ડ્યુટેરોન એ ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનનું બંધિત અવસ્થા છે જેની બંધન ઉર્જા $B = 2.2 \, MeV$ છે. $E$ ઉર્જા ધરાવતા $\gamma$-કિરણને ડ્યુટેરોન ન્યુક્લિયસ પર આપાત કરવામાં આવે છે જેથી તેને (ન્યુટ્રોન + પ્રોટોન) માં તોડી શકાય,જેથી $n$ અને $p$ આપાત $\gamma$-કિરણની દિશામાં ગતિ કરે. જો $E = B$ હોય,તો દર્શાવો કે આ શક્ય નથી. તેથી,આ પ્રક્રિયા થવા માટે $E$ એ $B$ કરતા કેટલું વધારે હોવું જોઈએ તેની ગણતરી કરો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(D) ધારો કે ડ્યુટેરોન ન્યુક્લિયસ સ્થિર છે. જ્યારે $E$ ઉર્જાનું $\gamma$-કિરણ તેના પર આપાત થાય છે,ત્યારે ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $E = B + K_p + K_n$,જ્યાં $K_p$ અને $K_n$ એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની ગતિ ઉર્જા છે.
રેખીય વેગમાનના સંરક્ષણ મુજબ,ફોટોનનું વેગમાન પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના વેગમાનના સરવાળા જેટલું હોવું જોઈએ: $p_{\gamma} = p_p + p_n$. ફોટોનનું વેગમાન $p_{\gamma} = E/c$ હોવાથી,$p_p + p_n = E/c$ મળે છે.
જો $E = B$ હોય,તો $K_p + K_n = 0$ થાય. ગતિ ઉર્જા ઋણ હોઈ શકતી નથી,તેથી $K_p = 0$ અને $K_n = 0$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $p_p = 0$ અને $p_n = 0$. જોકે,આ વેગમાન સંરક્ષણના સમીકરણ $p_p + p_n = E/c$ સાથે વિરોધાભાસ ધરાવે છે,કારણ કે $E/c \neq 0$. આમ,$E = B$ શક્ય નથી.
આ પ્રક્રિયા થવા માટે,$E > B$ હોવું જોઈએ. ધારો કે $E = B + \Delta E$. ગતિ ઉર્જા $K_p = p_p^2 / 2m$ અને $K_n = p_n^2 / 2m$ છે. જરૂરી ઉર્જા ન્યૂનતમ કરવા માટે,આપણે ધારીએ છીએ કે કણો સમાન વેગ સાથે ગતિ કરે છે,તેથી $p_p = p_n = p/2$. પછી $p = E/c$,તેથી $p_p = p_n = E/2c$.
ઉર્જા સમીકરણમાં મૂકતા: $E - B = (E/2c)^2 / 2m + (E/2c)^2 / 2m = E^2 / 4mc^2$.
$E \approx B$ હોવાથી,$\Delta E \approx B^2 / 4mc^2$ મળે છે.

Explore More

Similar Questions

$M + \Delta m$ દળ ધરાવતું એક ન્યુક્લિયસ સ્થિર છે અને તે સમાન દળ $\frac{M}{2}$ ધરાવતા બે ડોટર ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે. પ્રકાશની ઝડપ $c$ છે. પિતૃ ન્યુક્લિયસ માટે ન્યુક્લિયોન દીઠ બંધન ઉર્જા $E_1$ છે અને ડોટર ન્યુક્લિયસ માટે તે $E_2$ છે. તો:

એક પરમાણ્વીય દળ એકમ (atomic mass unit) .............. $MeV$ ઊર્જાને સમતુલ્ય છે.

ન્યુક્લિયોન દીઠ સૌથી વધુ બંધન ઉર્જા ધરાવતું ન્યુક્લિયસ કયું છે?

$1\, kg$ દળનું સંપૂર્ણપણે ઊર્જામાં રૂપાંતર થવાને કારણે મુક્ત થતી ઊર્જા $MeV$ માં કેટલી હશે? $(c = 3 \times 10^8\, m/s)$:

આઈન્સ્ટાઈનનો દળ-ઊર્જા સંબંધ,જે તેમના પ્રખ્યાત સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાંથી ઉતરી આવ્યો છે,તે દળ $(m)$ ને ઊર્જા $(E)$ સાથે $E = mc^2$ તરીકે જોડે છે,જ્યાં $c$ એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ છે. ન્યુક્લિયર સ્તરે,ઊર્જાના મૂલ્યો ખૂબ નાના હોય છે. ન્યુક્લિયર સ્તરે ઊર્જા સામાન્ય રીતે $MeV$ માં માપવામાં આવે છે,જ્યાં $1\,MeV = 1.6 \times 10^{-13}\,J$ છે; દળને યુનિફાઇડ એટોમિક માસ યુનિટ $(u)$ માં માપવામાં આવે છે,જ્યાં $1\,u = 1.6605 \times 10^{-27}\,kg$ છે.
$(a)$ દર્શાવો કે $1\,u$ ની ઊર્જા સમકક્ષતા આશરે $931.5\,MeV$ છે.
$(b)$ એક વિદ્યાર્થી આ સંબંધને $1\,u = 931.5\,MeV$ તરીકે લખે છે. શિક્ષક નિર્દેશ કરે છે કે આ સંબંધ પરિમાણની દ્રષ્ટિએ ખોટો છે. સાચો સંબંધ લખો.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo