Lớp 12Vật Lý

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì

Câu hỏi: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì

A. càng dễ phá vỡ. 

B. năng lượng liên kết lớn.

Bạn đang xem: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì

C. năng lượng liên kết nhỏ.  

D. càng bền vững.

Lời giải: 

Đáp án đúng: B. năng lượng liên kết lớn.

Giải thích:

   Theo thuyết tương đối, hệ các nuclôn ban đầu có năng lượng E0 = [ZmP + (A – Z)mn]c2

    Còn hạt nhân được tạo thành từ chúng thì có năng lượng E = mc2 < E0. Vì năng lượng toàn phần được bảo toàn, nên đã có một lượng năng lượng ΔE = E0 – E = Δm.c2 tỏa ra khi hệ các nuclôn tạo nên hạt nhân.

    Ngược lại, nếu muốn tách hạt nhân đó thành các nuclôn riêng rẽ, có tổng khối lượng ZmP + N.mn > m, thì ta phải tốn năng lượng ΔE = Δm.c2 để thắng lực tương tác giữa chúng. ΔE càng lớn thì càng tốn nhiều năng lượng để phá vỡ liên kết giữa các nuclôn.

Cùng tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân nhé

I. CẤU TẠO HẠT NHÂN, ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Cấu tạo hạt nhân

* Nguyên tử có cấu tạo rỗng gồm một hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và e chuyển động xung quanh

* Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ những hạt nhỏ gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn:

– Prôtôn kí hiệu là p mang điện tích nguyên tố dương.

– Nơtrôn kí hiêu là n năng lượng không mang điện tích.

* Một nguyên tố có nguyên tử số Z thì:

– vỏ nguyên tử có Z electron

– hạt nhân có N nơtron và Z prôtôn

* Tổng số A = Z + N gọi là số khối

2. Đồng vị

Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau nên số khối A cũng khác nhau.

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 2)

3. Lực hạt nhân

Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). Lực hạt nhân có tác dụng liên kết các nuclôn với nhau

Đặc điểm:

* Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích các nuclôn.

* Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có cường độ rất lớn, còn gọi là lực tương tác mạnh.

* Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10-15m).

II. KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN

1. Đơn vị khối lượng hạt nhân

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 3)

  

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 4)

♥ Chú ý: Khối lượng của các nuclon tính theo đơn vị u thường dùng

mP = 1,0073u và mN = 1,0087u

2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân

    Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c2 theo biểu thức: E = mc2

    c là tốc độ ánh sáng trong chân không có giá trị c = 3.108m/s.

    Khi đó 1uc2 = 931,5 MeV → 1u = 931,5 MeV/c2

    MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.

♥ Chú ý:

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 5)

III. ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

1. Độ hụt khối

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 6)

* Sau khi các nuclon liên kết thì hạt nhân có khối lượng là m, thực nghiệm chứng tỏ m < m0.

Đại lượng Δm = m0 – m, được gọi là độ hụt khối hạt nhân.

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 7)

Hướng dẫn giải :

Hạt nhân có 2 proton và 2 nơtron.

Khi đó m0 = Z.mP + N.mn = 2.mP + 2.mn = 2.1,0073 + 2.1,0087 = 4,049527u

Độ hụt khối Δm = m0 – m = 4,049527 – 4,0015 = 0,048027u

2. Năng lượng liên kết hạt nhân

a) Năng lượng liên kết hạt nhân

    Theo thuyết tương đối, hệ các nuclôn ban đầu có năng lượng E0 = [ZmP + (A – Z)mn]c2

    Còn hạt nhân được tạo thành từ chúng thì có năng lượng E = mc2 < E0. Vì năng lượng toàn phần được bảo toàn, nên đã có một lượng năng lượng ΔE = E0 – E = Δm.c2 tỏa ra khi hệ các nuclôn tạo nên hạt nhân.

    Ngược lại, nếu muốn tách hạt nhân đó thành các nuclôn riêng rẽ, có tổng khối lượng ZmP + N.mn > m, thì ta phải tốn năng lượng ΔE = Δm.c2 để thắng lực tương tác giữa chúng. ΔE càng lớn thì càng tốn nhiều năng lượng để phá vỡ liên kết giữa các nuclôn.

    Vì vậy, đại lượng ΔE = Δm.c2 được gọi là năng lượng liên kết các nuclôn trong hạt nhân, hay gọn hơn, năng lượng liên kết hạt nhân.

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì (ảnh 8)

b) Năng lượng liên kết riêng

– Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn, kí hiệu là ε và được cho bởi công thức ε = ΔE/A

 – Đặc điểm: Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

Đăng bởi: Sài Gòn Tiếp Thị

Chuyên mục: Lớp 12, Vật Lý 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button