CHỦ ĐỀ 26: MẪU NGUYÊN TỬ BO I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Tiên đề (Tiên đề trạng thái dừng): Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ khơng hấp thụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử): Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ nguyên tử hấp thụ phát phơtơn có lượng hiệu En – Em: ε = hf nm = E n − E m Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có hấp thụ xạ lượng E m mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu E n - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao E n Chú ý: Nếu phơtơn có lượng hf nm mà E n < hf mn < E m nguyên tử không nhảy lên mức lượng mà trạng thái dừng ban đầu Hệ quả: Ở trạng thái dừng êlectron nguyên tử chuyển động quỹ đạo có bán kính hồn toàn xác định gọi quỹ đạo dừng Đối với ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên −11 tiếp: rn = n r0 với n số nguyên r0 = 5,3.10 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo K ( n = 1) L ( n = 2) M ( n = 3) N ( n = 4) O ( n = 5) P ( n = 6) Bán kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 Hấp thụ lượng Trạng thái (Tồn bền vững) Bức xạ lượng Trạng thái kích thích (Chỉ tồn thời gian cỡ 10-8s) Tính lượng êlectron quỹ đạo dừng thứ n: En = − 13, (eV) với n ∈ ¥ * n2  Năng lượng ion hóa nguyên tử hi đrô từ trạng thái bản: E = 13, 6(eV) = 21, 76.10 −19 J Quỹ đạo K ( n = 1) L ( n = 2) M ( n = 3) N ( n = 4) O ( n = 5) P ( n = 6) Trang Năng lượng − 13, 12 − 13, 22 − 13, 32 − 13, 42 − 13, 52 − 13, 62 Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: hc hc = E n − E m ⇒ λ nm = λ nm En − Em Cho bước sóng tính bước sóng khác: 1 = + ;f13 = f12 + f 23 (như cộng véctơ) λ13 λ12 λ 23 Hoặc dùng công thức: bấm 1   = Rh  − ÷ với R = 1, 09.107 m −1 máy tính fx 570 ES: λ m n  ) Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: rn = n r0 với r0 = 5,3.10−11 m, bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Khi electron chuyển mức lượng, tìm sơ vạch phát ra: - Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm - Hoặc dùng công thức: N = - Chứng minh: N = Cn = n n −1 ; với n số vạch mức lượng n ( n − 1) n! = ; C 2n tổ hợp chập n ( n − ) !2! 9* Tính vận tốc tần số quay êlectron chuyển động quỹ đạo dừng n: Lực Cu-lông êlectron hạt nhân giữ vai trò lực hướng tâm: k k 2, 2.106 = Vận tốc electron: v = e m/s với m e rn n Tần số quay electron: Ω = 2π.f = e2 v2 m , nên: e rn2 rn  k = 9.109 (Nm / C2 )  −31  m e = 9,1.10 kg v v ⇒ f= 2πrn rn 10* Cường độ dòng điện phân tử êlectron chuyển động quỹ đạo gây ra: I= q e e = = ω (vì êlectron chuyển động quỹ đạo tròn nên t = T ) t T 2π Trang CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Ở ngun tử hiđrơ, quỹ đạo sau có bán kính lớn so với bán kính quỹ đạo cịn lại? A O B N C L D P Giải −11 Ta có: R n = n r0 (trong r0 bán kính quỹ đạo bản: r0 = 5,3.10 m ) Quỹ đạo O có n = Quỹ đạo N có n = Quỹ đạo L có n = Quỹ đạo P có n = ⇒ Trong quỹ đạo trên, quỹ đạo P có n lớn nên bán kính lớn ⇒ Chọn đáp án D −11 Ví dụ 2: Xác định bán kính quỹ đạo dừng M nguyên tử, biết bán kính quỹ đạo K R K = 5,3.10 m ? A 4, 77 A B 4, 77 pm C 4, 77 nm D 5,3 A Giải −11 Ta có: R K = r0 = 5,3.10 m rn = n r0 Với Quỹ đạo M n = ⇒ R M = 32.5,3.10−11 = 4, 77.10−10 m ⇒ Chọn đáp án A Ví dụ 3: Electron quỹ đạo n chưa rõ chuyển quỹ đạo L thấy bán kính quỹ đạo giảm lần Hỏi ban đầu êlectron quỹ đạo nào? A O B M C N D P Giải Bán kính quỹ đạo L: R = r0 = 4.r0 Trang 2 Bán kính quỹ đạo n: R n = n r0 = n r0 Theo đề bài: R n n2 = = ⇒ n = Vậy êlectron ban đầu quỹ đạo N R2 ⇒ Chọn đáp án C Ví dụ 4: Năng lượng êlectron ngun tử hiđrơ tính theo cơng thức: E n = − 13, ; n2 n = 1, 2,3, Xác định lượng quỹ đạo dừng L? A −5, 44.10−20 J B −5, 44eV C −5, 44MeV D −3, ( eV ) Giải Quỹ đạo dừng thứ L ứng với n = ⇒ E = − E0 13, =− = −3, ( eV ) n ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 5: Năng lượng êlectron ngun tử hiđrơ tính theo cơng thức: E n = − 13, ; n2 n = 1, 2,3, Hỏi êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K phát phơtơn có bước sóng bao nhiêu? A 0, 2228 µm B 0, 2818 µm C 0,1281 µm D 0,1218 µm Giải Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K phát phơtơn: hc hc = E − E1 ⇒ λ = = 0,1218 µm λ E − E1 ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 6: Trong quang phổ ngun tử hiđrơ, ba vạch dãy Lai-man có bước sóng λ12 = 121, nm; λ13 = 102, nm; λ14 = 97,3 nm Bước sóng vạch dãy Ban-me vạch dãy Pa-sen A 686, nm 447, nm B 660,3 nm 440, nm C 624, nm 422,5 nm D 656, nm 486,9 nm Giải λ 23 = λ13 λ12 = = 656, 64 nm λ12 − λ13 λ 24 = λ14 λ12 = = 486,9 nm λ12 − λ14 ⇒ Chọn đáp án D II BÀI TẬP Bài 1: Mẫu nguyên tử Bo khác với mẫu nguyên tử Rơ-đơ-pho