在這個話題中其實有兩個問題,因為我們需要了解損失的這些質量去哪里了,、?然后還要搞清楚這些質量來自哪里?為什么要倒過來說,因為根據現(xiàn)象尋找本質是我們科學的學習方法,咱不妨來了解下! 一、核聚變中,虧損的質量去哪了? 也許這個問題比較容易回答,因為愛因斯坦在1905年狹義相對論中的質能方程清楚的告訴了我們E=MC^2,損失的質量徹底轉換成了能量!這是原子核中所釋放的,人類最為向往的“無限能源”! 太陽內核正在發(fā)生的核聚變反應! 第一階段反應是:1H+1H→2D+e(+)+v,ΔE=1.442MeV,Q(v)=0.265MeV; 第二階段反應是:2D+1H→3He+γ,ΔE=5.494MeV 第三階段反應是:3H3He+3He→4He+2H,ΔE=12.860MeV 我們撇開太陽內部從氕到氦2,然后又衰變?yōu)殡说木徛^程,直接從氘元聚變成氦3比較容易理解,因為此時將會發(fā)生明顯的質子聚變的過程 2D+1H→3He 一個質子+一個中子的氘和一個質子的氕聚變成了2個質子+一個質子的氦3 在整個過程中,質子數(shù)兩沒有改變,中子的數(shù)量也沒有改變,那么為什么會出現(xiàn)質量虧損? 原子核的質量總是小于組成它的質子的質量之和,兩者的質量差我們稱之為質量虧損!任何粒子的結合都伴隨著質量虧損,唯一的區(qū)別就是大小差異!比如一個電子和質子結合成氕時,質量僅有13.6eV/c^2!幾乎被忽略不計! 二、虧損的質量源自哪里? 這可能是很多話題中沒有交代清楚的,總質量減少,但分配的質子與中子又不變,這是一個腦筋急轉彎嗎?其實并不是! 虧損的質量我們需要從夸克中需尋找答案!輕夸克的質量極小,甚至都可以忽略,但中子和質子是由輕夸克組成的質子和中子質量卻很大,這表明夸克之間的超強相互作用力已經在質子和中子的質量上體現(xiàn)出來了,因此質子與中子結合成原子核時,所虧損的部分質量就來自于夸克間的相互作用能的減少,因此總的質量將體現(xiàn)在原子核的總質量變化上! |
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