Kinh nghiệm giúp học sinh lớp 12 nâng cao kết quả học tập chương hạt nhân nguyên tử thông qua phương pháp năng lượng và kỹ năng suy luận logic

I TÓM TẮT ĐỀ TÀI Môn Vật lý là môn khoa học tự nhiên đòi hoi sự tư logic và khả tìm tòi sáng tạo để nắm vững kiến thức Hơn nữa, giai đoạn mà hình thức thi trắc nghiệm áp dụng các kỳ thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học cao đẳng, yêu cầu phương pháp giải nhanh và tối ưu cho các em là cấp thiết để các em có thể đạt kết quả cao các kỳ thi Tuy nhiên, đề thi trắc nghiệm thường dài và bao quát nhiều kiến thức Chính vì vậy, đòi hoi các em học sinh phải có phương pháp học tập và kỹ tư logic để nhớ nhiều kiến thức và làm thật nhanh mà không mơ hồ, nhầm lẫn giữa kiến thức này và kiến thức khác Từ những lí mà đưa đề tài nghiên cứu: Kinh nghiệm giúp học sinh lớp 12 nâng cao kết học tập chương hạt nhân nguyên tử thông qua phương pháp lượng kỹ suy luận logic Nghiên cứu tiến hành hai lớp tương đương là lớp 12A2 và lớp 12A3 trường THPT Yên Định Lớp 12A3 là lớp thực nghiệm, lớp 12A2 là lớp đối chứng Lớp thực nghiệm 12A3 dạy sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic Trong đề tài, tơi tóm tắt lại phần kiến thức bản sách giáo khoa phần nghiên cứu, đưa các kiến thức suy luận logic giúp các em học sinh hiểu sâu kiến thức để nhớ chính xác và lâu, tiếp tơi đưa các dạng bài tập bản và phương pháp giải tương ứng, bài tập vận dụng các phương pháp và cuối là các bài tập tự luyện nhằm giúp các em có kĩ giải bài tập Kết quả sau: Trước tác động thì điểm trung bình môn học kỳ I lớp thực nghiệm là 7,1; lớp đối chứng là 7,0 Giá trị phép kiểm chứng T-test p = 0,16 > 0,05 (hai lớp coi là tương đương) Sau tác động điểm trung bình bài kiểm tra lớp thực nghiệm là 8,0; lớp đối chứng là 7,3 Như vậy, lớp thực nghiệm có kết quả cao lớp đối chứng Kết quả kiểm tra T-test cho thấy p < 0,05 có nghĩa là có sự khác biệt lớn giữa bài kiểm tra lớp thực nghiệm và đối chứng Điều chứng to việc sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic làm tăng kết quả học tập chương hạt nhân nguyên tử cho học sinh lớp 12 II GIỚI THIỆU HIỆN TRẠNG Khi giảng dạy phần vật lý hạt nhân lớp 12 nhận thấy hầu hết các em học sinh lúng túng làm các bài tập lượng hạt nhân, là phần có nhiều dạng bài tập, có nhiều cơng thức cần nhớ và việc áp dụng các công thức toán học tương đối phức tạp, dễ nhầm lẫn Trong đó, khó khăn lớn các em là việc xác định bài toán thuộc dạng nào để đưa phương pháp giải phù hợp cho việc giải bài toán Trong quá trình giảng dạy, nhận thấy học sinh thường biết làm những bài tập đơn giản, còn những bài tập yêu cầu phải có khả phân tích đề tư duy, nhớ lâu và chính xác kiến thức để vận dụng thì còn nhiều hạn chế Để giúp cho học sinh dễ dàng nắm kiến thức và vận dụng tốt các phương pháp bản giải các bài toán các đề thi