điểm: A Hình dạng quỹ đạo electron B Lực tương tác electron hạt nhân C Trạng thái tồn ngun tử D Mơ hình ngun tử có hạt nhân Bài 2: Ngun tử hiđrơ bị kích thích chiếu xạ electron nguyên tử chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M Sau ngừng chiếu xạ, nguyên tử hiđrô phát xạ thứ cấp Phổ xạ gồm Trang A hai vạch dãy Lai-man B hai vạch dãy Ban-me C hai vạch dãy Lai-man vạch dãy Ban-me D vạch dãy Lai-man hai vạch dãy Ban-me Bài 3: Khi nguyên tử hidrô chuyển từ trạng thái có lượng E mức lượng E 3, tiếp tục chuyển xuống mức E2 phát phơtơn có tần số f 43 f 32 Khi ngun tử hiđrơ có lượng E4 trở trạng thái mức lượng E2 phát phơtơn có tần số là: A f 42 = f 43 − f 32 B f 42 < f 43 C f 42 < f32 D f 42 = f 43 + f 32 Bài 4: Ở nguyên tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo có giá trị 8,48, quỹ đạo: A N B L C M D K Bài 5: Xét ba mức lượng EK, EL Em ngun tử hiđrơ, E k < E l < E M Một phôtôn có lượng E m − E k bay đến gặp nguyên tử Nguyên tử hấp thụ phôtôn chuyển trạng thái nào? A Hấp thụ không chuyển trạng thái B Không hấp thụ C Hấp thụ chuyển dần từ K lên L lên M D Hấp thụ chuyển thẳng từ K lên M Bài 6: Trạng thái dừng là: A trạng thái ổn định hệ thống nguyên tử B trạng thái êlectron không chuyển động quanh hạt nhân C trạng thái đứng yên nguyên tử D trạng thái hạt nhân không dao động Bài 7: Một đám nguyên tử hiđrơ trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động quỹ đạo dừng K Khi nguyên tử nhận lượng ε = E N − E K thì: A êlectron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo L đến quỹ đạo M sau lên quỹ đạo N B không xác định cụ thể chuyển quỹ đạo electron C êlectron chuyển lên quỹ đạo L sau chuyển thẳng lên quỹ đạo N D êlectron chuyển thẳng từ quỹ đạo dừng K lên quỹ đạo dừng N Bài 8: Cho biết leV = l, 6.10−19 J; h = 6, 625.10 −34 J.s;c = 3.108 m / s Khi êlectron (êlectron) ngun tử hiđrơ chuyển từ quỹ đạo dừng có lượng E m = − 0,85 eV sang quỹ đạo dừng có lượng E n = − 13, 60 eV nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng: A 0, 4340 µm B 0, 4860 µm C 0, 0974 µm D 0, 6563 µm Bài 9: Các nguyên tử hiđrô trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 5,3.10−11 m , hấp thụ lượng chuyển lên trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 4, 77.10−10 m Khi nguyên tử chuyển trạng thái có mức lượng thấp phát ra: A ba xạ B hai xạ C xạ D bốn xạ Bài 10: Mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô E = −13, / n ( eV ) ; với n = 1, 2,3 Một êlectron có động 12,6 eV đến va chạm với nguyên tử hiđrô đứng yên, trạng Trang thái Sau va chạm, nguyên tử hiđrô đứng yên chuyển động lên mức kích thích Động êlectron sau va chạm là: A 2,4 eV B 1,2 eV C 10,2 eV D 3,2 eV Bài 11: Chùm nguyên tử hiđrô trạng thái bản, bị kích thích phát sáng chúng phát tối đa 15 vạch quang phổ Khi bị kích thích êlectron ngun tử hiđrơ chuyển sang quỹ đạo: A M B P C O D N Bài 12: Ngun tử hiđrơ bị kích thích trạng thái dừng ứng với quỹ đạo P sau chuyển quỹ đạo bên phát phôtôn khác nhau? A B 12 C 15 D 10 Bài 13: Trong quang phổ hiđrô, bước sóng dài ứng với chuyển êlectron từ quỹ đạo quỹ đạo K 121,6 nm; bước sóng ngắn ứng với chuyển êlectron từ quỹ đạo quỹ đạo L 365,0 nm Ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng ngắn là: A 43,4nm B 91,2nm C 95,2nm D 81,4nm Bài 14: Lực tương tác Cu-lông êlectron hạt nhân nguyên tử hiđrô nguyên tử quỹ đạo dừng L F Khi nguyên tử chuyển lên quỹ đạo N lực tương tác êlectron hạt nhân A F/16 B F/4 C F/12 D F/2 Bài 15: Mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô E = −13, / n ( eV ) ; với n = 1, 2,3 Khi cung cấp cho nguyên tử hiđrô trạng thái phơtơn có lượng 10,5 eV 12,75 eV Chọn phát biểu đúng? A Nguyên tử hấp thụ phơtơn có lượng 10,5 eV chuyển lên quỹ đạo M B Nguyên tử hấp thụ phôtôn có lượng 10,5 eV chuyển lên quỹ đạo L C Ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng 12,75 eV chuyển lên quỹ đạo M D Ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng 12,75 eV chuyển lên quỹ đạo N Bài 16: Electron nguyên tử hiđrô chuyển mức lượng, nguyên tử xạ phơtơn ánh sáng có bước sóng 0,122 µm Độ biến thiên lượng nguyên tử: A tăng 10, eV B giảm 10, eV C tăng 162,9.10−20 eV D giảm 162,9.10−20 eV Bài 17: Kí hiệu EK, EL EM mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái bản, trạng thái kích thích thứ trạng thái kích thích thứ hai Cho biết E L − E K > E M − E L Xét ba bước sóng λ1 , λ , λ ứng với ba vạch quang phổ nguyên tử hiđrô chuyển mức lượng từ E L → E K , E M → E L , E M → E K Cách xếp sau đúng? A λ1 < λ < λ B λ < λ1 < λ C λ < λ < λ1 D λ < λ1 < λ Bài 18: Nguyên tử hiđrô trạng thái K hấp thụ phôtôn chuyển lên trạng thái Khi chuyển trạng thái