Cấu tạo nguyên tử. Năng lượng liên kết, trắc nghiệm vật lý lớp 12 2022

Chủ đề này gồm các vấn đề sau: Thuyết tương đối hẹp, cấu tạo nguyên tử, năng lượng liên kết.

A. LÍ THUYẾT

I. Thuyết tương đối hẹp

1. Khối lượng tương đối tính: $m=frac{{{{m}_{0}}}}{{sqrt{{1-frac{{{{v}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}$

2. Năng lượng toàn phần: $E=m.{{c}^{2}}={{m}_{0}}.{{c}^{2}}+K=>K=(m-{{m}_{0}}).{{c}^{2}}$

(Năng lượng toàn phần là gồm 2 loại năng lượng năng lượng nghỉ và động năng, K là động năng, m là khối lượng tương đối tính, m0 khối lượng nghỉ)

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

a. Cấu tạo

* Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn. Có hai loại nuclôn:

– Prôtôn (p), khối lượng $1,{{67262.10}^{{-27}}}kg$ , mang điện tích nguyên tố dương +e ( $e=1,{{6.10}^{{-19}}}C$ ).

– Nơtrôn (n), khối lượng $1,{{67493.10}^{{-27}}}kg$ , không mang điện

b. Kí hiệu. ${}_{Z}^{A}X$ trong đó:

+ Z là nguyên tử số hay số prôtôn trong hạt nhân.

+ A là số khối bằng tổng số proton (Z) và số nơtron A = Z + N.

c. Kích thước của hạt nhân: $r=1,{{2.10}^{{-15}}}{{A}^{{1/3}}}m$

2. Đồng vị

– Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng có số nơtron N khác nhau.

VD: ${}_{6}^{{10}}C;{}_{6}^{{11}}C;{}_{6}^{{12}}C...$

3. Đơn vị khối lượng nguyên tử

a. Khái niệm:

– Đơn vị khối lượng trong vật lí hạt nhân là khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u.

$1u=1,{{66055.10}^{{-27}}}kg=frac{1}{{12}}$ đồng vị ${}^{{12}}C$

b. Chú ý:

+ Khối lượng của nguyên tử ${{C}^{{12}}}=12u$ ; Khối lượng của hạt nhân ${}^{{12}}C<12u$

+ ${{m}_{p}}=1,007276u$

+ ${{m}_{n}}=1,008665u$

+ ${{m}_{e}}=5,{{484.10}^{{-4}}}u$

– Dựa vào công thức: $E=m.{{c}^{2}}=>left[ m right]=left[ E right]/{{c}^{2}}=eV/{{c}^{2}}$ hoặc $MeV/{{c}^{2}}$

$1u=931,5MeV/{{c}^{2}}$

III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân: là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân

– Đặc điểm của lực đó:

Mytranshop.com khuyên bạn nên xem: Khám phá bản vẽ thiết kế nhà 2 tầng 5x15 2022 | Mytranshop.com

+ Có cường độ rất mạnh

+ Chỉ có tác dụng trong bán kính hạt nhân

2. Độ hụt khối

Hạt nhân ${}_{Z}^{A}X$ có khối lượng m.

– Độ hụt khối: $Delta m=left[ {Z{{m}_{p}}+left( {A-Z} right){{m}_{n}}} right]-m.$

Trong đó: m: khối lượng hạt nhân

$Z{{m}_{p}}$ : khối lượng Z protôn

$(A-Z){{m}_{n}}$ : khối lượng N notrôn

$Delta m$ : độ hụt khối

3. Năng lượng liên kết

– (Năng lượng để phá cần thiết để phát vỡ hạt nhân = năng lượng tỏa ra khi kết hợp các nu thành 1 hạt nhân) là năng lượng liên kết giữa các nuclôn trong hạt nhân:

${{W}_{{lk}}}=Delta m.{{c}^{2}}$ hay $displaystyle {{W}_{{lk}}}=left[ {Z.{{m}_{p}}+N.{{m}_{n}}-{{m}_{{hn}}}} right]. {{c}^{2}}$ .

4.Năng lượng liên kết riêng

– Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn: $displaystyle text{W}=frac{{{{W}_{{lk}}}}}{A}$ đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân.

– Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 là hạt nhân bề cũ nhất (năng lượng liên kết riêng lớn nhất cỡ 8,8 MeV/nu)

5. Ví dụ

Ví dụ về hệ thức Anhxtanh: Một vật có khối lượng nghĩ 75 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân không) thì khối lượng tương đối tính của nó là

A. 100 kg. B. 80 kg. C. 75 kg. D. 60 kg.

Hướng dẫn

$m=frac{{{{m}_{0}}}}{{sqrt{{1-frac{{{{v}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}<=>75=frac{{{{m}_{0}}}}{{sqrt{{1-frac{{{{{(0,6c)}}^{2}}}}{{{{c}^{2}}}}}}}}=>{{m}_{0}}=60kg$

=> Đáp án D

Mytranshop.com khuyên bạn nên xem: Hướng dẫn cách tập bật cao trong bóng chuyền 2022 | Mytranshop.com

Ví dụ về độ hụt khối và năng lượng liên kết: Khối lượng của hạt nhân ${}_{4}^{{10}}Be$ là 10,0113u, khối lượng của nơtron là ${{m}_{n}}=1,0086u$ , khối lượng của proton là ${{m}_{p}}=1,0072u$ và $1u=931,5MeV/{{c}^{2}}$ .Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ${}_{4}^{{10}}Be$ là