Энергия связи, преобразованная в кинетическую энергию/потерю массы

Мой конкретный вопрос касается ядерного деления, но относится и к другим ядерным процессам.

Я понимаю, что при ядерном делении два ядра-фрагмента имеют более высокую энергию связи на нуклон, и, следовательно, энергия связи продуктов больше, чем у реагентов. Я также понимаю, что увеличение энергии связи означает, что нуклоны теряют энергию, а эта потеря энергии, в свою очередь, вызывает уменьшение массы, т. е. масса продуктов < массы реагентов.

Однако во многих источниках утверждается, что эта энергия, высвобождаемая в процессе деления, преобразуется в кинетическую энергию продуктов (двух осколочных ядер и нейтронов).

Если это так, то, конечно, увеличение кинетической энергии, в свою очередь, вызывает и увеличение массы продуктов, и поэтому, если вся энергия связи превращается в кинетическую энергию, то не должно быть потери массы.

Единственное объяснение, которое я могу придумать, состоит в том, что не вся энергия связи преобразуется в кинетическую энергию продуктов, а часть просто высвобождается (возможно, в виде фотонов?), что означает чистое уменьшение массы.

В любом случае, я не понимаю, почему в моем учебнике говорится, что увеличение энергии связи = разность масс * c^2, если продукты получают кинетическую энергию от этой энергии связи.

Любая помощь приветствуется!

«[...]тогда увеличение кинетической энергии, в свою очередь, вызывает увеличение массы продуктов[...]» - почему? Кинетическая энергия не влияет на массу покоя системы, что мы обычно и имеем в виду, когда говорим «масса».
@ACuriousMind Хорошо. Не могли бы вы увидеть, правильно ли я понимаю это? Когда образуется ядро ​​и нуклоны теряют ядерную потенциальную энергию, это приводит к тому, что масса ядра становится меньше массы разделенных составляющих. Когда происходит деление, общая энергия связи увеличивается, поэтому масса REST продуктов уменьшается на величину (изменение энергии связи)/c^2. Затем продукты приобретают кинетическую энергию, равную изменению энергии связи. Это увеличивает их релятивистскую массу на величину, равную энергии связи/c^2, но их масса покоя остается неизменной .................
........... Так что теперь релятивистская масса продуктов = масса покоя реагентов, но масса покоя продуктов меньше реагентов.

Ответы (1)

В общем случае если осколки ядер и альфа-частиц движутся со скоростями намного меньшими скорости света, то релятивистские эффекты не проявляются.

Некоторые бета-частицы могут двигаться со скоростью, близкой к скорости света, и эксперименты Кауфмана-Бухерера-Неймана были первыми, в которых исследовалось увеличение кажущейся массы очень быстро движущихся бета-частиц.
На самом деле они измерили отношение заряда к массе и обнаружили, что удельный заряд бета-частиц уменьшается по мере увеличения скорости бета-частиц, как показано на графике ниже.

введите описание изображения здесь

Количество энергии, связанное с этим изменением бета-частицы, намного меньше, чем энергия связи, высвобождаемая при распаде.

Поэтому я был бы прав, если бы сказал, что масса покоя продуктов меньше массы реагентов на величину = разность энергий связи/c^2. Эта энергия связи высвобождается в виде кинетической энергии продуктов. Следовательно, релятивистская масса увеличивается на величину, равную кинетической энергии/c^2. Таким образом, масса покоя продуктов < реагентов, но релятивистская масса продуктов = масса покоя реагентов.
масса реагентов = масса горячих продуктов. масса горячих продуктов - масса холодных продуктов = дефект массы. Видите ли, если есть более одной частицы, то не очень неправильно будет сказать, что есть какое-то количество какого-то газа, который имеет какую-то температуру.
«На самом деле они измерили отношение заряда к массе и обнаружили, что удельный заряд бета-частиц уменьшается по мере увеличения скорости бета-частиц» . энергия и импульс, отклоненные от ньютоновского значения, имеют то преимущество, что они верны в любом релятивистском построении, в то время как историческое зависит от того, используете ли вы «массу» для обозначения γ м .
@dmckee Первое предложение статьи в Википедии: «Эксперименты KBN измеряли зависимость инерционной массы (или импульса) объекта от его скорости». Верна ли ссылка на инертную массу?
@dmckee С вашего разрешения я хотел бы включить ваш комментарий в свой ответ.
«Правильна ли ссылка на инерционную массу?» Да конкретно и нет вообще. Частица в относительном движении со скоростью в будет измеряться инерция γ ( в ) м если сила приложена поперек направления относительного движения (как в случае с силами Лоренца), значит, в данном случае она верна. Но если бы вы приложили силу вдоль направления относительного движения, вы бы измерили инерцию γ 3 м , поэтому трактовать или называть «релятивистскую массу» инерцией частицы в целом неправильно. (Ищите «поперечная масса» вместо «продольная масса».)
Энергия связи, преобразованная в кинетическую энергию/потерю массы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v