Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

Vật lý 12.VII Vật lý hạt nhân vatlypt.com 28/10/16 7,963 1
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 28/10/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,520 | 4,324

    Hà Nội

    Hạt nhân gồm các hạt cơ bản là proton và nơtron (neutron) gọi chung là các hạt nuclon. Kích thước của hạt nhân rất nhỏ (10$^{-14 }$- 10$^{-15 }$m)
    1/ Cấu tạo nguyên tử

    • Nguyên tử được cấu tạo bởi các electron và hạt nhân.
    Bên trong hạt nhân gồm 2 loại hạt cơ bản là proton mang điện dương và nơtron không mang điện tên gọi chung của hạt proton và hạt nơtron là các hạt nuclon
    [​IMG]
    Các hạt electron chuyển động xung quanh hạt nhân với vận tốc rất lớn tạo thành lớp vỏ nguyên tử
    [​IMG]
    • Điện tích 1 hạt proton = | điện tích 1 hạt electron | = + 1,6.10$^{-19}$C
    • Điện tích 1 hạt nơtron (neutron) = 0 (không mang điện)
    • Khối lượng 1 hạt proton m$_{p}$ = 1.67262 ×10$^{−27}$ kg
    • Khối lượng 1 hạt nơtron (neutron) m$_{n}$ = 1,67493 × 10$^{−27}$ kg
    • Khối lượng 1 hạt electron m$_{e}$ = 9,1094 × 10$^{–31}$ kg
    Công thức cấu tạo của nguyên tử X
    \[_{Z}^{A}\textrm{X}\]​
    Trong đó:
    • X: tên nguyên tử
    • Z: số hiệu nguyên tử (là vị trí của hạt nhân trong bảng tuần hoàn hóa học)
    • Số hạt proton = số hạt electron = số Z
    • A là số khối
    • Cấu tạo các hạt sơ cấp: \[_{-1}^{o}\textrm{e}\]; \[_{1}^{1}\textrm{p}\]; \[_{o}^{1}\textrm{n}\];
    Ví dụ: xác định cấu tạo của nguyên tử Oxi: \[_{8}^{16}\textrm{O}\]
    => Số hạt proton = số hạt electron = 8; số hạt nơtron = 16 - 8 = 8
    => từ số Z = 8 => trong bảng tuần hoàn hóa học Oxi sẽ đứng ở vị trí số 8
    Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sắp xếp theo số Z
    [​IMG]
    2/ Đồng vị:
    Trong tự nhiên tồn tại các nguyên tố giống nhau có cùng số proto nhưng khác nhau về số nơtrơn ta xếp các nguyên tố đó vào cùng một vị trí trong bảng tuần hoàn hóa học và gọi các nguyên tố đó là đồng vị của nhau => kết luận
    Đồng vị (cùng vị trí) là các nguyên tử giống nhau về số Z khác nhau về số A
    VD: các đồng vị trong tự nhiên của Hidro: \[_{1}^{1}\textrm{H}\]; \[_{1}^{2}\textrm{H}\]; \[_{1}^{3}\textrm{H}\]
    Các đồng vị trong tự nhiên của uranium: \[_{92}^{235}\textrm{U}\]; \[_{92}^{238}\textrm{U}\]
    3/ Khối lượng nguyên tử
    a/ Khối lượng nguyên tử

    Khối lượng của nguyên tử X = khối lượng của hạt nhân X + khối lượng của electron =>
    m$_{X}$ = m$_{p}$ + m$_{n}$ + m$_{e}$​
    Khối lượng của nguyên tử rất nhỏ; khối lượng của electron lại nhỏ hơn khối lượng của các nuclon hơn 1000 lần
    => bạn có thể coi khối lượng của nguyên tử = khối lượng của hạt nhân
    Công thức tính gần đúng khối lượng của hạt hân \[_{Z}^{A}\textrm{X}\]
    m$_{X}$ = Zm$_{p}$ + (A-Z)m$_{n}$​
    b/ Đơn vị của khối lượng hạt nhân nguyên tử:
    Xét nguyên tử cacbon có cấu tạo \[_{6}^{12}\textrm{C}\]
    Khối lượng của hạt nhân cacbon:
    m$_{C}$ = 6m$_{p}$ + 6m$_{n}$ = 20,0853.10$^{-27}$kg​
    Để đơn giản trong quá trình tính toán đối với nguyên tử hạt nhân, người ta đưa vào khái niệm đơn vị khối lượng nguyên tử u được định nghĩa:​
    1u = \[\dfrac{1}{12}\]m$_{C }$= 1,66055.10$^{-27}$kg (tính gần đúng)​
    Khối lượng của các hạt nuclon theo đơn vị u:​
    m$_{n}$ = 1,00866u
    m$_{p}$ = 1,00728u​
    4/ Năng lượng của hạt nhân nguyên tử
    a/ Công thức Anhxtanh xác định năng lượng của hạt nhân nguyên tử
    E = mc$^{2}$​
    Trong đó:
    • c = 3.10$^{8 }$(m/s) là vận tốc của ánh sáng trong chân không
    • \[m=\dfrac{m_{o}}{\sqrt{1-\dfrac{v^{2}}{c^{2}}}}\]Khối lượng của nguyên tử.
    • m$_{o}$: khối lượng nguyên tử khi đứng yên.
    • v: vận tốc của hạt nhân
    b/ Đơn vị của năng lượng hạt nhân
    Giả sử m = 1u => mc$^{2 }$= 1u.c$^{2 }$= 1,4924.10$^{-10}$ (J) = 931,5 MeV
    (1eV = 1,602.10$^{-19}$J, 1MeV = 1,602.10$^{-13}$J)
    => ngoài đơn vị tính năng lượng là J năng lượng hạt nhân nguyên tử được tính theo đơn vị eV và MeV.
    1u.c$^{2 }$= 931,5 MeV => 1u = 931,5MeV/c$^{2}$ => MeV/c$^{2 }$cũng được coi là 1 đơn vị khối lượng của nguyên tử

    nguồn: vật lý phổ thông ôn thi quốc gia
  2. Nguyen Thi Minh Huong

    Nguyen Thi Minh Huong 25/1/18
    #2

    Lớp 12 | 22/10/16 | 16 | 17

    Khanh Hoa

    Chứng minh công thức 4a dấu chấm số 2 giúp em với ạ
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 25/1/18
      công thức của thuyết tương đối, em tự chứng minh hoặc xem lý thuyết đầy đủ của thuyết tương đối (nếu được học)
       
    tienngu2000 thích bài này.
Share Share