Nghiên cứu, sử dụng bài tập để dạy học chương “vật lí hạt nhân” theo hướng phát triển năng lực của người học

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Hồng Đức, Khoa sƣ phạm q thầy giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành đƣợc khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến cô Lê Thị Phƣợng nhờ hƣớng dẫn tận tình mà tơi học hỏi thêm đƣợc nhiều phƣơng pháp nghiên cứu khoa học biết cách tự nghiên cứu vấn đề khoa học cách nghiêm túc đắn Tơi xin cảm ơn gia đình bạn bè thân giúp đỡ tạo cho nhiều điều kiện thuận lợi để tơi để hồn thành đƣợc khoá luận i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Phƣơng pháp dạy học phát triển lực ngƣời học 1.1.1 Năng lực gì? 1.1.2 Năng lực mơn vật lí 1.1.3 Phƣơng pháp dạy học phát triển lực 1.1.4 Định hƣớng phát triển lực ngƣời học 1.2 Bài tập vật lí 1.2.1 Khái niệm tập vật lí 1.2.2 Mục đích sử dụng tập vật lí yêu cầu sử dụng tập vật lí dạy học 1.2.3 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 1.3 Mục tiêu dạy học vật lí trƣờng THPT 10 1.3.1 Về kiến thức 10 1.3.2 Về kĩ 10 1.3.3 Về thái độ 11 1.4 Thực trạng dạy học vật lí 11 KẾT LUẬN CHƢƠNG 12 CHƢƠNG 2: SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG “VẬT LÍ HẠT NHÂN - VẬT LÍ 12 THPT” 13 2.1 Nội dung kiến thức phần vật lí hạt nhân 13 2.1.1.Cấu tạo hạt nhân nguyên tử 13 2.1.2 Độ hụt khối – lƣợng liên kết hạt nhân 14 2.1.3 Phản ứng hạt nhân 14 ii 2.1.4 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân 15 2.1.5 Năng lƣợng phản ứng hạt nhân 15 2.1.6 Phóng xạ 15 2.1.7 Các tia phóng xạ 16 2.1.8 Các định luật phóng xạ 17 2.1.9 Ứng dụng đồng vị phóng xạ 18 2.1.10 Phản ứng phân hạch 18 2.1.11 Phản ứng nhiệt hạch 19 2.1.12 Các công thức 19 2.2 Xây dựng hệ thống tập chƣơng “ Vật lí hạt nhân - Vật lí 12 THPT” 20 2.2.1 Bài tập nhằm đề xuất vấn đề 20 2.2.2 Bài tập nhằm xây dựng kiến thức 21 2.2.3 Bài tập nhằm ôn tập, củng cố 22 * Một số tập chƣơng “Vật lí hạt nhân” phƣơng pháp giải 23 Dạng 1: Xác định cấu tạo hạt nhân – độ hụt khối lƣợng liên kết 23 Dạng 2: Định luật phóng xạ - độ phóng xạ 28 Dạng 3: Phản ứng hạt nhân 35 2.2.4 Bài tập nhằm kiểm tra, đánh giá 39 2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học tập vật lí chƣơng “Vật lí hạt nhân” 42 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 iii MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Ngày nay, thực nguyên lý giáo dục Đảng, không ngừng đổi mới, cải cách giáo dục, xây dựng chƣơng trình, biên soạn lại SGK, thay đổi phƣơng pháp dạy học…với mục đích đào tạo ngƣời lao động, xây dựng xã hội ngƣời có phẩm chất lực cần thiết đáp ứng đƣợc yêu cầu xã hội.với định hƣớng “dạy học theo hƣớng phát triển phẩm chất lực ngƣời học” Để đạt đƣợc nhƣ trƣờng Sƣ phạm phải trang bị cho phẩm chất lực cần thiết Bản thân phải học tập, rèn luyện với tinh thần: Học để sau dạy tốt, phải đƣợc trang bị đầy đủ kiến thức môn, biết lựa chọn kiến thức bản, rèn luyện kỹ giảng dạy Đối với dạy học vật lý trƣờng phổ thông, sử dụng tập để dạy học công việc mà để làm tốt đƣợc thực khó khăn Cơng việc địi hỏi chuẩn bị nghiêm túc, cơng phu đầy sáng tạo ngƣời giáo viên Để thân trƣờng không bị lúng túng với công việc Vì chúng tơi chọn đề tài: Nghiên cứu, sử dụng tập để dạy học chƣơng “vật lí hạt nhân ” theo hƣớng phát triển lực ngƣời học Với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc cao chất lƣợng dạy học Mục đích nghiên cứu -Xây dựng hệ thống tập vào mục đích sử dụng theo hƣớng phát triển lực ngƣời học - Vận dụng hệ thống tập để xây dựng tiến trình dạy học cho học chƣơng “Vật lí hạt nhân - vật lí 12 THPT” theo hƣớng phát triển lực ngƣời học nhằm cao chất lƣợng dạy học Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận dạy học đổi phƣơng pháp dạy học vật lí để thiết kế tiến trình dạy học vật lí theo hƣớng phát triển lực ngƣời học - Nghiên cứu chƣơng trình SGK vật lí 12, nội dung kiến thức kĩ cần đạt đƣợc chƣơng “Vật lí hạt nhân - Vật lí 12 THPT” - Vận dụng sở lí luận dạy học để thiết kế tiến trình dạy học tâp vật lí chƣơng “Vật lí hạt nhân - Vật lí 12 THPT” Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận dạy học tập Vật lí - Nghiên cứu chƣơng trình, nội dung chƣơng “Vật lí hạt nhân - Vật lí 12 THPT” - Quan sát, điều tra, tham khảo, ý kiến giáo viên học sinh trƣờng THPT để đƣa nhận xét thực tiễn việc vận dụng dạy học chƣơng “ Vật lí hạt nhân - Vật lí 12 THPT” CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1.Phƣơng pháp dạy học phát triển lực ngƣời học 1.1.1 Năng lực gì? - Trong khoa học tâm lý, ngƣời ta coi lực thuộc tính tâm lý riêng cá nhân, nhờ thuộc tính mà ngƣời hoàn thành tốt đẹp loại hoạt động đó, bỏ sức lao động nhƣng đạt kết cao - Ngƣời có lực mặt khơng phải nổ lực nhiều q trình cơng tác mà khắc phục đƣợc khó khăn cách nhanh chóng dễ dàng ngƣời khác vƣợt qua đƣợc khó khăn mà nhiều ngƣời khác không vƣợt qua đƣợc - Năng lực gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo lĩnh vực hoạt động tƣơng ứng Song kĩ năng, kĩ xảo liên quan đến việc thực loại hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Cịn lực chứa đựng yếu tố mẻ, linh hoạt hành động, giải nhiệm vụ thành cơng nhiều tình khác nhau, lĩnh vực hoạt động rộng lớn Ví dụ: Ngƣời có kĩ năng, kĩ xảo thực phép đo lƣờng thực nhanh chóng, xác phép đo, khéo léo lắp ráp thiết bị để đo lƣờng Cịn ngƣời có lực thực nghiệm ngồi việc thực phép đo, cịn có việc thiết kế thí nghiệm, xử lí số liệu đo lƣờng rút kết quả, giải thích, đánh giá kết đo đƣợc, rút kết luận khái qt 1.1.2 Năng lực mơn vật lí - Năng lực nghiên cứu lí thuyết: bao gồm yếu tố, hành vi diễn chủ yếu óc học sinh, hƣớng tới phát triển lực tƣơng ứng nhà vật lí lí thuyết - Năng lực thực thí nghiệm: bao gồm yếu tố, hành vi tƣơng ứng nhà vật lí thực nghiệm - Năng lực trao đổi bảo vệ kết quả: thể yếu tố, hành vi tƣơng ứng nhà vật lí ứng dụng, chuyển giao công nghệ 1.1.3 Phương pháp dạy học phát triển lực Tổ chức nội dung kiến thức vật lí dạy học theo chu trình sáng tạo khoa học - Cơ sở lí thuyết phƣơng pháp phát triển lực học sinh trình dạy học hiểu biết quy luật sang tạo khoa học tự nhiên Sơ đồ ngắn gọn rõ ràng trình nhận thức đƣợc LêNin nêu lên: “Từ trực quan sinh động đến tƣ trừu tƣợng từ tƣ trừu tƣợng trở thực tiễn – đƣờng biện chứng nhận thức chân lí, nhận thức thực tế khách quan” Trên sở lời phát biểu đó, trình bày khái qt chu trình sang tạo