Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Cấu tạo hạt nhân:

a. Cấu tạo hạt nhân:

Gồm các nuclôn chia thành 2 loại: 

1 hạt nhân có: 

b. Kí hiệu hạt nhân:

  • Kí hiệu hạt nhân trùng với kí hiệu của nguyên tử, thêm 2 chỉ số Z và A.
  • Kí hiệu: \(_{Z}^{A}\textrm{X} \ \rightarrow \ _{8}^{16}\textrm{O}; \ _{6}^{12}\textrm{C}; \ _{92}^{235}\textrm{U}\)

c. Đồng vị:

  • Là các hạt nhân có cùng số prôtôn và khác số nơtron → khác số nuclôn
  • Ví dụ:
    • \(\\ _{8}^{16}\textrm{O} \ \ _{6}^{12}\textrm{C} \ \ _{1}^{1}\textrm{H}\): Hiđrô thường (Prôtôn: \(_{1}^{1}\textrm{P}\))
    • \(\\ _{8}^{17}\textrm{O} \ \ _{6}^{13}\textrm{C} \ \ _{1}^{2}\textrm{H}\): Hiđrô nặng (Dơtơri: \(_{1}^{2}\textrm{D}\))
    • \(\\ _{8}^{18}\textrm{O} \ \ _{6}^{14}\textrm{C} \ \ _{1}^{3}\textrm{H}\): Hiđrô siêu nặng (Triti: \(_{1}^{3}\textrm{T}\))

2.2. Khối lượng hạt nhân:

a. Khối lượng hạt nhân:

  • \(1u=\frac{1}{12}\) khối lượng nguyên tử của đồng vị \(_{6}^{12}\textrm{C}\)
  • \(1u=1,66055.10^{-27} \ kg\)

⇒ Hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{X}\) nặng Au

b. Năng lượng và khối lượng:

  • Theo Anhxtanh, một có khối lượng m thì có Năng lượng:

\(\\ E=mc^2 \\ \\ \Rightarrow E=uc^2 \approx 931,5 \ MeV \\ \\ 1u=931,5 \ \frac{MeV}{c^2}\)

  •  Nếu một vật đang đứng yên có khối lượng m0, khi chuyển động với vận tốc v thì khối lượng là:

\(m>m_{0}\Rightarrow m=\frac{m_{0}}{\sqrt{1-\dfrac{v^2}{c^2}}}\)

\(\Rightarrow\) 

⇒ Động năng:

\(E_d=E-E_0=(m-m_0)^2\)

Bài tập minh họa



Bài 1:

Tính số nguyên tử trong 1 g khí \(CO_{2}\) . Cho NA = \(6,023.10^{23}mol^{-1}\); O = 15,999; C = 12,011.

Hướng dẫn giải:

Ta có:

  • Số hạt nhân nguyên tử có trong 1g hạt nhân \(CO_{2}\) là:
  • \(N=\frac{m}{A}.N_A=\frac{1}{44}.6,023.10^{23}=1,37.10^{22}\) hạt.
  • Số nguyên tử \(O_2\) là: \(N_0=2N=2,57.10^{22}\) hạt.
  • Số nguyên tử Cacbon là: \(N_C=N=1,37.10^{22}\)  hạt.
  • Số  nguyên tử có trong 1g khí \(CO_{2}\) là:  \(N_t=N_C+N_0=4,11.10^{22}\) hạt.

Bài 2:

Biết tốc độ ánh sáng trong chân không 300000km/s và 1 Mêga – êlêctrôn vôn (MeV) = \(1,6.10^{-13}\) J thì năng lượng nghỉ của proton có khối lượng nghỉ \(1,673.10^{-27}\) kg là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Ta có: Năng lượng nghỉ cần tìm: \(E_0=m_0.c^2=940MeV\)

Bài 3:

Biết tốc độ anh sáng trong chân không 300000km/s. Năng lượng toàn phần của một vật có khối lượng nghỉ 1g đang chuyển động với tốc độ 0,866c là  bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Ta có:  Năng lượng toàn phần của vật có khối lượng m đang chuyển động:

\(E=m.c^2=\frac{m_0.c^2}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^{2}}}=\frac{10^{-3}.(3.10^8)^2}{\sqrt{1-(\frac{0,866c}{c})^{2}}} =18.10^{13}J\)