Ghi nhớ bài học |

Cấu tạo nguyên tử. Năng lượng liên kết

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

Chủ đề này gồm các vấn đề sau: Thuyết tương đối hẹp, cấu tạo nguyên tử, năng lượng liên kết.

A. LÍ THUYẾT

I. Thuyết tương đối hẹp

1. Khối lượng tương đối tính:  m=\frac{{{{m}_{0}}}}{{\sqrt{{1-\frac{{{{v}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}

2. Năng lượng toàn phần: E=m.{{c}^{2}}={{m}_{0}}.{{c}^{2}}+K=>K=(m-{{m}_{0}}).{{c}^{2}} 

(Năng lượng toàn phần là gồm 2 loại năng lượng năng lượng nghỉ và động năng, K là động năng, m là khối lượng tương đối tính, m0 khối lượng nghỉ)

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

a. Cấu tạo

* Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn. Có hai loại nuclôn:

– Prôtôn (p), khối lượng 1,{{67262.10}^{{-27}}}kg, mang điện tích nguyên tố dương +e (e=1,{{6.10}^{{-19}}}C).

– Nơtrôn (n), khối lượng 1,{{67493.10}^{{-27}}}kg, không mang điện

b. Kí hiệu.{}_{Z}^{A}X trong đó:    

+ Z là nguyên tử số hay số prôtôn trong hạt nhân.

+ A là số khối bằng tổng số proton (Z) và số nơtron A = Z + N.

c. Kích thước của hạt nhânr=1,{{2.10}^{{-15}}}{{A}^{{1/3}}}m

2. Đồng vị

– Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng có số nơtron N khác nhau.

VD: {}_{6}^{{10}}C;{}_{6}^{{11}}C;{}_{6}^{{12}}C...

3. Đơn vị khối lượng nguyên tử

a. Khái niệm:

– Đơn vị khối lượng trong vật lí hạt nhân là khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u.

1u=1,{{66055.10}^{{-27}}}kg=\frac{1}{{12}}đồng vị {}^{{12}}C

b. Chú ý:    

+ Khối lượng của nguyên tử {{C}^{{12}}}=12u; Khối lượng của hạt nhân {}^{{12}}C<12u

{{m}_{p}}=1,007276u

{{m}_{n}}=1,008665u

+{{m}_{e}}=5,{{484.10}^{{-4}}}u

– Dựa vào công thức: E=m.{{c}^{2}}=>\left[ m \right]=\left[ E \right]/{{c}^{2}}=eV/{{c}^{2}} hoặc MeV/{{c}^{2}}


1u=931,5MeV/{{c}^{2}}

III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân: là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân

– Đặc điểm của lực đó:

+ Có cường độ rất mạnh

+ Chỉ có tác dụng trong bán kính hạt nhân

2. Độ hụt khối

Hạt nhân {}_{Z}^{A}Xcó khối lượng m.

– Độ hụt khối: \Delta m=\left[ {Z{{m}_{p}}+\left( {A-Z} \right){{m}_{n}}} \right]-m. 

Trong đó: m: khối lượng hạt nhân

Z{{m}_{p}} : khối lượng Z protôn

(A-Z){{m}_{n}} : khối lượng N notrôn

\Delta m : độ hụt khối

3. Năng lượng liên kết

– (Năng lượng để phá cần thiết để phát vỡ hạt nhân = năng lượng tỏa ra khi kết hợp các nu thành 1 hạt nhân) là năng lượng liên kết giữa các nuclôn trong hạt nhân:

{{W}_{{lk}}}=\Delta m.{{c}^{2}} hay \displaystyle {{W}_{{lk}}}=\left[ {Z.{{m}_{p}}+N.{{m}_{n}}-{{m}_{{hn}}}} \right].\ {{c}^{2}}.

4.Năng lượng liên kết riêng

– Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn: \displaystyle \text{W}=\frac{{{{W}_{{lk}}}}}{A} đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân.

– Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 là hạt nhân bề cũ nhất (năng lượng liên kết riêng lớn nhất cỡ 8,8 MeV/nu)

 5. Ví dụ

Ví dụ về hệ thức Anhxtanh: Một vật có khối lượng nghĩ 75 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân không) thì khối lượng tương đối tính của nó là 

A. 100 kg.                   B. 80 kg.                           C. 75 kg.                                  D. 60 kg.

Hướng dẫn

m=\frac{{{{m}_{0}}}}{{\sqrt{{1-\frac{{{{v}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}<=>75=\frac{{{{m}_{0}}}}{{\sqrt{{1-\frac{{{{{(0,6c)}}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}=>{{m}_{0}}=60kg

=> Đáp án D    

Ví dụ về độ hụt khối và năng lượng liên kết: Khối lượng của hạt nhân {}_{4}^{{10}}Be là 10,0113u, khối lượng của nơtron là {{m}_{n}}=1,0086u, khối lượng của proton là {{m}_{p}}=1,0072uvà 1u=931,5MeV/{{c}^{2}} .Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân {}_{4}^{{10}}Be

A. 64,366 MeV/nuclôn                                           B.6,4332 MeV/nuclôn

C. 0,064332 MeV/nuclôn                                       D.643,32 keV/nuclôn

Hướng dẫn

Tổng khối lượng các hạt nhân nuclôn:

{{m}_{0}}=Z.{{m}_{p}}+N.{{m}_{n}}=4.{{m}_{p}}+6{{m}_{n}}=10,0804u

Độ hụt khối của hạt nhân :

\Delta m={{m}_{0}}-m=10,0804u-10,0113u=0,0691u

Năng lượng liên kết của hạt nhân {}_{4}^{{10}}Be:

\displaystyle {{\text{W}}_{{lk}}}=\Delta m.{{c}^{2}}=0,0691u{{c}^{2}}=0,0691.931,5MeV=64,366MeV

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân {}_{4}^{{10}}Be:

\varepsilon =\frac{{{{\text{W}}_{{lk}}}}}{A}=\frac{{64,366}}{{10}}=6,4366MeV/nu

=> Đáp án B.

 

Thống kê thành viên
Tổng thành viên 315.419
Thành viên mới nhất 462719594535738
Thành viên VIP mới nhất khanhzl0209VIP

Mini games


Đăng ký THÀNH VIÊN VIP để hưởng các ưu đãi tuyệt vời ngay hôm nay




Mọi người nói về baitap123.com


Đăng ký THÀNH VIÊN VIP để hưởng các ưu đãi tuyệt vời ngay hôm nay
(Xem QUYỀN LỢI VIP tại đây)

  • BẠN NGUYỄN THU ÁNH
  • Học sinh trường THPT Trần Hưng Đạo - Nam Định
  • Em đã từng học ở nhiều trang web học trực tuyến nhưng em thấy học tại baitap123.com là hiệu quả nhất. Luyện đề thả ga, câu hỏi được phân chia theo từng mức độ nên học rất hiệu quả.
  • BẠN TRẦN BẢO TRÂM
  • Học sinh trường THPT Lê Hồng Phong - Nam Định
  • Baitap123 có nội dung lý thuyết, hình ảnh và hệ thống bài tập phong phú, bám sát nội dung chương trình THPT. Điều đó sẽ giúp được các thầy cô giáo và học sinh có được phương tiện dạy và học thưc sự hữu ích.
  • BẠN NGUYỄN THU HIỀN
  • Học sinh trường THPT Lê Quý Đôn - Hà Nội
  • Em là học sinh lớp 12 với học lực trung bình nhưng nhờ chăm chỉ học trên baitap123.com mà kiến thức của em được củng cố hơn hẳn. Em rất tự tin với kì thi THPT sắp tới.