Áp dụng định lí hàm số sin trong bài tập phản ứng hạt nhân môn Vật lý 12

ÁP DỤNG ĐỊNH LÍ HÀM SỐ SIN TRONG BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

* Chiếu mCvC+mDvD=mAvA lên phương của hạt đạn:

mCvCcosφ1+mDvDcosφ2=mAvA

* Áp dụng định lí hàm số sin:

mAvAsinφ3=mCvCsinφ2=mDvDsinφ1mAWAsinφ3=mCWCsinφ2=mDWDsinφ1

Ví dụ 1: Một proton có khối lượng mp có tốc độ vP bắn vào hạt nhân bia đứng yên Li7. Phản ứng tạo ra 2 hạt X giống hệt nhau có khối lượng mX bay ra với vận tốc có độ lớn bằng nhau và hợp với nhau một góc 120°. Tốc độ của các hạt X là

A.  vX=3mPvP/xX.                 B. vX=mPvP/(mX3) .

C.  vX=mPvP.mX.                      D. vX=3mPvX/mP.

Hướng dẫn

mPvP=mXvX1+mXvX2 chiếu lên hướng của  vP

mPvP=mXvXcos600+mXvXcos600vX=mPvPmX

 Chọn C.

Ví dụ 2: Hạt nơtron có động năng 2 (MeV) bắn vào hạt nhân 36Li đứng yên. gây ra phản ứng hạt nhân tạo thành một hạt α và một hạt T. Các hạt α  và T bay theo các hướng hợp với hướng tới của hạt nơtron những góc tương ứng bẳng 150 và 300. Bỏ qua bức xạ  γ. Phản ứng thu hay tỏa năng lượng ? (cho tỷ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng).

A. 17,4 (MeV).                   B. 0,5 (MeV).             

C. −1,3 (MeV).                       D. −1,66 (MeV).

Hướng dẫn

mαvαsin300=mnvnsin450=mTvTsin140mαvαsin2300=mnWnsin2450=mTWTsin2150{Wα=0,25(MeV)WT0,09(MeV)ΔE=Wα+WTWn=1,66(MeV)

Ví dụ 3: (CĐ – 20101) Bắn một phô tôn vào hạt nhân 37Li đứng yên. Phản ứng ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương của proton các góc bằng nhau là 600. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của proton và tốc độ của hạt nhân X là

A. 4.                            B. 0,25.                                  

C. 2.                            D. 0,25

Hướng dẫn

Phương trình phản ứng hạt nhân:  

11H+37Li24X+24X

Từ tam giác đều suy ra:

mPvP=mXvXvPvX=mXmP=4

 Chọn A.

Ví dụ 4: Dùng chùm proton có động năng 1 (MeV) bắn phá hạt nhân 37Li đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạ  γ. Biết hai hạt bay ra đối xứng với nhau qua phương chuyển động của hạt prôtôn và hợp với nhau một góc 170,5°. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Cho biết phản ứng thu hay toà bao nhiêu năng lượng?

A. tỏa 16,4 (MeV).                 B. thu 0,5 (MeV).      

C. thu 0,3 (MeV).                   D. tỏa 17,2 (MeV)

Hướng dẫn

mPvP=mXvX1+mXvX2

 Chiếu lên hướng của vP

mPvP=2mXvXcos85,250mPWP=4mXWXcos285,250WX9,11(MeV)ΔE=2WXWP=17,22(MeV)

 Chọn D

Điểm nhấn: Phản ứng hạt nhân kích thích: A + B (đứng yên) → C + D:

Năng lượng phản ứng:  ΔE=(mA+mBmCmD)c2=WC+WDWA

1) Nếu vCv thì  mCWC+mDWD=mAWA

2) Nếu vCvA thì  mCWC+mAWA=mDWD

3) Nếu φCD=(vC;vD) thì  mCWC+mDWD+2cosφCDmCWCmPWD=mAWA

4) Nếu φCA=(vC,vA) thì  mCWC+mAWA2cosφCDmCWCmAWA=mDWD

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Áp dụng định lí hàm số sin trong bài tập phản ứng hạt nhân môn Vật lý 12. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

Chúc các em học tập tốt !

Tham khảo thêm

Bình luận

Thảo luận về Bài viết

Có Thể Bạn Quan Tâm ?