thuộc phần vật lý nguyên GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -2- tử và hạt nhân nên thực đề tài này GIẢI PHÁP THAY THÊ Giáo viên tự nghiên cứu và biên soạn tài liệu các phương pháp lượng và kỹ suy luận logic cho học sinh Trong tài liệu giáo viên hướng dẫn cụ thể cho học sinh cách giải từng phương pháp, các ví dụ cụ thể và cách giải, các bài tập tự làm, sau giáo viên lên lớp hướng dẫn cho học sinh cụ thể nội dung và bài tập từng phương pháp để các em có thể hiểu và vận dụng Các bài tập vật lý hạt nhân viết nhiều tài liệu tham khảo Tuy nhiên, các tài liệu chủ yếu viết cho học sinh khá và gioi tự đọc và có thể hiểu vấn đề và áp dụng vào các bài tập khác, còn đa số học sinh thì việc tự nghiên cứu các tài liệu để nắm kiến thức là vơ khó khăn chính, hay nhầm lẫn kiến thức, chưa hiểu rõ mối liên hệ giữa các công thức và đặc biệt là học sinh khó nhớ Việc sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic sẽ tạo hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian quá trình làm bài tập chương hạt nhân nguyên tử Từ nâng cao chất lượng các bài kiểm tra, tạo hứng thú học tập cho học sinh MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Giúp các em học sinh có thể hiểu và vận dụng tốt kiến thức giải thông thạo các dạng bài tập bản lượng hạt nhân và có những kĩ tốt việc làm các bài tập trắc nghiệm chương hạt nhân nguyên tử Tìm cho mình phương pháp để tạo không khí hứng thú và lôi nhiều học sinh tham gia giải các bài tập môn vật lý, đồng thời giúp các em đạt kết quả cao các kỳ thi Đưa phương pháp chung để giải số dạng bài tập Việc nghiên cứu đề tài này nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức, rèn luyện phương pháp giải các loại bài tập, nâng cao chất lượng học tập môn vật lý III PHƯƠNG PHÁP KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -4- Tôi lựa chọn học sinh lớp 12A3 và lớp 12A2 trường THPT Yên Định để nghiên cứu vì hai lớp có lực học tương đương nhau, kết quả điểm trung bình môn học kì I là gần tương đồng Cả hai lớp giảng dạy từ lớp 10 đến lớp 12 Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic giải bài tập chương hạt nhân nguyên tử thuộc chương trình lớp 12 THIÊT KÊ - Xác định đối tượng học sinh áp dụng đề tài - Trình bày kiến thức sở sách giáo khoa lượng hạt nhân - Phương pháp suy luận tìm kiến thức liên quan đến các dạng bài tập lượng hạt nhân - Đưa các bài tập áp dụng từng dạng để học sinh luyện tập - Kiểm tra sự tiếp thu học sinh các đề ôn luyện - Đánh giá, đưa sự điều chỉnh phương pháp cho phù hợp từng đối tượng học sinh - Chọn lớp 12A3 làm lớp thực nghiệm, lớp 12A2 là lớp đối chứng Tôi dùng bài kiểm tra chung khối 12- học kì I-môn Vật lý làm bài kiểm tra trước tác động Kết quả cho thấy điểm trung bình hai nhóm có sự khác nhau, chúng tơi dùng phép kiểm chứng T- test để kiểm chứng sự chênh