Page 139 - physics6

126 บทที่ 20 | ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค ฟิสิกส์ เล่ม 6 ฟิสิกส์ เล่ม 6 127

เฉลยแบบฝึกหัด 20.1

คำาถามต่อไปนี้ กำาหนดให้
-27
- มวล 1 u เท่ากับ 1.66 × 10 กิโลกรัม ซึ่ง เทียบเท่ากับพลังงาน 931.5 MeV
-19
- พลังงาน 1 อิเล็กตรอนโวลต์ เท่ากับ 1.66 × 10 จูล
- มวลของโปรตอนเท่ากับ 1.007276 u มวลของนิวตรอนเท่ากับ 1.008665 u
และ มวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ 0.000549 u
238
1. กำาหนดมวลอะตอมของยูเรเนียม -238 ( 92 U) เท่ากับ 238.050788 u จงหาปริมาณต่อไปนี้
(คำาตอบเป็นตัวเลขทศนิยม 6 ตำาแหน่ง)
238
ก. ส่วนพร่องมวลของ 92 U
238
ข. พลังงานยึดเหนี่ยวของ 92 U
238
ค. พลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนของ 92 U
วิธีทำา ก. อะตอมของยูเรเนียม-238 ประกอบด้วยโปรตอน 92 โปรตอน
นิวตรอน 146 นิวตรอน และ อิเล็กตรอน 92 อิเล็กตรอน
238
มวลรวมขององค์ประกอบของอะตอม 92 U
= 92m + 146m + 92m
p n e
= 92(1.007276 u) + 146(1.008665 u) + 92(0.000549 u)
= 239.984990 u

หาส่วนพร่องมวล (Δm) จากผลต่างระหว่างมวลรวมขององค์ประกอบของอะตอม
กับมวลอะตอม ดังนี้
238 238
Δm = มวลรวมขององค์ประกอบอะตอม 92 U − มวลอะตอม 92 U
= 239.984990 u – 238.050788 u
= 1.934202 u
-27
= (1.934202 u)(1.66 × 10 kg/u)
-27
= 3.210775 × 10 kg
ข. หาพลังงานยึดเหนี่ยวที่เทียบเท่ากับส่วนพร่องมวลโดยใช้สมการ

E = Δm(931.5 MeV/u)
แทนค่า จะได้
E = (1.934202 u)(931.5 MeV/u)
= 1801.709 MeV

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี