GiaoanCVII.Hạt nhân nguyên tử

GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ CHƯƠNG VII:HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Tiết 61 Bài 35: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của các hạt nhân. - Nêu được các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtrôn. - Giải thích được kí hiệu của hạt nhân. - Định nghĩa được khái niệm đồng vị. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một bảng thống kê khối lượng của các hạt nhân. 2. Học sinh: Ôn lại về cấu tạo nguyên tử. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp(1’) 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Vào bài:(3’) Trong quá trình tìm hiểu cấu tạo của các chất, người ta ngày càng đi sâu vào phạm vi các kích thước ngày càng nhỏ, nhỏ hơn kích thước phân tử, nguyên tử. Năm 1897 J.J. Tôm-xơn (Thompson) tìm ra được hạt êlectron và đo được tỉ số e/m. Năm 1908 J. Pê-rin (Perrin) xác định được giá trị số A-vô-ga-đrô, chứng minh sự tồn tại của nguyên tử. Năm 1909 – 1911 E. Rơ-dơ-pho (Rutherford) tìm ra sự tồn tại của hạt nhân trong nguyên tử. Ông đề xuất cấu tạo nguyên tử gồm có hạt nhân và các êlectron. Các nhà vật lí học chưa dừng ở đó mà vẫn tiếp tục đi sâu vào cấu tạo bên trong của hạt nhân nguyên tử. Vấn đề này đã được giải quyết cơ bản vào năm 1932 khi Sát-uých (J. Chadwick) tìm ra hạt nơtron. Hoạt động 1 (20 phút): Tìm hiểu về cấu tạo hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Nguyên tử có cấu tạo như thế nào? - Hạt nhân có kích thước như thế nào? (Kích thước nguyên tử 10 -9 m) - Hạt nhân có cấu tạo như thế nào? - Y/c Hs tham khảo số liệu về khối lượng của prôtôn và nơtrôn từ Sgk. - Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn, ví dụ của hiđrô là 1, cacbon là 6 … - Số nơtrôn được xác định qua A và Z như thế nào? - Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu như thế nào? - 1 hạt nhân mang điện tích +Ze, các êlectron quay xung quanh hạt nhân. - Rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 10 4 ÷ 10 5 lần (10 -14 ÷ 10 -15 m) - Cấu tạo bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn (gọi chung là nuclôn) - Số nơtrôn = A – Z. - Kí hiệu của hạt nhân của nguyên tố X: A Z X I. Cấu tạo hạt nhân 1. Hạt nhân tích điện dương +Ze (Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn). - Kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 10 4 ÷ 10 5 lần. 2. Cấu tạo hạt nhân - Hạt nhân được tạo thành bởi các nuclôn. + Prôtôn (p), điện tích (+e) + Nơtrôn (n), không mang điện. - Số prôtôn trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số) - Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối). - Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z. 3. Kí hiệu hạt nhân - Hạt nhân của nguyên tố 144 Tuần:………… Ngày soạn:… /……/… Ngày dạy:… /……./… GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ - Ví dụ: 1 1 H , 12 6 C , 16 8 O , 67 30 Zn , 238 92 U → Tính số nơtrôn trong các hạt nhân trên? - Đồng vị là gì? - Nêu các ví dụ về đồng vị của các nguyên tố. - Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó có 2 đồng vị bền là 12 6 C (khoảng 98,89%) và 13 6 C (1,11%), đồng vị 14 6 C có nhiều ứng dụng. 1 1 H : 0; 12 6 C : 6; 16 8 O : 8; 67 30 Zn : 37; 238 92 U : 146 - HS đọc Sgk và trả lời. X được kí hiệu: A Z X - Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp: 1 1 p , 1 0 n , 0 1 e − − . 4. Đồng vị - Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z, khác nhau số A. - Ví dụ: hiđrô có 3 đồng vị a. Hiđrô thường 1 1 H (99,99%) b. Hiđrô nặng 2 1 H , còn gọi là đơ tê ri 2 1 D (0,015%) c. Hiđrô siêu nặng 3 1 H , còn gọi là triti 3 1 T , không bền, thời gian sống khoảng 10 năm. Hoạt động 2 (20 phút): Tìm hiểu khối lượng hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của êlectron → khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân. - Để tiện tính toán → định nghĩa một đơn vị khối lượng mới → đơn vị khối lượng nguyên tử. - Theo Anh-xtanh, một vật có năng lượng thì cũng có khối lượng và ngược lại. - Dựa vào hệ thức Anh-xtanh → tính năng lượng của 1u? - Lưu ý: 1J = 1,6.10 -19 J - HS ghi nhận khối lượng nguyên tử. - HS ghi nhận mỗi liên hệ giữa E và m. E = uc 2 = 1,66055.10 -27 (3.10 8 ) 2 J = 931,5MeV II. Khối lượng hạt nhân 1. Đơn vị khối lượng hạt nhân - Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị 12 6 C . 