lệch trung bình điểm số hai nhóm trước tác động STT Nhóm thực nghiệm Điểm Nhóm đối chứng Điểm 6.6 8.9 7.8 7.5 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 GV: Nguyễn Văn Tường 7.7 6.6 5.9 6.5 6.2 7.1 6.1 6.9 5.7 8.3 6.2 6.0 7.6 6.5 6.2 7.1 5.5 7.3 7.1 8.0 8.5 7.4 5.4 5.8 6.2 6.8 7.1 7.1 5.7 6.3 7.6 6.3 6.0 8.0 6.5 7.4 6.8 7.8 5.7 7.2 7.0 6.9 8.2 6.8 6.7 7.1 7.8 7.9 8.7 6.2 8.1 7.7 8.6 7.8 8.1 6.2 7.7 8.6 6.4 6.9 8.4 7.5 9.2 8.1 8.7 7.4 6.6 6.2 7.3 6.7 6.6 8.2 6.8 7.3 6.5 7.2 6.3 8.4 6.8 6.0 6.8 6.4 6.3 7.2 8.3 5.7 Trường THPT Yên Định -6- 46 47 48 49 50 51 52 53 54 8.0 6.5 5.4 5.9 6.7 7.1 6.2 7.3 6.2 7.0 7.4 6.2 5.7 8.0 6.2 Mốt 6.2 7.1 Trung vị 6.8 7.1 Giá trị trung bình 7.0 0.994232 7.1 0.767778 Độ lệch chuẩn 0.160325 Giá trị p Bảng so sánh điểm trung bình kiểm tra trước tác động Nhóm Thực nghiệm Đối trứng Số HS 51 54 Giá trị trung bình 7.1 7.0 Độ lệch chuẩn (SD) 0.77 0.99 p 0.16 Ta thấy p = 0,16 > 0,05 nên sự chênh lệch điểm số trung bình hai nhóm là khơng có ý nghĩa, hai nhóm coi là tương đương Kiểm tra trước sau tác động với nhóm tương tương Kiểm tra trước Nhóm Kiểm tra sau Tác động tác động tác động Áp dụng phương pháp Thực nghiệm Đối chứng 01 lượng và kỹ 03 02 suy luận logic Không áp dụng phương 04 pháp lượng và kỹ suy luận logic Dùng phép kiểm chứng T-test độc lập QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU a Sự chuẩn bị giáo viên: - Lớp 12A2 (lớp đối chứng): Dạy theo phương pháp thông thường - Lớp 12A3 (lớp thực nghiệm): Giáo viên biên soạn tài liệu phương pháp lượng và kỹ suy luận logic có hướng dẫn cụ thể phương pháp và cách làm, sau giáo viên lên lớp giảng dạy cho học sinh nội dung bài tập từng phương pháp, bài tập cho các em tự làm để nắm vững các phương pháp b Tiến hành dạy thực nghiệm: Ngoài thời gian theo phân phối chương trình, bố trí số buổi chiều để lên lớp cho học sinh ĐO LƯỜNG - Trước tác động: lấy điểm trung bình môn học kỳ I làm cứ xác định nhóm là tương đương - Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra biên soạn gồm số bài tập lượng hạt nhân (xem phụ lục) - Tiến hành kiểm tra và chấm bài IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KÊT QUẢ GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -8- TRÌNH BÀY KÊT QUẢ Bảng thống kê điểm kiểm tra đầu (sau gần tuần tác động): STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Nhóm thực nghiệm Điểm Nhóm đối chứng Điểm 7.0 9.0 8.0 8.0 8.0 7.0 6.0 8.0 7.0 8.0 6.0 8.0 6.0 9.0 7.0 8.0 8.0 8.0 6.0 8.0 7.0 8.0 7.0 9.0 9.0 8.0 6.0 7.0 6.0 8.0 8.0 8.0 6.0 7.0 8.0 8.0 6.0 9.0 7.0 8.0 7.0 9.0 6.0 8.0 7.0 8.0 8.0 8.0 7.0 8.0 8.0 9.0 9.0 6.0 7.0 8.0 9.0 8.0 9.0 8.0 8.0 9.0 7.0 8.0 8.0 8.0 9.0 9.0 9.0 8.0 7.0 7.0 8.0 7.0 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 7.0 9.0 7.0 8.0 7.0 8.0 7.0 9.0 7.0 7.0 7.0 9.0 7.0 8.0 9.0 6.0 8.0 8.0 6.0 