Tính Q từ năng lượng liên kết: lấy tổng sau trừ tổng trước

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Nếu tổng proton vàneutron được giữ trong so sánh, Q=ΣE_liên kết sau−ΣE_liên kết trước. Hạt nhân liên kết mạnh hơn cókhối lượng nghỉ nhỏ hơn so với cùng bộ nucleon tự do; phần giảm năng lượng nghỉ cóthể thành năng lượng phản ứng.

Bài cho dữ kiện mô hình đãlàm tròn: một hạt nhânA=2,Z=1 cóE_lk=2MeV, một hạtA=3,Z=1 cóE_lk=8MeV, tạo hạtA=4,Z=2 cóE_lk=28MeV vàmột neutron tựdo. Cácgiá trị này làsố bài tập, khôngnhận làbảng năng lượng chínhxác của đồngvị thật.

Kiểm A:2+3=4+1=5; kiểmZ:1+1=2+0. Neutron tựdo khôngcó năng lượng liên kết nội bộ. Tổng liên kết trước10MeV, sau28MeV, nên Q=28−10=18MeV>0, phản ứng tỏa năng lượng theo sổ năng lượng nghỉ.

Vì m_nhân c²=Σm_nucleon c²−E_lk, lấy tổngtrước trừtổngsau choQ thì phần nucleon triệt tiêu, còn−ΣE_trước+ΣE_sau. Cách suy này kiểm độc lập dấu, tránhnhớ sai côngthức tổng trước−sau.

Tự luyện: giữ cấu trúc bảo toàn nhưđã mô tả nhưng choE_trước từng hạt3MeV và9MeV, E_sau25MeV. Q=25−12=13MeV. Không lấy25−3−9 rồi chiacho5 trừkhi đề hỏi nănglượng trên mỗi nucleon; Q ởđây cho một phản ứng.

Nếu cóphân rãβ làm thànhphần proton-neutron thayđổi, không tự áp phép triệt tiêu nucleon này màbỏ khối lượng các hạt thamgia. Nếu đề cho năng lượng liên kết riêng,rút lạiE_lk=A·ε trước khi cộng. Năng lượngQ dương chưachứng minh phản ứng thực diễnra dễ ởđiều kiện bấtkỳ; còn rào thế vàđộnglực học. Bài đangkiểm sổ nănglượng vàđơn vị,không dựđoán tốcđộ mộtphản ứng thật.

Đọc tiếp: Năng lượng liên kết · Năng lượng phản ứng.