1u = 1,6055.10 -27 kg 2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân - Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c 2 . E = mc 2 c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.10 8 m/s). 1uc 2 = 931,5MeV → 1u = 931,5MeV/c 2 MeV/c 2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân. - Chú ý quan trọng: + Một vật có khối lượng m 0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với 145 GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ 0 2 2 1 m m v c = − Trong đó m 0 : khối lượng nghỉ và m là khối lượng động. + Năng lượng toàn phần: 2 2 0 2 2 1 m c E mc v c = − − Trong đó: E 0 = m 0 c 2 gọi là năng lượng nghỉ. E – E 0 = (m - m 0 )c 2 chính là động năng của vật. 4. Củng cố và dặn dò(1’) - Cấu tạo hạt nhân gồm có Z phôtôn và A – Z nơtron (A: số nuclôn). Kí hiệu : - Khối lượng hạt nhân tính ra đơn vị: u: 1u = 1,66055.10 -27 kg ≈ 931 MeV/c 2 - Hệ thức Anhxtanh: 2 .cmE = - GBTSGK - Xem trước bài mới IV. RÚT KINH NGHIỆM Tiết 62- 63 Bài 36: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được những đặc tính của lực hạt nhân. - Viết được hệ thức Anh-xtanh. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của độ hụt khối lượng của hạt nhân. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của năng lượng liên kết của hạt nhân. - Sử dụng các bảng đã cho trong Sgk, tính được năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân. - Phát biểu được định nghĩa phản ứng hạt nhân và nêu được các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. - Phát biểu được và nêu được ví dụ về phản ứng hạt nhân. - Viết biểu thức năng lượng của một phản ứng hạt nhân và nêu được điều kiện của phản ứng hạt nhân trong các trường hợp: toả năng lượng và thu năng lượng. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Các bảng số liệu về khối lượng nguyên tử hoặc hạt nhân, đồ thị của W lk A theo A. 2. Học sinh: Ôn lại bài 35. 146 Tuần:………… Ngày soạn:… /……/… Ngày dạy:… /……./… Tuần:………… Ngày soạn:… /……/… Ngày dạy:… /……./… GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp(1’) 2. Kiểm tra bài cũ(2’) - Các hạt nhân có cùng số A và khác số Z được gọi là các hạt nhân đồng khối, ví dụ và . So sánh: + Khối lượng. +. Bán kính. +. Điện tích của hai hạt nhân đồng khối 3. Vào bài:(1’): Do cơ chế nào, các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân bền vững? Các hạt nhân có thể biến thành những hạt nhân khác được không? Nói cách khác, ước mơ biến đá thành vàng của loài người có thành hiện thực? Hoạt động 1 (25 phút): Tìm hiểu về lực hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Các hạt nhân bền vững, vậy lực nào đã liên kết các nuclôn lại với nhau. - Thông báo về lực hạt nhân. - Lực hạt nhân có phải là lực tĩnh điện? - Lực hạt nhân có phải là lực hấp dẫn? → Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn. → Nó là một lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn → lực tương tác mạnh. - Chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân nghĩa là gì? - HS ghi nhận lực hạt nhân. - Không, vì lực hạt nhân là lực hút giữa các nuclôn, hay nói cách cách nó không phụ thuộc vào điện tích. - Không, vì lực này khá nhỏ (cỡ 12,963.10 -35 N), không thể tạo thành liên kết bền vững. - Nếu khoảng cách giữa các nuclôn lớn hơn kích thước hạt nhân thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống không. I. Lực hạt nhân - Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). - Kết luận: + Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực tương tác mạnh. + Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10 - 15 m) Hoạt động 2 (30 phút): Tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Xét hạt nhân 4 2 He có khối lượng m( 4 2 He ) = 4,0015u với tổng khối lượng của các nuclôn? → Có nhận xét gì về kết quả tìm được? → Tính chất này là tổng quát đối với mọi hạt nhân. - Độ hụt khối của hạt nhân 4 2 He ? - Xét hạt nhân 4 2 He , muốn chuyển hệ từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, cần cung cấp cho hệ năng lượng để thắng lực liên kết giữa các nuclôn, giá trị tối - Tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân 