Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân (Bản đẹp)

BÀI 36 
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
KIEÅM TRA BAØI CUÕ 
Caâu 1:Cho bieát caáu taïo cuûa caùc haït nhaân sau : 
Haït nhaân Heâli, coù 4 nucloân, goàm 2 proâtoân vaø 2 nôtroân 
Haït nhaân Saét, coù 56 nucloân, goàm 28 proâtoân vaø 28 nôtroân 
Haït nhaân Urani, coù 235 nucloân, goàm 92 proâtoân vaø 143 nôtroân 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
28 
4 
2 
Caâu 2: Phaùt bieåu naøo laø sai khi noùi veà caáu taïo cuûa haït nhaân nguyeân töû ? 
A. Toång soá caùc proâtoân vaø nôtroân goïi laø soá khoái. 
B. Nôtroân trong haït nhaân mang ñieän tích aâm –e. 
C. Proâtoân trong haït nhaân mang ñieän tích döông +e. 
D. Nôtroân trong haït nhaân khoâng mang ñieän. 
Câu 3: Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng là: 
A. E= m/c 2 
B. E=mc 
C. E=mc 2 
D. E=m/c 
BÀI 36 
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
Lực hút giữa các nuclôn với nhau rất lớn so với lực đẩy giữa các prôtôn => giữ được các nuclôn liên kết với nhau => lực hạt nhân 
I. Lực hạt nhân : 
a/ Định nghĩa 
Lực hạt nh ân là lực hút rất mạnh giữa các nuclôn trong h ạt nhân. 
b. Bản chất, đặc tính 
 Lực hạt nhaân laø löïc töông taùc maïnh. 
 - Chæ phaùt huy taùc duïng trong phaïm vi kích thöôùc haït nhaân (~10 -15 m) 
 2m p + 2m n = 4,03188 u 
m He = 4,00150u 
 Haõy so saùnh khoái löôïng cuûa haït nhaân vôùi toång khoái löôïng caùc nucloân rieâng reõ taïo thaønh haït nhaân ñoù? Cho m p =1,00728u; m n =1,00866u 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
28 
4 
2 
m Fe = 55,91728u 
m U = 234,9933u 
28m p + 28m n = 56,44632 u 
92m p + 143m n = 236,90814 u 
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 
1. Độ hụt khối: 
 - Khối lượng của một hạt nhaân luoân nhoû hôn toång khoái löôïng caùc nucloân taïo thaønh haït nhaân ñoù. 
 Ñoä cheânh giöõa hai khoái löôïng ñoù ñöôïc goïi laø ñoä huït khoái cuûa haït nhaân Δ m 
 Δ m = [Zm p +(A-Z)m n –m X ] 
 2m p + 2m n = 4,03188 u 
m He = 4,00150u 
 Tính ñoä huït khoái? 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
28 
4 
2 
m Fe = 55,934939u 
m U = 234,9933u 
28m p + 28m n = 56,44632 u 
92m p + 143m n = 236,90814u 
u 
u 
u 
Năng lượng nghỉ của hạt nhân : 
E= m hn .c 2 
Năng lượng nghỉ của các nuclôn sau khi phá vỡ liên kết : 
E 0 =[Zm p +(A-Z)m n ].c 2 
Δ E = [Zm p +(A-Z)m n –m hn ]c 2 
=> năng lượng cung cấp 
=> Năng lượng lieân kết W lk 
E o > E 
2. Naêng löôïng lieân keát 
- Laø naêng löôïng toái thieåu caàn thieát caàn cung caáp cho moät haït nhaân ñeå phaù vôõ noù thaønh caùc nucloân ñöùng rieâng reõ. 
W lk = [Zm p +(A-Z)m n –m hn ]c 2 
 hay W lk = Δ m.c 2 
 2m p + 2m n = 4,03188 u 
m He = 4,00150u 
 Tính năng lượng lieân kết? 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
28 
4 
2 
m Fe = 55,934939u 
m U = 234,9933u 
28m p +28m n =56,44632 u 
92m p +143m n =236,90814u 
u 
u 
u 
W lk =28,29897 MeV 
W lk =1783,67346 MeV 
W lk = 476,35140 MeV 
3. Naêng löôïng lieân keát rieâng 
- Naêng löôïng lieân keát tính treân 1 nucloân: 
Naêng löôïng lieân keát rieâng 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
28 
4 
2 
W lk =28,29897 MeV 
W lk = 476,35047 MeV 
W lk =1783,67346 MeV 
= 7,07 MeV/nucloân 
= 8,51 MeV/nucloân 
= 7,59 MeV/nucloân 
KI ẾN THỨC CẦN GHI NHỚ 
* Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nuclôn (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh) 
 * Năng lượng liên kết của hạt nhân: naêng löôïng toái thieåu caàn thieát caàn cung caáp cho moät haït nhaân ñeå phaù vôõ noù thaønh caùc nucloân ñöùng rieâng reõ  W lk = Δ m.c 2 
* Độ hụt khối là độ giảm khối lượng khi các nuclôn riêng rẽ liên kết lại thành hạt nhân => khối lượng không bảo toàn 
 Δ m = [Zm p +(A-Z)m n –m X ]  
* Năng lượng liên kết cho 1 hạt nuclôn gọi là  Năng lượng liên kết riêng : W lk /A NL liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững. 
Caâu 1 : Ch ọn caâu ñuùng? 
Baûn chaát löïc töông taùc giöõa caùc nucloân trong haït nhaân laø 
A. Löïc tónh ñieän 
B. Löïc haáp daãn 
C. Löïc ñieän töø 
D. Löïc töông taùc maïnh 
CUÛNG COÁ 
Caâu 2: Haõy choïn caâu ñuùng? 
 Naêng löôïng lieân keát rieâng 
A. gioáng nhau vôùi moïi haït nhaân. 
B. lôùn nhaát vôùi caùc haït nhaân nheï 
C. lôùn nhaát vôùi caùc haït nhaân trung bình. 
D. lôùn nhaát vôùi caùc haït nhaân naëng. 
Bg 
Caâu 3 : Khoái löôïng cuûa haït nhaân laø 15,99041u. Tính naêng löôïng lieân keát vaø naêng löôïng lieân keát rieâng cuûa ? 
NL lieân keát W lk = Δ m.c 2 = 0,13711. 931,5 MeV 
 ~ 27,72 MeV 
Ñoä huït khoái Δ m = (8m p + 8m n –m O ) 
 = (8.1,00728+8.1,00866-15,99041)u 
 = 0,13711 u 
= 7,98 MeV/nucloân 
NL lieân keát rieâng