Hạt e |
Hạt p |
Hạt n |
|
Khối lượng |
${{m}_{e}}=9,{{1.10}^{-31}}kg$ |
${{m}_{p}}=1,{{67.10}^{-27}}kg$ |
${{m}_{n}}\approx {{m}_{p}}$ |
Điện tích |
${{q}_{e}}=-e=-1,{{6.10}^{-19}}C$ |
${{q}_{p}}=e=1,{{6.10}^{-19}}C$ |
${{q}_{n}}=0$ |
+) Kích thước hạt nhân cỡ 10-15 m (cỡ fecmi (fm)) (<< kích
thước nguyên tử, cỡ Anstrom Å = 10-10m), nhưng lại tập trung
phần lớn khối lượng nguyên tử.
+) Nếu một nguyên tố X có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn
Menđêlêép thì hạt nhân nó chứa Z prôtôn và N nơtrôn.
Kí hiệu : ${}_{Z}^{A}X$
Với Z là nguyên tử số (số prôtôn)
A = Z + N gọi là số khối hay số nuclôn.
Một số hạt thường gặp:
Tên gọi |
Kí hiệu |
Công thức |
Ghi chú |
Prôtôn |
P |
${}_{1}^{1}P$ |
Hyđrô nhẹ |
Đơteri |
D |
${}_{1}^{2}H$ |
Hyđrô nặng |
Triti |
T |
${}_{1}^{3}H$ |
Hyđrô siêu nặng |
Anpha |
α |
${}_{2}^{4}He$ |
Hạt nhân Heli |
Beta cộng |
${{\beta }^{+}}$ |
${}_{1}^{0}e$ |
Electrôn |
Beta trừ |
${{\beta }^{-}}$ |
${}_{-}^{0}e$ |
Pôzitrôn (phản hạt của electrôn) |
Nơtrôn |
n |
${}_{0}^{1}n$ |
Không mang điện |
Nơtrinô |
v |
${}_{0}^{0}v$ |
Không mang điện, mo=0, v = c |
nhau (số nơtrôn cũng khác nhau). Bài tập:
Nguyên tử Hiđrô có 3 đồng vị: Hidro (${}_{1}^{1}H$- bền), Deuteri (${}_{1}^{2}H$- bền), Triti (${}_{1}^{3}H$- pxa ${{\beta }^{-}}$với T =
12,32 năm).
Oxigen: ${}_{8}^{16}O$ bền, ${}_{8}^{17}O$ bền, ${}_{8}^{18}O$ bền; cùng cả chục đồng vị phóng xạ.
Carbon: ${}_{6}^{12}C$ bền, ${}_{6}^{13}C$ bền, ${}_{6}^{14}C$ phóng xạ ${{\beta }^{-}}$với T = 5730 năm.
+) Đồng vị được phân ra hai loại là đồng vị bền và đồng vị phóng xạ:
Đồng vị bền là đồng vị mà hạt nhân của nó không có một biến đổi tự phát nào trong suốt quá trình tồn tại.
Đồng vị phóng xạ (không bền) là đồng vị mà hạt nhân của nó tự động phát ra những tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác.
+) Khối lượng nguyên tử ${}_{6}^{12}C$ : m = 1,99266.10-26 kg.
+) Để đo khối lượng của nguyên từ người ta sử dụng đơn vị cácbon (u). Đơn vị cácbon có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị ${}_{6}^{12}C$:
$$ 1đvC$=1u=\frac{1}{12}m\left( {}_{6}^{12}C \right)=1,{{66055.10}^{-27}}kg.$
+) Từ đó ta có thể quy đổi khối lượng của một số hạt về đvC là:
${{\text{m}}_{\text{e}}}\approx \text{0,0005u }$
${{\text{m}}_{\text{p}}}\approx \text{1,0073u}\approx \text{1835}\text{.}{{\text{m}}_{\text{e}}}$
${{m}_{n}}\approx 1,0087u$
${{m}_{\alpha }}=\text{ }4,001500u$
+) Chú ý:
Một mol chứa NA = 6,022.1023 hạt nguyên tử (số Avogadro)
Số hạt chứa trong m g chất: $N=n.{{N}_{A}}=\frac{m}{M}.{{N}_{A}}$ (hạt).
1uc2 = 931,5 MeV $\Rightarrow $ 1u = 931,5 MeV/c2
MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.
+) Gỉa sử có 1 hạt sơ cấp, khi ở trạng thái nghỉ có khối lượng là mo. Khi hạt chuyển động với vận tốc
v$\square $c (rất lớn) thì khối lượng hạt khi đó tăng lên thành m, với: $m=\frac{{{m}_{0}}}{\sqrt{1-\frac{{{v}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}>{{m}_{o}}.$
+) Năng lượng tòan phần: E = mc² =$\frac{{{m}_{0}}}{\sqrt{1-\frac{{{v}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}{{c}^{2}}$
Trong đó: Eo = moc² gọi là năng lượng nghỉ.
+) Năng lượng chênh lệch do chuyển động (động năng hạt):
${{W}_{d}}=E-{{E}_{0}}=m{{c}^{2}}-{{m}_{0}}{{c}^{2}}=(m-{{m}_{0}}){{c}^{2}}\Leftrightarrow {{W}_{n}}={{m}_{0}}{{c}^{2}}\left( \frac{1}{\sqrt{1-\frac{{{v}^{2}}}{{{c}^{2}}}}}-1 \right).$
+) Một hạt nhân ${}_{Z}^{A}X$ được tạo thành từ Z hạt prôtôn và N = A - Z hạt nơtrôn thì tổng khối lượng
các hạt nuclôn riêng rẽ tạo thành hạt nhân là
${{m}_{o}}=Z.{{m}_{p}}+\left( A-Z \right).{{m}_{n}}$
Các phép đo chính xác đã chứng tỏ rằng, khối lượng của hạt nhân X tạo thành luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
+) Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân $\Delta m$, với:
>0 với mọi hạt nhân (trừ ${}_{1}^{1}p$,${}_{0}^{1}n$)
+) Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng tỏa ra khi tổng hợp các nuclôn riêng rẽ thành một hạt nhân (hay là năng lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ):
$\Delta {{E}_{lk}}={{E}_{o}}-E={{m}_{o}}{{c}^{2}}-m{{c}^{2}}=\left( {{m}_{o}}-m \right){{c}^{2}}=\Delta m.{{c}^{2}}$
Đơn vị: MeV, eV, J. Đổi đơn vị: $\left\{ \begin{array}{} 1MeV={{10}^{6}}eV \\ {} 1eV=1,{{6.10}^{-19}}J \\ \end{array} \right..$
+) Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclôn của hạt nhân đó:
$\varepsilon =\frac{{{E}_{lk}}}{A}\left( {}^{MeV}/{}_{nu} \right)$
Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Các hạt có số khối trung bình thường rất bền vững (Fe56).
VẬT LÝ LỚP 12