高校物理

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5分で解ける!結合エネルギーに関する問題

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この動画の問題と解説

練習

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高校物理 原子16 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業

重水素をばらばらにする核反応式は?

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重水素は質量数2、原子番号1なので、陽子1つと中性子1つで構成されていることが分かります。重水素に結合エネルギーEを与えて、核をばらばらにすると、陽子pが1つと中性子nが1つに分かれますね。

高校物理 原子16 練習 解答1−2行目 m1<m2まで

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反応前の質量をm1、反応後の質量をm2とすると、ばらばらの状態のm2の方が質量が大きくなります。

増加した質量をエネルギーに換算しよう

高校物理 原子16 練習 全部

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では、核をばらばらの核子にするための結合エネルギーEを求めていきます。エネルギーと質量の等価関係から、増加した質量が、結合エネルギーに相当しますね。

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反応前の質量m1 は、 重水素の質量2.0136[u] です。 反応後の質量m2 は、 陽子の質量1.0073[u]と中性子の質量1.0087[u]の和 となりますね。したがって、
m2-m1=0.0024[u]
質量欠損 となります。

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あとは、この質量欠損0.0024[u]をエネルギーに換算しましょう。 質量1[u]の増加が、9.3×102[MeV]の結合エネルギーに相当 ので、結合エネルギーE[MeV]は、
E=0.0024×9.3×102
として計算することができます。

答え
高校物理 原子16 練習 解答
結合エネルギー
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          原子核反応、質量とエネルギー

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