Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân nguyên tử là đại lượng đặc trưng cho

Khi một hạt nhân được tạo thành từ các nucleon, cần một năng lượng (W_{lk}) và ngược lại, khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon cũng cần tốn một năng lượng là (W_{lk}), lượng năng lượng này gọi là năng lượng liên kết của các nucleon trong hạt nhân.

Năng lượng liên kết là khái niệm về một loại năng lượng xuất hiện trong vật lý hạt nhân hay còn gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân. Tuy nhiên đây là một vấn đề khá xa lạ đối với nhiều người.

Do đó, chúng tôi sẽ chia sẻ đến quý bạn đọc những nội dung liên quan đến vấn đề này thông qua bài viết Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết.

Năng lượng liên kết riêng là gì?

Năng lượng liên kết là khái niệm về một loại năng lượng xuất hiện trong vật lý hạt nhân, cụ thể hơn đó là năng lượng liên kết của hạt nhân.

Theo đó, năng lượng liên kết hạt nhân là nguồn năng lượng tỏa ra tương ứng với độ hụt khối của hạt nhân. Khi một hạt nhân được tạo thành từ các nucleon, cần một năng lượng (W_{lk}) và ngược lại, khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon cũng cần tốn một năng lượng là (W_{lk}), lượng năng lượng này gọi là năng lượng liên kết của các nucleon trong hạt nhân.

Sở dĩ ta gọi năng lượng này là năng lượng liên kết là vì muốn phá vỡ một hạt nhân X ta phải cung cấp một năng lượng đúng bằng năng lượng mà hệ các hạt đã tỏa ra khi hạt nhân được tạo thành.

Theo Anh-x-tanh: Mỗi khi khối lượng nghỉ của một vật giảm đi thì có một năng lượng tỏa ra.

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân nguyên tử là đại lượng đặc trưng cho

Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclon trong hạt nhân.

Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ: DE = Dm.c2 = (m0 – m)c2

Năng lượng liên kết riêng e (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): e = ΔE/A.

Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.

Công thức năng lượng liên kết

Năng lượng liên kết hay năng lượng liên kết của hạt nhân được tính bằng công thức sau:

Trong đó:

Năng lượng liên kết riêng có đơn vị là MeV/nuclôn. Trong một vài trường hợp, cho giản tiện, người ta có thể ghi đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV.

Ý nghĩa về độ lớn của năng lượng liên kết riêng

Độ lớn của năng lượng liên kết riêng có những ý nghĩa như sau:

+ Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ (như prô tôn, nơ trôn, êlectrôn) hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền.

+ Những hạt nhân ở giữa bảng tuần hoàn nói chung có năng lượng liên kết riêng lớn hơn so với năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân ở đầu và cuối bảng tuần hoàn nên bền hơn.

+ Những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn) là những hạt nhân bền vững nhất.

Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về nội dung Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết. Chúng tôi hi vọng rằng nội dung bài viết sẽ hữu ích và giúp quý bạn đọc hiểu rõ về nội dung này.

Chủ đề này gồm các vấn đề sau: Thuyết tương đối hẹp, cấu tạo nguyên tử, năng lượng liên kết.

A. LÍ THUYẾT

I. Thuyết tương đối hẹp

1. Khối lượng tương đối tính:  

2. Năng lượng toàn phần:  

(Năng lượng toàn phần là gồm 2 loại năng lượng năng lượng nghỉ và động năng, K là động năng, m là khối lượng tương đối tính, m0 khối lượng nghỉ)

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

a. Cấu tạo

* Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn. Có hai loại nuclôn:

– Prôtôn (p), khối lượng , mang điện tích nguyên tố dương +e ().

– Nơtrôn (n), khối lượng , không mang điện

b. Kí hiệu. trong đó:    

+ Z là nguyên tử số hay số prôtôn trong hạt nhân.

+ A là số khối bằng tổng số proton (Z) và số nơtron A = Z + N.

c. Kích thước của hạt nhân

2. Đồng vị

– Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng có số nơtron N khác nhau.

VD: 

3. Đơn vị khối lượng nguyên tử

a. Khái niệm:

– Đơn vị khối lượng trong vật lí hạt nhân là khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u.

đồng vị 

b. Chú ý:    

+ Khối lượng của nguyên tử ; Khối lượng của hạt nhân 

+

– Dựa vào công thức:  hoặc 


III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân: là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân

– Đặc điểm của lực đó:

+ Có cường độ rất mạnh

+ Chỉ có tác dụng trong bán kính hạt nhân

2. Độ hụt khối

Hạt nhân có khối lượng m.

– Độ hụt khối:  

Trong đó: m: khối lượng hạt nhân

 : khối lượng Z protôn

 : khối lượng N notrôn

 : độ hụt khối

3. Năng lượng liên kết

– (Năng lượng để phá cần thiết để phát vỡ hạt nhân = năng lượng tỏa ra khi kết hợp các nu thành 1 hạt nhân) là năng lượng liên kết giữa các nuclôn trong hạt nhân:

 hay .

4.Năng lượng liên kết riêng

– Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn:  đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân.

– Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 là hạt nhân bề cũ nhất (năng lượng liên kết riêng lớn nhất cỡ 8,8 MeV/nu)

 5. Ví dụ

Ví dụ về hệ thức Anhxtanh: Một vật có khối lượng nghĩ 75 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân không) thì khối lượng tương đối tính của nó là 

A. 100 kg.                   B. 80 kg.                           C. 75 kg.                                  D. 60 kg.

Hướng dẫn

=> Đáp án D    

Ví dụ về độ hụt khối và năng lượng liên kết: Khối lượng của hạt nhân  là 10,0113u, khối lượng của nơtron là , khối lượng của proton là và  .Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 

A. 64,366 MeV/nuclôn                                           B.6,4332 MeV/nuclôn

C. 0,064332 MeV/nuclôn                                       D.643,32 keV/nuclôn

Hướng dẫn

Tổng khối lượng các hạt nhân nuclôn:

Độ hụt khối của hạt nhân :

Năng lượng liên kết của hạt nhân :

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân :

=> Đáp án B.