Defectul maselor, unde se desfășoară masa de discuții (f)

Defectul de masă este diferența dintre masa de odihnă a nucleului atomic al unui izotop dat, exprimată în unități de masă atomică, și suma masei de odihnă a nucleonilor constituenți

Și unde merge masa?

În explicație, se presupune că particulele sunt imobiliare, dacă nu se specifică altfel.

O particulă de masă care nu interacționează cu câmpurile sau alte particule are o energie totală, numită energie de odihnă în acest caz. Un sistem de două particule neinteraționale are o energie totală (în acest caz coincide și cu energia de odihnă), din cauza aditivității energiei. De aceea, în acest caz, masa unui sistem de două particule este egală, adică suma masei particulelor.

Cu toate acestea, dacă aceste particule interacționează una cu cealaltă și energia de interacțiune este egală, energia totală a sistemului este egală cu, iar masa sistemului nu este egală cu suma masei particulelor :. După cum se poate vedea, energia este aditivă în cazul general, dar masa nu este.

Această concluzie mecanica relativistă este semnificativ diferită de cea în mecanica clasică postulează, cu toate acestea, la scară macroscopică la viteze / energii joase distincție este invizibil în experiment, dacă nu întrebați despre natura energiei reacțiilor chimice.

Deci, avem în vedere un sistem de nucleoni de energie care interacționează fiecare. Permiteți ca, în urma unui proces, sistemul să "se desprindă" în părți și interacțiunea a încetat, ceea ce este echivalent. Dacă acum comparăm masa sistemului cu suma masei nucleonilor individuali, vedem că, așa cum sa spus mai devreme, nu se observă aditivitatea de masă, diferența în masa sistemului și în suma masei nucleonilor individuali este

Cu toate acestea, întrebarea „ce a devenit din masa“ este logic doar din punctul de vedere al mecanicii clasice, care are ca postulat al legii conservării masei. Dar descrierea acestor procese este dincolo de domeniul de aplicabilitate al mecanicii clasice, astfel încât se aplică această situație, întrebarea este incorectă, iar termenul „defect de masă“ - un tribut adus tradiției istorice, situație, atunci când fizicienii obișnuiți cu concluziile mecanicii clasice, se confruntă cu o extincție în masă aparentă.

În plus. Întrebați corect întrebarea "și unde merge energia" - la urma urmei, energia sistemului înainte de "distrugerea" lui nu este egală cu suma energiilor de odihnă ale celor două componente ale sistemului după distrugerea lui:. Răspunsul este foarte simplu: partea lipsă ca rezultat al procesului de descompunere a sistemului sa transformat în energia cinetică a nucleonilor - fostele componente ale sistemului. Prin urmare, ecuația balanței energetice ar trebui să fie scrisă după cum urmează (energia cinetică a fiecărui nucleon după decăderea sistemului):

Pentru a se potrivi mai bine situația reală, trebuie remarcat faptul că într-un sistem real constând în doi nucleoni - nucleul deuteriului - nucleonii interacționează cu o energie mai mică decât zero. Prin urmare, dezintegrarea spontană a nucleului este puțin probabilă și, în anumite condiții, are loc procesul invers - fuziunea a doi nucleoni în nucleul deuteriului. În această energie de repaus este mai mică decât energia inițială și energia cinetică în exces este transformată în miez format, și este o sursă de energie, având ca rezultat reacții termonucleare (mai precis, reacțiile fuziunii nucleare).

După cum sa menționat mai sus, după terminarea componentelor sistemului de interacțiune fiecare parte începe să se miște (în CMS), astfel încât energia totală a fiecărui „fosta“ parte nu este egal cu energia sa de repaus, dar mai mult pe cantitatea de energie cinetică. Dacă luăm în considerare în continuare sistemul a fost ținut două părți care nu interacționează, se dovedește că energia internă a unui sistem nu constă din suma energiei restul pieselor, plus energia de interacțiune, iar suma energiei restul pieselor, plus energia mișcării interne a pieselor. Cu toate acestea, examinarea sistemului în ansamblu va duce la concluzia că masa unui astfel de sistem este în continuare aceeași:

deoarece prin legea conservării energiei

Dar această concluzie ar putea fi atinsă cu ușurință dacă ne reamintim că un sistem izolat își păstrează energia și impulsul, ce s-ar fi întâmplat în interiorul acestuia. Din conservarea impulsului rezultă că centrul de masă al sistemului după terminarea interacțiunii părților nu-și schimbă mișcarea, deci atât înainte, cât și după "decădere" centrul sistemului de masă este același. Dacă da, atunci energia din sistemul de masă centrală nu se va schimba în timpul decăderii. Și energia din centrul sistemului de masă este o energie de odihnă proporțională cu masa sistemului. Aceasta implică afirmația

Luați în considerare un sistem închis înainte de reacția de fuziune nucleară și după. Veți vedea că masa acestui sistem nu se schimbă.

PapaKarlo a răspuns la această întrebare.

În această energie de repaus este mai mică decât energia inițială și energia cinetică în exces este transformată în miez format, și este o sursă de energie, având ca rezultat reacții termonucleare (mai precis, reacțiile fuziunii nucleare).

Aici ați văzut în mod evident o greșeală. Excesul de energie nu se poate transforma în energia cinetică a nucleului care se formează. Deoarece aceasta ar încălca legea conservării impulsului sau legea de conservare a momentului unghiular. Energia excesivă este îndepărtată de particule. Din câte îmi amintesc, în funcție de tipul de reacție, pot fi electroni, particule alfa, quanta gamma, diferite neutrinuri. Dar odată cu emisia unei astfel de particule, nucleul se formează și dobândește energie cinetică.

termenul "defect masiv" este doar un tribut adus tradiției istorice, o situație în care fizicienii, obișnuiți cu concluziile mecanicii clasice, se confruntă cu dispariția aparentă a masei.

Poate că acesta este unul dintre acele cazuri în care semnificația literală a cuvintelor care intră în termen nu reflectă esența.