Giáo án Vật lý Khối 12 - Chương VII: Hạt nhân nguyên tử - Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

Tiết: 0	NĂNG LƯỢNG LIấN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
MỤC TIấU
Kiến thức:
Nờu được những đặc tớnh của lực hạt nhõn.
Viết được hệ thức Anh-xtanh.
Phỏt biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của độ hụt khối lượng của hạt nhõn.
Phỏt biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của năng lượng liờn kết của hạt nhõn.
Sử dụng cỏc bảng đó cho trong Sgk, tớnh được năng lượng liờn kết và năng lượng liờn kết riờng của một hạt nhõn.
Phỏt biểu được định nghĩa phản ứng hạt nhõn và nờu được cỏc định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhõn.
Phỏt biểu được và nờu được vớ dụ về phản ứng hạt nhõn.
Viết biểu thức năng lượng của một phản ứng hạt nhõn và nờu được điều kiện của phản ứng hạt nhõn trong cỏc trường hợp: toả năng lượng và thu năng lượng.
Kĩ năng:
Thỏi độ:
CHUẨN BỊ
Giỏo viờn: Cỏc bảng số liệu về khối lượng nguyờn tử hoặc hạt nhõn, đồ thị của Wlk
A
theo A.
Học sinh: ễn lại bài 35.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phỳt): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phỳt): Tỡm hiểu về lực hạt nhõn
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Cỏc hạt nhõn bền vững, vậy lực nào đó liờn kết cỏc nuclụn lại với nhau.
Thụng bỏo về lực hạt nhõn.
Lực hạt nhõn cú phải là lực tĩnh điện?
Lực hạt nhõn cú phải là lực hấp dẫn?
đ Lực hạt nhõn khụng cựng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn.
đ Nú là một lực mới truyền tương tỏc giữa cỏc nuclụn đ lực tương tỏc mạnh.
Chỉ phỏt huy tỏc dụng trong phạm vi kớch thước hạt nhõn nghĩa là gỡ?
HS ghi nhận lực hạt nhõn.
Khụng, vỡ lực hạt nhõn là lực hỳt giữa cỏc nuclụn, hay núi cỏch cỏch nú khụng phụ thuộc vào điện tớch.
Khụng, vỡ lực này khỏ nhỏ (cỡ 12,963.10-35N), khụng thể tạo thành liờn kết bền vững.
Nếu khoảng cỏch giữa cỏc nuclụn lớn hơn kớch thước hạt nhõn thỡ lực hạt nhõn giảm nhanh xuống khụng.
I. Lực hạt nhõn
Lực tương tỏc giữa cỏc nuclụn gọi là lực hạt nhõn (tương tỏc hạt nhõn hay tương tỏc mạnh).
Kết luận:
+ Lực hạt nhõn là một loại lực mới truyền tương tỏc giữa cỏc nuclụn trong hạt nhõn, cũn gọi là lực tương tỏc mạnh.
+ Lực hạt nhõn chỉ phỏt huy tỏc dụng trong phạm vi kớch thước hạt nhõn (10-
15m)
Hoạt động 3 ( phỳt): Tỡm hiểu về năng lượng liờn kết của hạt nhõn
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Xột hạt nhõn 4He cú khối lượng
2
m( 4He ) = 4,0015u với tổng khối
2
- Tổng khối lượng cỏc nuclụn
tạo thành hạt nhõn 4He :
2
2mp + 2mn = 2.1,00728 +
Năng lượng liờn kết của hạt nhõn
Độ hụt khối
lượng của cỏc nuclụn?
đ Cú nhận xột gỡ về kết quả tỡm được?
đ Tớnh chất này là tổng quỏt đối với mọi hạt nhõn.
Độ hụt khối của hạt nhõn 4He ?
2
Xột hạt nhõn 4He , muốn chuyển
2
hệ từ trạng thỏi 1 sang trạng thỏi 2, cần cung cấp cho hệ năng lượng để thắng lực liờn kết giữa cỏc nuclụn, giỏ trị tối thiểu của năng lượng cần cung cấp?
đ năng lượng liờn kết.
Trong trường hợp 4He , nếu trạng
2
thỏi ban đầu gồm cỏc nuclụn riờng lẻ
đ hạt nhõn 4He đ toả năng lượng
2
đỳng bằng năng lượng liờn kết Elk đ
quỏ trỡnh hạt nhõn toả năng lượng.
