Giáo án điện tử Vật lí 12 chân trời Bài 15: Năng lượng liên kết hạt nhân

Bài 15: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN 

KHỞI ĐỘNG

Ta đã biết hạt nhân gồm các proton mang điện dương và các neutron trung hòa về điện. Lực đẩy tĩnh điện giữa các proton là rất lớn vì khoảng cách giữa chúng rất nhỏ. Để duy trì sự tồn tại của hạt nhân, các proton và các neutron (các nucleon) cần một lực hút mạnh hơn lực đẩy tĩnh điện, lực này được gọi là lực hạt nhân. Vậy mức độ liên kết của các nucleon có giống nhau hay không đối với các hạt nhân khác nhau? Độ bền vững của các hạt nhân được đánh giá dựa vào đại lượng vật lí nào?

I. HỆ THỨC EINSTEIN VỀ MỐI LIÊN HỆ GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG

• Tính năng lượng nghỉ của một đồng xu có khối lượng 2 g đang nằm yên trên bàn theo hệ thức về mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng

• Mặt Trời là một nguồn phát năng lượng khổng lồ với công suất rất lớn. Công suất trung bình của Mặt Trời khoảng 4.10²⁶ W. Hãy ước tính khối lượng Mặt Trời mất đi trong mỗi giây để tạo ra được công suất nói trên.

II. KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN 

• Hãy ước lượng khối lượng riêng của hạt nhân và nhận xét.

• Sử dụng hệ thức E = mc² để xác định năng lượng của các hạt trong Bảng 15.1 theo đơn vị MeV và J.

III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

• So sánh lực đẩy tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa hai proton đặt cách nhau 1 fm. Biết rằng điện tích của proton là 1,6.10^-19 C và lực hấp dẫn giữa hai proton ở khoảng cách 1 fm là 1,87.10^-34 N

• Tính độ hụt khối của hai hạt nhân bất kì được cho trong Bảng 15.1.

• Tính năng lượng liên kết của hai hạt nhân bất kì được cho trong Bảng 15.1.

• Tính năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân trong Bảng 15.1 và chỉ ra trong đó hạt nhân nào bền vững nhất và kém bền vững nhất.

• Hãy thảo luận và giải thích tại sao hạt nhân không xuất hiện trong Hình 15.2.