khoa học dƣới dạng chu trình: Từ khái quát hóa kiện, đề xuất vấn đề đến xây dựng mơ hình trừu tƣợng tƣợng ( đề xuất giả thuyết), từ mơ hình dẫn đến việc rút hệ lí thuyết, từ việc rút hệ đến kiểm tra chúng thực nghiệm Nếu kiện thực nghiệm khơng phù hợp với lí thuyết, điều dẫn đến phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại thay đổi mơ hình trừu tƣợng dùng làm nguồn tri thức Sự kiểm tra thực nghiệm kết luận lí thuyết vừa thu đƣợc lại địi hỏi phải thiết kế máy móc tƣơng ứng cách làm giàu thêm cho khoa học kiến thức - Để xây dựng phƣơng pháp phát triển lực học sinh, cần phải ý đặc điểm lao động giai đoạn chu trình sáng tạo khác Nhu cầu giải vấn đề mà khơng có thơng tin đầy đủ cho điều kiện tìm tịi, sáng tạo Mơ hình – giả thuyết trừu tƣợng Các hệ lôgic Các kiện xuất phát Thực nghiệm Quan niệm tính chu trình sáng tạo khoa học cho phép xây dựng nội dung kiến thức cách hợp lí cao trình độ khoa học kiến thức vật lí nhà trƣờng, đồng thời tạo điều kiện để rèn luyện cho học sinh tƣ sáng tạo trình chiếm lĩnh tri thức Việc sử dụng tập có tính sáng tạo vật lí khơng phát triển học sinh lực dự đốn trực giác mà cịn hình thành họ trạng thái tâm lí quan trọng; kiến thức cần thiết để nhớ chúng “hoàn lại” cho giáo viên bị hỏi, chúng cần thiết để giải thích tƣợng chƣa biết để hiểu chế chúng, để thu nhận kiến thức Tổ chức luyện tập đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết - Dự đoán có vai trị quan trọng đƣờng sáng tạo khoa học Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác kết hợp với kinh nghiệm phong phú kiến thức sâu sắc lĩnh vực Dự đoán khoa học khơng phải tùy tiện mà ln ln phải có sở đó, chƣa thật chắn Có thể có cách dự đốn sau giai đoạn đầu hoạt động nhận thức vật lí học sinh: + Dựa vào liên tƣởng tới kinh nghiệm có + Dựa tƣơng tự: Dựa dấu hiệu bên giống mà dự đoán giống chất; dựa giống cấu tạo mà dự đốn giống tính chất + Dựa xuất đồng thời hai tƣợng mà dự đốn chúng có quan hệ nhân + Dựa nhận xét thấy hai tƣợng luôn biến đổi đồng thời, tang giảm mà dự đoán quan hệ nhân chúng + Dựa thuận nghịch thƣờng thấy nhiếu trình + Dựa mở rộng phạm vi ứng dụng kiến thức biết sang lĩnh vực khác + Dự đoán mối quan hệ định lƣợng - Luyện tập đề xuất phƣơng án kiểm tra dự đốn: Trong nghiên cứu vật lí, dự đốn, giả thuyết thƣờng khái quát kiện thực nghiệm nên có tính chất trừu tƣợng, tính chất chung, khơng thể kiểm tra trực tiếp đƣợc Muốn kiểm tra xem dự đốn, giả thuyết có phù hợp với thực tế không, ta phải xem điều dự đốn biểu thực tế nhƣ nào, có dấu hiệu quan sát đƣợc 1.1.4 Định hướng phát triển lực người học Nghị Hội nghị Trung ƣơng khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phƣơng pháp dạy học học theo hƣớng đại; phát huy tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ ngƣời học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để ngƣời học tự cập nhật đổi tri thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng thông tin truyền thông vào dạy học” Để thực tốt mục tiêu đổi bản, toàn diện GD ĐT theo nghị số 29 –NQ/TW, cần có nhận thức chất đổi phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng phát triển lực ngƣời học số biện pháp đổi phƣơng pháp