Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Vật Lí 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân
Lời giải:
Các nhà khoa học đã đưa ra các mô hình và sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng.
I. Thí nghiệm tán xạ hạt alpha
Hoạt động 1 trang 92 Vật Lí 12: Dựa vào kết quả thí nghiệm tán xạ hạt α để trả lời các câu hỏi sau:
a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ điều gì?
b) Tại sao có một số hạt α đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng?
c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ điều gì?
Lời giải:
a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ giữa các nguyên tử vàng có khoảng cách, hạt α có thể đi qua những kẽ hở đó.
b) Một số hạt α đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng vì hạt α đã va chạm với hạt nhân nguyên tử vàng và bị đổi hướng.
c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ các nguyên tử vàng làm lệch hướng, hay “tán xạ” các hạt alpha với góc tán xạ lớn tới mức một số hạt này bị bật trở lại phía nguồn.
a) Mô tả mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford.
b) Giải thích mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford dựa vào các câu trả lời ở ý 1.
Lời giải:
a) Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford
• Nguyên tử có một lõi trung tâm nhỏ xíu, đậm đặc hay hạt nhân trên thực tế chứa toàn bộ khối lượng của nguyên tử, để lại phần còn lại của nguyên tử hầu như trống không. Đường kính của hạt nhân vào khoảng 10-13 cm so với đường kính của nguyên tử là 10-8 cm.
• Toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm ở hạt nhân, còn các electron phân bố trong không gian trống xung quanh nó.
• Các electron chuyển động trong các quỹ đạo tròn khép kín xung quanh hạt nhân giống như các hành tinh xung quanh mặt trời.
b) Mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford đã giải thích được vì sao giữa các nguyên tử có khoảng trống, nên mới xảy ra sự tán xạ hạt α.
II. Nucleon và kí hiệu hạt nhân
Câu hỏi trang 93 Vật Lí 12: Xác định khối lượng của proton và neutron theo đơn vị amu.
Lời giải:
Ta có:
Lời giải:
Đại lượng N = A - Z cho biết số lượng của hạt neutron.
Lời giải:
Cách 1: Dựa vào điện tích q của hạt nhân, sử dụng công thức q = n.e thì sẽ tìm được số electron mà số proton Z bằng số electron . Tìm N = A – Z.
Cách 2: Dựa vào bảng tuần hoàn: mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn được xác định bởi số hiệu nguyên tử Z. Số proton (Z) của hạt nhân bằng số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Từ đó có thể tìm được số N.
Lời giải:
Kí hiệu các hạt nhân trên:
Lời giải:
Các chất cấu tạo từ cùng một loại nguyên tố nhưng khối lượng riêng vẫn có thể khác nhau vì một chất có thể có nhiều đồng vị, mỗi đồng vị có số khối khác nhau nên sẽ ảnh hưởng đến khối lượng hạt nhân của chúng, do đó chúng sẽ có khối lượng riêng khác nhau.
• Đánh giá được kích thước của hạt nhân từ thí nghiệm tán xạ hạt α.
Lời giải:
- Sự đa dạng của vật chất vĩ mô được giải thích bởi sự kết hợp của các nguyên tử, phân tử khác nhau, số lượng nguyên tử trong phân tử và loại liên kết hóa học. Mà cấu tạo của nguyên tử bao gồm hạt nhân và các electron quay xung quanh. Hạt nhân nguyên tử bao gồm proton và neutron.
- Hạt alpha có kích thước nhỏ và mang điện tích dương. Khi hạt alpha đi qua lá vàng, nó tương tác với điện trường của hạt nhân nguyên tử. Hầu hết các hạt alpha đi qua lá vàng mà không bị lệch hướng vì hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử. Một số ít hạt alpha bị lệch hướng mạnh hoặc quay ngược lại khi đi qua gần hạt nhân, chứng tỏ hạt nhân có điện tích dương tập trung rất mạnh.
Lý thuyết Cấu trúc hạt nhân
I. Thí nghiệm tán xạ hạt alpha
Thí nghiệm tán xạ hạt đã cung cấp bằng chứng cho sự tồn tại của hạt nhân. Hạt nhân mang điện tích dương, có đường kính cỡ nằm tại tâm của nguyên tử và tập trung gần như toàn bộ khối lượng nguyên tử.
Hiện tượng lệch hướng chuyển động của hạt alpha khi đến gần hạt nhân vàng gọi là hiện tượng tán xạ hạt alpha.
II. Nucleon và kí hiệu hạt nhân
1. Nucleon
Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là proton và neutron, hai loại hạt này có tên chung là nucleon.
Đơn vị khối lượng nguyên tử được kí hiệu là amu (viết tắt là u):
Hạt nhân cấu tạo gồm A nucleon, trong đó có Z proton và N = A - Z neutron.
Công thức gần đúng tính bán kính của hạt nhân:
2. Kí hiệu hạt nhân
Các hạt nhân đồng vị có cùng số proton Z nhưng khác số neutron N
Ví dụ: Hydrogen có ba đồng vị: hydrogen thường ; hydrogen nặng còn gọi là deuterium (); hydrogen siêu nặng còn gọi là tritium ().
Xem thêm các bài giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 22. Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết
Bài 25. Bài tập về vật lí hạt nhân