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

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

1. KIỂM TRA BÀI CŨ 27 Câu 1: Trong hạt nhân nhơm cĩ số prơtơn và 13 Al nơtron lần lượt là A. 13 và 27 B. 27 và 13 C. 13 và 14 D. 40 và 14 Câu 2: Hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng là A. E= m/c2. B. E=mc. C. E=mc2. D. E=m/c
2. BÀI 36 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
3. I. Lực hạt nhân - Là lực hút giữa các nuclơn để tạo thành hạt nhân bền vững. - Bản chất của lực hạt nhân là lực tương tác mạnh.
4. II. Năng lượng liên kết của hạt nhân Đặt vấn đề: Cho khối lượng prơtơn mp=1,00728u; khối lượng nơtron mn=1,00866u. 4 2 He Khối lượng các nuclơn Khối lượng hạt tạo thành hạt nhân nhân (Z = 2, N = A – Z = 2) 2mp + 2mn = 4,03188 u mHe = 4,00150u 2mp + 2mn > mHe
5. II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 1. Độ hụt khối Khối lượng của một hạt nhân luơn nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclơn tạo thành hạt nhân đĩ. Độ chênh giữa hai khối lượng đĩ được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m Δm = Zmp + (A - Z)mn –mX Với: m là khối lượng của hạt nhân A X X X Ví dụ 1: Cho mp=1,00728u; mn=1,00866u, khối lượng hạt nhân 4 là m = 4,00150u. Tính độ hụt khối của 2 He He => Δm = Zmp + Nmn –mHe = 0,03038u
6. 2. Năng lượng liên kết Đặt vấn đề: A Hạt nhân Z X Năng lượng nghỉ của các Năng lượng nghỉ nuclơn khi đứng riêng lẻ của hạt nhân 2 2 E = [Zmp+(A-Z)mn].c E0 = mX.c Zmp+(A-Z)mn > mX => E > E0 2 Wlk = E – E0 = [Zmp+(A-Z)mn –mX]c =>Năng lượng liên kết.
7. 2. Năng lượng liên kết Là năng lượng tỏa ra khi các nuclơn liên kết để tạo thành các hạt nhân bền vững (hay năng lượng tối thiểu dùng để phá vỡ 1 hạt nhân bền vững thành các nuclơn riêng biệt). 2 Wlk = [Zmp+(A-Z)mn –mX]c 2 hay Wlk = Δm.c 4 Ví dụ 2: Tính năng lượng liên kết của 2 He . Biết u = 931,5 MeV/c2. 2 2 2 2 Wlk = Δm.c = 0,03038u.c = 0,03038.931,5 MeV/c .c = 28,29897 MeV
8. 3. Năng lượng liên kết riêng Năng lượng liên kết tính cho từng nuclơn gọi là năng lượng liên kết riêng. W W = lk lkr A Ví dụ 3: Tính năng lượng liên kết riêng của 4 ? 2 He W W = lk = 7,07MeV / nuclon lkr A *Chú ý: Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì liên kết càng bền vững.
9. III. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa - Phản ứng hạt nhân là quá trình tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. - Phương trình tổng quát: A1 A+ A2 B→ A3 X + A4 Y Z1 Z2 Z3 Z4 2. Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân - Định luật bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 - Định luật bảo tồn số nuclơn (bảo tồn số khối): A1 + A2 = A3 + A4 - Định luật bảo năng lượng tồn phần - Định luật bảo động lượng.
10. Ví dụ 4: 4 27 30 1 2 He+13Al→15 P+0 n *Chú ý: Khơng cĩ định luật bảo tồn số nơtron và khối lượng nghỉ trong phản ứng hạt nhân. Ví dụ 5: (Sẽ tìm hiểu trong bài phĩng xạ) 14 14 0 6 C→ 7 He+−1e
11. 3. Năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân A1 A+ A2 B→ A3 X + A4 Y Z1 Z2 Z3 Z4 Gọi: mtrước = mA + mB là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng. msau = mX + mY là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng. - Nếu mtrước > msau thì phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: 2 Wtỏa = (mtrước - msau)c - Nếu mtrước < msau thì phản ứng hạt nhân thu năng lượng: 2 Wthu = (msau - mtrước)c
12. - Lực hạt nhân là gì? - Độ hụt khối là gì? Cơng thức tính độ hụt khối? - Năng lượng liên kết là gì? Cơng thức tính năng lượng liên kết? - Phản ứng hạt nhân là gì? Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân? - Khi nào phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng? Khi nào phản ứng hạt nhân thu năng lượng? Cơng thức tính năng lượng thu vào hay tỏa ra của phản ứng hạt nhân?
13. Câu hỏi: Phản ứng nào sau đây là đúng? 1 2 4 1 3 4 A. 1 H+1H→2 He B. 1 H +1H →2 He 2 2 3 2 3 4 C. 1 H +1H →2 He D. 1 H +1H →2 He
14. Làm tất cả các bài tập ở SGK Chuẩn bị tiết sau luyện tập và kiểm tra 15 phút