Hệ thống lý thuyết và bài tập Vật lý Lớp 12 - Chương 7 Hạt nhân nguyên tử - Trường THPT Phan Đăng Lưu

Vật lý 12 - Hệ thống Lý thuyết và Bài tập. * Tài liệu lưu hành nội bộ *

Biên soạn: Tổ Vật Lý – Công nghệ - Trường THPT Phan Đăng Lưu – Huế. 1

Chương 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. A. TÓM TẮT LÝ THUYÊT. 1. Cấu tạo và tính chất hạt nhân. a. Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là proton (kí hiệu: p) và nơtron (kí hiệu: n); hai loại hạt này có tên chung là nuclon. - Hạt nhân tích điện dương: +Z.e (1e = 1,6.10-19C); Z gọi là nguyên tử số = số proton trong hạt nhân = số thứ tự của nguyên tố đó ở trong bảng Hệ thống tuần hoàn. - Số khối A = số p + số n ; do đó, số n = A – Z. - Kí hiệu hạt nhân của nguyên tố X là: ZAX. Ví dụ: 11H; 816O; 612C; … - Đồng vị: là những hạt nhân (của cùng 1 nguyên tố) có cùng số Z (cùng vị trí trong Bảng hệ thống tuần hoàn), nhưng khác số A (do khác số n). b. Khối lượng hạt nhân. - Đơn vị khối lượng nguyên tử “ u ” có giá trị bằng 1/12 khối lượng 1 nguyên tử Cacbon của đồng vị C612 (do đó, u còn được gọi là đơn vị Cácbon : đvC ); 1 u = 1,66055 .10 – 27 kg * Ý nghĩa của đơn vị u : Do khối lượng của prôtôn và nơtron xấp xỉ 1 u nên khối lượng nguyên tử tính theo u cho biết trị số gần đúng của số nuclôn trong hạt nhân (số khối A) 2. Khối lượng và năng lượng. Theo lí thuyết Einstein, một vật có khối lượng thì cũng có năng lượng và ngược lại. Mối liên hệ giữa Năng lượng E và khối lượng m của vật là: E = m.c2 Với: m(kg); c = 3.108 m/s là vận tốc AS trong chân không (không khí) * Khi m = 1u = 1,66055 .10 – 27 kg thì E = 1uc2 = 931,5 MeV= 931,5.106.1,6.10-19 = 1,49.10-10 (J) * Khối lượng hạt nhân: mhn = Mntử – Z.me  Mntử (vì khối lượng của electron rất bé) 3. Lực hạt nhân. a. Định nghĩa: Lực hạt nhân là lực liên kết giữa các nuclon để tạo thành hạt nhân. b. Đặc điểm lực hạt nhân. - Có bản chất khác với lực điện, lực từ, lực hấp dẫn và mạnh hơn tất cả các lực đó (gọi là lực tương tác mạnh). - Bán kính tác dụng của lực hạt nhân rất bé, cỡ kích thước hạt nhân (1015m) (nghĩa là, nếu các nuclon ở cách nhau xa hơn 10-15m thì lực hạt giảm nhanh xuống 0) 4. Năng lượng liên kết của hạt nhân. a. Độ hụt khối. - Nếu ban đầu có Z prôtôn và N=(A Z) nơtron riêng lẻ đứng yên, chưa liên kết để tạo thành hạt nhân thì có khối lượng ban đầu là: m0 = Zmp + N.mn và năng lượng E0 = m0c2 ; mp và mn là khối lượng hạt proton và nơtron. - Khi Z prôtôn và N nơtron này liên kết lại tạo thành hạt nhân X thì có khối lượng mX. - Người ta thấy mX < m0, tức là khối lượng đã bị hao hụt khi tạo thành hạt nhân và được gọi là độ hụt khối m. Với, m = m0 – mX = Z.mp + N.mn  mX (định luật bảo toàn khối lượng đã bị vi phạm trong tương tác hạt nhân) b. Năng lượng liên kết. - Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng cần cung cấp cho hạt nhân (lúc đầu đứng yên) để tách nó ra thành các nuclôn riêng lẻ cũng đứng yên. - Biểu thức tính năng lượng liên kết hạt nhân ZAX: Wlk = m.c2 =[Zmp + (A-Z)mn  mX]c2

c. Năng lượng liên kết riêng. - Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân và được tính bằng

thương số giữa năng lượng liên kết Wlk và số nuclon A. Biểu thức: Er = .

- Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

A W k 

DeThi.edu.vn