आइंस्टीन का द्रव्यमान-ऊर्जा संबंध,जो उनके प्रसिद्ध सापेक्षता के सिद्धांत से निकला है,द्रव्यमान $(m)$ को ऊर्जा $(E)$ से $E = mc^2$ के रूप में जोड़ता है,जहाँ $c$ निर्वात में प्रकाश की गति है। परमाणु स्तर पर,ऊर्जा का परिमाण बहुत छोटा होता है। परमाणु स्तर पर ऊर्जा को आमतौर पर $MeV$ में मापा जाता है,जहाँ $1\,MeV = 1.6 \times 10^{-13}\,J$ है; द्रव्यमान को एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाई $(u)$ में मापा जाता है,जहाँ $1\,u = 1.6605 \times 10^{-27}\,kg$ है।
$(a)$ दर्शाइए कि $1\,u$ की ऊर्जा समतुल्यता लगभग $931.5\,MeV$ है।
$(b)$ एक छात्र इस संबंध को $1\,u = 931.5\,MeV$ के रूप में लिखता है। शिक्षक बताते हैं कि यह संबंध विमीय रूप से गलत है। सही संबंध लिखिए।

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(N/A) हम जानते हैं कि $1\,u = 1.6605 \times 10^{-27}\,kg$ और $c = 3 \times 10^8\,m/s$ है।
$E = mc^2$ लागू करने पर:
$E = (1.6605 \times 10^{-27}\,kg) \times (3 \times 10^8\,m/s)^2$
$E = 1.6605 \times 9 \times 10^{-11}\,J = 14.9445 \times 10^{-11}\,J$
इसे $MeV$ में बदलने के लिए,$1.6 \times 10^{-13}\,J/MeV$ से विभाजित करें:
$E = \frac{14.9445 \times 10^{-11}}{1.6 \times 10^{-13}}\,MeV \approx 934\,MeV$ (सटीक $1\,u = 1.660539 \times 10^{-27}\,kg$ का उपयोग करने पर $931.5\,MeV$ प्राप्त होता है)।
$(b)$ संबंध $1\,u = 931.5\,MeV$ विमीय रूप से गलत है क्योंकि द्रव्यमान ऊर्जा के बराबर नहीं हो सकता। सही संबंध $1\,u \times c^2 = 931.5\,MeV$ है।

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$(B)$ $E_b^p - E_b^n$, $A^{-1/3}$ के समानुपाती है जहाँ $A$ नाभिक की द्रव्यमान संख्या है।
$(C)$ $E_b^p - E_b^n$ धनात्मक है।
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