có mức lượng thấp nguyên tử hiđrô phát tối đa xạ A B C 15 D 10 Bài 19: Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng − 1,514 eV sang trạng thái dừng có lượng − 3, 407 eV ngun tử phát xạ có tần số: A 4,572.1014 Hz B 6,542.1012 Hz C 2,571.1013 Hz D 3,879.1014 Hz Trang Bài 20: Trong nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính rn = n r0 (với r0 = 0,53.10−10 m; n = 1, 2, 3, ) Tốc độ êlectron quỹ đạo dừng thứ hai là: A 2,18.106 m/s B 1, 09.106 m/s C 2,18.105 m/s D 1,98.106 m/s III HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1: Chọn đáp án C Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án D Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án D Bài 8: Chọn đáp án C Bài 9: Chọn đáp án A Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án C Bài 13: Chọn đáp án B Bài 14: Chọn đáp án A Bài 15: Chọn đáp án D Bài 16: Chọn đáp án B Bài 17: Chọn đáp án D Bài 18: Chọn đáp án D Bài 19: Chọn đáp án A Bài 20: Chọn đáp án B CHỦ ĐỀ 27: QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG PHÁT QUANG & LAZE I TĨM TẮT LÝ THUYẾT • HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn tượng quang điện a) Chất quang dẫn: chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp b) Hiện tượng quang điện trong: * Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất bán dẫn, làm giải phóng êlectron liên kết để chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện gọi tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở pin quang điện Chú ý: Trang • Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới chất bán dẫn, cịn với tượng quang điện ngồi phải kim loại • Bức xạ hồng ngoại gây tượng quang điện số chất bán dẫn Trong khơng thể gây tượng quang điện ngồi kim loại Quang điện trở - Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện - Quang điện trở ứng dụng mạch điều khiển tự động Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện * Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi lắp đặt sử dụng miền núi, hải đảo, nơi xa nhà máy điện • HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Khái niệm phát quang Hiện tượng xảy số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Chất có khả phát quang gọi chất phát quang Ví dụ: Nếu chiếu chùm ánh sáng từ vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorex-êin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu lục Ở đây, ánh sáng tử ngoại ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang Thành đèn ống thơng thường có phủ lớp bột phát quang Lớp bột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích ánh sáng giàu tia tử ngoại thủy ngân đèn phát lúc có phóng điện qua Chú ý: - Ngồi tượng quang – phát quang cịn có tượng phát quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – phát quang (ở đèn LED); phát quang catốt (ở hình ti vi) - Sự phát quang đèn ống quang – phát quang vì: đèn ống có tia tử ngoại chiếu vào lớp bột phát quang phủ bên thành ống đèn - Sự phát quang đèn dây tóc, nến, hồ quang quang – phát quang Đặc điểm tượng phát quang: Bước sóng λ′ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng kích thích: λ′ > λ ( Hay ε′ < ε ⇒ f ′ < f ) • SƠ LƯỢC VỀ LAZE Định nghĩa, đặc điểm, phân loại ứng dụng laze - Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng - Một số đặc điểm tia laze: + Tia laze có tính đơn sắc cao + Tia laze chùm sáng kết hợp (các phơtơn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) Trang + Tia laze có cường độ lớn Chú ý: Tia laze khơng có đặc điểm công suất lớn, hiệu suất laze nhỏ - Các loại laze: + Laze rắn, laze rubi (biến đổi quang thành quang năng) + Laze khí, laze He – Ne, laze CO2 + Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As, sử dụng phổ biến (bút chì bảng) - Một vài ứng dụng laze: Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực + Y học: dùng dao mổ phẫu thuật mắt, chữa bệnh da + Thông tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin cáp quang + Công nghiệp: khoan, cắt, tôi, xác vật liệu cơng nghiệp • CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Trong tượng sau: tượng tượng quang – phát quang? A Than cháy hồng C Màn hình ti vi sáng B Đom đóm nhấp nháy D Đèn ống sáng Giải - Than cháy hồng nguồn sáng phản ứng đốt cháy - Đom đóm nhấp nháy tượng hóa phát quang - Màn hình ti vi tượng phát quang catốt - Đèn ống sáng tượng quang phát sáng ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 2: Một chất phát quang có khả phát ánh sáng có bước sóng λ p = 0, 7µm Hỏi chiếu vào ánh sáng khơng thể gây tượng phát quang? A 0, 6µm B 0,55µm C 0, 68µm D Hồng ngoại Giải Theo định luật Stock tượng phát quang ta có: λ k ≤ λ p = 0, 7µm Chỉ có tia hồng