dạy học theo hƣớng Nhƣ vậy, việc dạy học định hƣớng phát triển lực chất cần coi trọng thực mục tiêu dạy học mức độ cao hơn, thông qua việc yêu cầu HS “vận dụng kiến thức, kĩ cách tự tin, hiệu thích hợp hồn cảnh phức hợp có biến đổi, học tập nhà trƣờng nhà trƣờng, đời sống thực tiễn” Việc dạy học thay dừng hƣớng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kĩ thái độ tích cực HS cịn hƣớng tới mục tiêu xa hơn, sở kiến thức, kĩ đƣợc hình thành, phát triển khả thực hành động có ý nghĩa ngƣời học 1.2 Bài tập vật lí 1.2.1 Khái niệm tập vật lí Bài tập vật lí vấn đề đặt đòi hỏi phải giải nhờ suy luận logic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phƣơng pháp vật lí 1.2.2 Mục đích sử dụng tập vật lí yêu cầu sử dụng tập vật lí dạy học Mục đích sử dụng tập vật lí Trong thực tế dạy học, tập vật lí đƣợc hiểu vấn đề đặt địi hỏi phải giải nhờ suy luận logic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phƣơng pháp vật lí Hiểu theo nghĩa rộng vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tốn học sinh Sự tƣ định hƣớng cách tích cực ln ln việc giải tập Trong q trình dạy học vật lí tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt Chúng đƣợc sử dụng theo mục đích khác + Bài tốn vật lí đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng tiện nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức cách sâu sắc vững + Bài tốn vật lí phƣơng tiện rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống + Bài toán vật lí phƣơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bởi giải tập hình thức làm việc tự lực học sinh Trong giải tốn học sinh phải phân tích điều kiện đề bài, tự xây dựng lập luận, thực việc tính tốn, cần thiết phải cần tiến hành thí nghiệm, thực phép đo, xác dịnh phụ thuộc hàm số đại lƣợng, kiểm tra kết Trong điều kiện tƣ logic tƣ sáng tạo học sinh đƣợc phát triển, lực làm việc độc lập học sinh đƣợc cao + Bài toán vật lí phƣơng tiện ơn tập, củng cố kiến thức học cách sinh động có hiệu Khi giải tốn địi hỏi học sinh phải nhớ lại công thức, định luật, kiến thức học, có địi hỏi phải vận dụng cách tổng hợp kến thức học chƣơng, phần học sinh hiểu rõ ghi nhớ vững kiến thức học Số khối: A = + – = Vậy X là: , phản ứng phân hạch Bài Urani 235 Biết khối lƣợng hạt nhân: mu = 234,99 u; mM o = 94,88 u; mLa = 138,87 u; mn = 1,0087 u Cho suất tỏa nhiệt xăng 46,106 J/kg Khối lƣợng xăng cần dùng để tỏa lƣợng tƣơng đƣơng với g U phân hạch Phương pháp giải: Số hạt nhân nguyên tử g vật chất U là: Năng lƣợng tỏa giải phóng hồn tồn hạt nhân Năng lƣợng g U phản ứng phân hạch: Khối lƣợng xăng cần dùng để có lƣợng tƣơng đƣơng Q = E Bài Cho phản ứng hạt nhân: Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lƣợt 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c Năng lƣợng tỏa phản ứng xấp xỉ bao nhiêu? Phương pháp giải: Đây phản ứng nhiệt hạch tỏa lƣợng đƣợc tính theo ∆D = 0,002491 u =>Phải xác định đầy đủ độ hụt khối chất trƣớc sau phản ứng Hạt nhân X là: notron nên có ∆m =0 37 Bài Tìm lƣợng tỏa hạt nhân thành đồng vị MeV, phóng xạ tia α tạo Cho lƣợng liên kết riêng hạt nhân α 7,1 7,63 MeV, 7,7 MeV Phương pháp giải: Đây tốn tính lƣợng tỏa phân rã phóng xạ biết