8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.3.2. Bài 53 Phóng xạ
Bài 53. PHÓNG XẠ I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì.
- Nêu được các loại tia phóng xạ và bản chất các tia phóng xạ.
- Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này. - Nêu được độ phóng xạ là gì và viết được công thức tính độ phóng xạ. - Nêu được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
2. Kĩ năng
Vận dụng được định luật phóng xạ và khái niệm độ phóng xạ để giải được các bài tập trong SGK và các bài tập.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Bản vẽ sẵn hình 53.1 SGK và hình 53.3 SGK. - Chuẩn bị phiếu học tập cho HS.
2. Học sinh
- Đọc trước bài trong SGK và làm phiếu học tập mà GV đưa.
Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :
- Hiện tượng phóng xạ là gì? Nguyên nhân gây ra phóng xạ là do đâu? - Có mấy loại tia phóng xạ và bản chất của từng loại tia?
- Khi hạt nhân mẹ xảy ra phóng xạ các tia , , thì hạt nhân con tiến hay lùi như thế nào trong bảng hệ thống tuần hoàn.
- Tìm hiểu công thức về định luật phóng xạ của N, m, H.
* Câu hỏi củng cố bài :
Câu 1. Chọn câu sai khi nói về tia anpha:
A. Có vận tốc xấp xỉ bằng vận tốc ánh sáng
B. Có tính đâm xuyên yếu C. Mang điện tích dương +2e D. Có khả năng ion hóa chất khí.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
B. Không thay đổi vị trí trong bảng tuần hoàn. C. Tiến một ô trong bảng phân loại tuần hoàn. D. Tiến hai ô trong bảng phân loại tuần hoàn.
Câu 3. Đồng vị Pôlôni 21084Po là chất phóng xạ α, chu kì bán rã là 138 ngày. Độ phóng xạ ban đầu của 2mg Po là:
A. 2,879.1016 Bq B. 2,879.1019 Bq C. 3,33.1014 Bq D. 3,33.1011 Bq
Câu 4. Câu nào sau đây là sai khi nói về sự phóng xạ.
A. Tổng khối lượng của hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
B. không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài. C. hạt nhân con bền hơn hạt nhân mẹ.
D. Là phản ứng hạt nhân tự xảy ra
Câu 5. Trong phóng xạ -
, trong bảng phân loại tuần hoàn, hạt nhân con so với hạt nhân mẹ :
A. lùi hai ô. B. lùi một ô.
C. tiến 1 ô. D. không thay đổi vị trí.
Câu 6. Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia rồi một tia - thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào
A. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2 B. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1 C. Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1 D. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1
Câu 7. Chọn câu sai:
A. Nơtrinô xuất hiện trong sự phóng xạ α B. Nơtrinô hạt không có điện tích C. Nơtrinô xuất hiện trong sự phóng xạ β D. Nơtrinô là hạt sơ cấp
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
III . Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức
Các cơ hội phát triển tư duy của HS:
Phóng xạ có tác hại như thế nào đối với cơ thể chúng ta?
Câu 1: Bec-cơ-ren làm thí nghiệm như thế nào?
Trả lời: Ông đã phát hiện một loại bức xạ không nhìn thấy từ muối Urani sunfat.
Các tia phóng xạ.
Các loại tia phóng xạ: tia , tia , tia .
Bản chất các loại tia phóng xạ
Phải chăng trong cơ thể chúng ta cũng có tính phóng xạ?
Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
VD: ZA11X1 ZA22 X2 ZA33 X3 Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ. Định luật phóng xạ T t t N e N t N( ) 0 02 T t t m e m t m( ) 0 02 Độ phóng xạ H 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t Đồng vị phóng xạ Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Trả lời: Hai ông bà đã tìm ra chất phóng xạ mới là pôlôni và rađi.
Từ thực tiễn về chất phóng xạ và 2 thí nghiệm, HS khái quát hiện tượng phóng xạ. Trong quá trình phân rã phóng xạ thì số hạt nhân giảm theo thời gian. Số hạt nhân đó giảm như thế nào? 0 ( ) t N t N e ; ln 2 T
Câu 3: Khối lượng chất phóng xạ thay đổi như thế nào?
Trả lời: Khối lượng chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian do khối lượng hạt nhân giảm
m(t) = m0e-t
Câu 4: Hãy phát biểu định luật phóng xạ?