ngoại có: λ hồngngoại > λ p = 0,7µm⇒ Khơng có tượng quang phát quang xảy ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 3: Một chất phát quang phát ánh sáng phát quang màu tím Hỏi chiếu xạ sau, xạ gây tượng phát quang? A Đỏ B Tử ngoại C Chàm D Lục Giải Theo định luật Stock tượng phát quang ta có: λ k ≤ λ p ⇒ Chỉ có: λ tửngoại < λ tím ⇒ Chọn đáp án B Ví dụ 4: Một vật phát ánh sáng phát quang màu với bước sóng λ = 0, 7µm Hỏi chiếu vật xạ có bước sóng λ = 0, 6µm phơtơn hấp thụ phát phần lượng tiêu hao bao nhiêu? A 0,5 MeV B 0,432 eV C 0,296 eV D 0,5 eV Trang Giải Ta có: ∆ε = hf kt − hf hq =  hc hc  − = hc  − = 0, 296 ( eV ) ÷ λ ÷ λ kt λ hq λ kt hq   ⇒ Chọn đáp án C II BÀI TẬP A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Hiện tượng quang điện tượng: A giải phóng êlectron khỏi mối liên kết bán dẫn bị chiếu sáng B bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng C giải phóng êlectron khỏi kim loại cách đốt nóng D giải phóng êlectron khỏi bán dẫn cách bắn phá ion Bài 2: Hiện tượng quang điện A tượng bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại chiếu vào kim loại sáng có bước sóng thích hợp B tượng êlectron bị bắn khỏi kim loại kim loại bị đốt nóng C tượng êlectron liên kết giải phóng thành êlectron dẫn lo trống chất bán dẫn chiếu xạ thích hợp D tượng điện trở vật dẫn kim loại tăng lên chiếu ánh sáng vào kim loại Bài 3: Phát biểu sau nói tượng quang dẫn: A Có ứng dụng quan trọng tạo đèn ống B Chỉ xảy ánh sáng kích thích có bước sóng nhỏ ánh sáng khả kiến C e giải phóng khỏi khối bán dẫn D Là tượng giảm mạnh điện trở chất bán dẫn chiếu ánh sáng thích hợp Bài 4: Chọn câu sai so sánh tượng quang điện tượng quang điện trong: A Bước sóng giới hạn tượng quang điện thường nhỏ bước sóng giới hạn tượng quang điện B Phải có bước sóng nhỏ giới hạn quang điện giới hạn quang dẫn C Mở khả biến lượng ánh sáng thành điện D Đều làm êlectron khỏi chất bị chiếu sáng Bài 5: Trong tượng quang điện ngồi, có ánh sáng thích hợp chiếu vào catốt tế bào quang điện êlectron sẽ: A Bị bật khỏi catốt B Phá vỡ liên kết để trở thành êlectron dẫn C Chuyển động mạnh D Chuyển lên quỹ đạo có bán kính lớn Bài 6: Chọn phát biểu quang điện trở? A Quang điện trở cấu tạo chất bán dẫn có đặc điểm điện trở tăng ánh sáng chiếu vào B Quang điện trở cấu tạo kim loại có đặc điểm điện trở giảm ánh sáng chiếu vào C Quang điện trở cấu tạo chất bán dẫn có đặc điểm điện trở giảm ánh sáng chiếu vào D Quang điện trở cấu tạo kim loại có đặc điểm điện trở tăng ánh sáng chiếu vào Bài 7: Nguyên tắc hoạt động quang điện trở dựa vào tượng sau đây? Trang 10 23 23 Số hạt α tạo thành là: N = 6, 02.10 = 1,505.10 Năng lượng tỏa tạo thành g hêli là: E = N 17,3 = 13, 02.1023 MeV ⇒ Chọn đáp án A 234 U đứng yên phân rã theo phương trình 92 U ⇒ α + AZ X Biết lượng tỏa phản ứng 14,15MeV, động hạt α (lấy xấp xỉ khối lượng hạt nhân theo đơn vị Ví dụ 5: Hạt nhân 234 92 u số khối chúng) A 13,72MeV B 12,91MeV C 13,91MeV D 12,79MeV Giải Phương trình: 234 92 U ⇒ α + AZ X - Bảo tồn lượng ta có: Q toû a = WX + Wα = 14,15 ( pt1) - Bảo tồn động lượng ta có: Pα = PX ⇒ m α Wα = m X WX ⇒ 4Wα − 230WX = ( pt2 ) ⇒ từ l ta có: Wα = 13,91MeV ⇒ Chọn đáp án C Ví dụ 6: Hạt α có động 5,3 (MeV) bắn vào hạt nhân 9 Be đứng yên, gây phản ứng: Be + α ⇒ n + X Hạt n chuyển động theo phương vng góc với phương chuyển động hạt α Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,7 (MeV) Tính động hạt nhân X? Coi khối lượng xấp xỉ số khối A 18,3 MeV B 0,5 MeV C 8,3 MeV D 2,5 MeV Giải Theo định luật bảo toản lượng ta có: Q tỏ a = Wn + WX − Wα = 5,7MeV ⇒ WX = 5, + 5,3 − Wn ⇒ WX + Wn = 11 ( pt1) 2 Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: PX = Pα + Pn ⇒ m X WX = m α Wα + m n Wn ⇒ 12WX − Wn = 21, ( pt2 ) Từ l ⇒ W = 2,5MeV ⇒ Chọn đáp án D II BÀI TẬP A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Đơn vị đo khối lượng vật lí hạt nhân A kg B Đơn vị khối lượng nguyên tố (u) C Đơn vị eV c MeV c D Kg, đơn vị eV c MeV c , đơn vị khối lượng nguyên tử Bài 2: Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo tồn: Trang 42 A số nuclơn B số nơtron (nơtron) C khối lượng D số prôtôn Bài 3: Chọn phát biểu sai vận dụng định luật bảo tồn vào phóng xạ? A Phóng xạ gamma khối lượng hạt nhân khối lượng hạt nhân mẹ B Phóng xạ beta cộng có biến đổi prôtôn thành nơtron kèm theo pozitron hạt nơtrinơ C Phóng xạ beta trừ có biến đổi nơtron thành prôtôn kèm theo pozitron phản hạt nơtrinô D Trong phản ứng hạt nhân động lượng lượng tồn phần bảo toàn Bài 4: Cho phản ứng hạt nhân A α 19 B β− F + p →16 O + X , hạt nhân X hạt sau đây? C β+ D n Bài 5: Hạt nhân mẹ A có khối lượng m A đứng yên phân rã thành hạt