ напрямую описывает и позволяет рассчитать энергетический выход реакции деления.
Ответ: Да, применима.

б) к ядерному синтезу

Ядерный синтез — это процесс слияния двух или более легких атомных ядер с образованием одного более тяжелого ядра. Аналогично процессу деления, масса образовавшегося в результате синтеза ядра оказывается меньше, чем суммарная масса исходных легких ядер. Этот дефект массы $\Delta m$ преобразуется в энергию $\Delta E = \Delta m c^2$, которая выделяется в виде кинетической энергии продуктов синтеза и излучения. Реакции ядерного синтеза являются источником энергии звезд, в том числе и нашего Солнца. Формула Эйнштейна является ключевой для понимания и расчета этого процесса.
Ответ: Да, применима.

в) к ядерным реакциям

Ядерные реакции — это общее название для всех процессов, в ходе которых происходит изменение состава и строения атомных ядер. К ним относятся не только деление и синтез, но и различные виды радиоактивного распада (альфа-, бета-распад), а также реакции, вызываемые столкновением ядер с элементарными частицами. Во всех без исключения ядерных реакциях наблюдается изменение суммарной массы покоя участвующих частиц. Энергетический выход любой ядерной реакции (количество выделившейся или поглощенной энергии) определяется именно этим изменением массы в полном соответствии с уравнением $\Delta E = \Delta m c^2$. Поэтому формула Эйнштейна является универсальным законом, применимым ко всем видам ядерных реакций.
Ответ: Да, применима.