§ 159. Дефект массы

Как мы сказали только что, выражение, связывающее массу покоя с внутренней энергией тела, следовало бы подвергнуть опытной проверке.

Внутренняя энергия тела складывается из энергии покоя составляющих частиц, их кинетической энергии и их потенциальной энергии взаимодействия. Изменение любой из этих составляющих энергии должно сказываться на величине а следовательно, и на массе покоя. Таким образом, масса покоя возрастает, если растет температура тела, убыстряется внутреннее движение системы. Она возрастает также, если сблизятся отталкивающиеся части системы или разойдутся притягивающиеся.

Из сказанного ясно, что масса покоя системы взаимодействующих частиц не обладает свойством аддитивности, т. е. не подчиняется закону сохранения. Если тело с массой покоя состоит из частиц с массами то Разность

носит название дефекта массы тела (системы частиц). Величина

называется энергией связи.

Если система распадается на части, то энергия связи выделяется и может быть измерена. Кроме того, непосредственно измерятся и массы покоя. Таким способом закон может быть проверен на опыте.

Числовые примеры показывают, что любые изменения внутренней энергии, связанные с изменением скорости движения и сил взаимодействия между молекулами и атомами, не могут привести к измеряемому изменению массы. Опытная проверка изложенной теории оказывается возможной в ядерной физике (см. стр. 513).

Примеры. 1. Масса молибдена при нагревании его на 1000 К возрастет на

2. Если стальной стержень длиной 128 см и поперечным сечением (масса стержня растягивать силой в то запасенная в нем при этом потенциальная энергия увеличит его массу на