Wlk hạt nhân phản ứng Nên phải xác định đƣợc Wlk từ kiện Wlk riêng đề Bài Cho phản ứng hạt nhân: Tính lƣợng tỏa từ phản ứng tổng hợp đƣợc 2g Hêli Phương pháp giải: Số nguyên tử Hêli có 2g Hêli: Năng lƣợng tỏa gấp N lần lƣợng phản ứng nhiệt hạch: Bài 10 Cho phản ứng hạt nhân: a Viết phƣơng trình phản ứng đầy đủ Xác định tên hạt nhân X b Phản ứng thu hay tỏa lƣợng Tính lƣợng tỏa (hay thu) đơn vị MeV Cho mCl = 36,9566 u; mAr = 36,9569 u; mn = 1,0087 u; mX = 1.0073 u; 1u = 931 MeV/c Phương pháp giải: a Phản ứng hạt nhân: Định luật bảo toàn số khối: 37 + A = + 37 => A = Định luật bảo tồn điện tích: 17 + Z = + 18 => Z = Vậy X là: => phƣơng trình phản ứng đầy đủ là: 38 b Năng lƣợng phản ứng: Tổng khối lƣợng M1 M2 hạt nhân trƣớc sau phản ứng là: Ta thấy: =>Phản ứng thu lƣợng, lƣợng thu vào: Thay số: ∆E = 0,0017 uc = 0,0017.931 MeV 1,58 MeV 2.2.4 Bài tập nhằm kiểm tra, đánh giá Bài Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z notron A proton B Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z proton A notron C Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z proton (A – Z) notron D Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z notron (A + Z) proton Bài Hạt nhân có cấu tạo gồm: A 33 proton 27 notron B 27 proton 60 notron C 27 proton 33 notron D 33 proton 60 notron Bài Xác định số hạt proton notron hạt nhân A proton 14 notron B proton notron C 14 proton notron D 21 proton notron Bài Nhân Uranium có 92 proton 143 notron kí hiệu nhân là: C C 39 Bài Tìm phát biểu sai hạt nhân nguyên tử Al A Số proton 13 B Hạt nhân Al có 13 nuclon C Số nuclon 27 D Số notron 14 Bài Trong vật lí hạt nhân, bất đẳng thức so sánh khối lƣợng proton (mp ), notron (mn) đơn vị khối lƣợng nguyên tử u A mp > u > mn B mn< mp < u C mn> mp > u D mn = mp> u Bài Cho hạt nhân Hãy tìm phát biểu sai A Hạt nhân có notron B Hạt nhân có 11 notron C Điện tích hạt nhân 6e D Khối lƣợng hạt nhân xắp xĩ 11u Bài Phát biểu sai: A Các đồng vị phóng xạ khơng bền B Các ngun tử mà hạt nhân có số proton nhƣng có số notron khác gọi đồng vị C Các đồng vị nguyên tố có số notron khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị ngun tố có vị trí bảng hệ thống tuần hoàn Bài So với hạt nhân có nhiều hơn: , hạt nhân A 11 notron proton B noton proton C notron proton D notron 12 proton Bài 10 Hạt nhân có khối lƣợng 55,940u Biết khối lƣợng proton 1,0073u khối lƣợng notron 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 40 là: A 4,544u B 4,536u C 3,154u C 3,154u Bài 11 Đồng vị phóng xạ coban tia γ Biết mCo = phát tia 55,940u; mn = 1,008665u; mp = 1,007276u Năng lƣợng liên kết coban bao nhiêu? A ∆E = 6,766.10-10J B ∆E = 3,766.10-10J C ∆E = 5,766.10-10J D ∆E = 7,766.10-10J Bài 12 Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50g có số notron xấp xỉ là: A.2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 Bài 13 Có 100g chấtphóng xạ với chu kì bán rã ngày đêm Sau 28 ngày đêm khối lƣợng chất phóng xạ cịn lại là: A 93,75 g B 87,5 g C 12,5 g D 6,25 g Bài 14 Đồng vị chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 5,33 năm, ban đầu lƣợng Co có khối lƣợng mo Sau năm lƣợng Co bị phân rã phần trăm? A 12,2% B 27,8% C 