Дефект массы - Откуда масса теряется?

Будучи школьником, изучая масс-дефект, я задался следующей загадочной проблемой.

Мое предположение

  1. Точно так же, как масса автомобиля состоит из каждой его части (т.е. общая масса автомобиля будет равна массе кузова+двигателя и т.д.), я предполагаю, что масса ядра есть сумма масс частиц, ядро содержит, т.е.mass of nucleus =mass of protons +mass of neutrons

  2. Я предполагаю, что все протоны, нейтроны абсолютно одинаковы, у них (каждого вида) одинаковая масса

  3. Я предполагаю, что заряд протона распределен равномерно.

Подробности

Цитата из Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Binding_energy

Экспериментально установлено, что масса ядра меньше числа нуклонов, каждый из которых подсчитывается с массой 1 а.е.м. Эта разница называется избытком массы.

Таинственная проблема, с которой я столкнулся

Количество нейтронов или протонов в ядре атома не меняется. И моя идея заключалась в том, что, поскольку масса ядра равна общей массе протонов и нейтронов, если масса ядра должна измениться, то, что я могу думать о возможностях,

  1. Должно измениться либо число нейтронов, либо число протонов.
  2. Чтобы соответствовать второму предположению, некоторая часть массы каждого нейтрона и каждого протона уйдет (вероятно, в виде энергии), чтобы все протоны были одинаковыми и все нейтроны тоже были одинаковыми.

Первое возможное объяснение явно неверно, поскольку мы не видим никаких изменений в числе.

Второе возможное объяснение — просто «как причина ради причины», логически трудно убедить себя. Если бы это было правдой, то должно было бы быть много типов протонов и разных типов нейтронов (оба классифицируются в соответствии с их массой), что опять же неинтуитивно.

Вопрос

  • Каково возможное объяснение вопроса, откуда теряется масса?
  • Либо одно из моих предположений неверно (но разве мое предположение не просто логично?), либо должна быть какая-то другая причина, по которой масса может меняться (может быть, нам лучше определить, что такое масса ядра). В таком случае другой вопрос, Если мое предположение 1 неверно, Что составляет массу ядра?
  • Разве не существует что-то вроде стандартного протона или стандартного нейтрона (под стандартом я подразумеваю фиксированную массу, фиксированный заряд и т. д.)
  • По моему третьему предположению, если протон теряет часть массы, не должен ли он терять часть своего заряда. И предположим, мы забыли E=mc^2, не можем ли мы сказать, что разница в потенциальной энергии электрона-протона (поскольку она меняется при изменении заряда) является объяснением того, как ядро ​​получает энергию связи.
Правильно ли я перефразирую ваш вопрос следующим образом: если нуклоны теряют массу, когда связываются друг с другом (да, это так), то почему это не означает, что существует множество различных типов протонов и нейтронов, классифицируемых по их массе ?
Возможный дубликат: physics.stackexchange.com/q/47417/2451

Ответы (3)

Нуклон в ядерном контексте просто не совпадает с нуклоном в свободном контексте. Ни по массе, ни по форм-фактору. Эти поправки не известны во всех подробностях, но существуют их параметризации, которые используются в экспериментах по физике ядер и элементарных частиц. В моем диссертационном проекте мы использовали параметризацию де Фореста , популярную, но несколько устаревшую модель.

Интересный!. Тогда какова возможная причина, откуда ядро ​​получает энергию связи?
Два эффекта — изменение природы нуклона и связывание ядра — оба аспекта одной и той же физики, которая в основном связана с остаточным сильным ядерным взаимодействием.

Это потому, что масса объекта равна энергии, которой объект обладает в состоянии покоя. В соответствии с Е "=" м с 2 например, сжатая пружина имеет большую массу, чем несжатая, заряженная батарея имеет большую массу, чем незаряженная батарея, и т. д. Масса и энергия (покоя) не просто эквивалентны, это одно и то же. Энергия искривляет пространство-время, что вызывает гравитацию. Таким образом, каждая концентрация энергии (например, материи) будет обладать гравитацией. На самом деле более 98% массы атома приходится на энергию связи кварков, из которых состоят протоны и нейтроны. Более простой пример: если вы возьмете два магнита и соедините их вместе, их комбинация будет иметь меньшую массу, чем их сумма. Возникает дефект массы, как и при склеивании протонов и нейтронов. Однако в случае магнитов этот дефект массы очень мал. Трудно измерить. Но можно посчитать. Это энергия, высвобождаемая, когда магниты соединяются вместе, разделенная на с 2

Интересный!. Но не ответ на исходный вопрос. Если масса теряется, должны быть какие-то изменения в нейтронах протона и т. д. Но какие изменения происходят с протонами, разве не существует стандартного протона или нейтрона?
«Если вы возьмете два магнита и соедините их вместе, их комбинация будет иметь меньшую массу, чем их сумма». Я не могу просто поверить в это. И что вы подразумеваете под энергией, выделяемой магнитами?. Разве это не может быть другой природы?.
Протоны и нейтроны не меняются. Что меняется, так это их поля. Протоны имеют электрическое поле, и нейтроны, и протоны также имеют поле из-за ядерной силы. Поля обладают энергией и, следовательно, массой. Если вы уменьшите содержание энергии в этих полях, вы уменьшите массу. Частицы не должны изменяться, чтобы сделать это. То же самое происходит и с магнитами. Общая энергия, содержащаяся в магнитном поле, уменьшается, поэтому его масса уменьшается.
Свин-Паук, нуклоны меняются . Здесь важно то, что нуклоны не являются фундаментальными частицами: они составные. Мы можем измерить форм-фактор отдельных протонов в ядерном контексте, и он отличается от форм-фактора свободного протона. Теперь это эффект, который можно разумно определить как изменение остаточного сильного поля, но также правильно понимать его в терминах изменений самих частиц.

Ну, протоны и нейтроны просто теряют небольшое количество энергии, потому что это более низкое энергетическое состояние. Они теряют свою энергию и выделяют ее в виде гамма-излучения. Часть массы протонов и нейтронов преобразуется в энергию. Что ж, стандартный протон или нейтрон — это тот, который не находится в ядре и находится далеко от любого объекта. Также протон или нейтрон должны быть стационарными (в реальной жизни протон или нейтрон не могут быть стационарными из-за принципа неопределенности Гейзенберга) — это идеальный протон или нейтрон. Протон или нейтрон здесь как грубая масса 938 МэВ. Протон не теряет своего заряда, потому что в отличие от классической физики заряд является фундаментальным свойством этих частиц. Оно не зависит от его массы.

Дефект массы - Откуда масса теряется?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v