7.0 7.0 8.0 7.0 8.0 7.0 8.0 8.0 7.0 6.0 8.0 7.0 Mốt Trung vị 7.0 8.0 Giá trị trung bình 7.3 0.94 8.0 0.73 Độ lệch chuẩn Giá trị p 0.000068 Bảng so sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động Điểm trung bình Độ lệch chuẩn Giá trị p T- test Chênh lệch giá trị trung Đối chứng Thực nghiệm 7.3 0.94 8.0 0.73 0.000068 0.93 bình chuẩn( SMD) PHÂN TÍCH DỮ LIỆU Như chứng minh: kết quả nhóm trước tác động là tương đương Sau tác động kiểm chứng chênh lệch điểm trung bình t-test cho kết quả p=0,000068 < 0,05 Đây là kết quả có ý nghĩa, tức là sự chênh lệch kết quả GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -10- Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết (Chủ biên)- Vật lý 12 nâng cao- Nxb giáo dục-2008 Lương Duyên Bình ( Tổng chủ biên), Vũ Quang ( Chủ biên)- Vật lý 12- Nxb giáo dục- 2008 Một số bài tập các tài liệu ôn thi Đại học cao đẳng 15 VII PHỤ LỤC CỦA ĐỀ TÀI A Kiến thức tảng từ sách giáo khoa: * Xét hạt nhân: - Độ hụt khối: A Z X ∆m =  Z m p + ( A − Z ).mn − mhn  mhn =  Z m p + ( A − Z ).mn − ∆m  - Năng liên kêt: (*) Wlk =  Z m p + N mn − mhn  c = ∆m c ε= - Năng lượng liên kết riêng: Wlk → Wlk = ε A A - Liên hệ giữa động lượng p và động K: P = 2mK * Xét phản ứng tham gia nhiều hạt nhân: A1 Z1 X + ZA22 X → A3 Z3 X + ZA44 X - Bảo toàn số nuclôn (số khối A) A1 + A2 = A3 + A4 - Bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z) Z1 + Z = Z + Z - Bảo toàn động lượng: r r r r P1 + P2 = P3 + P4 - Bảo toàn lượng toàn phần: E1 + E2 = E3 + E4 B Giải pháp xác định kiến thức biến đổi suy luận logic : GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -16- Kiến thức sách giáo khoa là tảng sở Ỏ xây dựng và "chế biến” kiến thức sách giáo khoa dạng các công thức vận dụng nhanh tùy từng trường hợp sau: GIẢI PHÁP Áp dụng phương pháp lượng giải tập vật lý hạt nhân Bảo toàn lượng toàn phần: E1 + E2 = E3 + E4 (m1.c2 + Wđ1) + (m2.c2 + Wđ2) = (m3.c2 + Wđ3) + (m4.c2 + Wđ4) (m1 + m2 - m3 - m4)c2 = Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 Đặt ∆E = (m1 + m2 - m3 - m4)c2 = Wđsau - WđTrước = ∆Wd Từ (*): (**) m1 =  Z1.m p + ( A1 − Z1 ).mn − ∆m1  m2 =  Z m p + ( A2 − Z ).mn − ∆m2  m3 =  Z m p + ( A3 − Z ).mn − ∆m3  m4 =  Z m p + ( A4 − Z ).mn − ∆m4  17 Thay vào (**): ∆E = (m1 + m2 - m3 - m4)c2 = ( tổng khối lượng trước –sau) c2 = [(Z1 + Z2 – Z3 – Z4)mp + (A1 + A2 – A3 – A4)mn - (Z1 + Z2 – Z3 – Z4)mn - ( ∆m + ∆m – ∆m – ∆m 4)] c2 = [ + + + ( ∆m + ∆m – ∆m – ∆m 2)] c2 = ( ∆m + ∆m – ∆m – ∆m 2)] c2 = (tổng độ hụt khối sau –trước).c2 = ∆m c2 + ∆m c2– ∆m c2– ∆m c2 = Wlk3 + Wlk4 - Wlk1 - Wlk2 = ε A3 + ε A4 - ε1.A1 - ε A2 Kết quả: Các công thức tính lượng phản ứng hạt nhân là: ∆E = Wđsau – WđTrước = ∆Wd ∆E = (mtrước – msau).c2 = (m1 + m2 - m3 - m4)c2 (1) (2) ∆E = ( ∆m + ∆m – ∆m – ∆m 2)c2 (3) ∆mn = ∆m p = ∆E = Wlk3 + Wlk4 - Wlk1 - Wlk2 (4) ∆E = ε A3 + ε A4 - ε1.A1 - ε A2 (5) → Wmin ∆E = Wđsau – Wđtrước suy ra: → Wđtrước = Wđsau → Wcung cấp = Wđộng các hạt sau phản ứng – ∆E → Wcung cấp tối thiểu =0 – ∆E – ∆E = – ∆E GV: Nguyễn Văn Tường (6) Trường THPT Yên Định -18- ∆E = Wđsau – Wđtrước suy ra: → Nếu cung cấp lượng dạng photon có lượng: ε = hf = → Wmin = ε = hf = hc λmax ∆E = – ∆E hc λ (7) = Wđsau – Wđtrước suy ra: → Wđtrước = Wđsau → Wcung cấp = Wđộng sau– (m1 + m2 - m3 - m4)c2 → Wcung cấp =(m3 + m4 – m1 – m2)c2 + Wđsau → Wcung cấp – ∆E =(M – M0)c2 + Wđsau (8) Ví dụ 1: Cho phản ứng hạt nhân: Be +11 H →36 Li +24 He mBe = 9,01219u; mH = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mHe = 4,00260u;1uc2 = 931,5MeV Biết hạt proton có động 5,45MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt Li bay với động 3,55MeV Tìm động hạt He Hướng dẫn giải - Đề cho khối lượng các hạt nhân nên ta áp dụng công thức (2) ∆E = (mtrước – msau).c2 = (m1 + m2 - m3 - m4).c2 = ( mBe+ mH - m Li - m He).c2 = 2,133 (MeV) - Vận dụng công thức (1) : ∆E = Wđsau - Wđtrước = Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 = WLi + WHe - Wp - WHe = ∆E + W p − WLi = 4, 033 MeV 19 Ví dụ 2: Bắn hạt nhân α có động 18 MeV vào hạt nhân 14 N đứng yên ta có phản ứng 17 α + 14 N → O + p Biết các hạt nhân sinh tốc độ Cho m α = 4,0015u; m p = 1,0072u; m N = 13,9992u; m O =16,9947u; cho u = 931 MeV/c2 Động hạt prôtôn sinh có giá trị là bao nhiêu? Hướng dẫn giải WO mO vO mO 17 = = - Ta có = = 17 ⇒ WO = 17 Wp Wp m p mpv p - Đề cho khối lượng các hạt nhân nên ta sử dụng công thức (2): ∆E = (mtrước – msau).c2 = (m1 + m2 - m3 - m4).c2 = (mα + mN – mO - mp).c2 = - 1,12 (MeV) (thu lượng ) - Yêu cầu bài toán liên quan tính động nên ta sử dụng (1): ∆E = Wđsau - Wđtrước = Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 – 1,12 = WO + Wp - Wα - – 1,12 = WO + Wp - 18 = 18 Wp - 18 ⇒ Wp = 0,938 MeV và KO = 15,94 MeV Ví dụ 3: 2 Cho phản ứng hạt nhân sau: H + H → He+ n + 3,25 MeV Biết độ hụt khối 12 H là ∆mD = 0, 0024u ;1u = 931MeV / c Năng lượng liên kết hạt nhân 24 He là bao nhiêu? Hướng dẫn giải - Đề cho độ hụt khối các hạt nhân nên ta vận dụng công thức (3): GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -20- ∆E = (∆m sau - ∆m trước)c2 =( ∆m + ∆m – ∆m – ∆m 2)c2 =( ∆m He + ∆m n – ∆m H – ∆m H)c2 =( ∆m He + – ∆m D)c2 ⇒ ∆m He = 3, 25 + 0, 0048 = 0,00829087(u) 931 ⇒ WlkHe = ∆mHe c2 = 0,00829087 931 = 7,7188 (MeV) Ví dụ 4: Xét phản ứng hạt nhân xảy dùng hạt α bắn phá nhân Al: 27 13 Al + α → 1530 P + n Biết khối lượng hạt nhân: mAl = 26,974 u; mα = 4,0015 u; mp = 29,97 u; mn = 1,0087 u Động tối thiểu hạt α để phản ứng xảy là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Wmin = – ∆E = -(mAl + mα - mp - mp).c2 = 2,89 (MeV) Ví dụ 5: TÝnh lợng cần thiết để tách hạt nhân 20 10 Ne thành hạt hạt nhân lợng liên kết riêng hạt nhân 20 10 Ne , 12 C BiÕt He 126 C tơng ứng 8,03, 7,07, 7,68 MeV/nuclon Hướng dẫn giải - Phương trình phản ứng: 20 10 Ne → 2( 24 He) + 126 C - Đề cho lượng liên kết riêng nên ta sử dụng công thức (5): ∆E = ε A3 + ε A4 - ε1.A1 - ε A2 =2(7,07.4) + 7,68.12 – 8,03.20 -0 = -11,88(MeV) - Năng lượng cần thiết tối thiểu Wmin sử dụng công thức (6): Wmin = – ∆E = 11,88 MeV 21 Bài tập vận dụng giải pháp Bài tập 1: Cho phản ứng hạt nhân sau: 12 D + 31T →24He + n Biết độ hụt khối tạo thành các hạt nhân D,31T ,24He là: ∆mD=0,0024u; ∆mT=0,0087u; ∆mHe=0,0305u Cho 1u=931MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng là A 1,806 MeV B 18,06 MeV C 180,6 MeV D 18,06 eV Bài tập 2: Một Proton có động 5,58MeV bắn vào hạt nhân Na23, sinh hạt α và hạt X Cho mp=1,0073u; mNa=22,9854u; mα=4,0015u; mX=19,987u; 1u=931MeV/c2 Biết hạt α bay với động 6,6MeV Động hạt X là A 2,89MeV B 1,89MeV C 3,9MeV D 2,MeV Bài tập 3: Cho biết mC=12,0000u; mα=4,0015u Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia 12 hạt nhân C thành ba hạt α là A 6,7.10-13J B 7,7.10-13J C 8,2.10-13J D 5,6.10-13J Bài tập 4: Xét phản ứng hạt nhân xảy bắn phá nhôm các hạt α: 27 13 30 Al + α →15 P + n Biết các khối lượng: mAl =26,974u; mP=29,97u; mα=4,0015u; mn=1,0087u; 1u=931,5MeV/c2 Bo qua động các hạt sinh Năng lượng tối thiểu hạt α để phản ứng xảy là A 5,14MeV B 4,21MeV C 2,98MeV D 2,56MeV Bài tập 5: Cho các lượng liên kết riêng hạt α là 7,1 MeV, MeV, 230 Th là 7,7 MeV Năng lượng toa hạt nhân và tạo thành đồng vị Thôri A 10,82 MeV GV: Nguyễn Văn Tường 234 92 234 U là 7,63 U phóng xạ tia α 230 90 Th là B 13,98 MeV C 11,51 MeV Trường THPT Yên Định D 17,24 MeV -22- GIẢI PHÁP Áp dụng định luật bảo toàn động lượng lượng tập phóng xạ 23 A B+C a) Định luật bảo toàn động lợng: PA = PB + PC Hạt nhân A đứng yên phóng x¹ : PA = PB + PC =0 ⇒ PB =- PC Hạt B C chuyển động ngợc chiều : PB=PC ⇒ mC.vC= mB.vB m B vC = mC v B Mặt khác : (PB)2=(PC)2 b) Định luật bảo toàn lợng: E 2.mC.WC=2mB.WB m B WC = mC W B ⇒ m B vC WC = = mC v B W B = Wđsau – WđTrước =WB + WC – WA ( WA = ) =WB + WC c) Phần trăm động hạt B,C: E W W + WC W m B WC = ⇒ B = C = B = m C m B m B + mC m B + m C mC W B % WC= WC 100% ∆E %WB=100% Kết quả: - = ⇒ WB = mC ∆E mC + m B ⇒ WC = mB ∆E m B + mC mB 100% m B + mC %WC Các công thức vận dụng bài tập phóng xạ hạt nhân m B vC WC = = mC v B W B (9) ∆E =WB + WC (10) GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -24- WC = mB ∆E m B + mC (11) VÝ dơ : Randon 222 86 Rn lµ chÊt phóng xạ phóng hạt hạt nhân X Biết phóng xạ toả lợng 12,5MeV dới dạng tổng động hai hạt sinh Lấy tỉ số khối lợng hạt gần tỉ số số khối chúng (m /mX A /AX) ộng hạt sinh l bao nhiêu? Hng dn gii W α + WX ⇒ WC = WB = = ∆E =12,5 mB 218 ∆E = 12,5= 12,275 MeV m B + mC 222 mC ∆E = 12,5 -12,275=0,225MeV mC + m B Ví dụ : Hạt nhân 226 88 Ra