Энергия связи, дефект масс
Как уже отмечалось, масса m тела, рассматриваемого как точечная частица,
пропорциональна энергии покоя частицы:
В нерелятивистской физике масса составной системы равна сумме масс частиц,
входящих в систему. В релятивистской физике это не так.
Рассмотрим вначале две невзаимодействующие частицы, с массами m1 , m2.
Энергия и импульс этой системы по определению E + E1 +E2,  = 1 + 2.
В соответствии с формулой (16) найдем инвариантную массу составной
системы
|
m c2 = (E1 + E2)2 - ( |
®
p
|
1
|
+ |
®
p
|
2
|
)2 c2. |
| (23) |
Рассмотрим, далее, систему из двух взаимодействующих частиц, например,
атом водорода.
В системе покоя атома сумма импульсов протона и электрона, входящих в состав
атома, равна нулю. Энергия покоя атома m c2 = E1 + E2 +U, где Ei = mi c2 + Ti, U - потенциальная энергия
взаимодействия.
Следовательно,
Постоянная величина
называется энергией связи. Ее расчет для конкретных систем - одна
из важнейших задач теоретической физики.
Разность масс
называется дефектом масс.
В основном состоянии атома водорода Eсв = 13,6эВ,
(1эВ = 1,6·10-19 Дж.)
Dm = - 2,34·10-35кг. Относительный дефект масс атома водорода
|Dm|/m = 1,45·10-8. Дефекты масс относительно велики и
доступны точному измерению у атомных ядер. Например, у ядра 5626Fe
относительный дефект масс |Dm|/m = 9,7·10-3.
|