30,2% D 42,7% Bài 15 Urani thành Thori có chu kì bán rã 4,5.109 năm Khi phóng xạ α, urani biến Khối lƣợng Thori tạo thành 23,8 g Urani sau 9.109 năm bao nhiêu? A 17,55 g B 18,66 g C 19,77 g D Phƣơng án khác Bài 16 Một lƣợng chất phóng xạ ban đầu có khối lƣợng mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Chu kì bán rã Rn là: A ngày B 3,8 ngày C 3,5 ngày D 2,7 ngày Bài 17 Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian lần 41 số hạt nhân cịn lại đồng vị ấy? A 2T B 3T C 0,5T D T Bài 18 Cho phản ứng hạt nhân , hạt nhân X hạt sau đây? A α B C D N Bài 19 Cho phản ứng hạt nhân: , khối lƣợng hạt nhân mα = 4,0015 u; mAl = 26,9745 u; mP = 29,97005 u; mn = 1,008670 u; 1u = 931 MeV/c Năng lƣợng mà phản ứng tỏa hay thu vào là: A.Tỏa 4,275152 MeV B Thu vào 2,67197 MeV C Tỏa 4,275152.10-13 J D Thu vào 2,67197.10-13 J Bài 20 Chất phóng xạ phát tia α biến đổi thành Biết khối lƣợng hạt mPb= 205,9744u; mPo= 209,9828u; mα= 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã khơng phát tia α động hạt nhân là: A 0,1 MeV B 0,01 MeV C 0,2 MeV D 0,02 MeV Hướng dẫn: Để xây dựng đề kiểm tra cần xác định mục tiêu, nội dung, thời gian, hình thức kiểm tra, sau thiết lập ma trận đề kiểm tra để vào mà biên soạn câu hỏi xây dựng đáp án biểu điểm Các tập dùng làm kiểm tra để đánh giá giá kết học tập học sinh sau học xong chƣơng “ Vật lí hạt nhân” Mục đích kiểm tra kiểm tra đánh giá thƣờng xuyên, thời gian làm 15 phút, kết làm sở để hồn thiện q trình dạy học Trên đây, tơi trình bày việc xây dựng sử dụng hệ thống tập để dạy học chƣơng “Vật lí hạt nhân - Vật lý 12 –THPT” 2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học tập vật lí chƣơng “Vật lí hạt nhân” Giáo án: Lí thuyết cấu tạo hạt nhân nguyên tử BÀI 52: CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ĐỘ HỤT KHỐI 42 I Mục tiêu kiến thức -Nêu cấu tạo hạt nhân nguyên tử, biết kí hiệu hạt nhân đơn vị khối lƣợng hạt nhân - Nêu đƣợc lực hạt nhân đặc điểm lực hạt nhân - Nêu đƣợc độ hụt khối hạt nhân gì, viết đƣợc cơng thức tính độ hụt khối - Nêu đƣợc lƣợng liên kết hạt nhân gì, viết đƣợc cơng thức tính lƣợng liên kết hạt nhân Kỹ - Viết kí hiệu hạt nhân nguyên tử - Tìm lƣợng liên kết hạt nhân, lƣợng liên kết riêng II Chuẩn bị Giáo viên - Giáo án dạy - Mơ hình cấu tạo hạt nhân nguyên tử, bảng tuần hoàn - Phiếu học tập Học sinh - Ôn tập kiến thức cấu tạo hạt nhân nguyên tử, điện tích, số khối hạt nhân (hóa học lớp 10) III Phƣơng pháp dạy học -Phƣơng pháp đàm thoại IV Tiến trình dạy – học Đặt vấn đề: Khối lƣợng hạt nhân có tổng khối lƣợng nuclon tạo thành hay khơng? Tại proton mang điện tích dƣơng lại gắn kết chặt với hạt nhân không đẩy xa (Bài Trong hệ thống tập đề xuất vấn đề) Để giải thích cho điều vào học hôm “ cấu tạo hạt nhân nguyên tử Độ hụt khối” Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo hạt nhân Nuclon Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh 43 Hỏi: Nguyên tử đƣợc cấu tạo Trả lời: Gồm phần: nhân vỏ phần? (Bài Trong hệ thống tập xây dựng kiến thức mới) Trả lời: - Phần vỏ hạt electron Hỏi: Phần vỏ đƣợc cấu tạo từ -Phần nhân hạt proton notron hạt nào? Phần nhân đƣợc cấu tạo từ hạt nào?