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1、第14點 對質(zhì)量虧損的三個誤解
誤解一 質(zhì)量虧損是核子個數(shù)減少
核反應(yīng)過程遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,故核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損現(xiàn)象時,核子個數(shù)不發(fā)生變化.
誤解二 質(zhì)量虧損是質(zhì)量消失
按相對論,物體的質(zhì)量是與速度有關(guān)的量,當(dāng)物體的速度越大時,物體的質(zhì)量越大.物體運動時的運動質(zhì)量與物體靜止時的靜止質(zhì)量間存在一定關(guān)系.當(dāng)物體以遠小于光速運動時,質(zhì)量的這一變化很不明顯.平時所說的質(zhì)子、中子、原子核的質(zhì)量都是指靜質(zhì)量.質(zhì)量虧損,是靜質(zhì)量發(fā)生了變化.如一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核的這一過程中,2.22 MeV的能量是以輻射光子形式放出的,光子的靜質(zhì)量為零,但這個光子的運動質(zhì)量為.由此可見,當(dāng)計算出
2、光子的質(zhì)量后,雖說反應(yīng)前后發(fā)生了質(zhì)量虧損,這部分虧損恰好與光子的運動質(zhì)量是相同的,反應(yīng)前后的質(zhì)量仍是守恒量,質(zhì)量虧損并非這部分質(zhì)量消失.
誤解三 質(zhì)量虧損是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量
質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量減少了,減少的靜質(zhì)量Δm所具有的總能量ΔE=Δmc2,并不是質(zhì)量Δm轉(zhuǎn)化成了Δmc2的能量.
對點例題 對公式ΔE=Δmc2,下列說法中正確的是( )
A.能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量
B.質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量
C.能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的
D.在核反應(yīng)中,能量與質(zhì)量都不守恒
解題指導(dǎo) ΔE=Δmc2只說明質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象間的聯(lián)系,并不說明物體的質(zhì)量和能量之間存在著相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
3、,故A、B錯誤,C正確.我們都知道,在核反應(yīng)中,能量和質(zhì)量并不違背守恒定律,故D錯誤.
答案 C
特別提醒 質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量減少,動質(zhì)量增加,但總質(zhì)量不變,且能量也仍然守恒.
已知氘核的質(zhì)量mD=3.344 6×10-27 kg.如果用入射光子照射氘核使其分為質(zhì)子和中子,質(zhì)子質(zhì)量mp=1.672 6×10-27 kg,中子質(zhì)量mn=1.674 9×10-27 kg.求入射光子的頻率.
答案 3.94×1020 Hz
解析 氘核分解為質(zhì)子和中子,增加的質(zhì)量為
Δm=mp+mn-mD
=(1.672 6+1.674 9-3.344 6)×10-27 kg
=0.002 9×10-27 kg.
吸收γ光子的能量為
E=Δmc2=0.002 9×10-27×(3×108)2 J=2.61×10-13 J.
由公式E=hν知,入射光子的頻率為
ν==Hz=3.94×1020 Hz.