nhân B hạt α có khối lượng m B m α , có vận tốc v B v α , Kết luận hướng trị số vận tốc hạt sau phản ứng là: A Cùng phương, chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng B Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C Cùng phương, chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng Bài 6: Lý khiến phản ứng hạt nhân khơng có bảo toàn khối lượng là: A Do tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng lớn nhỏ tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng B Do có toả thu lượng phản ứng C Do hạt sinh có vận tốc lớn nên bền vững hạt nhân sinh khác hạt nhân mẹ dẫn đến khơng có bảo tồn khối lượng D Do hạt nhân sinh luôn nhẹ hạt nhân mẹ Bài 7: Trong phản ứng hạt nhân tỏa lượng A khối lượng hạt ban đầu nhỏ khối lượng hạt tạo thành B độ hụt khối hạt ban đầu nhỏ độ hụt khối hạt tạo thành C lượng liên kết hạt ban đầu lớn hạt tạo thành D lượng liên kết riêng hạt ban đầu lớn hạt tạo thành Bài 8: Chọn phát biểu nói phản ứng hạt nhân: A Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân sinh bền vững hạt nhân ban đầu B Phản ứng hạt nhân tỏa lượng tổng khối lượng nghỉ hạt nhân tương tác nhỏ tổng khối lượng nghỉ hạt nhân tạo thành C Phản ứng hạt nhân thu lượng tổng độ hụt khối hạt tham gia phản ứng nhỏ tổng độ hụt khối hạt nhân tạo thành D Phản ứng hạt nhân thu lượng tổng lượng liên kết hạt tham gia phản ứng lớn tổng lượng liên kết hạt nhân tạo thành Bài 9: Khi nói phản ứng hạt nhân tỏa lượng, điều sau sai? A Các hạt nhân sản phẩm bền hạt nhân tương tác B Tổng độ hụt hạt tương tác nhỏ tổng độ hụt khối hạt sản phẩm C Tổng khối lượng hạt tương tác nhỏ tổng khối lượng hạt sản phẩm Trang 43 D Tổng lượng liên kết hạt sản phẩm lớn tổng lượng liên kết hạt tương tác Bài 10: Cho phản ứng hạt nhân: A + B → C + D Nhận định sau đúng? A Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân A B có động lớn B Tổng độ hụt khối hai hạt nhân A B nhỏ thua tổng độ hụt khối hai hạt nhân C D phản ứng hạt nhân tỏa lượng C Phản ứng hạt nhân tỏa lượng hạt nhân A B khơng có động D Tổng độ hụt khối hai hạt nhân A B nhỏ thua tổng độ hụt khối hai hạt nhân C D phản ứng hạt nhân thu lượng B TĂNG TỚC: THƠNG HIỂU Bài 1: Tính số lượng phân tử nitơ có g khí nitơ? Biết khối lượng nguyên tử lượng nitơ 13,999 (u); 1u = 1, 66.10−24 g A 43.1021 B 215.1020 C 43.1020 D 215.1021 Bài 2: Sau số ngun tử đồng vị phóng xạ ban giảm 3,8% Hằng số phóng xạ cơban là: A 39s −1 C 0, 038h −1 B 139s −1 Bài 3: Chất phóng xạ Xesi ( 139 35 D 239s −1 Cs ) có chu kì bán rã phút Hằng số phóng xạ Xesi là: −2 −1 A λ = 1, 65.10 ( s ) −3 −1 B λ = 1, 65.10 ( s ) −4 −1 C λ = 1, 65.10 ( s ) −3 −1 D λ = 1, 65.10 ( s ) Bài 4: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân Li ? Biết khối lượng hạt nhân m = 7, 0160u , khối lượng prôtôn là: m p = 1, 0073u , khối lượng nơtron là: m n = 1, 0087u , lu = 931,5 MeV c A 5,42MeV/nuclôn C 20,6MeV/nuclôn B 37,9MeV/nuclôn D 37,8MeV/nuclơn 37 17 Bài 5: Tính lượng liên kết tạo thành Cl37 , cho biết: Khối lượng nguyên tử Cl = 36,96590u ; khối lượng prôtôn, m p = 1, 00728u ; khối lượng êlectron, m e = 0, 00055u ; khối lượng nơtron, m n = 1, 00867u ; 1u = 1, 66043.10 −27 kg ; c = 2,9979.108 m s ; 1J = 6, 2418.1018 eV A 315,11eV B 316,82eV C 317, 26eV D 318, 2eV 37 30 Bài 6: Cho phản xạ hạt nhân α +13 Al →15 P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Al = 26,97435u ; m p = 29,97005u , m n = 1, 008670u , 1u = 931MeV c Phản ứng có: A toả lượng 75,3179 MeV C toả lượng 1, 2050864.10 Bài 7: Hạt nhân phóng xạ 234 92 B thu lượng 75,3179 MeV −11 J D thu lượng 2,67 MeV U đứng yên phát hạt α biến đổi thành hạt nhân 230 90 Th Năng lượng phản ứng phân rã là: Cho biết khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Th = 229,973u , m U = 233,990u , 1u = 931,5MeV c A 22,65 MeV B 14,16 keV C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG C 14,16 J D 14,4 MeV Trang 44 Bài 1: Một hạt nhân có số khối A ban đầu đứng yên, phát hạt α với vận tốc V lấy khối lượng hạt nhân theo đơn vị khối lượng nguyên tử u số khối chúng Độ lớn vận tốc hạt nhân là: A 4V ( A − ) B 4V ( A + ) C V ( A − ) D V ( A + ) Bài 2: Một prơtơn có động Wp = 1,5MeV bắn vào hạt nhân Li đứng n sinh hạt X có chất giống không kèm theo xạ gamA Tính động hạt X? Cho m Li = 7, 0144u ; m p = 1, 0073u ; m x = 4, 0015u ; uc = 931MeV A 9,5 MeV B 18,9 MeV Bài 3: Một hạt α bắn vào hạt nhân 27 13 C 8,7 MeV D 7,95 MeV Al tạo nơtron hạt X Cho: m α = 4, 0016u ; m n = 1, 00866u ; m Al = 26,9744u ; m X = 29,9701u ; lu = 931,5 MeV c Các hạt nơtron X có động 4MeV 1,8MeV Động hạt α là: A 3,23MeV B 5,8MeV C 7,8MeV D 8,37MeV Bài 4: Phản ứng Li + n → T + He tỏa lượng 4,8 