đứng yên phân rà hạt biết đổi thành hạt nhân X Động hạt phân rà 4,8MeV HÃy xác định lợng toàn phần toả phân rà Coi khối lợng hạt nhân tính theo đơn vị u xÊp xØ b»ng khèi lỵng cđa chóng Hướng dẫn giải mα W X 4 = = ⇒ WX = Wα = 4,8= 0,0865 MeV m X Wα 222 222 222 W α + WX = ∆E =4,8 +0,0865 =4,8865 MeV Ví dụ : Hạt nhân 210 84 Po cã tÝnh phãng x¹ α Tríc phãng xạ hạt nhân Po đứng yên Tính động hạt nhân X sau phóng xạ Cho khối lợng hạt nhân Po mPo=209,93733u, mX=205,92944u, m =4,00150u, 1u=931MeV/c2 25 Hướng dẫn giải ∆E = (mtrước – msau).c2=5,949(MeV) WB = mC ∆E = 5,949=0,1133 MeV mC + m B 210 Ví dụ : HÃy viết phơng trình phóng xạ Randon ( 222 ).Có phần trăm l86 Rn ợng toả phản ứng đợc chuyển thành động hạt ? Coi hạt nhân Randon ban đầu đứng yên khối lợng hạt nhân tính theo đơn vị khối lợng nguyªn tư b»ng sè khèi cđa nã Hướng dẫn giải % WC= mB 218 WC 100%= 100%=98,2% 100% = m B + mC 222 ∆E VÝ dơ : P«l«ni 210 84 Po chất phóng xạ Tính vận tốc hạt , biết hạt nhân Pôlôni phân rà toả lỵng E=2,60MeV Hướng dẫn giải W α + WX = ∆E =2,6 mα W X = = ⇒ W α = 0,04952MeV= 0,07928 10-13J m X Wα 206 ⇒ v= 2W = 1,11.107m/s m Bài tập vận dụng giải pháp Bài tập 1: Hạt nhân U238 đứng yên phân rã tạo thành hạt α và hạt X Biết động hạt X là 3,8.10-2 MeV, động hạt α là GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -26- A 2,22MeV B 0,22MeV C 4,42MeV D 7,2MeV Bài tập 2: Cho phản ứng hạt nhân sau: Li + n→ 1T + α Phản ứng toa nhiệt lượng 4,8MeV Coi động các hạt ban đầu không đáng kể, động hạt α sinh là A 2,74.10-13 JB 4,36.10-13 J C 1,25.10-13 J Bài tập 3: Hạt nhân phóng xạ 234 92 234 92 D 3,29.10-13 J U đứng yên phát hạt α theo phương trình U → 24 He + AZ X Năng lượng toa phản ứng này là 14,15MeV Xem khối lượng hạt nhân gần số khối tính theo đơn vị u Động hạt α là bao nhiêu? A 13,72MeV B 12,91MeV C 13,91MeV D 12,79MeV Bài tập 4: Hạt nhân U238 đứng yên phân rã α và biến thành hạt nhân Th Động hạt α bay chiếm % lượng phân rã ? A 1,68% B 98,3% C 16,8% D 96,7% Bài tập 5: Cho phản ứng hạt nhân: 36 Li + 01n→31T + 24α + 4,9MeV Giả sử động các hạt nơtron và Li nho, động hạt T và hạt α là A 2,5 MeV và 2,1 MeV B 2,8 MeV và 1,2 MeV C 2,8 MeV và 2,1 MeV D 2,5 MeV và 1,2 MeV 27 GV: Nguyễn Văn Tường Trường THPT Yên Định -28- ... kiểm tra lớp thực nghiệm và đối chứng Điều chứng to việc sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic làm tăng kết qua? ? học tập chương hạt nhân nguyên tử cho học sinh lớp 12 II GIỚI... nhớ Việc sử dụng phương pháp lượng và kỹ suy luận logic sẽ tạo hiệu qua? ? cao và tiết kiệm thời gian qua? ? trình làm bài tập chương hạt nhân nguyên tử Từ nâng cao chất lượng các bài... - Lớp 12A2 (lớp đối chứng): Dạy theo phương pháp thông thường - Lớp 12A3 (lớp thực nghiệm) : Giáo viên biên soạn tài liệu phương pháp lượng và kỹ suy luận logic có hướng dẫn cụ thể phương