Cần vận dụng những kiến thức cơ bản nào để giải những bài tập về vật lí hạt nhân?

Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ. Hạt nhân có kích thước còn nhỏ hơn rất nhiều (khoảng 0,0001 lần) so với nguyên tử. Các nhà khoa học đã làm thế nào để phát hiện ra điều đó?

1. Dựa vào kết quả thí nghiệm tán xạ hạt a để trả lời các câu hỏi sau:

a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ điều gì?

b) Tại sao có một số hạt a đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng?

c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10^-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ điều gì?

2. Dựa trên thí nghiệm tán xạ hạt a, Rutherford đề xuất một mô hình hành tinh nguyên tử (Hình 21.5 a).

a) Mô tả mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford.

b) Giải thích mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford dựa vào các câu trả lời ở ý 1.

Xác định khối lượng của proton và neutron theo đơn vị amu.

Công thức 21.1 cho kết quả tốt hơn với A > 12. Nghiệm lại sự chính xác của công thức này cho các hạt nhân trong Bảng 21.1

1. Trong kí hiệu hạt nhân, đại lượng N = A - Z cho biết số lượng của loại hạt nào trong hạt

2. Bằng cách nào có thể tìm được số Z và số N của hạt nhân có kí hiệu dạng \({}^AX\)?

3. Viết kí hiệu hạt nhân vàng (Au), helium (He) và nitrogen (N), biết rằng số lượng nucleon của các hạt nhân này lần lượt là 197; 4 và 14.

Giải thích tại sao các chất cấu tạo từ cùng một loại nguyên tố nhưng khối lượng riêng vẫn có thể khác nhau

Lực nào đã làm thay đổi phương của hạt alpha (\({}_2^4He\)) khi được bắn vào lá vàng mỏng?

A. Lực hạt nhân giúp hạt nhân \({}_{79}^{197}Au\) đẩy \({}_2^4He\).

B. Lực hạt nhân giúp hạt nhân \({}_{79}^{197}Au\) hút \({}_2^4He\).

C. Lực đẩy tĩnh điện giữa hạt nhân \({}_{79}^{197}Au\)và \({}_2^4He\).

D. Lực hút tĩnh điện giữa các electron của phân tử vàng và \({}_2^4He\).

Hơn 2 000 năm trước, Democritus (Đêmôcrít), một triết gia người Hy Lạp, đã đưa ra ý tưởng vật chất được cấu tạo từ các hạt không thể chia nhỏ, được gọi là nguyên tử. Vào đầu thế kỉ XX, những quan sát thực nghiệm đã chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo từ hạt nhân và các electron. Vậy, kết quả thí nghiệm nào đã giúp các nhà khoa học khẳng định được sự tồn tại của hạt nhân? Từ đó, nguyên tử được mô hình hóa như thế nào?

Để đảm bảo độ chính xác của phép đo, nguồn phát hạt alpha trong thí nghiệm phải được đặt trong buồng chứa được hút chân không. Hãy cho biết, nếu buồng chứa không được hút chân không (còn chứa không khí) thì kết quả thí nghiệm sẽ bị ảnh hưởng như thế nào?

Nêu những tính chất cơ bản của các hạt proton và neutron.

Dựa vào Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hãy xác định số hiệu nguyên tử các hạt nhân của nguyên tử đối với nguyên tố carbon (C), sắt (Fe) và vàng (Au).

Hãy biểu diễn kí hiệu hạt nhân của năm nguyên tố trong Bảng 14.1.

So sánh bán kính hạt nhân của hai đồng vị của nguyên tố carbon: \({}_6^{12}C\), \({}_6^{14}C\).

a) Hãy nêu tên gọi, số hiệu nguyên tử, số khối và số neutron của các hạt nhân sau:

\({}_1^1H;{}_2^4He;{}_{12}^{24}Mg;{}_{20}^{40}Ca\)

b) Hãy viết kí hiệu hạt nhân X, biết trong hạt nhân X có 14 neutron và 13 proton. Dựa vào Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hãy gọi tên nguyên tố X.