4 2 He : 2m p + 2m n = 2.1,00728 + 2.1,00866 = 4,03188u 2m p + 2m n > m( 4 2 He ) ∆m = 2m p + 2m n - m( 4 2 He ) = 4,03188 - 4,0015 = 0,03038u (2m p + 2m n )c 2 - m( 4 2 He ) c 2 - Năng lượng liên kết: E lk = [2m p + 2m n - m( 4 2 He )]c 2 II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 1. Độ hụt khối - Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. - Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu ∆m ∆m = Zm p + (A – Z)m n – m( A Z X ) 2. Năng lượng liên kết 2 ( ) ( ) A lk p n Z E Zm A Z m m X c   = + − −   147 GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ thiểu của năng lượng cần cung cấp? → năng lượng liên kết. - Trong trường hợp 4 2 He , nếu trạng thái ban đầu gồm các nuclôn riêng lẻ → hạt nhân 4 2 He → toả năng lượng đúng bằng năng lượng liên kết E lk → quá trình hạt nhân toả năng lượng. - Mức độ bền vững của một hạt nhân không những phụ thuộc vào năng lượng liên kết mà còn phụ thuộc vào số nuclôn của hạt nhân → Năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn? - Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn chứng tỏ hạt nhân đó như thế nào? - Các hạt nhân bền vững nhất có lk E A lớn nhất vào cỡ 8,8MeV/nuclôn, là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn (50 < A < 95) = ∆m.c 2 - Hạt nhân có số khối A → có A nuclôn → năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn: lk E A . - Càng bền vững. Hay 2 lk E mc =∆ - Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c 2 . 3. Năng lượng liên kết riêng - Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu lk E A , là thương số giữa năng lượng liên kết E lk và số nuclôn A. - Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. Hoạt động 3 (30 phút): Tìm hiểu về phản ứng hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Y/c HS đọc Sgk và cho biết như thế nào là phản ứng hạt nhân? - Chia làm 2 loại. - Y/c HS tìm hiểu các đặc tính của phản ứng hạt nhân dựa vào bảng 36.1 - Y/c Hs đọc Sgk và nêu các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. Ví dụ: Xét phản ứng hạt nhân: 31 2 4 1 2 3 4 AA A A Z Z Z Z A B X Y + = + - Lưu ý: Không có định luật bảo toàn khối lượng nghỉ mà chỉ có bảo toàn - Là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau và biến đổi thành hạt nhân khác. - HS ghi nhận các đặc tính. - HS đọc Sgk và ghi nhận các đặc tính. - Bảo toàn điện tích: Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 (Các Z có thể âm) - Bảo toàn số khối A: A 1 + A 2 = A 3 + A 4 III. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa và đặc tính - Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân. a. Phản ứng hạt nhân tự phát - Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. b. Phản ứng hạt nhân kích thích - Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. - Đặc tính: + Biến đổi các hạt nhân. + Biến đổi các nguyên tố. + Không bảo toàn khối lượng nghỉ. 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân a. Bảo toàn điện tích. b. Boả toàn số nuclôn (bảo toàn số A). c. Bảo toàn năng lượng toàn phần. 148 GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân. - Muốn thực hiện một phản ứng hạt nhân thu năng lượng chúng ta cần làm gì? (Các A luôn không âm) - Phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ lớn. d. Bảo toàn động lượng. 3. Năng lượng phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân có thể toả năng lượng hoặc thu năng lượng. Q = (m trước - m sau )c 2 + Nếu Q > 0→ phản ứng toả năng lượng: - Nếu Q < 0 → phản ứng thu năng lượng: 4. Củng cố và dặn dò(1’) - Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). - Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn; nó được đo bằng tích của độ hụt khối lượng với thừa số c 2 : - Mức độ bền vững của một hạt nhân tùy thuộc vào năng lượng liên kết trên một nuclôn: - Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân, được chia thanh hai loại: Phản ứng hạt nhân tự phát; Phản ứng hạt nhân kích thích. - Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân: Bảo toàn điện tích; Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A); Bảo toàn năng lượng toàn phần; Bảo toàn động lượng. - Năng lượng của một phản ứng hạt nhân: - GBTSGK - Xem trước bài mới IV. RÚT KINH NGHIỆM 149 GIO N VT Lí 12 BAN C BN GIO VIấN: NGUYN TH V Tit 64: BI TP I. Mc tiờu:Giỳp hc sinh vn dng kin thc ó hc v cu to ht nhõn, nng lng liờn kt ht nhõn, phn ng ht nhõn gii bi tp II. Chun b: * Giỏo viờn: chun b cõu hi trc nghim * HS: nm vng kin thc gii bi tp III. Tin trỡnh dy hc: Hot ng 1: Cng c kin thc 1. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôtôn (mang điện tích nguyên tố dơng), và các nơtron (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với nhau bởi lực hạt nhân rất mạnh nhng có bán kính tác dụng rất ngắn. Hạt nhân của các nguyên tố có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N đợc gọi là số khối. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhng khác số nơtron N gọi là các đồng vị. Đơn vị khối lợng nguyên tử u có trị số bằng 1/12 khối lợng của đồng vị C 12 6 ; u xấp xỉ bằng khối lợng của một nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lợng xấp xỉ bằng A(u). 2. Khối lợng của vật chuyển động với vận tốc v (khối lợng tơng đối tính) là: 2 2 0 c v 1 m m = , với m 0 là khối lợng nghỉ. - Hệ thức Anhstanh giữa năng lợng và khối lợng: Nếu một vật có khối lợng m thì có năng lợng E tỉ lệ với m 2 2 2 0 2 c v 1 cm mcE == Đối với hệ kín, khối lợng và năng lợng nghỉ không nhất thiết đợc bảo toàn, nhng năng l- ợng toàn phần (bao gồm cả động năng và năng lợng nghỉ) đợc bảo toàn. Cơ học cổ điển là trờng hợp riêng của cơ học tơng đối tính khi vận tốc chuyển động rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng. 3. Khối lợng của một hạt nhân đợc tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé hơn tổng khối lợng của các nuclôn, hiệu số m gọi là độ hụt khối. Sự tạo thành hạt nhân toả năng lợng tơng ứng E = mc 2 , gọi là năng lợng liên kết của hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành các nuclôn thì cần tốn một năng lợng bằng E). Hạt nhân có năng lợng liên kết riêng E/A càng lớn thì càng bền vững. Hot ng 2: Vn dng gii mt s cõu trc nghim Giỏo viờn: Phỏt cõu hi trc nghim Hc sinh: Tin hnh gii 8.1 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton. B. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và (A Z) nơtron. D. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và (A + Z) prôton. 8.2 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton. B. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton và các nơtron. 150 GIO N VT Lí 12 BAN C BN GIO VIấN: NGUYN TH V D. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton, nơtron và electron . 8.3 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau. B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau. C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau. D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lợng bằng nhau. 8.4 Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lợng nguyên tử? A. Kg B. MeV/c C. MeV/c 2 D. u 8.5 Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lợng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lợng của một nguyên tử Hyđrô H 1 1 B. u bằng khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon C 13 1 C. u bằng 12 1 khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon C 12 6 D. u bằng 12 1 khối lợng của một nguyên tử Cacbon C 12 6 8.6 Hạt nhân U 238 92 có cấu tạo gồm: A. 238p và 92n B. 92p và 238n C. 238p và 146n D. 92p và 146n 8.7 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Năng lợng liên kết là toàn bộ năng lợng của nguyên tử gồm động năng và năng l- ợng nghỉ. B. Năng lợng liên kết là năng lợng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân. C. Năng lợng liên kết là năng lợng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon. D. Năng lợng liên kết là năng lợng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử. 8.8 Hạt nhân đơteri D 2 1 có khối lợng 2,0136u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết của hạt nhân D 2 1 là A. 0,67MeV B. 1,86MeV C. 2,02MeV D. 2,23MeV 8.9 Hạt có khối lợng 4,0015u, biết số Avôgađrô N A = 6,02.10 23 mol -1 , 1u = 931MeV/c 2 . Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt , năng lợng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là A. 2,7.10 12 J B. 3,5. 10 12 J C. 2,7.10 10 J D. 3,5. 