Vật lí lớp 12 - Tiết: 0 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ppt

Vật lí lớp 12 - Tiết: 0 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

1. Mục tiêu:
a) Về kiến thức:
- Nêu được những đặc tính của lực hạt nhân.
- Viết được hệ thức Anh-xtanh.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức
của độ hụt khối lượng của hạt nhân.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức
của năng lượng liên kết của hạt nhân.
- Sử dụng các bảng đã cho trong Sgk, tính được năng
lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của một
hạt nhân.
- Phát biểu được định nghĩa phản ứng hạt nhân và
nêu được các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt
nhân.
- Phát biểu được và nêu được ví dụ về phản ứng hạt
nhân.
- Viết biểu thức năng lượng của một phản ứng hạt
nhân và nêu được điều kiện của phản ứng hạt nhân
trong các trường hợp: toả năng lượng và thu năng
lượng.
b) Về kỹ năng:
c) Về thái độ:
2. Chuẩn bị của GV và HS:
a) Chuẩn bị của GV: Các bảng số liệu về khối lượng
nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của
W
lk

A
theo A.
b) Chuẩn bị của HS: Ôn lại bài 35.
3. Tiến trình bài dạy:
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về lực hạt nhân
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Các hạt nhân bền
vững, vậy lực nào
đã liên kết các
nuclôn lại với
nhau.
- Thông báo về lực
hạt nhân.
- Lực hạt nhân có
phải là lực tĩnh
điện?
- HS ghi nhận

lực hạt nhân.


- Không, vì lực
hạt nhân là lực
hút giữa các
nuclôn, hay nói
cách cách nó
không phụ
I. 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
phải là lực hấp
dẫn?
 Lực hạt nhân
không cùng bản
chất với lực tĩnh
điện hay lực hấp
dẫn.
 Nó là một lực

mới truyền tương
tác giữa các nuclôn
 lực tương tác
mạnh.
- Chỉ phát huy tác
dụng trong phạm
thuộc vào điện
tích.
- Không, vì lực
này khá nhỏ (cỡ
12,963.10
-35
N),
không thể tạo
thành liên kết
bền vững.




- Nếu khoảng
cách giữa các
nuclôn lớn hơn
kích thước hạt
nhân thì lực hạt
- Kết luận:
+ Lực hạt
nhân là một
loại lực mới
truyền tương

tác giữa các
nuclôn trong
hạt nhân, còn
gọi là lực
tương tác
mạnh.
+ Lực hạt
nhân chỉ phát
huy tác dụng
trong phạm vi
kích thước hạt
nhân (10
-15
m)
vi kích thước hạt
nhân nghĩa là gì?
nhân giảm
nhanh xuống
không.
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về năng lượng liên kết
của hạt nhân
Hoạt động của
GV
Hoạt động
của HS
Kiến thức cơ
bản
- Xét hạt nhân
4
2

He
có khối lượng
m(
4
2
He
) = 4,0015u
với tổng khối
lượng của các
nuclôn?
 Có nhận xét gì
về kết quả tìm
được?
 Tính chất này là
- Tổng khối
lượng các
nuclôn tạo
thành hạt
nhân
4
2
He
:
2m
p
+ 2m
n
=
2.1,00728 +
2.1,00866 =

4,03188u
2m
p
+ 2m
n
>
II. Năng lượng
liên kết của hạt
nhân
1. Độ hụt khối
- Khối lượng
của một hạt
nhân luôn luôn
nhỏ hơn tổng
khối lượng của
các nuclôn tạo
tổng quát đối với
mọi hạt nhân.

- Độ hụt khối của
hạt nhân
4
2
He
?



- Xét hạt nhân
4

2
He
,
muốn chuyển hệ từ
trạng thái 1 sang
trạng thái 2, cần
cung cấp cho hệ
năng lượng để
thắng lực liên kết
giữa các nuclôn,
giá trị tối thiểu của
m(
4
2
He
)



m = 2m
p
+
2m
n
- m(
4
2
He
)
= 4,03188 -

4,0015
= 0,03038u


(2m
p
+ 2m
n
)c
2

- m(
4
2
He
) c
2

- Năng lượng
liên kết:
E
lk
= [2m
p
+
2m
n
-
thành hạt nhân
đó.

- Độ chênh lệch
khối lượng đó
gọi là độ hụt
khối của hạt
nhân, kí hiệu
m
m = Zm
p
+ (A
– Z)m
n

– m(
A
Z
X
)
2. Năng lượng
liên kết

2
( ) ( )
A
lk p n Z
E Zm A Z m m X c
 
   
 

Hay

2
lk
E mc
 

- Năng lượng
năng lượng cần
cung cấp?
 năng lượng liên
kết.
- Trong trường hợp
4
2
He
, nếu trạng thái
ban đầu gồm các
nuclôn riêng lẻ 
hạt nhân
4
2
He
 toả
năng lượng đúng
bằng năng lượng
liên kết E
lk
 quá
trình hạt nhân toả
năng lượng.
- Mức độ bền vững

của một hạt nhân
không những phụ
m(
4
2
He
)]c
2

= m.c
2









- Hạt nhân có
số khối A 
có A nuclôn
 năng
lượng liên kết
tính cho 1
liên kết của một
hạt nhân được
tính bằng tích
của độ hụt khối

của hạt nhân với
thừa số c
2
.

3. Năng lượng
liên kết riêng
- Năng lượng
liên kết riêng, kí
hiệu
lk
E
A
, là
thương số giữa
năng lượng liên
kết E
lk
và số
nuclôn A.
- Năng lượng
thuộc vào năng
lượng liên kết mà
còn phụ thuộc vào
số nuclôn của hạt
nhân  Năng
lượng liên kết tính
cho 1 nuclôn?
- Hạt nhân có năng
lượng liên kết riêng

càng lớn chứng tỏ
hạt nhân đó như thế
nào?
- Các hạt nhân bền
vững nhất có
lk
E
A

lớn nhất vào cỡ
8,8MeV/nuclôn, là
những hạt nhân
nằm ở khoảng giữa
nuclôn:
lk
E
A
.
- Càng bền
vững.
liên kết riêng
đặc trưng cho
mức độ bền
vững của hạt
nhân.
của bảng tuần hoàn
(50 < A < 95)
Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về phản ứng hạt nhân
Hoạt động của GV

Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Y/c HS đọc Sgk và
cho biết như thế nào
là phản ứng hạt
nhân?

- Chia làm 2 loại.





- Là quá trình
các hạt nhân
tương tác với
nhau và biến
đổi thành hạt
nhân khác.





III. Phản
ứng hạt nhân

1. Định nghĩa

và đặc tính
- Phản ứng
hạt nhân là
quá trình biến
đổi của các
hạt nhân.
a. Phản ứng
hạt nhân tự







- Y/c HS tìm hiểu
các đặc tính của
phản ứng hạt nhân
dựa vào bảng 36.1



- Y/c Hs đọc Sgk và
nêu các định luật

- HS ghi nhận
các đặc tính.




- HS đọc Sgk
và ghi nhận
phát
- Là quá trình
tự phân rã của
một hạt nhân
không bền
vững thành
các hạt nhân
khác.
b. Phản ứng
hạt nhân kích
thích
- Quá trình
các hạt nhân
tương tác với
nhau tạo ra
các hạt nhân
khác.
bảo toàn trong phản
ứng hạt nhân.
Ví dụ: Xét phản ứng

hạt nhân:
31 2 4
1 2 3 4
AA A A
Z Z Z Z
A B X Y
  


- Lưu ý: Không có
định luật bảo toàn
khối lượng nghỉ mà
chỉ có bảo toàn năng
lượng toàn phần
trong phản ứng hạt
nhân.
- Muốn thực hiện
một phản ứng hạt
nhân thu năng lượng
chúng ta cần làm gì?

các đặc tính.
- Bảo toàn điện
tích:
Z
1
+ Z
2
= Z
3

+
Z
4

(Các Z có thể
âm)
- Bảo toàn số
khối A:
A
1
+ A
2
= A
3
+
A
4

(Các A luôn
không âm)


- Phải cung cấp
cho hệ một
- Đặc tính:
+ Biến đổi
các hạt nhân.
+ Biến đổi
các nguyên
tố.

+ Không bảo
toàn khối
lượng nghỉ.
2. Các định
luật bảo toàn
trong phản
ứng hạt nhân
a. Bảo toàn
điện tích.
b. Boả toàn
số nuclôn
năng lượng đủ
lớn.
(bảo toàn số
A).
c. Bảo toàn
năng lượng
toàn phần.
d. Bảo toàn
động lượng.
3. Năng
lượng phản
ứng hạt nhân
- Phản ứng
hạt nhân có
thể toả năng
lượng hoặc
thu năng
lượng.
Q = (m

trước
-
m
sau
)c
2

+ Nếu Q >
0 phản ứng
toả năng
lượng:
- Nếu Q < 0
 phản ứng
thu năng
lượng:
Hoạt động 5 ( phút):
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản

Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản

- Nêu câu hỏi và
bài tập về nhà.
- Yêu cầu: HS
chuẩn bị bài sau.
- Ghi câu hỏi và
bài tập về nhà.
- Ghi những
chuẩn bị cho
bài sau.

IV. RÚT KINH NGHIỆM