Nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng hạt nhân (được giả thiết là hình cầu) có bán kính R

Giải Vật Lí 12 Bài 1: Cấu trúc hạt nhân - Cánh diều

Tìm hiểu thêm trang 92 Vật Lí 12: Nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng hạt nhân (được giả thiết là hình cầu) có bán kính R được cho bởi công thức: $R=R_0{A}^{1/3}$ (1.1)

Với A là số khối của hạt nhân và R₀ = 1,2.10^-15 m.

Do đó, thể tích của hạt nhân được tính theo công thức: $V=\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{4}{3}\pi R_0^{3}A$ (1.2)

Công thức (1.2) cho thấy, thể tích hạt nhân tỉ lệ thuận với số khối A.

Biết rằng, khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị amu xấp xỉ số khối A của nó.

Hãy tính khối lượng riêng của hạt nhân để chứng tỏ rằng hầu hết các hạt nhân đều có khối lượng riêng giống nhau.

So sánh khối lượng riêng của hạt nhân với khối lượng riêng của vàng (1,93.10⁴ kg/m³).

Lời giải:

- Ví dụ ${}_3{}^{7}Li$:

Khối lượng của hạt nhân ${}_3{}^{7}Li$ là $m_{Li}=7amu=7.1,{66054.10}^{-27}=1,{16.10}^{-26}kg$

Thể tích của hạt nhân ${}_3{}^{7}Li$ là $V=\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{4}{3}\pi R_0^{3}A=\frac{4}{3}\pi .{\left(1,{2.10}^{-15}\right)}^3.7=5,{067.10}^{-44}\left(m^3\right)$

Khối lượng riêng của hạt nhân ${}_3{}^{7}Li$  là $D=\frac{m}{V}=\frac{1,{16.10}^{-26}}{5,{067.10}^{-44}}=2,{29.10}^{17}kg/m^3$

- Ví dụ ${}_{79}{}^{198}Au$ :

Khối lượng của hạt nhân ${}_{79}{}^{198}Au$  là $m_{Au}=198amu=198.1,{66054.10}^{-27}=3,{29.10}^{-25}kg$

Thể tích của hạt nhân ${}_{79}{}^{198}Au$ là $V=\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{4}{3}\pi R_0^{3}A=\frac{4}{3}\pi .{\left(1,{2.10}^{-15}\right)}^3.198=1,{433.10}^{-42}\left(m^3\right)$

Khối lượng riêng của hạt nhân ${}_{79}{}^{198}Au$ là $D=\frac{m}{V}=\frac{3,{29.10}^{-25}}{1,{433.10}^{-42}}=2,{29.10}^{17}kg/m^3$

$\Rightarrow$Như vậy hầu hết các hạt nhân đều có khối lượng riêng giống nhau và đều bằng

$D=\frac{m}{V}=\frac{A.1,{66054.10}^{-27}}{\frac{4}{3}.\pi .R_0^3.A}=\frac{1,{66054.10}^{-27}}{\frac{4}{3}.\pi .{(1,{2.10}^{-15})}^3}=2,{29.10}^{17}kg/m^3$

- So sánh: khối lượng riêng của hạt nhân lớn hơn rất nhiều khối lượng riêng của vàng (1,93.10⁴ kg/m³).

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 1: Cấu trúc hạt nhân hay khác:

• Mở đầu trang 88 Vật Lí 12: Vào đầu những nãm 1900, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng nguyên tử có dạng hình cầu và trung hòa về điện với điện tích âm là các hạt electron. ....

• Câu hỏi 1 trang 89 Vật Lí 12: Bằng chứng cụ thể nào trong thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford chứng tỏ hạt nhân có kích thước rất nhỏ ....

• Luyện tập 1 trang 91 Vật Lí 12: Hạt nhân ${}_{30}{}^{67}Zn$ có bao nhiêu nucleon, bao nhiêu proton và bao nhiêu neutron?....

• Luyện tập 2 trang 91 Vật Lí 12: Xác định điện tích của hạt nhân ${}_{30}{}^{67}Zn$....

• Luyện tập 3 trang 91 Vật Lí 12: Helium có hai đồng vị mà hạt nhân được biểu diễn như Hình 1.6. Viết kí hiệu hạt nhân của hai đồng vị helium đó.....

• Vận dụng trang 92 Vật Lí 12: Hầu hết các nguyên tố đều có nhiều đồng vị. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố trong bảng tuần hoàn là khối lượng trung bình của các nguyên tử đồng vị có trong tự nhiên....

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 12 Bài 4: Đại cương về dòng điện xoay chiều

• Vật Lí 12 Bài tập chủ đề 3

• Vật Lí 12 Bài 2: Năng lượng hạt nhân

• Vật Lí 12 Bài 3: Phóng xạ

• Vật Lí 12 Bài tập chủ đề 4

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải SBT Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---