Здесь – угол между векторами и , который может быть также определен по теореме косинусов из треугольника, образованного сторонами d, r1 и r2
. (4)
Подставляя в (3) выражение (2) и (4), получим
. (5)
Потенциал результирующего поля, согласно принципу суперпозиции, равен алгебраической сумме потенциалов
. (6)
Здесь и – потенциалы полей точечных зарядов q1 и q2 в точке пошукуваній
; (7а)
. (7б)
Таким образом, из (6) и (7) получим
, (8)
где стоит учитывать знаки зарядов q1 и q2.
При вычислениях примем во внимание, что в единицах СИ общий множитель выражений (5) и (8) равна
= 9·109 м/Ф.
Вычисления.
= 3,58·103 В/м;
В.
ответ: E = 3,58·103 В/м; В.
Если "разобрать" ядро атома на отдельные протоны и нейтроны (например, с ядерной реакции) , то их масса вновь примет именно те значения, которые нам уже известны: 1,00728 а. е. м. для протона и 1,00867 а. е. м. для нейтрона.
Дефект массы является следствием универсального соотношения
E = Mc^2,
вытекающего из теории относительности А. Эйнштейна, где E - полная энергия системы, c = 3.1010 см/сек - скорость света в пустоте, M - масса системы (в нашем случае - атома) . Тогда DM = DЕ/c2, где DM - дефект массы, а DE - энергия связи нуклонов в ядре, т. е. энергия, которую необходимо затратить для разделения ядра атома на отдельные протоны и нейтроны. Таким образом, чем больше дефект массы, тем больше энергия связывания нуклонов в ядре и тем устойчивее ядро атома элемента. С увеличением числа протонов в ядре (и массового числа) дефект массы сначала возрастает от нуля (для 1H) до максимума (у 64Ni), а затем постепенно убывает для более тяжелых элементов.