Tổng hợp Lý thuyết về Chương 7: Hạt nhân nguyên tử
Cấu tạo hạt nhân
– Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn (p) mang điện tích (+e) và nơtron (n) không mang điện. Hai loại hạt này gọi chung là nuclôn.
– Số prôtôn trong hạt nhân là Z, với Z là số thứ tự của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, được gọi là nguyên tử số. Khi ấy hạt nhân có điện tích là +Ze.
Tổng số nuclôn trong hạt nhân là A, A được gọi là số khối. Khi đó số nơtron trong hạt nhân là A-Z.
Bạn đang xem: Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 7
– Kí hiệu của hạt nhân:
– Đồng vị: là những hạt nhân có cùng số Z, nhưng khác số A. VD
là đồng vị của nhau.
Khối lượng của hạt nhân
– Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của electrôn, vì vậy khối lượng nguyên tử gần như tập trung toàn bộ ở hạt nhân.
– Để tiện tính toán khối lượng hạt nhân, người ta sử dụng đơn vị khối lượng nguyên tử ( đơn vị Cacbon), kí hiệu là u.
Năng lượng của hạt nhân
– Theo thuyết tương đối khi hạt nhân có khối lượng m sẽ chưa một năng lượng là
E = mc2 với c = 3.108 (m/s) là vận tốc ánh sáng trong chân không.
– Năng lượng tương ứng với khối lượng 1 u là
E = uc2 ≈ 931,5 (MeV) (1J = 1,6.10-19 eV = 1,6.10-13 MeV)
↔ 1u ≈ 931,5 MeV/c2 → MeV/c2 cũng là một đơn vị đo khối lượng.
Chú ý: theo thuyết tương đối một vật khi ở trạng thái nghỉ (v = 0) có khối lượng nghỉ là m0 chứa năng lượng nghỉ E0 = m0c2.
Khi vật chuyển động với vật tốc v, vật sẽ có khối lượng là
, chứa năng lượng là E = mc2
Khi đó động năng của vật là Wđ = (m – m0)c2
Lực hạt nhân
– Khái niệm: các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn tạo nên hạt nhân bền vững.
– Tính chất:
+) Không cùng bản chất với với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn .
+) Là lực tương tác mạnh
+) Chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi cỡ kích thước hạt nhân ≈ 10-15 m
Phản ứng hạt nhân
– Khái niệm: phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân
– Phân loại: gồm 2 loại
+) Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình một hạt nhân không bền vững tự phân rã thành các hạt nhân khác. VD: phóng xạ.
A → B + C
+) Phản ứng hạt nhân kích thích: quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. VD: phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.
A + B → C + D
Hiện tượng phóng xạ:
– Khái niệm: Là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.
A → B + C
Trong đó hạt nhân phóng xạ (A) được gọi là hạt nhân mẹ. Hạt nhân sản phẩm (B, C) được gọi là hạt nhân con.
– Các loại tia phóng xạ : có 3 loại tia phóng xạ: tia α, tia β, tia γ.
|
tia α |
tia β |
tia γ |
|
| Khái niệm |
 |
 |
Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( dưới 10-11 m |
| Tính chất |
– Tốc độ cỡ 2.107 (m/s) – Làm ion hóa mạnh các nguyên tử. – Đi được tối đa 8cm trong không khí, không xuyên qua được tờ bìa 1mm – Bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường |
– Tốc độ rất lớn, xấp cỉ tốc độ ánh sáng. – Làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia α – Đi được vài m trong không khí, xuyên qua được là nhôm cỡ mm – Bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường |
– Có tốc đọ ánh sáng. – Khả năng đam xuyên tốt đi được vài m trong bê tông, vài cm trong chì. – Tia tia γ luôn đi kèm với các tia phóng xạ khác, không đi một mình. – Không bị lệch phương khi đi qua điện trường hay từ trường |
– Đặc tính của quá trình phóng xạ:
+) Là một quá trình biến đỏi hạt nhân.
+) Là một quá trình tự phát và không điều khiển được.
+) Là một quá trình ngẫu nhiên.
Phản ứng phân hạch – Phản ứng nhiệt hạch
|
Phản ứng phân hạch |
Phản ứng nhiệt hạch |
|
| Khái niệm | Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn | Là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn |
| Điều kiện xảy ra | Phải truyền cho X một năng lượng đủ lớn (năng lượng kích hoạt) vào cỡ vài MeV để X chuyển sang trạng thái kích thích X*, trạng thái này không bền vững và X sẽ phân hạch |
– Nhiệt độ cao cỡ 108 ℃. – Mật độ hạt nhân lớn. – thời gian duy trì nhiệt độ lâu. |
| Ví dụ |
 |
 |
| Năng lượng | Là phản ứng tỏa năng lượng | Là phản ứng tỏa năng lượng |
| Phản ứng phân hạch có điều khiển |
– Phản ứng dây chuyển là phản ứng chất sản phẩm là tác nhân kích thích để phản ứng xảy ra, như vậy các phản ứng cứ nối tiếp nhau. – Gọi k là số hạt nhân được giải phóng sau 1 lần phân hạch Nếu k > 1 phản ứng dây chuyền tắt dần k = 1 Phản ứng dây chuyển có điều khiển, để phản ứng tự duy trì ổn định. Được dùng trong lò phản ứng hạt nhân k > 1 phản ứng tự duy trì tăng nhanh có thể gây cháy nổ. Được dùng trong Bom |
– Chỉ thực hiện được ở dạng không kiểm soát (Bom) Hiện này chưa kiểm soát được |
Sơ đồ tư duy Vật lý 12 Chương 7. Hạt nhân nguyên tử
Đăng bởi: THPT Văn Hiến