Trả lời: Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo quy luật hàm số mũ.
Câu hỏi 5: Hãy suy ra hệ quả từ định luật phóng xạ?
Trả lời: Vì số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian, nên độ phóng
xạ H của chất phóng xạ giảm theo thời gian: Ht = H0e-t
IV . Tổ chức hoạt động dạy – học
Hoạt động 1 ( 5phút ): Ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Lớp trưởng báo cáo tình hình của lớp. * HS chuẩn bị trả lời câu hỏi :
1) Hạt nhân có kí hiệu ZAX có A nuclôn. với A= N+Z
Z : prôtôn; kí hiệu: 11p, mang điện tích e+
.
N : nơtrôn; kí hiệu : 10n, không mang điện tích.
2) Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau.
VD: hiđrô có các đồng vị : 11H; 12H ; 13H. Đơn vị là u co trị số bằng 1/12 khối lượng
- Yêu cầu HS cho biết tình hình của lớp. * Câu hỏi kiểm tra bài :
1) Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo như thế nào? Kí hiệu hạt nhân ra sao?
2) Đồng vị là gì? Cho ví dụ.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
3) * Khối lượng m của hạt nhân bao giờ cũng nhỏ hơn so với tổng khối lượng các nuclôn m0 tạo thành hạt nhân đó một lượng m, m là độ hụt khối.
m = [Zmp + (A – Z)mn] – m
* Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần cung cấp cho để phá vỡ hạt nhân ra thành các nuclôn riêng biệt.
Wlk = [Zmp + (A – Z)mn - m]c2 Năng lượng liên kết riêng kí hiệu là và có công thức là : =
A Wlk
Đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân là năng lượng liên kết riêng. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
4) Đáp số: 2,7.1012 J
3) Độ hụt khối của hạt nhân là gì? Năng lượng liên kết và liên kết riêng là gì? Chúng có liên quan thế nào với sự bền vững của hạt nhân?
4) Giải bài tập số 6 trang 266 SGK.
Hoạt động 2 ( 5 phút ): Hiện tượng phóng xạ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS lắng nghe GV.
- Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ.
- Do các nguyên nhân bên trong gây ra và hoàn toàn không phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất....
- Vào bài : Chúng ta đã từng nghe tới rất nhiều loại phóng xa như: , , . Vậy để biết sâu hơn về những phóng xạ trên thì chúng ta đi vào bài mới.
- Hãy định nghĩa hiện tượng phóng xạ là gì ?
- nguyên nhân của quá trình phân rã phóng xạ là do đâu?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
- Quá trình phóng xạ là quá trình tỏa năng lượng.
phân rã phóng xạ là gì ?
- Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài mà do yếu tố bên trong gây ra nên nó là phản ứng tỏa hay thu năng lượng?
Hoạt động 3 ( 15 phút ): Các tia phóng xạ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS lắng nghe.
- Có 3 loại tia phóng xạ chính là tia , tia
, tia .
- HS quan sát hình vẽ.
- Kí hiệu là 42He và mang điện dương. - Khoảng2.107 (m/s).
- Làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi và mất năng lượng rất nhanh.
- Tia chỉ đi được tối đa khỏang 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.
- Lùi 2 ô trong bảng.
- Khi xảy ra hiện tượng phóng xạ thì sinh ra các tia phóng xạ không nhìn thấy, đó là những tia nào và bản chất của nó như thế nào? Để biết được điều đó, chúng ta cùng đi vào phần tiếp theo.
-Treo bản vẽ sẵn hình 53.1.
-Có mấy loại tia phóng xạ? Đó là những loại tia nào?
- Vậy các tia này có bản chất nhứ thế nào? Chúng ta sẽ đi vào phần tiếp theo để tìm hiểu.
-Treo bản vẽ sẵn hình 53.2 và cho HS quan sát.
* Bản chất các loại tia phóng xạ : - Tia có kí hiệu và mang điện gì ?
- Tia phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu ?
- Khả năng đâm xuyên, ion hóa của tia như thế nào?
- Quãng đường đi như thế nào?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
- Tia
và + .
- Các hạtelectron (10e) và mang điệnâm. - Các hạt pôzitrôn (01e) và mang điện dương.
- Chúng chuyển động cùng vận tốc và gần bằng vận tốc ánh sáng.
- Làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia và có thể xuyên qua lá nhôm dày cỡ milimet.
- Tia đi được quảng đường tới hàng trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ vài milimet.
- tiến 1 ô trong bảng. + lùi 1 ô trong bảng.
- Kí hiệulà 0
0 và không mang điện tích.
- Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. - Khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia và tia .
- Tia có hai loại là gì? - Tia
là hạt gì và mang điện gì?
- Tia + là hạt nào và mang điện gì?
- Tia và + phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu?
- Tia có khả năng gì?
- Giới thiệu quảng đường đi của tia ?
- Trong phóng xạ , hạt nhân con tiến hay lùi trong bảng tuần hoàn?
- Tia có kí hiệu và mang điện gì?
- Bản chất của tia là gì ?
- Giới thiệu quảng đường đi tia ?
Hoạt động 4 ( 15 phút ): Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS lắng nghe.
- Giảm theo thời gian.
- Trong quá trình phóng xạ, hạt nhân có sự biến đổi cả về lượng và về chất. Vậy sự biến đổi đó được tính bằng công thức gì? Để biết được chúng ta hãy đi vào nghiên cứu phần mới.
* Định luật phóng xạ :
- Trong quá trình phân rã hạt nhân số hạt nhân có đặc điểm gì ?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
-Là thời gian mà một nửa số nguyên tử của hạt nhân bị biến đổi.
- Số hạt nhân chưa bị phân rã là N0/2.
- Số hạt nhân chưa bị phân rã là N0/4.
- Số hạt nhân chưa bị phân rã là N0/8 và N0/16.
- Hs thảo luận và lên bảng vẽ.
- Công thức số nguyên tử và khối lượng
T t t N e N t N( ) 0 02 T t t m e m t m( ) 0 02 - Với là hằng số phóng xạ và có công thức : T T 693 , 0 2 ln . - Đơn vị là :1/s
Đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ. - Trong quá trình phân rã, số hạt phóng xạ giảm dần theo thời gian theo định luật hàm số mũ.
- Độ phóng xạ vàký hiệu là H. -Đơn vị : Becơren ( Bq )
-Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t.
- Thế nào là chu kỳ bán rã ?
-Giả sử số hạt nhân ban đầu là N0, vậy sau khoảng thời gian T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ?
- Sau khoảng thời gian 2T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu?
- Sau khoảng thời gian 3T và 4T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu? - GV gọi HS lên bảng vẽ đồ thị diễn tả quá trình trên.
- Treo bản vẽ sẵn hình 53.3. và nhận xét. - HS lên bảng viết cong thức của định luật phóng xạ.
- Trong đó có tên gọi và công thức như thế nào?
- Phát biểu định luật phóng xạ ?
* Độ phóng xạ :
- Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gì ? Kí hiệu và đơn vị như thế nào?
- Giới thiệu đơn vị : C i
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng - Ta có : 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t Hoạt động 5 ( 5 phút ): Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS trao đổi và đưa ra câu trả lời về đồng vị phóng xạ.
-Đồng vị phóng xạ tự nhiên và đồng vị phóng xạ nhân tạo.
-Các đồng vị phóng xạ của một nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học như đồng vị bền của nguyên tố đó.
- Ứng dụng trong : y khoa, công nghiệp, nông nghiệp, khỏa cổ học.
* Đồng vị phóng xạ :
- Có mấy loại đồng vị phóng xạ và nó có tính chất hóa học như thế nào so đồng vị bền?
* Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ : - Nêu các ứng dụng của đồng vị phóng xạ?
Hoạt động 6 ( 5 phút ): Củng cố bài
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS đọc các câu hỏi SGK và trả lời. - HS đọc phiếu trả lời và chọn đáp án đúng.
- HS lắng nghe và ghi nhớ.
- Yêu cầu các em trả lời các câu hỏi và các câu hỏi trong phiếu học tập.
- Sau đó tóm tắt lại những vấn đề chính của buổi học hôm nay cho HS nắm vững để về học.
Hoạt động 7 ( 5 phút ): Hướng dẫn về nhà
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Giao các bài tập về nhà và phát phiếu học tập cho buổi sau.
- Đọc trước bài 54. Phản ứng hạt nhân.
V. Một số kinh nghiệm được rút ra từ bài học
... ... ... ...
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng