Giáo án vạt lý - Tiết 85: hệthức einstein giữa năng lượng và khối lượng

TIẾT 85: HỆ THỨC EINSTEIN GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Nêu hệ thức Einstein: E = mc2 là cơ sở khoa học để nghiên cứu các vấn đề năng lượng hạt nhân. Phương pháp: Diễn giảng, pháp vấn, gợi mở. II. CHUẨN BỊ: HS: xem Sgk. III. TIẾN HÀNH LÊN LỚP: A. Ổn định: B. Kiểm tra: không C. Bài mới: PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG Các tiên đề Einstein: học sinh xem Sgk. Từ các tiên đề Einstein (thuyết tương đối) đã nêu lên hệ thức quan trọng giữa năng lượng và khối lượng của một vật  hệ thức Einstein: E = mc2. CM: 1g vật chất chứa 25.106kwh m = 1g = 10-3kg. HỆ THỨC EINSTEIN GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG: - Nếu 1 vật có khối lượng m thì có năng lượng E tỉ lệ với m, gọi là năng lượng nguyên tử. E = mc2 c là vận tốc ánh sáng; c = 3.108m/s Vậy, theo hệ thức thì 1 g vật chất chứa một năng c = 3.108m/s => E = mc2 = 10-3.(3.108)2 = 9.1013(J) = 9.1010kJ. Ta có: 1kwh = 3600kJ 3600 1 kwh = 1kJ Vậy:E = 9.1010 kJ = 3600 10.9 10 = 25.106 (kWh) * Từ hệ thức E = mc2  học sinh nhận xét gì về mối liên quan giữa m và E? + Khác với vật lý cổ điển: năng lượng và khối lượng được bảo toàn. Theo thuyết tương đối, khối lượng không được bảo toàn. CM: mối liên hệ giữa kg và 2c MeV ? Học sinh nhắc lại: 1eV = ?J 1Me = ?eV lượng rất lớn là 25.106kwh. - Năng lượng nguyên tử có thể biến đổi thành năng lượng thông thường (động năng) và ngược lại. Sự biến đổi này chỉ xảy ra trong các phản ứng hạt nhân, không xảy ra trong các phản ứng hóa học và quá trình vật lý thông thường (nén, nhiệt…). Khi năng lượng nguyên tử tăng hay giảm thì khối lượng cũng tăng hoặc giảm một cách tỉ lệ. - Đối với hệ kín, không có sự bảo toàn khối lượng mà chỉ có sự bảo toàn năng lượng toàn phần (tổng của năng lượng thông thường và năng lượng nguyên tử) Chú ý: từ E = mc2 trong vật lý hạt nhân, đơn vị của khối lượng không phải là kg, mà nó có đơn vị là “năng lượng/c2” Nghĩa là: m = 2c E 1eV = 1,6.10-19J 1MeV = 106V Thay vào biểu thức m = 2c E , ta có:  1 2c MeV = 1,7827.10-30kg. ? 2c MeV  1 kg  1 kg = 0,561.1030 2c MeV u = 1,66055.10-27kg  ? 2c MeV 1 2c MeV = 2 616 c eV = 28 13 )10.3( 10.6,1  = 1,7827.10-30kg Ngược lại: 1kg = 0,561.10-30 2c MeV Với: u = 1,66055.10-27kg => u = 931,5. 2c MeV D. Củng cố: Nhắc lại : “Hệ thức Einstein giữa năng lượng và khối lượng” E. Dặn dò: - BTVN: 5 - 6 - Skg trang 225 – 226 - Chuẩn bị tiết sau “Bài tập”