原子

【演習】質量とエネルギーの等価性

物理【原子】第14講『質量とエネルギーの等価性』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

質量とエネルギーの等価性20世紀を代表する物理学者,アインシュタイン 。彼の業績の中で最も有名な相対性理論が導く結果のひとつを紹介します。...
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問題

以下の各問において,電気素量を1.6✕10-19C,真空中の光の速さを3.0✕108m/sとする。

[Level.1]
3.0eVは何Jか。 また,15MeVは何Jか。

[Level.2]
質量8.0gをエネルギーに換算すると何Jになるか。

[Level.3]
重水素^{2}_{1}Hの原子核の質量は3.343✕10-27kgであり,陽子,中性子の質量はそれぞれ1.672✕10-27kg,1.675✕10-27kgである。 ^{2}_{1}{\rm H}の質量欠損は何kgか。 また,結合エネルギーは何MeVか。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
4.8✕10-19J,2.4✕10-12J

[Level.2]
7.2✕1014J

[Level.3]
4.0✕10-30kg,2.3MeV

(※ 解説は現在準備中。)