Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Tiết 62+63, Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân - Năm học 2022-2023 - Dương Văn Châu

TRƯỜNG THPT CẦU NGANG B 
NĂM HỌC : 20 22 - 20 23 
Tập thể lớp 12 / 1 
Kính chào quý thầy cô về dự giờ! 
TỔ: L Ý – TD 
GIÁO VIÊN: DƯƠNG VĂN CHÂU 
CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ DỰ GIỜ LỚP 12/1 
GIÁO VIÊN: DƯƠNG VĂN CHÂU 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1. Cho biết tên gọi, cấu tạo của các hạt nhân sau: 
Hạt nhân Hêli có 4 nuclôn, gồm 2 prôtôn v à 2 nơtrôn 
Hạt nhân Sắt có 56 nuclôn, gồm 26 prôtôn v à 30 nơtrôn 
Hạt nhân Urani có 235 nuclôn, gồm 92 prôtôn v à 143 nơtrôn 
U 
Fe 
He 
235 
92 
56 
26 
4 
2 
Câu 2: Phát biểu n à o l à sai khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ? 
A. Tổng số các proton v à nơtron gọi l à số khối . 
B. Nơtron trong hạt nhân mang điện tích âm -e . 
C. Proton trong hạt nhân mang điện tích +e. 
D. Nơ tron trong hạt nhân không mang điện . 
Câu 3: Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng là: 
 A. E= m/c 2 
B. E= 1/2 mc 2 
C. E= mc 2 
D. E=m/c 
 I. LỰC HẠT NHÂN 
 II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
 1. Độ hụt khối 
 2. Năng lượng liên kết 
 3. Năng lượng liên kết riêng 
 III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
 1. Định nghĩa v à đặc t í nh 
 2. C á c định luật bảo to à n 
 3. Năng lượng phản ứng hạt nhân 
TIẾT 62 - 63. BÀI 36 
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN. 
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
B à i 36 
 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
 I . LỰC HẠT NHÂN 
 Lực n à o liên kết các nuclon lại với nhau? 
 Các nuclon trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Đó l à lực hạt nhân 
 Bản chất lực hạt nhân l à g ì ? 
 Lực hạt nhân không phải l à lực hấp dẫn, không phải l à lực tĩnh điện; nó l à loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon gọi l à lực tương tác mạnh. 
 Lực hạt nhân gây t á c dụng trong phạm vi n à o? 
 Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân ( cỡ 10 -15 m), nếu khoảng cách giữa các nuclon lớn hơn kích thước hạt nhân thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống bằng 0 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
Hạt nhân Hêli 
 Hạt nhân Heli có bao nhiêu proton v à bao nhiêu nơtron? Tính tổng khối lượng các proton v à nơtron đó ra đơn vị u? Dự đoán khối lượng hạt nhân Heli? Biết 2m p +2m n = m p =1, 00728 u; m n = 1,00866 u 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
Tổng khối lượng của các nuclon của hạt nhân Heli (2proton v à 2 nơtron) l à : 
2m p +2m n = 2.1,00728 u +2.1,00866 u = 4,03188u 
2m p +2m n >m He 
Khối lượng của hạt nhân Hêli l à : m He = 4,00150u 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
1. Độ hụt khối 
 	 Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi l à độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m. 
 	 Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo th à nh hạt nhân đó. 
 m = Zm p + (A-Z)m n - m X 
 W lk = (2m p + 2m n )c 2 - m He. c 2 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
Trạng thái 1 
Trạng thái 2 
 Năng lượng 
W lk gọi là năng lượng liên kết 
của hạt nhân Hêli 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
2. Năng lượng liên kết 
	 Tổng qu á t: 
 Năng lượng liên kết của hạt nhân X l à : 
 W lk = [ Zm p + (A-Z)m n ] c 2 - m X. c 2 
 = [ Zm p + (A-Z)m n - m X. ]c 2 
Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối với thừa số c 2 
 Hay: W lk = m.c 2 
 W lk = m.c 2 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
2. Năng lượng liên kết 
	 V í dụ: T í nh năng lượng liên kết của hạt nhân Hêli (MeV). Cho biết 1 uc 2 = 931 , 5MeV 
 W lk = (2m p + 2m n - m He ) . c 2 
 = (4,03188 – 4,00150) uc 2 
 = 0,03038. 931,5MeV 
= 28,30MeV 
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 
3. Năng lượng liên kết riêng 
	 Năng lượng liên kết riêng l à thương số giữa năng lượng liên kết v à số nucl ô n A 
 Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. Các hạt nhân bền vững có 
 Đó l à các hạt nhân có: 50 < A < 95 
( các hạt nhân trung bình ) 
III . PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 
 N ă m 1909, R ơ d ơ pho d ù ng h ạ t b ắ n ph á nit ơ . K ế t qu ả l à N b ị phân r ã v à bi ế n đổi th à nh ô xi v à hi đ r ô . 
Ñònh nghóa: 
 Phaûn öùng haït nhaân laø moïi quaù trình daãn ñeán söï bieán ñoåi haït nhaân 
Haõy neâu ñònh nghóa p haûn öùng haït nhaân ? 
1. Định nghĩa và đặc tính 
Phóng xạ có phải là phản ứng hạt nhân không? Và phản ứng hạt nhân có đặc tính gì? 
Tìm hiểu các loại phản ứng hạt nhân 
1. Định nghĩa và đặc tính 
Hai loại ph ả n ứ ng h ạ t nh â n: 
a. Phản ứng hạt nhân tự phát 
Đó l à p h ả n ứ ng t ự ph â n r ã c ủ a m ộ t h ạ t nh â n kh ô ng b ề n. Ví d ụ ? 
b. Phản ứng hạt nhân kích thích 
Đó l à p h ả n ứ ng trong đó c á c h ạ t nh â n t­ ươ ng t á c v ớ i nhau → tạo th à nh c á c h ạ t kh á c. Ví d ụ ? 
Ph­ ươ ng tr ì nh t ổ ng qu á t c ủ a phản ứng hạt nhân : 
 A + B → C + D 
 H ã y gi ả i th í ch c á c ký hi ệ u? 
A, B l à c á c h ạ t t­ ươ ng t á c; C, D l à c á c h ạ t s ả n ph ẩ m. 
Trường hợp phóng xạ phương trình được viết như thế n à o? 
1. Định nghĩa và đặc tính 
Tr­ ườ ng h ợ p ph ó ng x ạ ph­ ươ ng tr ì nh ph ả n ứ ng hạt nhân : 
 A → B + C 
H ã y gi ả i th í ch c á c ký hi ệ u? 
A l à hạt nhân mẹ; B l à hạt nhân con; C l à một phóng xạ n à o đó 
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 
Định luật bảo to à n nghiệm đúng trong điều kiện n à o? 
V ớ i h ệ k ín c ác hạt nhân t ươ ng t á c A + B thì c ó c á c đị nh lu ậ t b ả o to à n n à o? 
a- Định luật bảo to à n điện tích ( nguyên tử số Z ) 
b- Định luật bảo to à n số nuclôn ( số khối A ) 
c- Định luật bảo to à n năng lượng to à n phần. 
d- Định luật bảo to à n động lượng. 
Ví dụ 
Theo ĐL BT số khối thì : A 1 + A 2 = A 3 + A 4 
Theo ĐL BT điện tích thì : Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 
Cụ thể như pt phản ứng: 
3 . Năng lượng phản ứng hạt nhân 
Trong phản ứng hạt nhân: A + B → C + D 
Gọi m trước = m A + m B ; m sau = m C + m D 
Vì sao m trước ≠ m sau ? Điều n à y dẫn đến hệ quả gì? 
 Số khối bảo to à n, nhưng độ hụt khối các hạt nhân khác nhau → Khối lượng nghỉ không bảo to à n nên m trước ≠ m sau 
 Hai trường hợp có thể xảy ra: 
Nếu m trước > m sau 
Định luật bảo to à n năng lượng to à n phần cho ta kết quả gì? 
Phản ứng tỏa một năng lượng 
 W = (m trước – m sau )c 2 > 0 
Các hạt sinh ra bền hơn các hạt ban đầu 
3 . Năng lượng phản ứng hạt nhân 
Nếu m trước < m sau 
Nhận định thế n à o về phản ứng? 
 W = (m trước – m sau )c 2 < 0 
 Phản ứng thu năng lượng : 
 W thu = |W| = - W 
 Các hạt tạo ra kém bền hơn 
CỦNG CỐ 
Câu 1. Phát biểu n à o sau đây l à sai khi nói về lực hạt nhân? 
A. Lực hạt nhân l à loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết hiện nay. 
B. Lực hạt nhân chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân . 
C. Lực hạt nhân có bản chất l à lực điện, vì trong hạt nhân các prôtôn mang điện dương. 
D. Lực hạt nhân chỉ tồn tại bên trong hạt nhân. 
CỦNG CỐ 
Câu 2. Hạt nhân n à o sau đây bền vững nhất? 
A. Heli. 
B. Cacbon. 
C. Sắt. 
D. Urani. 
CỦNG CỐ 
Câu 3. Khối lượng của hạt nhân Bo (10) l à 10,0113u, khối lượng của nơtron l à m n =1,0086u, khối lượng của prôtôn l à m p = 1,0072u. Độ hụt khối của hạt nhân đó l à : 
A. 0,9110u 
B. 0,06 77 u 
C. 0,0561u 
D. 0,0811u 
Câu 4. Cho phản ứng hạt nhân : 
 H ạt nhân X l à : 
A. proton 
B. nơtron 
C. electron 
D. pozitron 
CỦNG CỐ 
CỦNG CỐ 
Câu 5. Phát biểu nào sau đây là sai ? Trong phản ứng hạt nhân : 
Có sự biến đổi của các hạt nhân ban đầu thành các hạt nhân khác. 
Tổng số n ơtron ở hai vế của phương trình phản ứng phải bằng nhau . 
 Tổng đại số điện tích ở hai vế của phương trình phản ứng phải bằng nhau . 
 Không có định luật bảo toàn khối lượng . 
Trả lời câu hỏi 1 (Sgk/ tr 186) 
L à m các b à i tập từ 2 6 ( Sgk/tr 186, 187) 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 
KÍNH CHÚC SỨC KHỎE QU Ý THẦY CÔ! 
BÀI HỌC KẾT THÚC 
Chúc các em học tốt! 
CHÂN THÀNH C Ả M ƠN SỰ HIỆN DIỆN 
CỦA QU Ý THẦY CÔ 
CHÚC CÁC EM HỌC TẬP 
NHIỀU TIẾN BỘ!