Lực hạt nhân - Lực hạt nhân: lực tương tác giữa các nuclôn - Ñaëc ñieåm: + Lực hút + Chỉ xẩy ra khi khoảng cách giữa hai nuclôn nhỏ hơn hoặc bằng kích thước của hạt nhân + Có cường độ rấ[r]
(1)TrườngTHPT Lê Hồng Phong Toå: Vaät lyù Bài 52: CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ĐỘ HỤT KHỐI I MUÏC TIEÂU: Kiến thức: - Nêu cấu tạo hạt nhân, biết kí hiệu hạt nhân và đơn vị khối lượng nguyên tử - Nêu lực hạt nhân là gì và các đặc điểm lực hạt nhân - Nêu độ hụt khối hạt nhân là gì và viết công thức tính độ hụt khối - Nêu lượng liên kết hạt nhân là gì và viết công thức tính lượng liên kết Kó naêng: - Viết cấu tạo hạt nhân - Vận dụng biểu thức tính lượng liên kết hạt nhân II CHUAÅN BÒ: Giaùo vieân: - Vẽ trên giấy khổ lớn mô hình các nguyên tử: + Ba đồng vị hiđrô: 11 H , 12 H và 13 H + Heli 24 He Hoïc sinh: - Ôn lại kiến thức hoá học: + Cấu tạo nguyên tử + Caáu taïo haït nhaân + Bảng tuần hoàn các nguyên tố III NOÄI DUNG GHI BAÛNG: Caáu taïo haït nhaân Nucloân a Caáu taïo haït nhaân - Hạt nhân cấu tạo từ hạt nhỏ gọi là nuclôn - Coù hai nucloân: * Proâtoân (kh: p) + Khối lượng: mp = 1,67262.10-27kg + Ñieän tích: mang moät ñieän tích nguyeân toá döông +e * Nôtron (kh: n) + Khối lượng: mn = 1,67493.10-27kg + Khoâng mang ñieän tích - Số prôtôn hạt nhân số thứ tự Z nguyên tử bảng hệ thống tuần hoàn: + Z gọi là nguyên tử số (điện tích hạt nhân) + Toång soá caùc nucloân haït nhaân goïi laø soá khoái (kh: A) + Soá nôtron (kh: N): N = A – Z b Kí hieäu haït nhaân A A X XA Z X , * Ví duï: - Kí hiệu hạt nhân heli: 24 He , He He4 - Kí hieäu cuûa haït nhaân urani: U, 238 92 U U 238 238 92 c Kích thước hạt nhân - Hạt nhân có kích thước nhỏ, xem hạt nhân là hình cầu thì đường kính nó vào khoảng -14 10 m đến 10-15m Lop12.net (2) - Công thức gần đúng xác định bán kính: R 1,2.10 15 A ( m) Đồng vị * Ñònh nghóa: SGK * Ví duï: - Hiđrô có đồng vị: hiđrô thường 11 H , hiđrô nặng (hay đơteri) 12 H (hay 12 D ), hiđrô siêu nặng (hay triti) 13 H (hay 31T ) - Cácbon có đồng vị với số nơtron từ đến * Các đồng vị chia làm hai loại: đồng vị bền và đồng vị phóng xạ (không bên) Đơn vị khối lượng nguyên tử a Đơn vị khối lượng nguyên tử - Đơn vị khối lượng nguyên tử (kh: u), có trị số 1/12 khối lượng đồng vị cácbon 126 C 1u 1,66055.10-27kg b Hệ thức Anh-xtanh: E = mc2 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết a Lực hạt nhân - Lực hạt nhân: lực tương tác các nuclôn - Ñaëc ñieåm: + Lực hút + Chỉ xẩy khoảng cách hai nuclôn nhỏ kích thước hạt nhân + Có cường độ lớn ( còn gọi là lực tương tác mạnh) b Độ hụt khối Năng lượng liên kết * Độ hụt khối: m Zm p ( A Z )mn m - m là khối lượng hạt nhân - Zmp + (A – Z)mn là tổng khối lượng prôtôn và nơtron * Năng lượng liên kết: Wlk m.c - Năng lượng liên kết các nuclôn hạt nhân gọi ngắn gọn là lượng liên kết hạt nhân * Năng lượng liên kết riêng là lượng tính cho nuclôn, nó đặc trưng cho độ bền vững W hạt nhân và xác định: lk A - Hạt nhân có lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững IV Phöông phaùp daïy – hoïc: * Hoạt động 1: Ôn lại số kiến thức đã học hoá học và nắm vững cấu tạo hạt nhân nguyên tử và đồng vò Hoạt động GV và Hs Noäi dung * Y/c Hs thảo luận theo nhóm các kiến thức đã - Hạt nhân cấu tạo từ các nuclôn: prôtôn học môn hoá học lớp 10: cấu tạo nguyên tử, cấu (kh:p), khối lượng mp = 1,67262.10-27kg, mang taïo haït nhaân, ñieän tích vaø soá khoái cuûa haït nhaân ñieän tích nguyeân toá döông +e vaø nôtron (kh: n),khoái lượng mn = 1,67493.10-27kg, không mang điện tích + Các nhóm trả lời: - Hạt nhân cấu tạo từ các nuclôn: prôtôn - Số prôtôn Z (nguyên tử số) -27 - Soá nôtron N (kh:p), khối lượng mp = 1,67262.10 kg, mang ñieän tích nguyeân toá döông +e vaø nôtron (kh: n),khoái - Soá khoái A = Z + N lượng mn = 1,67493.10-27kg, không mang điện tích Lop12.net (3) - Điện tích hạt nhân Z (nguyên tử số) chính là số thứ tự Z nguyên tử bảng hệ thống tuần hoàn vaø ñaây chính laø soá proâtoân haït nhaân - Toång soá caùc nucloân haït nhaân goïi laø soá khoái A - Soá nôtron haït nhaân N: N = A – Z * Hạt nhân kí hiệu nào? * Ví duï: - Haït nhaân heli: - Haït nhaân urani: * Y/c Hs thảo luận theo nhóm khái niệm động vị đã học hoá học + Các nhóm trả lời: - Đồng vị là nguyên tử mà hạt nhân chứa cuøng soá proâtoân Z (coù cuøng vò trí baûng tuaàn hoàn), có số nơtron khác * Ví duï: - Hiđrô có ba đồng vị, cácbon có đồng vị * Có loại đồng vị nào? - Hạt nhân kí hiệu: A Z X , A X XA He , He He4 U, 238 92 U U 238 238 92 * Định nghĩa đồng vị: SGK 1 H , 12 H vaø 13 H ; 116C , 126 C , 136C vaø 146 C - Có hai loại đồng vị: bền và phóng xạ (không bền) * Hoạt động 2: Tìm hiểu đơn vị khối lượng nguyên tử Hoạt động GV và Hs Noäi dung * Y/c Hs thảo luận theo nhóm đơn vị cácbon đã - Đơn vị khối lượng nguyên tử là u, 1/12 khối học hoá học lượng đồng vị cácbon 126 C + Các nhóm trả lời: 1u 1,66055.10 27 kg * Vaäy 1u baèng bao nhieâu kg? 12 g 1,66055.10 27 kg + 1u = 23 12 6,0221.10 * Hệ thức Anh-xtanh viết nào? 1u = 931,5MeV/c2 E = mc - Trong vật lí hạt nhân người ta thường dùng đơn vị eV MeV Vậy đơn vị khối lượng nguyên tử 1MeV/c2 = 1,78.10-30kg ngoài u thì còn dùng đơn vị nào nữa? eV MeV + , c c2 * Hoạt động 3: Tìm hiểu lực hạt nhân, độ hụt khối và lượng liên kết Hoạt động GV và Hs Noäi dung * Y/c các nhóm đọc SGK phần lực hạt nhân - Lực hạt nhân là lực tương tác các nuclôn + Các nhóm trả lời: hạt nhân và là lực hút * Lực hạt nhân là gì? - Lực hạt nhân xẩy khoảng cách hai - là lực tương tác các nuclôn hạt nhân và nuclôn nhỏ kích thước hạt nhân là lực hút * Lực hạt nhân xẩy nào? * Lưu ý: Lực hạt nhân là loại lực mạnh - xẩy khoảng cách hai nuclôn nhỏ các loại lực mạnh kích thước hạt nhân * Giả sử có hạt nhân ZA X - Hạt nhân này có khối lượng m Lop12.net (4) - Tổng khối lượng prôtôn và nơtron: Zmp + Nmm hay Zmp = (A – Z)mn - Khối lượng m nhỏ lượng m so với tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó m gọi là độ hụt khối hạt nhân * Vậy độ hụt khối m xác định nào? m Zm p ( A Z )mn m * Theo thuyết tương đối thì: - hệ các nuclôn ban đầu có lượng xác ñònh nhö theá naøo? E o Zm p ( A Z )mn c - Độ hụt khối : m m Zm p ( A Z )mn m - hạt nhân tạo thành có lượng xác ñònh nhö theá naøo? E = mc2 < Eo * Theo ñlbtnl thì nhö theá naøo? + Phải có lượng lượng tảo và xaùc ñinh: Wlk E o E m.c - Năng lượng liên kết hạt nhân: Wlk m.c - muốn tách hạt nhân có khối lượng m thành các nuclôn thì tốn lượng là Wlk m.c để thắng lực hạt nhân Do đó Wlk m.c gọi là lượng liên kết hạt nhaân * Hoạt động 4: Củng cố Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng: Hạt nhân A Z nôtron vaø A proâtoân C Z proâtoân vaø (A – Z) nôtron A Z - Năng lượng liên kết tính cho nuclôn gọi là W lượng liên kết riêng, nó xác định lk A - Hạt nhân có lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững X cấu tạo gồm: B Z proâtoân vaø Anô tron D Z nôtron vaø (A + Z) prroton Câu 2: Chọn câu đúng: Kí hiệu nguyên tử mà hạt nhân nó chứa 8p và 9n là: A 178 O B 178 O C 89 O D 179 O Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng: Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân chúng có: A Soá khoái A baèng B Soá proâtoân baèng C Soá nôtron baèng D Có khối lượng Câu 4: Chọn câu đúng: Lực hạt nhân là: A Lực tĩnh điện B Lực liên kết các prôtôn C Lực liên kết các nơtron D Lực liên kết các nuclôn * Hoạt động 5: Dặn dò - Hs nhà trả lời và làm tất các bài tập SGK - Hs ôn lại kiến thức lực Lo-ren-xơ và lực điện trường đã học VL11 - Hs đọc trước bài 35 Lop12.net (5)