(Sáng kiến kinh nghiệm) xây dựng bài giảng điện tử trực quan nhằm nâng cao tính ứng dụng kiến thức phần chất rắn và chất lỏng (1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NHƯ XUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH TRƯỜNG THPT NHƯ XUÂN PHÂN LOẠI VÀ GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP PHÓNG XẠ Người thực hiện: Đào Thị Hà Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Như Xuân SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lí THANH HĨA NĂM 2019 MỤC LỤC TT 10 11 12 13 Nội dung Phần Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phần Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp thực 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Phần Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị Trang 1 1 1 3 17 17 17 18 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Là giáo viên trực tiếp giảng dạy khối 12 nhận thấy, giải tập phần phóng xạ chương “ Vật lí hạt nhân” lớp 12 em học sinh trường THPT Như xuân thường lúng túng khơng biết làm Lí phần cơng thức tượng phóng xạ mà SGK vật lí 12 cung cấp việc biến đổi công thức tương đối phức tạp, phần khả nhận thức, suy luận biến đổi biểu thức toán học học sinh miền núi nơi cịn hạn chế Với hình thức thi trắc nghiệm việc giải nhanh tốn u cầu hàng đầu, tìm phương pháp giải toán cách nhanh nhất, đường ngắn giúp em học sinh tiết kiệm thời gian làm mà rèn luyện tư lực phát vấn đề Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, thân tơi qua nghiên cứu, phân tích, tổng hợp từ nguồn tài liệu tham khảo viết đề tài “ Giúp học sinh trường THPT Như xuân phân loại giải số tập phóng xạ” làm sáng kiến kinh nghiệm 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Giúp em học sinh Trường THPT Như xuân phân loại đưa phương pháp giải số dạng tập phóng xạ, giải thơng thạo dạng tập có kĩ tốt việc làm tập trắc nghiệm phần phóng xạ kỳ thi THPT Quốc gia 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Phân loại phương pháp giải số tập phóng xạ - Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 12C 4, 12C2 Trường THPT Như Xuân năm học 2018 – 2019 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau : - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế giáo dục - Phương pháp quan sát sư phạm - Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh PHẦN NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN Sự phóng xạ 1.1 Định nghĩa: Phóng xạ trình phân hủy tự phát hạt nhân khơng bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân hủy kèm theo tạo hạt kèm theo phát xạ điện từ Hạt nhân tự phân hủy gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân hủy gọi hạt nhân 1.2 Các dạng phóng xạ 1.2.1 Phóng xạα : A A−4 Dạng tổng quát phóng xạ α : Z X →α Z−2Y - Bản chất : tia α dòng hạt nhân 42He - Hạt α có điện tích(+2e ) bị lệch điện trường (lệch âm tụ điện) - Hạt α bắn khỏi nguồn với tốc độ vào cỡ 2.10 7m/s, chừng vài cm khơng khí 1.2.2 Phóng xạ Bêta β : X AZ β −¿ Z+1AY ¿ Dạng tổng quát phóng xạ β−¿¿ : → Dạng tổng quát phóng xạ β +¿¿: X AZ β +¿ Z−1AY ¿ → - Bản chất :Tia + dịng hạt Pơzitron, tia β dịng hạt êlectron - Khối lượng: Pơzitron êlectron có khối lượng - Điện tích: Pơzitron(+e), êlectron(-e) nên bị lệch điện trường (Pôzitron lệch âm, êlectron lệch dương tụ điện) −¿¿ - Tia β + chuyển động với tốc độ v xấp