giáo án vật lí 12- tuần 32

Bài 36. 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.
- 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.
2. Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức trên để giải một số bài tập sgk và tương tự…
3. Thái độ: Yêu thích môn học, nghiêm túc học tập…
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Các bảng số liệu về khối lượng nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của
W
lk
A
theo A.
2. Học sinh: Ôn lại bài 35.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
* Trình bày cấu tạo của hạt nhân
nguyên tử? Kí hiệu của HN, giải thích
các kí hiệu? Các HN thế nào được gọi
là đồng vị? Ví dụ.
* HS lên bảng trả bài cũ.
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?
- 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 vi
kích thước hạt nhân nghĩa là gì?
- HS ghi nhận lực hạt nhân.
- Không, vì lực hạt nhân là lực
hút giữa các nuclôn, hay nói
cách cách nó không phụ 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 nhân giảm
nhanh xuống không.
I. Lực hạt nhân
- 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 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)
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?
- 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
> m(
4
2
He
)
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
Ngày soạn: 22 /03/2010
Tiết số: 59-60 Tuần: 32
→ Tính chất này là 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 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 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
của bảng tuần hoàn (50 < A < 95)
∆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
- 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 nuclôn:
lk
E
A
.
- Càng bền vững.
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 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 liên kết riêng đặc trưng cho
mức độ bền vững của hạt nhân.
- 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 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.
- 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
bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
- Là quá trình các hạt nhân
tương tác với nhau và biến đổi
thành hạt nhân khác.
- HS ghi nhận các đặc tính.

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 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.
- 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 (bảo toàn số A).
c. Bảo toàn năng lượng toàn phần.
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?
- HS đọc Sgk và ghi nhận 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
năng lượng đủ lớn.
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): 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
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tổ trưởng kí duyệt
22/03/2010
HOANG ĐỨC DƯỠNG