MeV Nếu ban đầu động hạt 4 không đáng kể sau phản ứng động hạt T He lần lượt: (Lấy khối lượng hạt sau phản ứng m T = 3u ; m α = 4u ) A K T ≈ 2, 46 MeV, K α ≈ 2,34 MeV B K T ≈ 3,14 MeV, K α ≈ 1, 66 MeV C K T ≈ 2, 20 MeV, K α ≈ 2, 60 MeV D K T ≈ 2, 74 MeV, K α ≈ 2, 06 MeV Bài 5: Bắn hạt α có động MeV vào hạt nhân 14 N đứng n thu prơtơn hạt nhân X Giả sử hai hạt sinh có tốc độ, tính động tốc độ prơtơn Cho: m α = 4, 0015u ; m x = 16,9947u ; m N = 13,9992u ; m P = 1, 0073u ; lu = 931MeV c A 5, 45.106 m s B 22,15.105 m s C 30,85.106 m s D 22,815.106 m s  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 6: Hạt nhân 226 88 Ra ban đầu đứng n phóng hạt α có động 4,80 MeV Coi khối lượng hạt nhân xấp xỉ với số khối Năng lượng toàn phần tỏa phân rã là: A 4,92 MeV B 4,89 MeV C 4,91 MeV D 5,12 MeV Bài 7: Cho phản ứng hạt nhân: p + Li → 2α + 17,3MeV Khi tạo thành lg Hêli lượng tỏa từ phản ứng bao nhiêu? A 13, 02.1023 MeV B 8, 68.1023 MeV C 26, 04.1023 MeV D 34, 72.1023 MeV Bài 8: Một hạt nhân α 28,4 MeV; 234 92 234 92 U phóng xạ α thành đồng vị U 1785,42 MeV; 230 90 37 17 Th Cho lượng liên kết hạt: hạt Th 1771 MeV Một phản ứng tỏa hay thu lượng? A Thu lượng 5,915 MeV C Thu lượng 13,002 MeV Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân 230 90 B Toả lượng 13,002 MeV D Toả lượng 13,98 MeV 37 Cl + p →18 Ar + n , khối lượng hạt nhân m ( Ar ) = 36,956889u , m ( Cl ) = 36,956563u , m ( n ) = 1, 008670u , m ( p ) = 1, 007276u , 1u = 931,5 MeV c Năng lượng mà phản ứng tỏa thu vào bao nhiêu? A Toả 1,60132 MeV B Thu vào 1,60218 MeV Trang 45 C Toả 2,562112.10−19 J D Thu vào 2,562112.10−19 J Bài 10: Biết khối lượng m α = 4, 0015u ; m p = 1, 0073u ; m n = 1, 0087u ; 1u = 931,5MeV Năng lượng tối thiểu tỏa tổng hợp 22,4l khí hêli (ở đktc) từ nuclôn là: A 2,5.1026 MeV B 1, 71.1025 MeV C 1, 41.1024 MeV D 1,11.1027 MeV D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO 27 30 Bài 1: Hạt α động K α = 3,1 MeV đập vào hạt nhân nhôm gây phản ứng: α +13 Al →15 P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015u , m Al = 26,97435u , m P = 29,97005u , m n = 1, 008670u , u = 931,5 MeV c Giả sử hai hạt sinh có vận tốc Động hạt n là: A 8,9367 MeV B 9,2367 MeV C 8,8716 MeV D 0,013 MeV Bài 2: Một hạt nhân nguyên tử hiđrô chuyển động với vận tốc v đến va chạm với hạt nhân nguyên tử Li đứng yên bị hạt nhân Liti bắt giữ Sau va chạm xuất hai hạt α bay giá trị vận tốc v′ Quỹ đạo hai hạt α đối xứng với hợp với đường nối dài quỹ đạo hạt prơtơn góc ϕ = 80° Tính vận tốc v nguyên tử hiđrô? ( m p = 1, 007u ; m He = 4, 000u ; m Li = 7, 000u ; u = 1, 66055.10−27 kg ) A 2, 4.107 m s B 2.107 m s C 1,56.107 m s D 1,8.107 m s Bài 3: Hạt nhân phóng xạ X đứng yên phát tia α sinh hạt nhân Y Tốc độ khối lượng hạt sinh v α m α ; v γ m γ Biểu thức sau đúng? A v γ v α = mα m γ B v γ v α = ( m α m γ ) C v γ v α = m γ m α D v γ v α = v ( m α m γ ) Bài 4: Hạt prôtôn có động K P = 2MeV ,bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh hai hạt nhân X có động Cho biết m P = 1, 0073u ; m Li = 7, 0144u ; m X = 4, 0015u ; 1u = 931, MeV c Động hạt X là: A 5,00124 MeV B 19,41 MeV C 9,709 MeV D 0,00935 MeV Bài 5: Bắn hạt prơtơn có khối lượng m P vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X giống hệt có khối lượng m X bay có độ lớn vận tốc hợp với phương ban đầu prơtơn góc 450 Tỉ số độ lớn vận tốc hạt X hạt prôtôn là: A mp mx B m p m x C m p m x Bài 6: Người ta dùng prôtôn bắn phá hạt nhân Bêri ( D m p ( 2m x ) Be ) đứng yên Hai hạt sinh Hêli X Biết proton có động K = 5, 45MeV Hạt Hêli có vận tốc vng góc với vận tốc hạt prơtơn có động K He = 4MeV Cho độ lớn khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối A Động hạt X bằng: A 6,225 MeV B 1,225 MeV C 4,125 MeV D 3,575 MeV Bài 7: Dùng hạt prơtơn có động Wđ = 1, 2MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên thu hạt α có tốc độ Cho m P = 1, 0073u ; m Li = 7, 0144u ; m a = 4, 0015u , 1u = 931, MeV c Góc tạo phương bay hạt prôtôn hạt α là: A 64,80° B 78, 40° C 84,85° D 68, 40° 23 11 Na cách dùng hạt prơtơn có động 3MeV bắn vào hạt nhân đứng yên Hai hạt sinh α X Phản ứng tỏa lượng 2,4MeV Giả sử hạt α Bài 8: Người ta tạo phản ứng hạt nhân Trang 46 bắn theo hướng vng góc với hướng bay hạt prơtơn Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị gần số khối chúng Động hạt α là: A 1,96MeV B 1,75MeV C 4,375MeV D 2,04MeV Bài 9: Hạt nhân 210 84 Po đứng yên phân rã α biến đổi thành hạt nhân 206 82 Pb Coi khối lượng 206 hạt nhân 82 Pb xấp xỉ số khối chúng (theo đơn vị u) Sau phân rã, tỉ số động hạt nhân hạt α A 103:4 B 4:103 C 2:103 D 103:2 Bài 10: Hạt prơtơn có động 5,48 MeV bắn vào hạt nhân Be yên gây phản ứng hạt nhân, sau phản ứng thu hạt nhân Li hạt X Biết hạt X bay với động 4MeV theo hướng vng góc với hướng chuyển động hạt prôtôn tới (lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) Vận tốc hạt nhân Li là: A 0,824.10 ( m s ) B 1, 07.10 ( m s ) C 8,3.10 ( m s ) Bài 11: Một hạt nhân D có động 4MeV bắn vào hạt nhân D 10, 7.10 ( m s ) Li đứng yên tạo phản ứng: H +36 Li → 2.24 He Biết vận tốc hai hạt sinh hợp với góc 157° Lấy tỉ số hai khối lượng tỉ số hai số khối Năng lượng tỏa phản ứng là: A 18,6 MeV B 22,4 MeV C 21,2 MeV D 24,3 MeV Bài 12: Người ta tạo phản ứng hạt nhân cách dùng hạt prơtơn có động 3,60MeV bắn vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên Hai hạt sinh α X Giả sử hạt α bắn theo hướng vuông góc với hướng bay hạt prơtơn có động 4,85 MeV Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị u gần số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng bằng: A 2,40 MeV B 4,02 MeV C 1,85 MeV D 3,70 MeV Bài 13: Dùng hạt nơtron có động MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên gây phản ứng hạt 3 nhân, tạo hạt H hạt α Hạt α hạt nhân H bay theo hướng hợp với hướng tới nơtron góc tương ứng 150 300 Bỏ qua xạ γ lấy tỉ số khối lượng hạt nhân tỉ số số khối chúng Phản ứng thu lượng là: A 1,66 MeV B 1,33 MeV C 0,84 MeV D 1,4 MeV Bài 14: Dùng p có động K1 bắn vào hạt nhân Be yên gây phản ứng: p + Be → α + Li Phản ứng tỏa lượng W = 2,1 MeV Hạt nhân Li hạt α bay với động K = 3,58 MeV K = MeV Tính góc hướng chuyển động hạt α hạt p? (lấy gần khối lượng hạt nhân, tính theo đơn vị u, số khối) A 450 B 900 C 750 D 1200 Bài 15: Hạt prơtơn có động K p = MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên tạo thành hạt α hạt nhân X Hạt nhân α bay theo phương vng góc với phương chuyển động prôtôn với động 7,5 MeV Cho khối lượng hạt nhân số khối Động hạt nhân X là: A 14 MeV B 10 MeV C MeV D MeV Bài 16: Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Gọi m1 m , v1 , v , K1 K tương ứng khối lượng, tốc độ, động hạt α hạt nhân Y Hệ thức sau đúng? Trang 47 A v1 m1 K1 = = v2 m2 K Bài 17: Hạt nhân 210 84 B v m K1 = = v1 m1 K C v1 m K1 = = v m1 K D v1 m K = = v m1 K1 Po đứng yên phóng xạ α sinh hạt nhân X Biết phản ứng giải phóng lượng 2,6 MeV Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Động hạt α là: A 2,75 MeV B 3,5 eV C 2,15 MeV D 2,55 MeV III HƯỚNG DẪN GIẢI A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Chọn đáp án D Bài 2: Chọn đáp án A Bài 3: Chọn đáp án C Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án B Bài 6: Chọn đáp án B Bài 7: Chọn đáp án B Bài 8: Chọn đáp án D Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án B B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Chọn đáp án B Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án B Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án D Bài 7: Chọn đáp án D C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chọn đáp án A A A−4 Ta có phương trình phản ứng Z X →2 α + Z− Y Áp dụng bảo toàn động lượng: p α = p Y ⇒ 4.V = ( A − ) VY Độ lớn vận tốc hạt nhân là: VY = 4.V A−4 Bài 2: Chọn đáp án A Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = ( m p + m Li − 2.m X ) 931,5 = 17, 42 ( MeV ) 2.K x − K p = ∆E ⇒ K X = ∆E + K p = 9, 46 MeV Bài 3: Chọn đáp án D 27 30 Phương trình phản ứng α +13 Al →0 n +15 X Năng lượng phản ứng là: ∆E = m α + m Al − m n − m X 931,5 = −2,57 MeV Trang 48 ⇒ K n + K X − K α = ∆E ⇒ K α = 8,37 MeV Bài 4: Chọn đáp án D Vì bỏ qua động ban đầu nên ta có: p T = pα ⇒ m T K T = m α K α ⇒ 3.K T − 4.K α = Mặt khác: K T + K α = 4,8 ( MeV ) (1) (2) Từ (1) (2) ⇒ K T = 2, 74 ( MeV ) K α = 2, 06 ( MeV ) Bài 5: Chọn đáp án A 14 17 Phương trình phản ứng α + N →1 p +8 X Năng lượng phản ứng: E = ( m α + m N − m X − m p ) c = −1, 211( MeV ) Ta có: K X + K p = K α + E = 2, 789 MeV Vì hai hạt sinh có tốc độ nên Kp KX = mp mX = ⇒ 17.K p − K X = 17 ⇒ K p = 0,155 MeV = m.v 2 ⇒ Vận tốc hạt prôtôn là: v = 5, 473.106 ( m s )  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 6: Chọn đáp án B 2 Áp dụng bảo toàn động lượng: p X = p α ⇒ p α = p X ⇒ m X K X = m α K α ⇒ Động X: K X = 4.4,8 = 0, 0865 ( MeV ) 222 Năng lượng toàn phần tỏa phóng xạ: E = K X + K α = 4,8864MeV Bài 7: Chọn đáp án A Phản ứng tạo hạt α tỏa 17,3 MeV ⇒ hạt α tỏa 8,65 MeV m.N A = 1,505.1023 hạt Trong 1(g) He có N = A Năng lượng tỏa là: E = N.8, 65 = 13, 02.1023 MeV Bài 8: Chọn đáp án D Phương trình phản ứng: 234 92 230 U →42 α + 90 Th Năng lượng tỏa phản ứng: E = E lk α + E lk Th − E lk U = 13,98 MeV Bài 9: Chọn đáp án B Năng lượng phản ứng hạt nhân: E = ( m Cl + m p − m Al − m n ) 931,5 = −1, 60218 ( MeV ) Bài 10: Chọn đáp án B Ta