Mục Lục Tổng Hợp Lý Thuyết Chương 7: Hạt Nhân Nguyên Tử

Mục lục Tổng hợp Lý thuyết Chương 7: Hạt nhân nguyên tử - Vật Lí lớp 12 ❮ Bài trước Bài sau ❯

Mục lục Tổng hợp Lý thuyết Chương 7: Hạt nhân nguyên tử

Tài liệu Mục lục Tổng hợp Lý thuyết Chương 7: Hạt nhân nguyên tử Vật Lí lớp 12 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Chương 7: Hạt nhân nguyên tử từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 12.

• Lý thuyết Tính chất và cấu tạo của hạt nhân
• Lý thuyết Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân
• Lý thuyết Phóng xạ
• Lý thuyết Phản ứng phân hạch - Phản ứng nhiệt hạch

Lý thuyết Tính chất và cấu tạo của hạt nhân

I) Cấu tạo hạt nhân:

- Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn (p) mang điện tích (+e) và nơtron (n) không mang điện. Hai loại hạt này gọi chung là nuclôn.

- Số prôtôn trong hạt nhân là Z, với Z là số thứ tự của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, được gọi là nguyên tử số. Khi ấy hạt nhân có điện tích là +Ze.

Tổng số nuclôn trong hạt nhân là A, A được gọi là số khối. Khi đó số nơtron trong hạt nhân là A-Z.

- Kí hiệu của hạt nhân:

- Đồng vị: là những hạt nhân có cùng số Z, nhưng khác số A. VD là đồng vị của nhau.

II) Khối lượng của hạt nhân:

- Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của electrôn, vì vậy khối lượng nguyên tử gần như tập trung toàn bộ ở hạt nhân.

- Để tiện tính toán khối lượng hạt nhân, người ta sử dụng đơn vị khối lượng nguyên tử ( đơn vị Cacbon), kí hiệu là u.

III) Năng lượng của hạt nhân:

- Theo thuyết tương đối khi hạt nhân có khối lượng m sẽ chưa một năng lượng là

E = mc2 với c = 3.108 (m/s) là vận tốc ánh sáng trong chân không.

- Năng lượng tương ứng với khối lượng 1 u là

E = uc2 ≈ 931,5 (MeV) (1J = 1,6.10-19 eV = 1,6.10-13 MeV)

↔ 1u ≈ 931,5 MeV/c2 → MeV/c2 cũng là một đơn vị đo khối lượng.

Chú ý: theo thuyết tương đối một vật khi ở trạng thái nghỉ (v = 0) có khối lượng nghỉ là m0 chứa năng lượng nghỉ E0 = m0c2.

Khi vật chuyển động với vật tốc v, vật sẽ có khối lượng là , chứa năng lượng là E = mc2

Khi đó động năng của vật là Wđ = (m - m0)c2

Lý thuyết Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

I) Lực hạt nhân

- Khái niệm: các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn tạo nên hạt nhân bền vững.

- Tính chất:

+) Không cùng bản chất với với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn .

+) Là lực tương tác mạnh

+) Chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi cỡ kích thước hạt nhân ≈ 10-15 m

II) Năng lượng liên kết của hạt nhân.

- Độ hụt khối: Khối lượng của hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch giữa 2 khối lượng đó gọi là độ hụt khối (∆m) của hạt nhân:

∆m = (Z.mp + (A - Z) mn ) - mX

- Năng lượng liên kết Wlk: là năng lượng cần để liên kết các nuclôn để tạo thành một hạt nhân, hay năng lượng tỏa ra khi mọt hạt nhân tách thành các nuclôn riêng biệt.

Wlk = [Z.mp + (A - Z) mn - mX ] c2 = ∆m.c2

- Năng lượng liên kết riêng Wlkr: là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, Wlkr càng lớn hạt nhân càng bền vững. Những hạt nhân bền vững ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn 50 < A < 80.

Wlkr = Wlk/A

III) Phản ứng hạt nhân

- Khái niệm: phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân

- Phân loại: gồm 2 loại

+) Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình một hạt nhân không bền vững tự phân rã thành các hạt nhân khác. VD: phóng xạ.

A → B + C

+) Phản ứng hạt nhân kích thích: quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. VD: phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.

A + B → C + D

IV) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:

Với phản ứng hạt nhân:

Có các định luận bảo toàn sau:

- Định luật bảo toàn điện tích:

Z1 + Z2 = Z3 + Z4

- Định luật bảo toàn nuclôn (số khối A):

A1 + A2 = A3 + A4

Chú ý: số hạt nơtron (A-Z) không được bản toàn

- Định luật bảo toàn động lượng:

- Định luật bảo toàn năng lượng

mtrước.c2 = msau.c2 + ∆E

↔ ∆E = (mtrước - msau) c2 = (mA + mB - mC - mD)c2

Với ∆E là năng lượng phản ứng

∆E > 0: phản ứng tỏa năng lượng |∆E|

∆E < 0: phản ứng thu năng lượng |∆E|