Giáo án Vật lý 12 bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân

Giao án Vật Lí 12 - kì 2 - cơ bản - Đinh Thị Hà – Năm học 2012-2013

NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I- MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Nêu được lực hạt nhân là gì và các đặc điểm của lực hạt nhân.
- 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.
- Nêu được phản ứng hạt nhân là gì?
- Phát biểu được các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
2. Kĩ năng
- Sử dụng các bảng đã cho trong Sgk, tính được năng lượng liên kết và năng lượng liên kết
riêng của một 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.
3. Thái độ
- Có thái độ nghiêm túc trong học tập và có tinh thần hợp tác với giáo viên khi xây dựng bài
giảng mới
II- CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Giáo án, sách vật lí 12 và sách bài tập vật lí 12. Đồ dùng dạy học cần thiết
Wlk
- Các bảng số liệu về khối lượng nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của
theo A.
A
2. Học sinh
- Ôn lại bài 35.
- Sách, vở và đồ dùng học tập theo quy định.
III- THIẾT KẾ BÀI GIẢNG
2. Kiểm tra bài cũ - Có

Hoạt động 1: “Kiểm tra bài cũ”
GV: Yêu cầu hs lên bảng trả lời câu hỏi sau
Câu 1: Nêu cấu tạo của hạt nhân. Định nghĩa đơn vị khối lượng hạt nhân.
Câu 2: Viết hệ thức Anhxtanh và giải thích ý nghĩa các đại lượng có trong hệ thức.
HS: Lên bảng trả lới
GV: Nhận xét và đánh giá cho điểm
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Đặt vấn đề vào bài giảng mới
HS: Lắng nghe và nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.

3. Bài giảng mới
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC
SINH

Hoạt động 2: “Nghiên cứu lực hạt nhân”
GV: Các hạt nhân bền vững, vậy lực nào đã

NỘI DUNG
I- LỰC HẠT NHÂN


Giao án Vật Lí 12 - kì 2 - cơ bản - Đinh Thị Hà – Năm học 2012-2013
liên kết các nuclôn lại với nhau.
GV: Thông báo về lực hạt nhân.
GV: Lực hạt nhân có phải là lực tĩnh điện?
HS: Suy nghĩ và trả lời

- Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt
nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh).

- Kết luận:
+ Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương
GV: Lực hạt nhân có phải là lực hấp dẫn?
tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực
HS: Tại chỗ trả lời
tương tác mạnh.
GV: Nhận xét và đi đến kết luận
+ Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong
 Lực hạt nhân không cùng bản chất với phạm vi kích thước hạt nhân (10-15m)
lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn. Mà nó là một
lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn 
II- NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT
lực tương tác mạnh.
GV: Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng NHÂN
trong phạm vi kích thước hạt nhân nghĩa là 1. Độ hụt khối
gì?
Hoạt động 3: “Nghiên cứu năng lượng liên - Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn
tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt
kết hạt nhân”
nhân đó.
GV: Lấy VD về hạt nhân 42 H e dẫn dắt hs - Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó gọi là độ
đến với khái niệm về độ hụt khối.
hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m
4
m = Zmp + (A – Z)mn – m( ZA X )
Hạt nhân 2 H e có: Z = 2 và N = 2
Hãy so sánh khối lượng nguyên tử của hạt
nhân He với tổng khối lượng của các nuclôn
của hạt nhân này.
HS: Suy nghĩ và trả lời.

Khối lượng là m0 = 4,00150u < tổng khối
lượng của các nuclôn tạo nên hạt nhân He là:
(z mp + N mn) = 2.1.00728 +2.1,00866 =
4,03188u.
GV: Nhận xét và chính xác hóa vấn đề.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó
gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m
m = Zmp + (A – Z)mn – m( ZA X )
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Xét hạt nhân 24He, 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 năng lượng
cần cung cấp  năng lượng liên kết.
HS: Lắng nghe và ghi nhớ

2. Năng lượng liên kết
Giả sử xét hạt nhân 42 H e ở hai trạng thái (1) và
(2) hình vẽ.
Năng lượng tương ứng là:
Trạng thái 1
Trạng thái 2
m H c 2  (2 m  2 m )c 2
p
n
e
Muốn cho hệ chuyển từ trạng thái (1) sang trạng
p
thái (2), phải pcung cấppchophệ nnăngn lượng tối

n nđược liên kết giữa các nuclôn:
thiểu để thắng
(2 m  2 m )c 2  m H c 2 Độ lớn của năng
p
n
e
lượng này gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân
4 H ( kí hiệu là W .
lk
2 e
Hay

 2
W (2 m  2 m )  m
c  m c 2
k
p
n
H 
e

2
Hay Wk m c
- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính
bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số


Giao án Vật Lí 12 - kì 2 - cơ bản - Đinh Thị Hà – Năm học 2012-2013
GV: Trong trường hợp 24He, nếu trạng thái
ban đầu gồm các nuclôn riêng lẻ  hạt nhân

4
He  toả năng lượng đúng bằng năng
2
lượng liên kết Elk  quá trình hạt nhân toả
năng lượng.
HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức

c2.

3. Năng lượng liên kết riêng
- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu

E

, là thương
A
số giữa năng lượng liên kết Elk và số nuclôn A.
GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp
- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ
Mức độ bền vững của một hạt nhân không bền vững của hạt nhân.
những phụ thuộc vào năng lượng liên kết mà
còn phụ thuộc vào số nuclôn của hạt nhân 
Năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn gọi là
năng lượng liên kết riêng
HS: Lắng nghe va ghi tiêu đề tiểu mục 3
GV: Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng
càng lớn chứng tỏ hạt nhân đó như thế nào?
HS: Càng bền vững.
GV: Các hạt nhân bền vững nhất có

E

lớn
A
nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclôn, là những hạt
nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn
(50 < A < 95)
HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức
lk

3. Củng cố
GV: Hệ thống nội dung phần bài giảng
- Lực hạt nhân
- Độ hụt khối; năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng
HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức.
4. Hướng dẫn học bài ở nhà
GV: Yêu cầu hs học bài phần ghi nhớ sgk và kết hợp vở ghi
- Làm bài tập số 1 đến bài số 6(sgk - 186)
- Đọc trước phần bài còn lại.
HS: Lắng nghe và nhận nhiệm vụ về nhà

lk