能用原子的质量代替原子核的质量吗 山东省莱山第一中学 林德君 人教版高中《物理》第三册(必修加选修)第72面中关于“质量亏损”的概念是这样定义的:组成原子核的质子与中子的质量之和与原子核质量的差叫做质量亏损。即质量亏损是指原子核的质量亏损而不是原子的质量亏损。而在课后第73面的习题(2)、(3)以及第78面的习题(3)中都是用原子的质量代替原子核的质量来计算质量亏损的,只是在第73面习题(3)中提到计算中可以用原子的质量代替原子核的质量,因为电子的质量可以在相减的过程中消去。而这三个题目中电子的质量都可以在相减中消去,在其他资料中许多题目也是这样处理的。 笔者认为教师在这里必须给学生讲清楚,如果计算质量亏损时用原子的质量减原子核(或核子)的质量时,电子质量在相减的过程中能消去,就可以用原子的质量代替原子核的质量;如果不能消去,就不能代替。当然,由于电子的质量很小,原子的质量与原子核的质量差别不大,如果题目说明了用原子的质量近似地代替原子核的质量,我们就不用考虑电子质量的影响。例如,有如下一道习题: 氦原子的质量为4.002 603 u,电子的质量为0.000 548 6u,质子的质量为1.007 276 u,中子的质量为1.008 665 u,则质子和中子结合成氦原子核时释放的能量为多少?(已知1u=931.5MeV,计算结果取三位有效数字。) 这道题有许多的学生得出错误的结果,解法如下: 中子和质子结合成氦原子核时的质量亏损为△m=2×(1.007 276 u+1.008 665 u)-4.002 603 u=0.029 279 u。根据爱因斯坦的质能方程,有 在本题中由于用原子的质量代替原子核的质量,所以造成结果错误。本题的正确解法是: 中子和质子结合成氦原子核时的质量亏损为△m=2×(1.007 276 u+1.008 665 u)-(4.002 603 u+2×0.000 548 6u)=0.028 181 8u,根据爱因斯坦的质能方程得 (责任编辑:admin) |