Як вимірюють енергію зв’язку
Тепер природно виникає питання, як же вдається-ся визначити енергію зв'язку ядра?
Для цього існує кілька способів. Однак, лише один з цих способів є основним і ис - 38
Користується в більшості випадків. Спосіб цей осно-ван на законі еквівалентності маси і енергії, уста-новлення знаменитим фізиком Ейнштейном ще в 1905 р
До Ейнштейна вважали, що існують два различ-них закону збереження: закон збереження маси, або речовини, і закон збереження енергії.
Перший з цих законів полягає в тому, що маса даної речовини або декількох речовин залишається незмінною. Іншими словами, маса тіла не змінюється ні при хімічних реакціях, ні при нагріванні і ох-лажденіі, ні при будь-яких інших звичайних воздей-наслідком. При цьому замість маси можна говорити про ве-се, так як обидві ці величини пропорційні один одному. (А при відповідному виборі одиниць вимірювань-ня маса і всі тіла навіть чисельно збігаються.)
Закон збереження енергії полягає у твердженні, що енергія не з'являється і не зникає. Енергія мо-же лише переходити з однієї форми в іншу.
І ось Ейнштейн встановив, що закон збереження маси речовини і закон збереження енергії насправді пов'язані один з одним. Маса і енергія оказа-лись еквівалентними. Це означає, що якщо повідомити тілу енергію, то його маса або вага зростуть. І, на-оборот, віднявши енергію, ми зменшуємо масу і вага тіла. Однак, навіть досить велика зміна енергії при-водить лише до незначного зміни маси. Справа в тому, що маса дорівнює енергії, поділеній на величезну величину - на квадрат швидкості світла:
Маса (швидкість светар '
Якщо міряти масу в грамах, довжину в сантиметрах і час в секундах, то енергія вимірюється в особливих одиницях, званих ергамі. Для прикладу вкажемо, що кінетична енергія кульки з масою в 1 грам, що рухається зі швидкістю в 2 сантиметри в секунду, дорівнює двом ергам. Швидкість же світла в цій же си-стем одиниць становить 30 000 000 000 см [сек.
Зустрічається в звичайному житті змін енер-гии відповідає лише зовсім незначна зраді
Ня маси. Наприклад, якщо ми нагріємо тонну води на сто градусів, то маса води збільшиться лише на 200Ж частина грама.
Тому при звичайних хімічних і фізичних процесах маса і енергія практично зберігаються окремо.
Якщо ж зміни енергії досить великі, то те, що відбувається в результаті цього збільшення або змен-шення маси можна помітити. З таким випадком якраз ми і зустрічаємося в атомному ядрі. При з'єднанні протонів і нейтронів в якесь ядро виділяється енергія зв'язку, тому маса або вага ядра повинні бути менше суми мас усіх, хто входив до його складу протонів і нейтронів. Зміна маси (ваги), з-гласно закону еквівалентності маси і енергії, повинна дорівнювати енергії зв'язку, поділеній на квадрат швидкості світла. Тому, визначаючи з великою точністю вага (масу) атомного ядра, ми можемо дізнатися його енергію зв'язку.
В даний час фізики вміють визначати вагу ядер з великою точністю. Про те, як це робиться, ми говорити тут не можемо за відсутністю місця. Зазначимо лише, що вимір терезів ядер показало, що ці ваги дійсно відрізняються від суми ваг протонів і нейтронів, що входять до складу ядра.
Основний метод визначення енергії зв'язку і осно-ван на точному вимірі ваги ядра.
Існування енергії зв'язку призводить до того, що ваги ядер не було подібне в точності цілих числах (якщо за одиницю прийняти вага атома водню). Тому, ко-ли ми говоримо, наприклад, про (урані) ^, то число 238 є лише тим цілим числом, яке найближче до істинного вазі ядра урану.