Tìm hiểu về lịch sử khám phá hạt proton và neutron trong hạt nhân.

Hạt nhân nguyên tử có thể được cấu tạo từ

A. nucleon, electron.

B. proton, electron.

C. neutron, electron.

D. proton, neutron.

Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có

A. số neutron và bán kính hạt nhân bằng nhau.

B. số proton bằng nhau nhưng khác số neutron.

C. số neutron bằng nhau nhưng khác số proton.

D. số proton và bán kính hạt nhân bằng nhau.

Tìm số proton và số neutron trong các hạt nhân sau đây: \({}_3^7Li;{}_{19}^{39}K;{}_6^{12}C;{}_1^2H;{}_{15}^{31}P\)

Một hạt nhân X có điện tích hạt nhân là +26e và số neutron nhiều hơn số proton là 2. Hãy gọi tên hạt nhân và viết kí hiệu hạt nhân X.

Ta đã biết hạt nhân gồm các proton mang điện dương và các neutron trung hòa về điện. Lực đẩy tĩnh điện giữa các proton là rất lớn vì khoảng cách giữa chúng rất nhỏ. Để duy trì sự tồn tại của hạt nhân, các proton và các neutron (các nucleon) cần một lực hút mạnh hơn lực đẩy tĩnh điện, lực này được gọi là lực hạt nhân. Vậy mức độ liên kết của các nucleon có giống nhau hay không đối với các hạt nhân khác nhau? Độ bền vững của các hạt nhân được đánh giá dựa vào đại lượng vật lí nào?

Vào đầu những năm 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. Nhưng người ta chưa biết điện tích dương được phân bố thế nào trong hình cầu nguyên tử.

Năm 1904, Joseph John Thomson (Giô-dép Giôn Tôm-xơn) đã đề xuất một mô hình nguyên tử được gọi là mô hình nguyên tử bánh mận (Plum Pudding Atomic Model). Theo mô hình này các electron năm rải rác trong một hình cầu tích điện dương giống như các quả mận nằm rải rác trong cái bánh (Hình 1.1). Người ta đã kiểm chứng mô hình nguyên tử của Thomson như thế nào?

Bằng chứng cụ thể nào trong thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford chứng tỏ hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử?

1. Hạt nhân \({}_{30}^{67}Zn\) có bao nhiêu nucleon, bao nhiêu proton và bao nhiêu neutron?

2. Xác định điện tích của hạt nhân \({}_{30}^{67}Zn\)

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

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. Nguyên tố chlorine (Cl) có hai đồng vị bền là:

• \({}_{17}^{35}Cl\) có khối lượng nguyên tử m = 34,96885 u và chiếm 75,77% chlorine trong tự nhiên.

• \({}_{17}^{37}Cl\) có khối lượng nguyên tử m = 36,96590 u và chiếm 24,23% chlorine trong tự nhiên.

Tính khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố chlorine.

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

\(R = {R_0}{A^{\frac{1}{3}}}\)   (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:

\(V = \frac{4}{3}\pi {R^3} = \frac{4}{3}\pi R_0^3A\)   (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

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

Số proton có trong hạt nhân plutonium \({}_{94}^{239}Pu\) là

A. 145.

B. 239.

C. 333.

D. 94.

Hai hạt nhân đồng vị là hai hạt nhân có

A. cùng số nucleon và khác số proton.

B. cùng số proton và khác số neutron.

C. cùng số neutron và khác số nucleon.

D. cùng số neutron và khác số proton.

Đánh dấu (x) vào các cột (đúng) hoặc (sai) tương ứng với các nội dung trong bảng dưới đây

Hạt nhân nguyên tử gồm

A. electron và proton.                                        

B. neutron và proton.

C. neutron và electron.                                       

D. electron và pozitron