(Bài 2,3 Trong hệ Trả lời: - proton: kí hiệu p Mang điện thống tập xây dựng kiến thức mới) dƣơng Hỏi: Proton, notron đƣợc kí hiệu nhƣ -Notron: kí hiệu n Khơng mạng điện mạng điện gì? Học sinh ghi nhận Giáo viên giới thiệu tên chung để gọi Trả lời: Số proton hạt nhân bắng số thứ tự Z bảng tuần hồn Có proton notron nuclon Hỏi: Số proton hạt nhân với tên gọi nguyên tử số đại lƣợng nguyên tử bảng tuần Trả lời: Số khối hồn Menđêlêép có tên gọi gì? Hỏi: Tổng số nuclon hạt Trả lời: N = A – Z nhân có tên gọi gì? Trả lời: Kí hiệu: Hỏi: Số notron hạt nhân đƣợc xác định nhƣ nào? Trả lời: Dạng hình cầu có bán kính: Hỏi: Hạt nhân ngun tử ngun tố có kí hiệu nhƣ nào? R = 1,2.10-15 Hỏi: Ngƣời ta coi hạt nhân ngun tử có dạng hình gì? (Bài Trong hệ thống tập xây dựng kiến thức mới) Hoạt động 2: Tìm hiểu đồng vị Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Lấy VD đồng vị hình vẽ -Tiếp nhận kiến thức 44 Trả lời: Đồng vị nguyên tử đồng vị hidro: 11H 12 H ; 13 H Hỏi: Đồng vị gì? ( Bài Trong hệ mà hạt nhân chứa số proton Z ( thống tập xây dựng kiến thức mới) có vị trí bảng tuần hồn), nhƣng có số notron N khác -Nêu ví dụ đồng vị: 235 U ; 238U ; 239U Hỏi: Hãy nêu đồng vị số nguyên tử ? -Lƣu ý HS: hai loại đồng vị: bền phóng xạ (để nghiên cứu 53) Hoạt động 3: Tìm hiểu đơn vị khối lƣợng nguyên tử Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Giáo viên nêu ví dụ để học sinh hiểu - Học sinh ghi nhận thông tin giáo viên dùng đơn vị khối lƣợng kg để đo cung cấp, trả lời câu hỏi khối lƣợng hạt vật lí hạt nhân khơng thích hợp + Thực tính toán m nguyên tử = mhn + mvỏ -Một nuclon có khối lƣợng xấp xỉ mhn>> mv Từ đó: u, nên khối lƣợng hạt nhân xấp xỉ Au mhn m nguyên tử Từ giới thiệu đơn vị khối lƣợng -Một học sinh thực việc biến đổi: nguyên tử, để tính: u m 12 12 C E = mC2 m 12 g NA Suy đơn vị khối lƣợng eV2 C Nêu câu hỏi: Hỏi: Một hạt nhân E C2 A Z X có khối lƣợng bao nhiêu? Hỏi: Từ hệ thức Anhxtanh, khối lƣợng cịn đo đơn vị gì? 45 MeV C2 Giáo viên giới thiệu đơn vị khối lƣợng: eV2 MeV C C Hoạt động 4: Tìm hiểu lƣợng liên kết Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nêu vấn đề đƣa khái niệm lực hạt -Tiếp nhận thông tin, suy nghĩ để trả lời câu hỏi gợi ý nhân (SGK) -Có thể trình bày tƣơng tự lực hạt nhân hút nuclon lại với nhƣ lực Culông hút electron với hạt nhân để tạo thành nguyên tử -Giới thiệu đặc điểm lực hạt +Lực hạt nhân phải lực hút, có nhân sau học sinh trả lời câu hỏi: cƣờng độ lớn Hỏi: Lực hạt nhân có đặc điểm gì? Hỏi: Để tách nuclon khỏi hạt Trả lời câu hỏi nhân, cách thắng đƣợc +Lập biểu thức: lực hạt nhân? E0 Nêu câu hỏi gợi ý: E Hỏi: Cho hạt nhân A Z ( Zm p Nmn )C mC X Hãy viết biểu +Rút nhận xét: Tồn lƣợng: m (Z mp thức tổng khối lƣợng nuclon tạo thành hạt nhân Giới thiệu khối lƣợng m hạt nhân hạt nhân có độ hụt khối Hỏi: (Từ hệ thức Anhxtanh) viết biểu thức lƣợng E0 cho hệ A nuclon ban đầu lƣợng E hạt nhân? Hỏi: Viết biểu thức liên hệ E E E0 E E mC N mn ) m Với E = WLK = mC2 Trả lời: Thảo luận nhóm, dự đốn kết quả: + Vì E < Eo: hệ nuclon tạo thành hạt nhân có phần lƣợng tỏa 46 Eo giải thích sao? E = W = mC2 Hỏi: Muốn tách hạt nhân thành + Để tách hạt nhân thành hệ nuclon nuclon riêng lẻ, phải tốn lƣợng phải tốn lƣợng W = nào? mC2 Giới thiệu lƣợng liên kết khái + WLK : đặc trƣng cho tính bền vững A niệm lƣợng liên kết riêng (SGK) Hỏi: Hạt nhân có hạt nhân lƣợng liên kết riêng lớn? Hoạt động 5: Ôn tập, củng cố giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hỏi: : Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu Trả lời câu hỏi: tạo nhƣ nào? Xác định cấu tạo hạt nhân + Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: , Hạt nhân đƣợc cấu tạo hai loại hạt sơ cấp gọi nuclon gồm:Prôtônvà ( Bài Trong hệ thống tập ôn tập, Nơtrôn củng cố) Kí hiệu hạt nhân: A Z X A = số nuctrôn : số khối Z = số prôtôn = điện tích hạt nhân: nguyên tử số N = A – Z : số nơtrơn + Hạt nhân ngun tử có kí hiệu cấu tạo: 23 11 Na gồm : Z= 11 , A = 23 23 – Z = 12 => 11 Na : 11 N =A proton; 12 nơtron He gồm: Z = 2, A = => N = A – Z = => He : proton; notron Hoạt động 6: Bài tập kiểm tra đánh giá 47 Bài Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z notron A proton B Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z proton A notron C Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z proton (A – Z) notron D Hạt nhân nguyên tử đƣợc cấu tạo gồm z notron (A + Z) proton Bài Hạt nhân có cấu tạo gồm: A 33 proton 27 notron B 27 proton 60 notron C 27 proton 33 notron D 33 proton 60 notron Bài Xác định số hạt proton notron hạt nhân A proton 14 notron B proton notron C 14 proton notron D 21 proton notron Bài Nhân Uranium có 92 proton 143 notron kí hiệu nhân là: C C Bài Tìm phát biểu sai hạt nhân nguyên tử Al A Số proton 13 B Hạt nhân Al có 13 nuclon C Số nuclon 27 D Số notron 14 Hướng dẫn: Học sinh ôn lại kiến thức học để trả lời nhanh câu trắc nghiệm Đáp án: Bài Bài Bài Bài Bài C C B C B 48 KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua phần thực ba bƣớc việc sử dụng tập dạy học chƣơng “ Vật lí hạt nhân – Vật lí 12 THPT” Còn việc tổ chức dạy học đƣợc thục thực tập sƣ phạm hay đƣợc vận dụng trƣờng 49 KẾT LUẬN Đốichiếuvớimụcđích,nhiệmvụvàkếtquảnghiêncứutrongqtrìnhthựchiện đề tài " Nghiên cứu, sử dụng tập chƣơng "Vật lí hạt nhân" theo hƣớng phát triển lực ngƣời học"tôiđãđạtđƣợcnhững kết sauđây: Tôi hệ thống mức độ kiến thức cần thiết chƣơng "Vật lí hạt nhân"thành toán mà giải toán giúp học sinh hiểu đƣợc vận dụng đƣợc công thức, khái niệm… chƣơng ucầuchungđốivớiqtrìnhdạyhọcbàitậpvậtlý 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lí luận dạy học vật lí trường trung học - Phạm Hữu Tòng, Nhà xuất giáo dục [2] Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thơng – PGS.Nguyễn Đức Thâm (chủ biên) - TS.Nguyễn Ngọc Hƣng – TS.Phạm Xn Quế [3]Phân tích chương trình vật lý phổ thơng Lê Công Triêm 2004 [4] Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục Lê Công Triêm - Nguyễn Đức Vũ NXB Giáo dục [5] Sách giáo khoa Vật Lý 12 Cơ Bản – Nhà xuất giáo dục 2008 [6] Sách Bài Tập Vật Lý 12 Cơ – Nhà xuất giáo dục 2008 [7] Sách giáo khoa Vật Lý 12 Nâng Cao – Nhà xuất giáo dục 2008 [8] Sách Bài Tập Vật Lý 12 Nâng Cao – Nhà xuất giáo dục 2008 [9] Phương pháp trả lời ĐỀ THI TRẮC NGHIỆM MÔN VẬT LÝ, Vũ Thanh Khiết (Nhà xuất Hà Nội 2007) [10] Sách 121 toán quang lý vật lý hạt nhân, Vũ Thanh Khiết 51