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

MƠN VẬT LÝ 12

NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I. MỤC TIÊU :
1) 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.
2) Kĩ năng : Tính năng lượng liên kết
3) Thái độ:Giáo dục cho học sinh về tính cách : Tự giác ,tích cực và nổ lực
trong học tập.
II. CHUẨN BỊ :
1) Giáo viên :
Các bảng số liệu về khối lượng ngun tử hoặc hạt nhân, đồ thị của
2) Học sinh : Ơn lại bài 35.
III. PHƯƠNG PHÁP :
Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.
IV. TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :
1) Ổn định tổ chức :
- Ổn định lớp

Wlk
theo A
A

MÔN VẬT LÝ 12

-Kiểm tra sỉ số .
-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh .
2)Kiểm tra bài cũ :
3) Giảng bài mới :
Hoạt động của Thầy , Trò

Nội dung bài học

*Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hạt nhân
Mục tiêu : Nêu được những đặc tính của I. Lực hạt nhân :
lực hạt nhân.
- Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực
- Các hạt nhân bền vững, vậy lực nào đã hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương
liên kết các nuclôn lại với nhau.
tác mạnh).
- Thông báo về lực hạt nhân.

- Kết luận:

- Lực hạt nhân có phải là lực tĩnh điện?

+ Lực hạt nhân không có cùng bản chất
với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn ; nó là
một loại lực mới truyền tương tác giữa
các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực
tương tác mạnh.

(Không, vì lực hạt nhân là lực hút giữa
các nuclôn, hay nói cách cách nó không
phụ thuộc vào điện tích.)
- Lực hạt nhân có phải là lực hấp dẫn?
(Không, vì lực này khá nhỏ (cỡ
12,963.10-35N), không thể tạo thành liên
kết bền vững.)
→ 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 vi
kích thước hạt nhân nghĩa là gì?
(Nếu khoảng cách giữa các nuclôn lớn
hơn kích thước hạt nhân thì lực hạt
nhân giảm nhanh xuống không.)

+ Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng
trong phạm vi kích thước hạt nhân (1015
m)


MÔN VẬT LÝ 12

*Hoạt động 2 : Tìm hiểu về năng lượng
liên kết của hạt nhân
Mục tiêu : Phát biểu được định nghĩa
và viết được biểu thức của độ hụt khối
lượng của hạt nhân.viết được biểu thức
của năng lượng liên kết của hạt nhân.

4
2

4
2

- Xét hạt nhân Hecó khối lượng m( He
) = 4,0015u với tổng khối lượng của các
nuclôn?
→ Có nhận xét gì về kết quả tìm được?
→ Tính chất này là tổng quát đối với
mọi hạt nhân.

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 thành hạt nhân đó.
- Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ
hụt khối của hạt nhân, kí hiệu ∆m
∆m = Zmp + (A – Z)mn – mX

- Độ hụt khối của hạt nhân 24He?

2. Năng lượng liên kết
Năng lượng liên kết của một hạt nhân là
năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung
cấp để tách các nuclôn có giá trị là :

- 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.
- Trong trường hợp 24He, nếu trạng thái

AX) c2
W =  Zmp + (A − Z)mn − m( Z

lk 

Hay

Wlk = ∆mc
. 2

- Năng lượng liên kết của một hạt nhân
được tính bằng tích của độ hụt khối của
hạt nhân với thừa số c2.
3. Năng lượng liên kết riêng
Wlk
, là
A

ban đầu gồm các nuclôn riêng lẻ → hạt

- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu

nhân 24He → toả năng lượng đúng bằng

thương số giữa năng lượng liên kết Elk và
số nuclôn A.

năng lượng liên kết Elk → quá trình hạt
nhân toả năng lượng.

- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho


MÔN VẬT LÝ 12

- Mức độ bền vững của một hạt nhân
mức độ bền vững của hạt nhân.
không 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?
- 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

Elk
lớn
A

nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclôn, là những
hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng
tuần hoàn (50 < A < 95)

4) Củng cố và luyện tập :
Gv dùng câu hỏi 1,2,3,4 SGK để cũng cố
5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :
Bài tập về nhà 5,6 SGK
Xem tiếp phần còn lại
V. RÚT KINH NGHIỆM :

NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN


MễN VT Lí 12

PHN NG HT NHN(tt)
I. MC TIấU :
1) Kin thc :
- Phỏt biu c nh ngha phn ng ht nhõn v nờu c cỏc nh lut bo
ton trong phn ng ht nhõn.
- Phỏt biu c v nờu c vớ d v phn ng ht nhõn.
- Vit biu thc nng lng ca mt phn ng ht nhõn v nờu c iu kin
ca phn ng ht nhõn trong cỏc trng hp: to nng lng v thu nng lng.
2) K nng : Vit cỏc phn ng ht nhõn v nh lut bóo ton
3) Thỏi :Giaựo duùc cho hoùc sinh ve ý thc bo v mụi trng.
II. CHUN B :
1) Giỏo viờn :
2) Hc sinh : ễn li bi 35.
III. PHNG PHP :
Phõn tớch , m thoi , din ging.
IV. TIN TRèNH CA TIT DY :
1) n nh t chc :

- n nh lp
-Kim tra s s .
-Kim tra s chun b ca hc sinh .
2)Kim tra bi c :
3) Ging bi mi :
Hot ng ca Thy , Trũ

Ni dung bi hc


MÔN VẬT LÝ 12

*Hoạt động 1 : Tìm hiểu về phản ứng hạt
nhân

III. Phản ứng hạt nhân :

Mục tiêu : Phát biểu được định nghĩa phản
1. Định nghĩa và đặc tính
ứng hạt nhân và nêu được các định luật bảo
toàn trong phản ứng hạt nhân.
- Phản ứng hạt nhân là quá trình biến
đổi của các hạt nhân.
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết như thế nào là
phản ứng hạt nhân?
a. Phản ứng hạt nhân tự phát:
(- Là quá trình các hạt nhân tương tác với
nhau và biến đổi thành hạt nhân khác.)

- Chia làm 2 loại.

- Là quá trình tự phân rã của một hạt
nhân không bền vững thành các hạt
nhân khác.
Ví dụ : Quá trình phóng xạ
b. Phản ứng hạt nhân kích thích:
- Quá trình các hạt nhân tương tác
với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

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

Ví dụ :Phản ứng phân hạch ,phản
ứng nhiệt hạch
- Đặc tính:
+ Biến đổi các hạt nhân.

- Y/c Hs đọc Sgk và nêu các định luật bảo
toàn trong phản ứng hạt nhân.
(- Bảo toàn điện tích:
Z1 + Z 2 = Z 3 + Z 4
(Các Z có thể âm)
- Bảo toàn số khối A:
A1 + A 2 = A 3 + A 4
(Các A luôn không âm))

+ 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.
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
b. Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
A1 + A2 = A3 + A4
c. Bảo toàn năng lượng toàn phần.


MÔN VẬT LÝ 12

Ví dụ: Xét phản ứng hạt nhân:
A1
Z1

A + ZA2 B =
2

A3
Z3

X + AZ4Y

d. Bảo toàn động lượng.
3. Năng lượng phản ứng hạt nhân

4

- 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.

- Phản ứng hạt nhân có thể toả năng
lượng hoặc thu năng lượng.
Q = (mtrước - msau)c2

- Muốn thực hiện một phản ứng hạt nhân
thu năng lượng chúng ta cần làm gì?

+ Nếu Q > 0→ phản ứng toả năng
lượng:

(- Phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ
lớn.)

- Nếu Q < 0 → phản ứng thu năng
lượng:

* Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường :
Sử dụng năng lượng hạt nhân và vấn đề bảo
vệ môi trường ( sản xuất điện nguyên tử ) .
Ô nhiễm phóng xạ
4) Củng cố và luyện tập :
Gv gọi học sinh nhắc lại thế nào là phản ứng hạt nhân và ứng dụng các định luật
bảo toàn
5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :
Bài tập về nhà 7,8,9,10 SGK/187
V. RÚT KINH NGHIỆM :