- 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
Trang 1NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN.
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Ngày soạn:
I MỤC TIÊU BÀI HỌC
1 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
2 Về kĩ năng
- Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK
3 Về thái độ
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong
khoa học
II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
Các bảng số liệu về khối lượng nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của
A
W lk
theo A
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1 Ổn định lớp
2 Kiểm tra bài cũ
3 Bài mới
* Vào bài
Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hạt nhân
- 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
I Lực hạt nhân
- Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh)
Trang 2- 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?
không phụ thuộc vào điện tích
- Không, vì lực này khá nhỏ (cỡ 12,963.10-35N), 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
- 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
-15m)
Hoạt động 2: Tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân
- Xét hạt nhân 4
2Hecó khối
lượng m(24He) = 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
- Độ hụt khối của hạt nhân
4
2He?
- Xét hạt nhân 4
2He, 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 ban đầu gồm các
nuclôn riêng lẻ hạt nhân
4
2He toả năng lượng đúng
bằng năng lượng liên kết Elk
- Tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân
4
2He:
2mp + 2mn = 2.1,00728 + 2.1,00866 = 4,03188u
2mp + 2mn > m(4
2He)
m = 2mp + 2mn - m(24He)
= 4,03188 - 4,0015
= 0,03038u (2mp + 2mn)c2 - m(4
2He) c2
- Năng lượng liên kết:
Elk = [2mp + 2mn - m(4
2He)]c2
= m.c2
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 – m(A
Z X)
2 Năng lượng liên kết
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 c2
Trang 3 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 E lk
A lớn nhất vào cỡ
8,8MeV/nuclôn, là những hạt
nhân nằm ở khoảng giữa của
bảng tuần hoàn (50 < A < 95)
- Hạt nhân có số khối A
có A nuclôn năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn:
lk
E
A .
- Càng bền vững
3 Năng lượng liên kết riêng
- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu E lk
A , là thương số giữa năng
lượng liên kết Elk và số nuclôn A
- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân
Hoạt động 3: Tìm hiểu về phản ứng hạt nhân
- 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
Ví dụ: Xét 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
- HS đọc Sgk và ghi nhận các đặc tính
- Bảo toàn điện tích:
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
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)
Trang 411 22 33 44
A
Z AZ BZ X Z 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 Z có thể âm)
- Bảo toàn số khối A:
A1 + A2 = A3 + A4 (Các A luôn không âm)
- Phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ lớn
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 = (mtrước - msau)c2 + Nếu Q > 0 phản ứng toả năng lượng:
- Nếu Q < 0 phản ứng thu năng lượng:
IV CỦNG CỐ VÀ BTVN
1 Củng cố
1.Có 100g chất phóng xạ X với chu kì bán rã là 7 ngày đêm Sau 28 ngày đêm khối
lượng chất phóng xạ còn lại là
A 93,75g B 87,5g C 12,5g D 6,25g
2 BTVN
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 187 và SBT