Giáo án bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân - Lý 12 - GV.Đ.Huy

Hoạt động của Thầy , Trò

Nội dung bài học

*Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hạt nhân

Mục tiêu : Nêu được những đặc tính của 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?

(Không, vì lực hạt nhân là lực hút giữa các nuclôn, hay nói cách cách nó không phụ thuộc vào điện tích.)

- Lực hạt nhân có phải là lực hấp dẫn?

(Không, vì lực này khá nhỏ (cỡ 12,963.10^-35N), không thể tạo thành liên kết bền vững.)

→ 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?

(Nếu khoảng cách giữa các nuclôn lớn hơn kích thước hạt nhân thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống không.)

*Hoạt động 2 : Tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân

 Mục tiêu : Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của độ hụt khối lượng của hạt nhân.viết được biểu thức của năng lượng liên kết của hạt nhân.

- Xét hạt nhân \({}_2^4He\)  có khối lượng m(\({}_2^4He\) ) = 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 \({}_2^4He\)?

- Xét hạt nhân \({}_2^4He\), 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?

- Trong trường hợp \({}_2^4He\), nếu trạng thái ban đầu gồm các nuclôn riêng lẻ → hạt nhân \({}_2^4He\) → 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 \(\frac{{{E_{lk}}}}{A}\) lớn nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclôn, là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn (50 < A < 95)

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  không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn ; nó 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)

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 \(\Delta \)m

\(\Delta \)m = Zm_p + (A – Z)m_n – m_X

2. Năng lượng liên kết

Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn có giá trị là :

\({W_{lk}} = \left[ {Z{m_p} + (A - Z){m_n} - m({}_Z^AX)} \right]{c^2}\)

Hay     \({W_{lk}} = \Delta m.{c^2}\)

- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c².

3. Năng lượng liên kết riêng

- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu \(\frac{{{W_{lk}}}}{A}\), 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.