xỉ tốc độ ánh sáng, truyền vài mét khơng khí 1.2.3 Phóng xạ Gamma : - Bản chất sóng điện từ, có bước sóng ngắn - Phóng xạ  thường kèm phóng xạ α , - + - Tia  vài mét bêtông vài cm chì Định luật phóng xạ - Mỗi chất phóng xạ đặc trưng thời gian T gọi chu kỳ bán rã Cứ sau chu kỳ nửa số nguyên tử chất biến đổi thành chất khác −t −t - Biểu thức: N=N e−λt =N T hay m=m0 e− λt=m0 T −¿¿ ln 0,693 Với λ= T = T λ gọi số phóng xạ Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H lượng chất phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ đo số phân rã giây - Độ phóng xạ H giảm theo thời gian với qui luật H = N = Noe− λt = Ho e− λt Với Ho = No độ phóng xạ ban đầu - Đơn vị độ phóng xạ Beccơren (Bq) hay Curi (Ci) Bq = 1phân rã/giây ; 1Ci = 3,7.1010 Bq Năng lượng phóng xạ Q trình phóng xạ A → B + C Năng lượng toả phân rã + ∆ E = (mA – mB – mC)c2 Với mA , mB ,mC khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng 1u=931,5 MeV/c2 + ∆ E = 931,5(mA – mB – mC) (MeV) + ∆ E = (∆ mB+ ∆ mC −∆ mA )c2= 931,5(∆ mB+ ∆ mC −∆ mA ) (MeV) Với ∆ mA , ∆ mB , ∆ mC độ hụt khối hạt nhân trước sau phản ứng + ∆ E = WlkB + WlkC – WlkA Với WlkA , WlkB , WlkC lượng liên kết hạt nhân trước sau phản ứng Các định luật bảo tồn q trình phóng xạ a Bảo tồn điện tích số khối ZA = ZB +ZC AA = AB + AC b Định luật bảo toàn động lượng ⃗ P A =⃗ PB + ⃗ PC Hạt nhân A đứng yên phóng xạ nên ⃗ P A =⃗ PB + ⃗ PC =⃗0 ⇒ ⃗ PB =−⃗ PC ⇒ Hạt B C chuyển động ngược chiều m v B C ⇒ PB =PC  mB v B=mC v C  m = v C B 2 Và PB =PC Mà: P2=m2 v 2=2 mW đ m W B C ⇒ mB W B =2 mC W C  m = W C B Với WB, WC động hạt sau phản ứng Ta có hệ thức: m B vC W C = = mC v B W B c Định luật bảo toàn lượng E A + W A =EB + E C + W B +W C ⇒ E A −E B−E C =W B+ W C −W A=∆ E W B +W C =∆ E Mà W A =0 ⇒ Trong đó: E =mc2 lượng nghỉ W= mv2 động hạt 2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này, em học sinh trường THPT Như xuân lung túng, chưa có phương pháp giải cụ thể gặp tập phóng xạ nên để giải toán em nhiều thời gian mà kết đạt không mong muốn Mặt khác với hình thức thi trắc nghiệm nay, tính trung bình câu học sinh làm thời gian 1,25 phút Nếu khơng có phương pháp giải kết đạt thấp Từ dẫn đến tình trạng học sinh chán học khơng muốn học mơn vật lí Vì để đạt kết mong đợi học sinh cần nhận dạng nắm phương pháp giải dạng toán 2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Qua q trình tìm hiểu, nghiên cứu tơi phân loại đưa phương pháp giải cho dạng tốn phần phóng xạ sau: I Dạng tốn xác định đại lượng đặc trưng cho phóng xạ I.1 Phương pháp giải Số hạt lại số hạt bị phân rã - Giả sử số hạt nguyên chất ban đầu N0 + Số hạt cịn lại sau thời gian phóng xạ t N = N e− λt=N e −ln t T (1) + Số hạt bị phân rã sau thời gian phóng xạ t ∆N = N−N 0=¿ N0(1- e− λt ) = N0(1 - e −ln t T ) (2) m + Số nguyên tử có m(g) lượng chất : N= A N A Với NA = 6,023.1023 hạt/mol số Avôgađrô (3) Khối lượng lại khối lượng bị phân rã - Giả sử khối lượng nguyên chất ban đầu m0 - Khối lượng cịn lại sau thời gian phóng xạ t −ln m = m0 e− λt = m0 e T t (4) - Khối lượng bị phân rã sau thời gian phóng xạ t −ln ∆m = m−m0 =¿ m0(1-e− λt ) = m0(1 -e T t) (5) Chú ý: t * Nếu T =n tự nhiên áp dụng cơng thức sau nhanh N= m= N0 t T m0 t T −t T =N −t ; ∆N = N0(1- T ¿ −t −t = m0 T ; ∆m = m0(1- T ¿ *t T phải đưa đơn vị, m m0 phải đơn vị * Khi t