Google
Câu hỏi: Hạt $\alpha $ có động năng ${{\text{W}}_{\alpha }}$ đến va chạm với hạt nhân ${}_{4}^{14}N$ đứng yên, gây ra phản ứng: $\alpha +{}_{4}^{14}N\xrightarrow{{}}{}_{1}^{1}H+X$. Cho biết khối lượng các hạt nhân: m $_{\alpha }$ = 4,0015u; mp =1,0073u; mn = 13,9992u; mX = 16,9947u; 1uc2 = 931 (MeV). Động năng tối thiểu của hạt $\alpha $ để phản ứng xảy ra là
A. 1,21 MeV.
B. 1,32 MeV.
C. 1,24 MeV.
D. 2 MeV.
A. 1,21 MeV.
B. 1,32 MeV.
C. 1,24 MeV.
D. 2 MeV.
Cách 1: $\Delta E=\left( {{m}_{\alpha }}+{{m}_{N}}-{{m}_{H}}-{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}=-1,21\left( MeV \right)\Rightarrow {{\left( {{\text{W}}_{\alpha }} \right)}_{\min }}=-\Delta E=1,21\left( MeV \right)$
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
${{\text{W}}_{\alpha }}+\left( {{m}_{\alpha }}+{{m}_{N}} \right){{c}^{2}}=\left( {{m}_{H}}+{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}+{{\text{W}}_{H}}+{{\text{W}}_{X}}$
$\Rightarrow {{\left( {{\text{W}}_{\alpha }} \right)}_{\min }}+\left( {{m}_{\alpha }}+{{m}_{N}} \right){{c}^{2}}=\left( {{m}_{H}}+{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}+\underbrace{{{\text{W}}_{H}}+{{\text{W}}_{X}}}_{0}\Rightarrow {{\left( {{\text{W}}_{\alpha }} \right)}_{\min }}\approx 1,21\left( MeV \right)$.
Nếu phản ứng thu năng lượng $\Delta E=\sum{{{m}_{truoc}}{{c}^{2}}}-\sum{{{m}_{sau}}{{c}^{2}}}<0$ thì động năng tối thiểu của hạt đạn A cần thiết để phản ứng thực hiện là ${{\text{W}}_{A\min }}=-\Delta E$.
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
${{\text{W}}_{\alpha }}+\left( {{m}_{\alpha }}+{{m}_{N}} \right){{c}^{2}}=\left( {{m}_{H}}+{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}+{{\text{W}}_{H}}+{{\text{W}}_{X}}$
$\Rightarrow {{\left( {{\text{W}}_{\alpha }} \right)}_{\min }}+\left( {{m}_{\alpha }}+{{m}_{N}} \right){{c}^{2}}=\left( {{m}_{H}}+{{m}_{X}} \right){{c}^{2}}+\underbrace{{{\text{W}}_{H}}+{{\text{W}}_{X}}}_{0}\Rightarrow {{\left( {{\text{W}}_{\alpha }} \right)}_{\min }}\approx 1,21\left( MeV \right)$.
Nếu phản ứng thu năng lượng $\Delta E=\sum{{{m}_{truoc}}{{c}^{2}}}-\sum{{{m}_{sau}}{{c}^{2}}}<0$ thì động năng tối thiểu của hạt đạn A cần thiết để phản ứng thực hiện là ${{\text{W}}_{A\min }}=-\Delta E$.
Đáp án A.