Bài giảng Vật lí 12 - Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân phản ứng hạt nhân

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân phản ứng hạt nhân

1. BÀI 36
2. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1:Cho biết cấu tạo của các hạt nhân sau:: 4 Hạt nhân Hêli, có 4 nuclôn, gồm 2 He 2 prôtôn và 2 nơtrôn 56 Hạt nhân Sắt, có 56 nuclôn, 28Fe gồm 28 prôtôn và 28 nơtrôn 235 Hạt nhân Urani, có 235 nuclôn, 92U gồm 92 prôtôn và 143 nơtrôn
3. Câu 2: Phát biểu nào là sai khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ? A. Tổng số các prôtôn và nơtrôn gọi là số khối. B. Nơtrôn trong hạt nhân mang điện tích âm –e. C. Prôtôn trong hạt nhân mang điện tích dương +e. D. Nơtrôn trong hạt nhân không mang điện.
4. Câu 3: Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng là: A. E= m/c2 B. E=mc C. E=mc2 D. E=m/c
5. BÀI 36
6. I. Lực hạt nhân : Lực hút giữa các nuclơn với nhau rất lớn so với lực đẩy giữa các prơtơn => giữ được các nuclơn liên kết với nhau => lực hạt nhân a/Định nghĩa Lực hạt nhân là lực hút rất mạnh giữa các nuclơn trong hạt nhân.
7. b. Bản chất, đặc tính - Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh. - Chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (~10-15 m)
8. II. Năng lượng liên kết của hạt nhân Hãy so sánh khối lượng của hạt nhân với tổng khối lượng các nuclôn riêng rẽ tạo thành hạt nhân đó? Cho mp=1,00728u; mn=1,00866u 4 § mmHeHe == 4,00150u4,00150u 2 He 2m2mpp ++ 2m2mnn == 4,031884,03188 uu 56 § mmFeFe == 55,91728u55,91728u 28Fe 28mp + 28mn = 56,44632 u 235 § mmUU == 234,9933u234,9933u 92U 92mp + 143mn = 236,90814 u
9. 1. Độ hụt khối: - Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân Δm Δm = [Zmp +(A-Z)mn –mX]
10. Tính độ hụt khối? § mm == 4,00150u4,00150u 4 He HeHe u 2 2m2mpp ++ 2m2mnn == 4,031884,03188 uu § mm == 55,934939u55,934939u 56 FeFe u 28Fe 28mp + 28mn = 56,44632 u § mm == 234,9933u234,9933u 235U UU u 92 92mp + 143mn = 236,90814u
11. Năng lượng nghỉ Năng lượng nghỉ của của hạt nhân : các nuclơn sau khi E= m .c2 phá vỡ liên kết : hn 2 E0=[Zmp+(A-Z)mn].c Eo > E 2 ΔE = [Zmp+(A-Z)mn –mhn]c => năng lượng cung cấp =>Năng lượng liên kết Wlk
12. 2. Năng lượng liên kết - Là năng lượng tối thiểu cần thiết cần cung cấp cho một hạt nhân để phá vỡ nó thành các nuclôn đứng riêng rẽ. 2 Wlk = [Zmp+(A-Z)mn –mhn]c 2 hay Wlk = Δm.c
13. Tính năng lượng liên kết? § mm == 4,00150u4,00150u u 4 He HeHe 2 2m2mpp ++ 2m2mnn == 4,031884,03188 uu Wlk=28,29897 MeV 56 § mmFeFe == 55,934939u55,934939u u 28Fe Wlk= 476,35140 MeV 28mp+28mn=56,44632 u 235 § mm == 234,9933u234,9933u U UU u 92 92mp+143mn=236,90814u Wlk=1783,67346 MeV
14. 3. Năng lượng liên kết riêng - Năng lượng liên kết tính trên 1 nuclôn: Năng lượng liên kết riêng 4 2 He Wlk=28,29897 MeV = 7,07 MeV/nuclôn 56 28Fe Wlk= 476,35047 MeV = 8,51 MeV/nuclôn 235 92U Wlk=1783,67346 MeV = 7,59 MeV/nuclôn
15. III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định nghĩa Phản ứng hạt Các hạt nhân cĩ thể tương tác với nhau và biến thành những hạt nhân khác - quá trình đĩ được gọi là phản ứng hạt nhân. nhân là gì? Phản Vậy: Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi hạt nhân.ứng hạt nhân a. Phản ứng hạt nhân tự phát được chia làm mấy loại? Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân khơng bền vững thành các hạt nhân khác. b. Phản ứng hạt nhân kích thích Là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
16. III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định nghĩa 2. Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân. Xét phản ứng hạt nhân a. Định luật bảo tồn điện tích Nêu các định luật Z1 + Z2 = Z3 + Z4 bảo tồn cơ bản b. Định luật bảo tồn số khối nhất thường hay sử dụng trong phản A1 + A2 = A3 + A4 c. Định luật bảo tồn động lượng ứng hạt nhân? d. Định luật bảo tồn năng lượng tồn phần Tổng năng lượng tồn phần của các hạt trước phản ứng bằng tổng năng lượng tồn phần các hạt sau2 phản ứng. 2 2 2 (mA.c + KA) + (mB.c + KB) = (mX.c + KX) + (mY.c + KY)
17. III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định nghĩa 2. Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân. 3. NăngVí lượng dụ: Hồn phản chỉnh ứng phảnhạt nhân. ứng hạt nhân sau. Gọi tên hạt nhân X? Xét phản ứng hạt nhân: A + B → C + D Gọi : m0 = mA + mB là tổng khối lượng các hạt trước phản ứng m = mC + mD là tổng khối lượng các hạt sau phản ứng + Khi m > m → E = m c2 > E = m.c2 0 0 0. Khi nào phản ứng hạt Phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra: Khi nào phản ứng hạt nhânnhân toả năng thu năng lượng? lượng? W = W = (m – m).c2 Tính năng lượng toả + Khi m < m → Etoả = m c2 < 0E = m.c2 Tính năng lượng thu 0 0 0. ra? vào? Phản ứng thu năng lượng, năng lượng thu vào: Wthu = | W | = -W
18. CỦNG CỐ Câu 1: Chọn câu đúng? Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là A. Lực tĩnh điện B. Lực hấp dẫn C. Lực điện từ D. Lực tương tác mạnh
19. Câu 2: Hãy chọn câu đúng? Năng lượng liên kết riêng A. giống nhau với mọi hạt nhân. B. lớn nhất với các hạt nhân nhẹ C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình. D. lớn nhất với các hạt nhân nặng.
20. Câu 3: Khối lượng của hạt nhân là 15,99041u. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của ? Bg Độ hụt khối Δm = (8mp + 8mn –mO) = (8.1,00728+8.1,00866-15,99041)u = 0,13711 u 2 NLNL liênliên kếtkết WWlklk == Δm.c = 0,13711.931,5931,5 MeVMeV ~ 27,72 MeV NLNL liênliên kếtkết riêngriêng = 7,98 MeV/nuclôn
21. Câu 4: Trong phản ứng hạt nhân, đại lượng nào khơng được bảo tồn: A. Động lượng SB. Năng lượng nghỉ C. Điện tích D. Số nuclơn. Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân: a. Xác định cấu tạo của hạt nhân X b. Phản ứng trên tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng đĩ. Biết mp = 1,0073u; mn = 1,00865u; mNe = 19,98695u; 2 mNa = 22,983734u; mHe = 4,001506u; 1u = 931MeV/c .