Bài giảng môn học Vật lí 12 - Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân

Nội dung text: Bài giảng môn học Vật lí 12 - Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân

1. VẬT LÝ 12 CHƯƠNG 7 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ BÀI : TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN
2. I. Cấu tạo hạt nhân. 1. Nhắc lại : mô hình nguyên tử của Rutherford Rutherford ( 1871 – 1937 ) Hạt nhân ở giữa , mang điện dương, kích thước rất nhỏ , nhỏ hơn kích thước nguyên tử 104 ÷ 105 lần.
3. 2. Cấu tạo hạt nhân. Hạt nhân ở giữa hầu như tập trung toàn bộ khối lượng nguyên tử. Hạt nhân mang điện tích dương. Hạt nhân gồm hai loại hạt khác nhau là proton (p) và neutron (n), được gọi chung một tên là nucleus hay nucleon Nếu xem hạt nhân nguyên tử như một quả cầu thì bán kính hạt nhân được tính theo công thức 1 푅 = 1,2. 10−15. 3 ( )
4. Với A là tổng số proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử , còn gọi là số khối. Gọi Z là số proton ( còn gọi là nguyên tử số, là số thứ tự của nguyên tố hóa học trong bảng phân loại tuần hoàn Mendeleev ) N là số neutron thì ta luôn có A = Z + N hay số neutron N = A - Z 3. Ký hiệu hạt nhân X : tên nguyên tố hóa học, cũng là tên hạt nhân nguyên tử Z : số thứ tự nguyên tố trong bản tuần hoàn, số proton A : số khối , số nucleon trong hạt nhân
5. Ví dụ Z = 2 A = 4 N = A – Z = 4 – 2 = 2
6. 4. Đồng vị Quan sát hình vẽ bên. Nhận xét? Số Z? Số A? Đồng vị ( Isotop ): Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton Z nhưng khác số neutron N dẫn đến sự khác nhau về số khối A Các đồng vị được chia làm hai loại : đồng vị bền và đồng vị phóng xạ ( không bền)
7. Ví dụ Đồng vị của Carbon Trong một khối cacbon tự nhiên 12 bền vững 6 chiếm 98,89%, 13 6 chiếm 1,11 % Công thức tính số khối trung bình Giả sử A1 , A2 , A3 là số khối của các đồng vị của nguyên 풙 + 풙 + 풙 ഥ = tố X . x1, x2, x3 lần lượt là số % của các đồng vị
8. II. Khối lượng hạt nhân 1. Đơn vị khối lượng nguyên tử: Để thuận tiện cho việc tính toán khối lượng hạt nhân người ta đưa ra đơn vị khối lượng nguyên tử , ký hiệu là u 1 A 1 − 24 1 u = = 23 ≈ 1,66055. 10 12 NA 6,022.10 ≈ 1,66055. 10 − 27 ( ) Tính theo u thì
9. 2. Khối lượng và năng lượng Theo thuyết tương đối của Einstein , vật có khối lượng thì cũng có năng lượng tương ứng và ngược lại Hệ thức Einstein: E = mc2 E (J) năng lượng của vật m (kg) khối lượng vật c (m/s) tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.10 8 m/s Năng lượng tính theo đơn vị eV tương ứng với 1 u E = uc2 ≈ 931,5 MeV Suy ra 1 u ≈ 931,5 MeV/c2 Chú ý : Theo thuyết tương đối khối lượng của một vật đang chuyển động với tốc độ 풐 v là m = với mo gọi là khối lượng nghỉ 풗 −
10. III . Vận dụng A. Trắc nghiệm 235 1. Số neutron của 92푈 là A. 235 B. 92. C. 143. D. 327. Hướng dẫn giải 퐀 Dựa trên 퐙퐗 , ta có số khối A= 235, số proton Z = 92 . Số neutron N = A – Z = 235 – 92 = 143 Đáp án là câu C
11. 17 2. Hạt nhân 8O có A. 8 proton; 17 neutron B. 9 proton; 17 neutron. C. 8 proton; 9 neutron. D. 9 proton; 8 neutron. Hướng dẫn giải 퐀 Dựa trên 퐙퐗 , ta có số khối A= 17, số proton Z = 8 . Số neutron N = A – Z = 17 – 8 = 9 Đáp án là câu C
12. 3. Ký hiệu 퐇 là của A. Hidro B. Triti. C. Deuteri. D. Neutron. Hướng dẫn giải Z= 1 , A= 3 là hidro siêu nặng còn gọi triti ( Tritium) Đáp án là câu B
13. 4. Biết khối lượng 1 u = 1,66055.10 – 27 kg, 1 u = 931,5 MeV/c2. Hãy đổi 1MeV/c2 ra kg A. 1,7826.10 – 27 kg. B. 1,7826.10 – 28 kg. C. 1,7826.10 – 29 kg . D. 1,7826.10 – 30 kg. Hướng dẫn giải 1,66055.10−27 1 MeV/ c2 = ≈ 1,7826.10 – 30 kg 931,5 Đáp án là câu D
14. 5. Một vật có khối lượng 1 kg có năng lượng nghỉ là bao nhiêu ? A. 3.10 8 J B. 9.10 15 J C. 8.10 16 J D. 9.10 16 J Hướng dẫn giải 2 8 2 16 E = moc = 1. ( 3.10 ) = 9.10 (J) Đáp án là câu D
15. B. Bài tập tự luận 1. Ni-tơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử m = 14,0067 u và gồm hai đồng vị chính là N14 có khối lượng m14 = 14,00307 u, N15 có khối lượng nguyên tử là m15 = 15,0011 u Tỉ lệ hai đồng vị trong Ni-tơ là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Gọi x, y lần lượt là số phần trăm của hai đồng vị N14 và N15 trong Ni-tơ tự nhiên. 풙 + 풙 풙+ 풚 Theo công thức : ഥ = Suy ra ഥ = ퟒ ퟒ, 풖.풙+ , 풖.풚 ퟒ, 풖 = với x + y = 100 Giải ra ta được : x ≈ 99,64 % , y ≈ 0,36 %
16. B. Bài tập tự luận 2. Một vật có khối lượng nghỉ 2kg đang chuyển động với vận tốc v = 0,6c . Tính động năng của vật. Hướng dẫn giải Vì vật chuyển động rất nhanh , bằng 0,6 tốc độ ánh sáng nên ta phải dùng công thức Einstein E = mc2 và m = 표 푣2 1 − 2 Ta có năng lượng toàn phần : E = Eo + Wđ 1 1 Ta có động năng : W = E – E = m c2 ( - 1 ) = 2. (3.108)2 ( - 1) đ o o 푣2 0,6 1 − 1−( )2 2 1 16 Ta tính được động năng : Wđ = 4,5 . 10 J
17. Dặn dò: Các em đọc kỹ lại sách giáo khoa. Làm các bài tập liên quan trong tài liệu của nhà trường. - HẾT -