Sơ đồ Tư Duy Vật Lý 12 Chương 7. Hạt Nhân Nguyên Tử - TopLoigiai

Tổng hợp Lý thuyết về Chương 7: Hạt nhân nguyên tử

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.

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.

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

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

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

Hiện tượng phóng xạ:

- Khái niệm: Là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.

A → B + C

Trong đó hạt nhân phóng xạ (A) được gọi là hạt nhân mẹ. Hạt nhân sản phẩm (B, C) được gọi là hạt nhân con.

- Các loại tia phóng xạ : có 3 loại tia phóng xạ: tia α, tia β, tia γ.

tia α	tia β	tia γ
Khái niệm			Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( dưới 10-11 m
Tính chất	- Tốc độ cỡ 2.107 (m/s) - Làm ion hóa mạnh các nguyên tử. - Đi được tối đa 8cm trong không khí, không xuyên qua được tờ bìa 1mm - Bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường	- Tốc độ rất lớn, xấp cỉ tốc độ ánh sáng. - Làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia α - Đi được vài m trong không khí, xuyên qua được là nhôm cỡ mm - Bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường	- Có tốc đọ ánh sáng. - Khả năng đam xuyên tốt đi được vài m trong bê tông, vài cm trong chì. - Tia tia γ luôn đi kèm với các tia phóng xạ khác, không đi một mình. - Không bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường

- Đặc tính của quá trình phóng xạ:

+) Là một quá trình biến đỏi hạt nhân.

+) Là một quá trình tự phát và không điều khiển được.

+) Là một quá trình ngẫu nhiên.

Phản ứng phân hạch - Phản ứng nhiệt hạch

Phản ứng phân hạch	Phản ứng nhiệt hạch
Khái niệm	Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn	Là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn
Điều kiện xảy ra	Phải truyền cho X một năng lượng đủ lớn (năng lượng kích hoạt) vào cỡ vài MeV để X chuyển sang trạng thái kích thích X*, trạng thái này không bền vững và X sẽ phân hạch	- Nhiệt độ cao cỡ 108 ℃. - Mật độ hạt nhân lớn. - thời gian duy trì nhiệt độ lâu.
Ví dụ
Năng lượng	Là phản ứng tỏa năng lượng	Là phản ứng tỏa năng lượng
Phản ứng phân hạch có điều khiển	- Phản ứng dây chuyển là phản ứng chất sản phẩm là tác nhân kích thích để phản ứng xảy ra, như vậy các phản ứng cứ nối tiếp nhau. - Gọi k là số hạt nhân được giải phóng sau 1 lần phân hạch Nếu k > 1 phản ứng dây chuyền tắt dần k = 1 Phản ứng dây chuyển có điều khiển, để phản ứng tự duy trì ổn định. Được dùng trong lò phản ứng hạt nhân k > 1 phản ứng tự duy trì tăng nhanh có thể gây cháy nổ. Được dùng trong Bom	- Chỉ thực hiện được ở dạng không kiểm soát (Bom) Hiện này chưa kiểm soát được

Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 7. Hạt nhân nguyên tử