Giáo án Vật lý 12 cơ bản tiết 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân phản ứng hạt nhân

Tiết: 0 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I. MỤC TIÊU 1. 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. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Các bảng số liệu về khối lượng nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của theo A. 2. Học sinh: Ôn lại bài 35. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về lực hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - 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? - 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? - HS ghi nhận lực hạt nhân. - Không, vì lực hạt nhân là lực hút giữa các nuclôn, hay nói cách cách nó 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. 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 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 3 ( phút): Tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Xét hạt nhân có khối lượng m() = 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 ? - Xét hạt nhân , 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 , nếu trạng thái ban đầu gồm các nuclôn riêng lẻ ® hạt nhân ® toả năng lượng đúng bằng năng lượng liên kết Elk ® 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 lớn nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclôn, là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn (50 < A < 95) - Tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân : 2mp + 2mn = 2.1,00728 + 2.1,00866 = 4,03188u 2mp + 2mn > m() Dm = 2mp + 2mn - m() = 4,03188 - 4,0015 = 0,03038u (2mp + 2mn)c2 - m() c2 - Năng lượng liên kết: Elk = [2mp + 2mn - m()]c2 = Dm.c2 - Hạt nhân có số khối A ® có A nuclôn ® năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn: . - Càng bền vững. 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 Dm Dm = Zmp + (A – Z)mn – m() 2. Năng lượng liên kết Hay - 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 , 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 4 ( phút): Tìm hiểu về phản ứng hạt nhân 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 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: - 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? - 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 (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. 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). 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: Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM