Đánh giá kích thước hạt nhân bằng thí nghiệm tưởng tượng sau: Khi cho một quả bóng lăn

Đánh giá kích thước hạt nhân bằng thí nghiệm tưởng tượng sau: Khi cho một quả bóng lăn theo hướng ngẫu nhiên vào một dãy các quả bóng có đường kính a = 25 cm được gắn chặt cách đều nhau một khoảng cách không đổi là b = 50 cm (Hình 21.1) thì có thể tính được xác suất xảy ra va chạm giữa quả bóng chuyển động với một trong những quả bóng đứng yên rồi bật trở lại gần đúng là: P = Còn xác suất quả bóng chuyển động đi xuyên qua dãy các quả bóng đứng yên là P = 1 – P = 50%. Nếu đường kính a của tất cả các quả bóng bằng 5 cm thì hai xác suất trên sẽ lần lượt là P = 5% và P = 95%, và nếu a = 5 mm thì hai xác suất này sẽ chỉ còn lần lượt là P = 0,5% và P = 99,5%.

Sách bài tập Vật Lí 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân - Kết nối tri thức

Câu 21.10 trang 72 Sách bài tập Vật Lí 12: Đánh giá kích thước hạt nhân bằng thí nghiệm tưởng tượng sau: Khi cho một quả bóng lăn theo hướng ngẫu nhiên vào một dãy các quả bóng có đường kính a = 25 cm được gắn chặt cách đều nhau một khoảng cách không đổi là b = 50 cm (Hình 21.1) thì có thể tính được xác suất xảy ra va chạm giữa quả bóng chuyển động với một trong những quả bóng đứng yên rồi bật trở lại gần đúng là: P_bật =$\frac{a}{b}=50\%.$ Còn xác suất quả bóng chuyển động đi xuyên qua dãy các quả bóng đứng yên là P_xuyên = 1 – P_bật = 50%. Nếu đường kính a của tất cả các quả bóng bằng 5 cm thì hai xác suất trên sẽ lần lượt là P_bật = 5% và P_xuyên = 95%, và nếu a = 5 mm thì hai xác suất này sẽ chỉ còn lần lượt là P_bật = 0,5% và P_xuyên = 99,5%.

Hãy dựa vào sự tượng tự của thí nghiệm tưởng tượng trên với thí nghiệm của Rutherford bằng cách coi a là kích thước của hạt nhân nguyên tử vàng, coi b là kích thước của nguyên tử vàng, coi P_bật là tần suất đốm sáng ở vị trí 3 và p_xuyên là tần suất đốm sáng ở trị trí 1, để chứng tỏ rằng thí nghiệm của Rutherford cho thấy kích thước hạt nhân nguyên tử chỉ bằng khoảng $\frac{1}{10000}$ kích thước của nguyên tử, và điều này phù hợp với sự so sánh kích thước đã nêu trong thí nghiệm của Rutherford được nêu trong SGK.

Lời giải:

Trong Hình 21.1 SGK có chú thích: “chỉ 1 trong khoảng 10% hạt a bị lệch hơn 90°”. Lệch hơn 90° có nghĩa là bật ngược trở lại, do vậy ${\text{p}}_{\text{bat}}=\frac{\text{a}}{\text{b}}=\frac{1}{{10}^4}.$ Tức là hạt nhân nguyên tử vàng chỉ bằng khoảng $\frac{1}{{10}^4}$kích thước của nguyên tử vàng.

Lời giải SBT Vật Lí 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân hay khác:

• Câu 21.1 trang 70 Sách bài tập Vật Lí 12: Đánh dấu (x) vào các cột (đúng) hoặc (sai) tương ứng với các nội dung trong bảng dưới đây.....

• Câu 21.2 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Hạt nhân nguyên tử gồm....

• Câu 21.3 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Các nguyên tử là nguyên tử đồng vị khi hạt nhân của chúng nó....

• Câu 21.4 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Hạt nhân ${}_{15}^{31}\text{P}$ có....

• Câu 21.5 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Hạt nhân nguyên tử ${}_{19}^{41} \text{K}$ gồm....

• Câu 21.6 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Có 22 neutron trong đồng vị ⁴²Ca. Số proton trong đồng vị ⁴⁰Ca là....

• Câu 21.7 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Cho số Avogadro N_A = 6,02.10²³ mol^-1. Số neutron có trong 3,5 g carbon ${}_6^{14}\text{C}$ có giá trị bằng....

• Câu 21.8 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Cho khối lượng các nguyên tử oxygen và hydrogen lần lượt là 15,999 amu; 1,0078 amu. Số nguyên tử oxygen có trong 5 g nước xấp xỉ bằng....

• Câu 21.9 trang 71 Sách bài tập Vật Lí 12: Xác định giá trị gần đúng bán kính của hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}.$ Hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}$ có thể tích lớn gấp thể tích của hạt nhân ${}_2^4\text{He}$ khoảng mấy lần....

• Câu 21.11 trang 72 Sách bài tập Vật Lí 12: Người ta gọi khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hoá học là khối lượng trung bình của một nguyên tử chất đó (tính theo đơn vị amu). ....

• Câu 21.12 trang 72 Sách bài tập Vật Lí 12: Khí chlorine là hỗn hợp của hai đồng vị bền là ³⁵Cl có khối lượng nguyên tử 34,969 amu, hàm lượng 75,4%....