Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân

Chia sẻ: Trinh | Ngày: | 2 tài liệu

0
3.196
lượt xem
69
download
Xem 2 tài liệu khác
  Download Vui lòng tải xuống để xem file gốc
Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân

Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân
Mô tả bộ sưu tập

Mời quý thầy cô giáo và các em học sinh tham khảo bộ sưu tập Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân trên eLib.vn. Đây là bộ sưu tập tài liệu được chúng tôi chọn lọc và tổng hợp nhằm giúp quý thầy cô giáo và các em học sinh tiện theo dõi. Đến với bộ sưu tập này, các em học sinh sẽ nắm được kiến thức về động năng trong phản ứng hạt nhân, vận tốc trong phản ứng hạt nhân, bài tập trắc nghiệm về động năng hạt nhân, bài tập trắc nghiệm về vận tốc hạt nhân,... Hi vọng rằng, bộ sưu tập này sẽ giúp ích cho quý thầy cô giáo và các em học sinh trong việc nâng cao hiệu quả dạy và học môn Vật Lý.

LIKE NẾU BẠN THÍCH BỘ SƯU TẬP
Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân

Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân
Tóm tắt nội dung

Thư viện eLib giới thiệu bộ sưu tập Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân dưới đây:

a. Phương pháp giải bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân

a) Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D . Hay: X1 + X2  X3 + X4.
Bảo toàn số nuclôn: A1 + A2 = A3 + A4.
Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4.
Bảo toàn động lượng: m1 + m2 = m3 + m4 .
Bảo toàn năng lượng: (m1 + m2)c2 + m1v + m2v = (m3 + m4)c2 + m3v + m4v .
Liên hệ giữa động lượng = m và động năng Wđ = mv2: p2 = 2mWđ.
b) Khi biết khối lượng đầy đủ của các chất tham gia phản ứng .
- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :
M0c2 + KA +KB = Mc2 + KC +KD E = (M0 – M )c2
Nên: E + KA + KB = KC + KD
- Dấu của E cho biết phản ứng thu hay tỏa năng lượng
- Khi đó năng lượng của vật (năng lượng toàn phần) là E = mc2 =
- Năng lượng E0 = m0c2 được gọi là năng lượng nghỉ và hiệu số E – E0 = (m - m0)c2 chính là động năng của vật.

c) Khi biết khối lượng không đầy đủ và một vài điều kiện về động năng và vận tốc của hạt nhân .
- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
- Lưu ý : ( K là động năng của các hạt )
d) Dạng bài tập tính góc giữa các hạt tạo thành.
Cho hạt X1¬ bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh ra hạt X3 và X4 theo phương trình:
X1 + X2 = X3 + X4
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Muốn tính góc giữa hai hạt nào thì ta quy về vectơ động lượng của hạt đó rồi áp dụng công thức:
1.Muốn tính góc giữa hạt X3 và X4 ta bình phương hai vế (1)
2.Muốn tính góc giữa hạt X1 và X3 : Từ ( 1 )

b. Bài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân

Bài 1: Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : α + Al → P + n. phản ứng này thu năng lượng Q= 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng của hạt α . (coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng).
A. 1,3 MeV B. 13 MeV C. 3,1 MeV D. 31 MeV
Giải : Ta có =30 Kp = 30 Kn Mà Q = Kα ─ ( Kp + Kn ) (1)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: mα .vα = ( mp + mn)v
Mà tổng động năng của hệ hai hạt : Kp + Kn =
Thế (2) vào (1) ta được K = 3,1MeV Chọn C.Bài 2: người ta dùng hạt prôtôn có động năng 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt α có cùng động năng . cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 . Tính động năng và vận tốc của mỗi hạt α tạo thành?
A. 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,5 MeV ; 2,2.107 m/s
C. 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D. 9,755.107 ; 2,2.107 m/s.
Giải 1: Phương trình: Năng lượng của phản ứng hạt nhân là :
ΔE = ( MTrước – MSau ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV > 0 Vậy phản ứng tỏa năng lượng.
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: Kp + KLi + ΔE = Kα + Kα
<=> 2,69 + 0 + 17,4097 = 2Kα =>Kα = 10,04985MeV ≈ 10,5MeV
với Kα = 10,04985MeV = 10,04985.1,6.10-13 = 1,607976.10-12 J ; mα = 4,0015u = 4,0015.1,66055.10-27kg
Vậy vận tốc của mỗi hạt α tạo thành: vα = 2,199.107m/s ≈ 2,2.107m/s.
Giải 2: Năng lượng của phản ứng hạt nhân là : Q = ( M0 – M ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV.
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có Q +Wp= 2W α W α =
Vận tốc của mổi hạt α là: v = =2,2.107m/s. Chọn B.
Bài 3: Một nơtơron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng:
n + Li → X+ He .
Biết hạt nhân He bay ra vuông góc với hạt nhân X. Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là :?
Cho mn = 1,00866 u;mx = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u.
A.0,12 MeV & 0,18 MeV B. 0,1 MeV & 0,2 MeV
C.0,18 MeV & 0,12 MeV D. 0,2 MeV & 0,1 MeV
Giải: Ta có năng lượng của phản ứng: Q = ( mn+ mLi─ m x ─ m He).c2 = - 0,8 MeV (đây là phản ứng thu năng lượng )
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
2mnWn= 2mHe .W He + 2mx Wx (1)
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :Q =Wx +W He ─Wn = -0,8 (2)
Từ (1),(2) ta có hệ phương trình: MeV Chọn B.
Bài 4. Cho phản ứng hạt nhân Th  Ra + He + 4,91 MeV. Tính động năng của hạt nhân Ra. Biết hạt nhân Th đứng yên. Lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng.
1. Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: = 0  pRa = pHe = p. Vì Wđ = = , do đó:
W = WđRa + WđHe = = = 57,5 = 57,5WđRa  WđRa = = 0,0853MeV.
Bài 5. Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( ) đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia . Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Viết phương trình phản ứng và tính động năng của mỗi hạt sinh ra.
Giải . Phương trình phản ứng: p + Li  2 He.
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: Wđp + W = 2WđHe  WđHe = = 9,5 MeV. 

Mời quý thầy cô và các em download để tham khảo nhiềuBài tập tính động năng và vận tốc hạt nhân hay khác trong bộ sưu tập nhé!

 

Đồng bộ tài khoản