Mức độ bền vững của một hạt nhõn khụng những phụ thuộc vào năng lượng liờn kết mà cũn phụ thuộc vào số nuclụn của hạt nhõn đ Năng lượng liờn kết tớnh cho 1 nuclụn?
Hạt nhõn cú năng lượng liờn kết riờng càng lớn chứng tỏ hạt nhõn đú như thế nào?
E
Cỏc hạt nhõn bền vững nhất cú	lk
A
lớn nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclụn, là
những hạt nhõn nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn (50 < A < 95)
2.1,00866 = 4,03188u
2mp + 2mn > m( 4He )
2
Dm = 2mp + 2mn - m( 4He )
2
= 4,03188 - 4,0015
= 0,03038u
(2mp + 2mn)c2 - m( 4He ) c2
2
Năng lượng liờn kết: Elk = [2mp + 2mn -
m( 4He )]c2
2
= Dm.c2
Hạt nhõn cú số khối A đ cú A nuclụn đ năng lượng liờn kết tớnh cho 1 nuclụn:
Elk .
A
Càng bền vững.
Khối lượng của một hạt nhõn luụn luụn nhỏ hơn tổng khối lượng của cỏc nuclụn tạo thành hạt nhõn đú.
Độ chờnh lệch khối lượng đú gọi là độ hụt khối của hạt nhõn, kớ hiệu Dm
Dm = Zmp + (A – Z)mn
– m( A X )
Z
2. Năng lượng liờn kết
E = ộởZm + (A - Z)m - m( AX)ựỷ c2
lk	p	n	Z
Hay	E = Dmc2
lk
- Năng lượng liờn kết của một hạt nhõn được tớnh bằng tớch của độ hụt khối của hạt nhõn với thừa số c2.
3. Năng lượng liờn kết riờng
Năng lượng liờn kết riờng,
E
kớ hiệu	lk , là thương số
A
giữa năng lượng liờn kết Elk và số nuclụn A.
Năng lượng liờn kết riờng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhõn.
Hoạt động 4 ( phỳt): Tỡm hiểu về phản ứng hạt nhõn
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 nhõn?
Chia làm 2 loại.
- Là quỏ trỡnh cỏc hạt nhõn tương tỏc với nhau và biến đổi thành hạt nhõn khỏc.
III. Phản ứng hạt nhõn
1. Định nghĩa và đặc tớnh
- Phản ứng hạt nhõn là quỏ trỡnh biến đổi của cỏc hạt nhõn.
a. Phản ứng hạt nhõn tự phỏt
- Là quỏ trỡnh tự phõn ró của một hạt nhõn khụng bền vững thành cỏc hạt nhõn khỏc.
b. Phản ứng hạt nhõn kớch
Y/c HS tỡm hiểu cỏc đặc tớnh của phản ứng hạt nhõn dựa vào bảng 36.1
Y/c Hs đọc Sgk và nờu cỏc định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhõn.
Vớ dụ: Xột phản ứng hạt nhõn:
A1 A + A2 B = A3 X + A4 Y Z1	Z2	Z3	Z4
- Lưu ý: Khụng cú định luật bảo toàn khối lượng nghỉ mà chỉ cú bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhõn.
- Muốn thực hiện một phản ứng hạt nhõn thu năng lượng chỳng ta cần làm gỡ?
HS ghi nhận cỏc đặc tớnh.
HS đọc Sgk và ghi nhận cỏc đặc tớnh.
Bảo toàn điện tớch:
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
(Cỏc Z cú thể õm)
Bảo toàn số khối A:
A1 + A2 = A3 + A4
(Cỏc A luụn khụng õm)
Phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ lớn.
thớch
Quỏ trỡnh cỏc hạt nhõn tương tỏc với nhau tạo ra cỏc hạt nhõn khỏc.
Đặc tớnh:
+ Biến đổi cỏc hạt nhõn.
+ Biến đổi cỏc nguyờn tố.
+ Khụng bảo toàn khối lượng nghỉ.
Cỏc định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhõn
Bảo toàn điện tớch.
Boả toàn số nuclụn (bảo toàn số A).
Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Bảo toàn động lượng.
3. Năng lượng phản ứng hạt nhõn
Phản ứng hạt nhõn cú thể toả năng lượng hoặc thu năng lượng.
Q = (mtrước - msau)c2
+ Nếu Q > 0đ phản ứng toả năng lượng:
Nếu Q < 0 đ phản ứng thu năng lượng:
Hoạt động 5 ( phỳt):
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 6 ( phỳt): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nờu cõu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi cõu hỏi và bài tập về
- Yờu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................