Đáp án Vật lí 12 cánh diều Chủ đề 4 Bài 1: Cấu trúc hạt nhân

BÀI 1. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

Mở đầu: Vào đầu những năm 1900, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng nguyên tử có dạng hình cầu và trung hòa về điện với điện tích âm là các hạt electron. Nhưng người ta chưa biết điện tích dương được phân bố thế nào trong hình cầu nguyên tử.

Năm 1904, Joseph John Thomson (Giô-dép Giôn Tôm-xơn) đã để xuất một mô hình nguyên tử được gọi là mô hình nguyên tử bánh mận (Plum Pudding Atomic Model). Theo mô hình này các electron nằm rải rác trong một hình cầu tích điện dương giống như các quả mận nằm rải rác trong cái bánh (Hình 1.1).

Người ta đã kiểm chứng mô hình nguyên tử của Thomson như thế nào?

Hướng dẫn chi tiết:

Mô hình nguyên tử bánh mận của Joseph John Thomson, đề xuất vào năm 1904, đã được kiểm chứng thông qua một loạt các thí nghiệm điện tử, đặc biệt là thí nghiệm hạt Rutherford.

*Thí nghiệm hạt Rutherford: Thí nghiệm hạt Rutherford, được tiến hành bởi Ernest Rutherford vào năm 1909, đã cung cấp bằng chứng rõ ràng nhất cho mô hình nguyên tử bánh mận của Thomson. 

- Trong thí nghiệm này, các hạt alpha (hạt Helium với điện tích dương) được bắn vào một mẫu vật chứa nguyên tử và phát hiện các hạt alpha đã bị phản xạ hoặc hạt alpha đã bị giảm tốc sau khi đi qua mẫu vật.

- Kết quả: điện tích dương tập trung ở một vùng nhỏ trong nguyên tử, chỉ phát hiện được từ sự va chạm giữa các hạt alpha và điện tích dương này, trong khi electron phân tán khắp không gian, tương thích với mô hình bánh mận của Thomson.

I. PHÁT HIỆN RA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Câu 1: Bằng chứng cụ thể nào trong thí nghiệm tán xạ hạt của Rutherford chứng tỏ hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử?

Hướng dẫn chi tiết:

Trong thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford, các hạt α (hạt Helium với điện tích dương) được bắn vào mẫu vật chứa nguyên tử, trong trường hợp này là một lá vàng mỏng. 

+ Khi các hạt α đi qua mẫu vật, một phần chúng bị phản xạ lại, trong khi một phần khác bị giảm tốc và thay đổi hướng do tương tác với các thành phần của nguyên tử.

+ Phần lớn các hạt vẫn đi thẳng và không bị đổi hướng

=> do đó ông đã kết luận rằng hầu hết khối lượng và tất cả điện tích dương của nguyên tử tập trung ở một vùng nhỏ tại trung tâm của nguyên tử, gọi là hạt nhân.

Vì vậy bằng chứng từ thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford đã cho thấy rằng hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử.

II. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

Luyện tập 1: : Hạt nhân có bao nhiêu nucleon, bao nhiêu proton và bao nhiêu neutron?

Hướng dẫn chi tiết:

Hạt nhâncó: 

+ Số điện tích trong nguyên tử Z = 30 bằng số proton

+ Tổng số nucleon là A=67 bằng số proton cộng với số neutron, 

+ Số neutron trong hạt nhân là: N = A – Z = 67 – 30 = 37 hạt. 

Vậy hạt nhân có 67 nucleon, 30 proton và 37 neutron

Luyện tập 2: Xác định điện tích của hạt nhân

Hướng dẫn chi tiết:

Vì hạt nhân có 30 proton nên điện tích của hạt nhân nguyên tử của nó là +30e.

Vậy điện tích của hạt nhân là +30e

Luyện tập 3: Helium có hai đồng vị mà hạt nhân được biểu diễn như Hình 1.6. Viết kí hiệu hạt nhân của hai đồng vị helium đó.

Hướng dẫn chi tiết: