ly thuyet vat ly hat nhan 0999

Chuyn : V t l h t nhn Nguy n Ph Hng

L THUY T V T L H T NHN I. KI N TH C T NG QUT

1. C u t o c a h t nhn nguyn t : H t nhn c c u t o t cc h t nh h n g i l nucln, nucln g m 2 lo i:

+ Prtn (p) c kh i l ng: ukgmp 0073,110.67262,1 27 == mang i n tch d ng. + N trn (n) c kh i l ng: ukgmn 0087,110.67493,1 27 == khng mang i n.

K hi u: XAZX: H t nhn nguyn t . Z: S th t c a nguyn t ; L s proton trong h t nhn, m i nguyn t ch c m t s th t Z c cho trong b ng tu n hon ha h c. A: S kh i ( s nuclon c a h t nhn ) ; A = Z + N v i N: s notron trong h t nhn.

2. ng v _ N: ng v l nh ng nguyn t m h t nhn ch a cng s proton Z nh ng c s Notron khc nhau. _VD: Hidro c 3 ng v : Hidro th ng H11 , tri H21 (D) cn c g i l h t siu n ng v Triti H31 (T) cn c g i l h t siu nh . _ ng v g m: ng v b n ( l ng v c kh i l ng cho trong b ng tu n hon ) v ng v khng b n. _ M i nguyn t c s proton (Z) khng i trong h t nhn nh ng cc ng v c a n c s Notron khc nhau trong h t nhn Cc ng v c s kh i A khc nhau.

3. n v kh i l ng _ Kh i l ng h t nhn c th c o b ng u ho c kg v i 227 /5,93110.66055,11 cMeVkgu == _ Kh i l ng c a 1 nuclon 1u. Do v y, m t nguyn t c s kh i A th kh i l ng c a n A u.

4. H th c Anhxtanh: 2mcE = v i: m : kh i l ng c a h t nhn; E: nng l ng ngh c a h t nhn. 5. h t kh i : Kh i l ng m c a h t nhn XAZ bao gi cng nh h n t ng kh i l ng cc nuclon t o thnh

h t nhn m t l ng: mNmZmmmm np == ][06. Nng l ng lin k t - Nng l ng lin k t ring

a) Nng l ng lin k t _ N: Nng l ng lin k t l nng l ng t a ra khi cc nuclon k t h p thnh 1 h t nhn. 2mcWlk =V i :m h t kh i; c: v n t c nh sng _ n v nng l ng: Jun (J) ho c MeV. *) Ch : _ N u n v c a lkW l MeV th m c tnh theo n v l u. Gi s uxm .= 5,931.. 2 xucxWlk == MeV v i 22 /5,931 cMeVuc =_ N u n v c a lkW l Jun th m c tnh theo n v l kg, smc /10.3 8= .Gi s 28 )10.3.(xWxkgm lk == (J)

b) Nng l ng lin k t ring: l nng l ng lin k t tnh cho 1 nuclon. A

WW lklkr =

_ lkrW c tr ng cho b n v ng c a h t nhn. H t nhn c lkrW cng l n th cng b n v ng. 7. Hi n t ng phng x t nhin

a) N: Hi n t ng phng x l hi n t ng m t h t nhn khng b n v ng t pht phn r, pht ra cc tia phng x v bi n i thnh h t nhn khc. b) Cc lo i tia phng x v b n ch t c a chng.

1


Tia Anpha ( ) : L cc h t nhn c a nguyn t He42 c phng ra t h t nhn nguyn t v i smv /10.2 7 . Tia lm ion ha m nh cc nguyn t trn ng i c a n v m t nng l ng r t nhanh.

V v y, tia ch i c t i a 8cm trong khng kh v khng xuyn qua c ba dy 1mm. Tia Bta ( ):

L cc h t phng ra v i v n t c x p x v n t c nh sng. Tia cng lm ion ha mi tr ng nh ng y u h n so v i tia .V v y tia c th i c qung ng di h n,t i vi mt trong khng kh v c th xuyn qua c l nhm dy milimt. C hai lo i tia l:

. : l lo i ph bi n, chnh l cc electron e01 hay e. :+ l lo i hi m h n, chnh l cc pzitron hay electron d ng e01+ hay +e .

Tia Gamma ( ):L sng i n t c b c sng r t ng n, l h t phtn c nng l ng cao. V v y, tia c kh nng xuyn th u l n h n nhi u so v i tia v . H t nhn con c th trong tr ng thi kch thch v phng x tia tr v tr ng thi c b n.

8. nh lu t phng x v phng x a) nh lu t phng x

AmNNeNN AK

t .2

. 00 === ; K

t memm2

. 00 == ;

AmNN A 00 .= ; TT

693,02ln==

:0N S h t nhn ban u ( h t ) ; :N S h t nhn t i th i i m t ( h t ) :0m Kh i l ng ban u c a h t nhn (g) ; :m Kh i l ng c a h t nhn t i th i i m t (g)

:t Th i gian (giy, gi , ngy, thng, nm..); :T Chu k bn r (giy, gi , ngy, thng, nm..): H ng s phng x ( c n v l n v c a th i gian t m )"1

:K S chu k bn r; TtK = ; + ZK ; :A S kh i ; )(10.022,6 123 = molN A

b) phng x : NHeHH Kt .2.0

0 === ; 00 .NH =

Trong : H : phng x t i th i i m t ; H 0 : phng x t i th i i m ban u. _ n v : Bec ren (Bq) ho c Curi (Ci) v i: 1Bq = 1 phn r/s ; BqCi 710.31 =*) Ch : Khi gi i bi t p v phng x . N u s d ng cc cng th c 00 .NH = v NH .= th th i gian ph i i ra giy (s).

9. Cc nh lu t b o ton Cho ph ng trnh ph n ng h t nhn: CYBX AZAZAZAZ 44332211 ++a) nh lu t b o ton i n tch: 4321 ZZZZ +=+b) nh lu t b o ton s kh i: 4321 AAAA +=+c) nh lu t b o ton ng l ng: 'PP = CCYYBBXX vmvmvmvm +=+ T ng ng l ng tr c b ng t ng ng l ng sau ph n ng v i vmP = L u : N u h t nhn ng yn th: 00 == Pvd) nh lu t b o ton nng l ng: 'EE = (T ng nng l ng tr c v sau ph n ng b ng nhau) Nng l ng g m c 2 ph n: Nng l ng ngh v ng nng. V v y, t ng nng l ng b ng t ng nng l ng ngh cc h t c ng t ng ng nng cc h t. Nng l ng ngh cc h t c tnh theo h th c Anhxtanh:

2mcEn = . ng nng c tnh theo cng th c: 22mvW = . Do :

2


'EE = CYBXCYCYBXBX WWmcWWcmWWcmcmWWcmcm ++=+++++=+++22

02222

L u : N u h t nhn ng yn th 00 == Wv10. Cng th c lin h gi a ng l ng v ng nng

Do mWPmWvmmvmmvW 22

22222

222

====

11. Hai lo i ph n ng h t nhn t a nng l ng a) Ph n ng phn h ch. _ N: Ph n ng phn h ch l ph n ng h t nhn khi m t h t nhn n ng v thnh hai m nh nh h n c kh i l ng cng c . _ c i m c a ph n ng phn h ch: Sau m i ph n ng u c h n 2 n tron c gi i phng ra, v m i ph n ng phn h ch u gi i phng ra nng l ng l n. Ng i ta th ng g i l nng l ng h t nhn. b) Ph n ng nhi t h ch. _ N: L s t ng h p hai h t r t nh (c s kh i A


( ch ng minh trong d ng 6) v i X, Y l cc h t nhn sinh ra. *) Ch :Trong bi t p tnh nng l ng t a ra khi t o thnh m gam hay V lt ( ...v v) th ta c n tnh xem trong m gam hay V lt ch t m ta ang xt c bao nhiu nguyn t ch t (N). + N u t o thnh m gam ch t th ta tnh N d a vo C.Th c:

AmNN A.=

+ N u t o thnh V lt ch t th ta tnh N d a vo C.Th c: 4,22.VNN A=

Sau l y nng l ng t a ra trong m t ph n ng r i nhn v i s nguyn t ch t . D ng 6: Xc nh ng nng c a h t nhn ( C ph ng trnh phn r )Gi s c ph n ng: BA + ( Xt trong TH p phng x , t ng t i v i )Ta c th ph i s d ng n cc cch phn tch sau:

a) p d ng nh lu t b o ton ng l ng: BA PPP +=

v

vmmvmvm B

BBB =+= 0

KL: _ D u ( - ) th hi n 2 h t bay ra sau ph n ng cng ph ng nh ng ng c h ng nhau.

_ Kh i l ng v v n t c c a cc h t sinh v m t tr s c m i quan h t l ngh ch:

vv

mm B

B

= (1)

b) Xt t s : 22

BBB vmvm

WW

= (2)

_ N u cc h t sinh ra bay ra cng v n t c th: BB m

mWW

=

KL: ng nng v kh i l ng c a cc h t sinh ra t l thu n.

_ N u cc h t sinh ra bay ra khc v n t c th thay (1) vo (2) ta c:

mm

WW B

B

=

KL: ng nng v kh i l ng c a cc h t sinh ra t l ngh ch. *) L u : Kh i l ng c a 1 nuclon 1u. Do v y, m t nguyn t X c s kh i A th Xm A u. T l v ng nng c a 2 h t sinh ra t ng ng t l v i s kh i c a chng. c) p d ng nh lu t b o ton nng l ng

BBBABBA WWmcWWcmmmWWcmcmcmEE +=+=++++=+= 22222 )]([0'

BWWE += KL: Nng l ng t a ra b ng t ng ng nng cc h t sinh ra.

Lo i 2: Ph n ng: DCBA ++D ng 1: Vi t ph ng trnh ph n ng h t nhn _ p d ng nh lu t b o ton i n tch v s kh i A v Z c a h t nhn con ch a bi t. T Z tm c tra b ng tu n hon ha h c xc nh c h t nhn con Vi t ph ng trnh P y . _ Ch : N u ph n ng c km theo phng x th khi vi t PTP : + Ta thay hf=+ Khi A/D ng cc nh lu t b o ton tm A v Z th ta khng xt n Z v A c a tia .D ng 2: Tnh nng l ng t a ra ho c thu vo c a P h t nhn Cch 1: _ Tnh BA mmm +=0 ; DC mmm +=

_ N u :0 mm > P t a ra m t m c nng l ng: 220 )( mccmmE ==_ N u :0 mm < P thu vo m t m c nng l ng: 220 )( mccmmE ==

4


Cch 2: D a vo ng nng ( Phn tch trong d ng 3 bn d i ): )( DCA WWWE +=D ng 3: Xc nh ng nng c a h t nhn ( Bi ton b n n A vo bia B ng yn sinh ra 2 h t nhn m i l C v D ) Ta c th ph i s d ng n cc cch phn tch sau: a) p d ng nh lu t b o ton ng l ng:

DDCCBAADDCCBBAADCBA vmvmmvmvmvmvmvmPPPP +=++=++=+ 0

DDCCAA vmvmvm +=

_ N u 2 h t bay ra cng v n t c ta c: vmmvm DCAA )( +=

b) Xt t s : 22

DD

CC

D

C

vmvm

WW

= ; N u 2 h t bay ra cng v n t c th: D

C

D

C

mm

WW

=

T l v ng nng chnh l t l v kh i l ng c a chng. M t khc, do kh i l ng c a 1 nuclon 1u. Do v y, m t nguyn t X c s kh i A th Xm A u.

T l v ng nng c a 2 h t sinh ra t ng ng t l v i s kh i c a chng, t c: D

C

D

C

D

C

AA

mm

WW

==

c) nh lu t b o ton nng l ng: DCADCDCBABA WWmcWcmWWcmcmWWcmcmEE ++=+++++=+++=

220

2222 0)()('

DCA WWmcWcm ++=+22

0

_ N u P t a nng l ng, ta c: 202 )( cmmmcE == ADC WWW +=_ N u P thu nng l ng, ta c: 202 )( cmmmcE == )( DCA WWW +=

DCA WWEW ++= ng nng c a n b n vo b ng nng l ng thu vo c a P c ng v i t ng ng nng 2 h t sinh ra. d) N u cc h t nhn sinh ra v n b n vo t o ra gc th a mn yu c u bi ton. _ B c 1: p d ng nh lu t b o ton ng l ng _ B c 2: V gi n vecto s d ng cc vecto ng l ng _ B c 3: + N u h t nhn con sinh ra t o v i n b n vo m t gc o90= th p d ng nh l Pitago

+ N u h t nhn con sinh ra t o v i n b n vo m t gc o90 th p nh l hm s Cosin trong tam gic th ng._ B c 4: S d ng cng th c lin h gi a ng l ng v ng nng: mWP 22 = r i thay vo ng th c v a t o c trn. _ B c 5: C th ph i s d ng t l v ng nng v i t l v v i kh i l ng c a cc h t nhn sinh ra tm m i lin h gi a ng nng cc h t sinh ra. _ B c 6: Suy ra ng l ng c n tnh.

Lo i 3: Bi t p v ng v M t nguyn t nguyn t ha h c t nhin A c th c nhi u ng v : B, C, D V ta lun c: T ng kh i l ng cc nguyn t t nhin A = t ng kh i l ng cc ng v c a n V d : Xt k nguyn t A t nhin c 2 ng v l B, C. G i x l s nguyn t ng v B th s nguyn t ng v C l: k x. Gi s B c kh i l ng 1m , C c kh i l ng 2m , v A c kh i l ng mth ta c: mkmxkmx .).(. 21 =+ .

T l ng v B v C c trong nguyn t A t nhin l: %100.kx

v %100.k

xk

5

ly thuyet vat ly hat nhan 0999

Documents