الفيزياء 12 فصل ثاني

حلول أسئلة مراجعة الدرس

1.الفكرة الرئيسة: أوضّح المقصود بما يأتي: العدد الذري، العدد الكتلي، النيوكليون، طاقة الربط النووية، نطاق الاستقرار.

النيوكليون: اسم يطلق على كل من البروتون أو النيوترون.

طاقة الربط النووية: الطاقة التي يجب تزويدها للنواة لفصل مكوناتها (النيوكليونات) عن بعضها نهائياً.

نطاق الاستقرار النووي: النطاق التي تقع ضمنه النوى المستقرة في منحنى(Z-N)

---

2. أستنتج: النواة (X) لها ثمانية أضعاف العدد الكتلي للنواة (Y). أجد نسبة: 

أ. نصف قطر النواة (X) إلى نصف قطر النواة (Y) 

$\frac{r_X}{r_Y}=\frac{r_{0 }\sqrt[3]{A_X}}{r_0 \sqrt[3]{A_Y}}=\frac{\sqrt[3]{A_X}}{\sqrt[3]{8A_X}}=\frac{1}{2}$

ب. حجم النواة (X) إلى حجم النواة(Y) 

$\frac{V_X}{V_Y}=\frac{\frac{4}{3}\mathrm{\pi } {\mathrm{r}}_{\mathrm{X}}^3}{\frac{4}{3}\mathrm{\pi } {\mathrm{r}}_{\mathrm{Y}}^3}=\frac{r_0^3 A_X}{r_0^3 A_Y}=\frac{A_X}{8 A_X}=\frac{1}{8}$

ج. كثافة النواة (X) إلى كثافة النواة (Y) 

$\frac{{\rho }_X}{{\rho }_Y}=1$

---

3. أستخدم الأرقام: أجد عدد النيوترونات في نواة عنصر عدده الذري يساوي ( 31 )، ونصف قطر نواته ($4.8\times {10}^{-15}$)

 

 

$r=r_0{A}^{\frac{1}{3}}$

$4.8\times {10}^{-15}=1.2\times {10}^{-15}\times A^{\frac{1}{3}}$

$\frac{4.8}{1.2}=4=A^{\frac{1}{3}}\to A=64$

$A=N+Z\to N=64-31=33$

---

4. استخدم الأرقام: أحسب طاقة الربط النووية وطاقة الربط النووية لكل نيوكليون لنواتي النيكل (${}_{28}{}^{62}Ni$) والحديد (${}_{26}{}^{56}Fe$) حيث:

الجسم أو النواة	$m_p$	$m_N$	$m_{Ni}$	$m_{Fe}$
الكتلة ($amu$)	1.00728	1.00867	61.91297	55.92066

أولا: نواة (${}_{28}{}^{62}Ni$)

$∆m=Z{m}_p+N{m}_N-m_{Ni}$

$=28\times 1.00728+34\times 1.00867-61.91297=0.58565amu$

$BE=∆m\times 931.5=0.5856\times 931.5=545.5MeV$

$\frac{BE}{A}=\frac{545.5}{62}=8.799Mev$

ثانيا: نواة (${}_{26}{}^{56}Fe$ ): 

$∆m=Z m_p+N m_N -m_{Fe}$

$= 26\times 1.00728+ 30\times 1.00867-55.92066=0.52872amu$

$BE= ∆m\times 931.5= 492.5MeV$

$\frac{BE}{A}=\frac{492.5}{56}=8.795MeV$

---

5. أستنتج: يمثّل الجدول الآتي: طاقة الربط النووية والعدد الكتلي لبعض النوى، فأيّ النوى أكثر استقراراً ؟ أفسّر إجابتي.
 

النواة	طاقة الربط النووية	العدد الكتلي
X	1600MeV	200
Y	492MeV	56
Z	28MeV	4

الحل:

نحسب طاقة الربط لكل نيوكليون لكل منها، والنواة التي لها أكبر طاقة ربط لكل نيوكليون هي الأكثر استقرارا.

النواة	طاقة الربط لكل نيوكليون (MeV)
X	$\frac{1600}{200}=8$
Y	$\frac{492}{56}=8.79$
Z	$\frac{28}{4}=7$

طاقة الربط لكل نيوكليون للنواة (Y) هي الأكبر، لذلك هي الأكثر استقرارا. 

---

6. أستنتج: يمثل المنحنى المجاور العلاقة بين طاقة الربط النوويّة لكل نيوكليون والعدد الكُتْلي لنوى العناصر ( .(Z, Y, X, W

اعتمادًا على المنحنى، أُجيب عن الأسئلة الآتية:

أ. أيّ هذه العناصر أكثر استقرارًا؟ ولماذا؟ 

نواة العنصر (Y)؛ لأن لها أكبر طاقة ربط لكل نيوكليون.

ب. أيّ هذه العناصر أكثر قابليّة للانشطار، وأيّها أكثر قابليّة للاندماج عند إحداث تفاعل نووي؟

العنصر (W) هو الأكثر قابلية للانشطار، والعنصر (Z) هو الأكثر قابلية للاندماج.

ج. أحسب طاقة الربط النووية لنواة العنصر (X).

$𝐵𝐸=\left(\frac{𝐵𝐸}{𝐴}\right)\times 𝐴=8\times 200=1600 MeV$

---

7. أضع دائرة حول رمز الإجابة الصحيحة لكل جملة مما يأتي:

1. إذا علمت أن كتلة نواة تساوي (106.90amu)، ومجموع كتل مكوناتها (107.87amu)، فإن الطاقة

اللازمة لفصل مكونات هذه النواة بوحدة (MeV) تساوي:

أ. 903.56         ب. 214.77          ج. 103.79         د. 0.97

2. العبارة التي تصف العلاقة بين النواتين (${}_{84}{}^{218}X$ ، ${}_{86}{}^{220}Y$) وصفًا صحيحًا، هي:

أ. عدد النيوكليونات للنواتين متساوٍ.          ب. عدد النيوترونات للنواتين متساوٍ.

ج. العدد الذري للنواة (X) أكبر.              د. عدد النيوترونات للنواة (X) أكبر.

معتمدا على الشكل المجاور الذي يبين جزءًا من منحنى الاستقرار، وكل مربع يعبر عن نواة.

أجب عن الفقرات الثلاث الآتية:

3. نسبة حجم النواة (B) إلى حجم النواة (A)؛ $\left(\frac{V_B}{V_A}\right)$ تساوي:

أ.$\frac{4}{5}$                    ب. $\frac{5}{4}$                    ج. $\frac{1}{1}$                   د. $\frac{6}{5}$

4. إذا كانت طاقة الربط النووية للنواة (X) تساوي (186.3MeV)، فإن طاقة الربط النووية لكل نيوكليون لهذه النواة بوحدة (MeV) تساوي:

أ. 8.100              ب. 15.50             ج. 6.94 1               د. 0.1200

5. النواة التي لها أكثر من نظير مستقر من بين النوى (D، C ، X ، A):

أ. A                 ب. X                  ج. C              د. D