có: E lk = 2.m p + 2.m n − m α c = 28, 41 MeV 23 Số hạt 22,4l khí He là: N = n.N A = 6, 02.10 Năng lượng tỏa là: E = 28, 41.6, 023.1023 = 1, 71.1025 MeV D VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Trang 49 Bài 1: Chọn đáp án D Năng lượng phản ứng là: E = ( m α + m Al − m P − m n ) 931,5 = −2, 7013 ( MeV ) Mặt khác: E = K P + K n − K α ⇒ K P + K n = 0,39865 MeV Vì v P = v n ⇒ Kp Kn = mp mn = 30 ⇒ K p − 30K n = (1) (2) Từ (1) (2) ⇒ K P = 0,386 MeV; K n = 0, 013 MeV Bài 2: Chọn đáp án B Ta có lượng tỏa thu vào phản ứng: ∆E = ( m p + m Li − 2.m α ) 931,5 = 6,5205 ( MeV ) Mặt khác: 2.K α − K p = ∆E = 6,5205 Ta lại có: cos80 = pp 2.pα ⇒ p p2 p α2 (1) = 0,12 ⇒ K p = 4.K α 0,12 (2) Từ (1) (2) ⇒ K α = 4, 29 ( MeV ) ; K p = 2, 06 ( MeV ) MeV Vận tốc prôtôn là: K p = 2, 06 ( MeV ) = 1.931,5 v ⇒ v = 2.10 ( m s ) c Bài 3: Chọn đáp án A Theo định luật bảo toàn động lượng: p α = p Y ⇒ m α v α = m Y v Y ⇒ vY mα = vα mY Bài 4: Chọn đáp án C Ta có phương trình phản ứng p + Li → X + X Áp dụng bảo tồn số khối bảo tồn điện tích ⇒ X α Năng lượng phản ứng hạt nhân: ∆E = m p + m Li − 2.m X 931,5 = 17, 42 MeV Mà: 2.K X − K p = ∆E ⇒ K X = ∆E + K p = 9, 709 ( MeV ) Trang 50 Bài 5: Chọn đáp án D Ta có phương trình phản ứng p + Li → X + X Ta có: cos 45 = ⇒ pp pX = mp vp m X v X pp pX = = 2⇒ 2 mp vX = vp 2.m X Bài 6: Chọn đáp án D Ta có phương trình phản ứng p + Be →2 α + X 2 Bảo toàn động lượng ⇒ p X = p p + p α ⇒ 6.K X = K p + 4.K α Động hạt nhân X là: K X = 3,575 MeV Bài 7: Chọn đáp án C Trang 51 Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = m p + m Li − 2.m X 931,5 = 17, 42 MeV 2.K X − K p = ∆E ⇒ K X = Ta có: cos ϕ = pp 2.p α ∆E + K p ⇒ cos ϕ = = 9,31 MeV 1, ⇒ ϕ = 84,85° 4.4.9,31 Bài 8: Chọn đáp án C 23 20 Ta có phương trình phản ứng: p +11 Na →2 α +10 Ne Ta có: K α + K X = ∆E + K p = 5, MeV (1) 2 Mà: p X = p p + p α ⇒ m X K X = m p K p + m α K α Thay số vào ta được: 20.K X − 4.K α = (2) Từ (1) (2) ⇒ K X = 1, 025 ( MeV ) K α = 4,375 ( MeV ) Bài 9: Chọn đáp án C Phương trình phản ứng: 210 84 206 Po →24 α +82 Pb Áp dụng bảo toàn động lượng: p α = p p ⇒ p α2 = p Pb ⇒ m α K α = m Pb K Pb ⇒ K Pb m α = = = K α m Pb 206 103 Bài 10: Chọn đáp án C Trang 52 Phương trình phản ứng là: p + Be →3 Li + X Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p 2Li = p 2p + p 2X ⇒ m Li K Li = m p K p + m X K X ⇒ Động hạt nhân Li là: K Li = 2, 497 = m.v 2 ⇒ Vận tốc hạt nhân Li là: v = 2.2, 497 c = 8,3.106 m s 7.931,5 Bài 11: Chọn đáp án C Ta có: cos 78,5 = ⇒ pD = 0,1994 2.p α p 2D m K = 0,39882 = D D pα m α K α ⇒ Động hạt α là: K α = 2.4 = 12,57 MeV 4.0,159 ⇒ 2.K α − K D = E = 21, MeV Bài 12: Chọn đáp án A Trang 53 23 20 Phương trình phản ứng là: p +11 Na →2 α +10 X 2 Áp dụng bảo toàn động lượng: p X = p α + p p ⇒ 20.K X = 4.4,85 + 1.3, ⇒ K X = 1,15 MeV Năng lượng tỏa phản ứng này: K X + K α − K P = ∆E = 2, MeV Bài 13: Chọn đáp án A Phương trình phản ứng: n + Li →1 H + α Ta có: p n = 2.m n K n = 2.2 = ⇒ p n = Áp dụng định lý hàm số sin ta có: pα pn = sin ( 135° ) sin ( 30 ) ⇒ pα = ⇒ K α = 0, 25 MeV Áp dụng định lý hàm số sin ta có: pn pT = sin ( 135° ) sin ( 15 ) ⇒ pT = 0, 732 ⇒ K T = 0, 089 MeV Năng lượng phản ứng là: E = K α + K T − K n = −1, 66 MeV Bài 14: Chọn đáp án B Trang 54 Ta có: K Li + K α − K1 = W ⇒ K1 = 5, 48 MeV = K p cos ϕ = p α2 + p p2 − p Li2 2.pα p p = 4.K α + K p − 6.K Li 4.K α K p =0 ⇒ ϕ = 90° Bài 15: Chọn đáp án D Phương trình phản ứng: p + Be →2 α + X Bảo toàn động lượng: p 2X = p α2 + p 2p ⇒ m X K X = m α K α + m p K p ⇒ Động hạt nhân X: 4.7,5 + KX = = ( MeV ) Bài 16: Chọn đáp án C Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: v m p α = p X ⇒ mα v α = m X v X ⇒ α = X vX mα Trang 55 2 Mặt khác: p α = p X ⇒ p α = p X ⇒ m α K α = m X K X ⇒ ⇒ K X mX = K α mα v1 m K1 = = v m1 K Bài 17: Chọn đáp án D Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p Pb = p α ⇒ p Pb = p α2 ⇒ m α K α = m Pb K Pb ⇒ 4.K α − 206.K Pb = K α + K Pb = 2, ( MeV ) ⇒ K α = 2,55MeV; K Pb = 0, 05 ( MeV ) Trang 56 ... ? ?12 = 121 , nm; λ13 = 102, nm; λ 14 = 97,3 nm Bước sóng vạch dãy Ban-me vạch dãy Pa-sen A 68 6, nm 44 7, nm B 66 0,3 nm 44 0, nm C 6 24, nm 42 2,5 nm D 65 6, nm 48 6, 9 nm Giải λ 23 = λ13 ? ?12 = = 65 6, 64 . .. tử 56 26 Fe, 24He, 235 92 U Cho khối lượng hạt nhân mFe = 55,9 349 u, mα = 4, 0026u , mU = 235, 043 9u; mn = 1,0087u , m p = 1,0073u 235 56 A He, 92 U , 26 Fe B 235 92 U , 265 6Fe, 24He BàI C 56 26. .. T 2T 3T 4T 5T 6T Còn lại: N N hay m m 12 22 23 24 25 26 Đã rã: ( N − N ) N 12 34 78 15 16 31 32 63 64 Tỉ lệ % rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96, 875% 98 ,43 75% Tỉ lệ (tỉ số) hạt rã lại 15 31 63 Tỉ lệ