10 10 J 8.10 Hạt nhân Co 60 27 có cấu tạo gồm: A. 33 prôton và 27 nơtron B. 27 prôton và 60 nơtron C. 27 prôton và 33 nơtron D. 33 prôton và 27 nơtron 8.11 Hạt nhân Co 60 27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân Co 60 27 là A. 4,544u B. 4,536u C. 3,154u D. 3,637u 8.12 Hạt nhân Co 60 27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết riêng của hạt nhân Co 60 27 là A. 70,5MeV B. 70,4MeV C. 48,9MeV D. 54,4MeV Tit 65 151 Tun: Ngy son: // Ngy dy: /./ GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ Bài 37: PHÓNG XẠ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì. - Viết được phản ứng phóng xạ α, β - , β + . - Nêu được các đặc tính cơ bản của quá trình phóng xạ. - Viết được hệ thức của định luật phóng xạ. Định nghĩa được chu kì bán rã và hằng số phân rã. - Nêu được một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Một số bảng, biểu về các hạt nhân phóng xạ; về 3 họ phóng xạ tự nhiên. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp(1’) 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Vào bài(3’): Ngay từ cuối thế kỉ XX, năm 1886, Béc-cơ-ren (Becquerel) đã tìm ra hiện tượng muối uran phát ra những tia có thể tác dụng lên kính ảnh, Béc-cơ-ren lại chứng minh được rằng, đó không phải là hiện tượng phát tia Rơn-ghen và cũng không phải là hiện tượng lân quang. Béc-cơ-ren đã đặt tên cho hiện tượng đó là phóng xạ. Tiếp sau đó, hai ông bà Pi-e và Ma-ri Quy-ri đã tìm thêm được hai chất phóng xạ là pôlôni và radi, trong đó, radi có tính phóng xạ mạnh hơn nhiều so với uran. Năm 1934, hai ông bà I-ren Quy-ri và Frê-đê-ríc Jô-li-ô Quy-ri tìm ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo. Vậy bản chất phóng xạ là gì? Vai trò của nó trong khoa học và trong đời sống ra sao? Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Thông báo định nghĩa phóng xạ. - Y/c HS đọc Sgk và nêu những dạng phóng xạ. - Bản chất của phóng xạ α và tính chất của nó? - Hạt nhân 226 88 Ra phóng xạ α → viết phương trình? - Bản chất của phóng xạ β - là gì? - Thực chất trong phóng xạ β - kèm theo phản hạt của nơtrino ( 0 0 ν ) có khối lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ ≈ c. Cụ thể: 1 1 0 0 0 1 1 0 n p e ν − → + + - HS ghi nhận định nghĩa hiện tượng phóng xạ. - HS nêu 4 dạng phóng xạ: α, β - , β + . γ. - HS nêu bản chất và tính chất. 226 222 4 88 86 2 Ra Rn He → + Hoặc: 226 222 88 86 Ra Rn α → - HS đọc Sgk để trình bày. 14 14 0 0 6 7 1 0 C N e ν − → + + I. Hiện tượng phóng xạ 1. Định nghĩa (Sgk) 2. Các dạng phóng xạ a. Phóng xạ α 4 4 2 2 A A Z Z X Y He − − → + Dạng rút gọn: 4 2 A A Z Z X Y α − − → - Tia α là dòng hạt nhân 4 2 He chuyển động với vận tốc 2.10 7 m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài µm trong vật rắn. b. Phóng xạ β - - Tia β - là dòng êlectron ( 0 1 e − ) 0 0 1 1 0 A A Z Z X Y e ν + − → + + Dạng rút gọn: 1 A A Z Z X Y β − + → 152 GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN GIÁO VIÊN: NGUYỄN THẾ VŨ - Hạt nhân 14 6 C phóng xạ β - → viết phương trình? - Bản chất của phóng xạ β + là gì? - Thực chất trong phóng xạ β + kèm theo hạt nơtrino ( 0 0 ν ) có khối lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ ≈ c. Cụ thể: 1 1 0 0 1 0 1 0 p n e ν → + + - Hạt nhân 12 7 N phóng xạ β + → viết phương trình? - Tia β - và β + có tính chất gì? - Trong phóng xạ β - và β + , hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích → trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ điện từ γ, còn gọi là tia γ. Hoặc: 14 14 6 7 C N β − → - HS đọc Sgk để trình bày. 12 12 0 0 7 6 1 0 N C e ν → + + Hoặc: 12 12 7 6 N C β + → - HS nêu các tính chất của tia β - và β + . c. Phóng xạ β + - Tia β + là dòng pôzitron ( 0 1 e ) 0 0 1 1 0 A A Z Z X Y e ν − → + + Dạng rút gọn: 1 A A Z Z X Y β + − → * Tia β - và β + chuyển động với tốc độ ≈ c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại. d. Phóng xạ γ E 2 – E 1 = hf - Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm phóng xạ β - và β + . - Tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì. Hoạt động 2 (25 phút): Tìm hiểu về định luật phóng xạ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Y/c HS đọc Sgk và nêu các đặc tính của quá trình phóng xạ. - Gọi N là số hạt nhân ở thời điểm t. Tại thời điểm t + dt → số hạt nhân còn lại N + dN với dN < 0. → Số hạt nhân phân rã trong thời gian dt là bao nhiêu? → Số hạt nhân đã phân huỷ -dN tỉ lệ với đại lượng nào? - Gọi N 0 là số hạt nhân của mẫu phóng xạ tồn tại ở thời điểm t = 0 → muốn tìm số hạt nhân N tồn tại lúc t > 0 → ta phải làm gì? → 0 0 ln | | N t N N t λ = − → ln|N| - ln|N 0 | = -λt → 0 0 | | ln | | t N t N N e N λ λ − = − → = - Chu kì bán rã là gì? - HS đọc Sgk để trả lời. Là -dN - Khoảng thời gian dt và với số hạt nhân N trong mẫu phóng xạ: -dN = λNdt dN dt N λ = − 0 0 N t N dN dt N λ = − ∫ ∫ - HS đọc Sgk để trả lời và ghi nhận công thức xác định chu kì bán rã. II. Định luật phóng xạ 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ a. Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. b. Có tính tự phát và không điều khiển được. c. Là một quá trình ngẫu nhiên. 2. Định luật phân rã phóng xạ - Xét một mẫu phóng xạ ban đầu. + N 0 sô hạt nhân ban đầu. + N số hạt nhân còn lại sau thời gian t. 0 t N N e λ − = Trong đó λ là một hằng số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét. 3. Chu kì bán rã (T) - Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt 153 [...]... 13 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ B Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia , , C Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác D Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtron 8.14 Kết luận nào về bản chất của... ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ Trong phân rã - hoặc + hạt nhân con tiến hoặc lùi một ô trong bẳng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ Trong phân rã hạt nhân không biến đổi mà chỉ chuyển từ mức năng lợng cao xuống mức năng lợng thấp hơn 4 Phản ứng hạt nhân là tơng tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi hạt nhân a Trong phản ứng hạt nhân, các đại lợng sau đây đợc bảo toàn: số... số hạt nhân ban đầu N 0 Số hạt nhân N hoặc khối lợng m của chất phóng xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: N ( t ) = N 0 e t , m( t ) = m 0 e t , là hằng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ bán rã: = ln 2 0,693 T T c Độ phóng xạ H bằng số phân rã trong 1s Nó cũng bằng số nguyên tử N nhân với H giảm theo định luật phóng xạ giống nh N: H( t ) = H 0 e t d Trong phân rã hạt nhân con... là dòng các hạt nhân nguyên tử C Tia là dòng hạt mang điện D Tia là sóng điện từ 8.15 Kết luận nào dới đây không đúng? A Độ phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lợng chất phóng xạ B Độ phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một chất phóng xạ C Độ phóng xạ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử của chất phóng... GIO VIấN: NGUYN TH V 3 Hạt nhân phóng xạ bị phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác a Tia phóng xạ gồm nhiều loại: , -, +, Hạt là hạt nhân của 4 He Hạt - là các 2 + + electron, kí hiệu là e Hạt là pôziton kí hiệu là e Tia là sóng điện từ có bớc sóng rất ngắn (ngắn hơn tia X) b Chu kỳ bán rã T của một chất phóng xạ là thời gian sau đó số hạt nhân của một lợng chất ấy... GIO N VT Lí 12 BAN C BN GIO VIấN: NGUYN TH V A 8.17 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân A' Z 'Y thì A Z' = (Z + 1); A' = A B Z' = (Z 1); A' = A C Z' = (Z + 1); A' = (A 1) D Z' = (Z 1); A' = (A + 1) A 8.18 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ + hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân A' Z 'Y thì A Z' = (Z 1); A' = A B Z' = (Z 1); A' = (A + 1) C Z' = (Z + 1); A' = A D... 1) 8.19 Trong phóng xạ + hạt prôton biến đổi theo phơng trình nào dới đây? A p n + e + + B p n + e + C n p + e + D n p + e 8.20 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Tia là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli 4 He 2 B Khi đi qua điện trờng giữa hai bản của tụ điện tia bị lệch về phía bản âm C Tia ion hóa không khí rất mạnh D Tia có khả năng đâm xuyên mạnh nên đợc sử dụng để chữa bệnh ung th . trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số) - Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối). - Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z. 3. Kí hiệu hạt nhân - Hạt nhân. A. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton. B. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử