Sơ đồ cấu trúc nội dung chương

8. Các chữ viết tắt

3.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương

Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử: * Hạt nhân có kí hiệu : AZ X

* Độ hụt khối mcủa hạt nhân AZ X : m[Zmp(AZ)mn]m

* Năng lượng liên kết Wlk:

Wlk [Zmp (AZ)mn m]c2

* Năng lượng liên kết riêng riêng  : A Wlk   Hạt nhân có  càng lớn thì càng bền vững. Phóng xạ

* Các tia phóng xạ gồm : tia , tia , tia  . * 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 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t           Vận dụng giải bài tập về phóng xạ và phản ứng hạt nhân * Phản ứng phân hạch :  Sự phân hạch. 92235U 10n 23692 U ZA X1 ZA2 X2 k01n 200MeV 2 1 1      

 Điều kiện xảy ra phản ứng dây chuyền.

* Phản ứng nhiệt hạch :  Phản ứng nhiệt hạch. MeV n H H H 12 32 10 3,25 2 1    

 Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch.

Phản ứng hạt nhân

* Phản ứng hạt nhân

* Các định luật bảo toàn : số khối, điện tích, năng lượng, động lượng.

* Năng lượng trong phản ứng hạt nhân là

 tỏa năng lượng khi : W = (m0 – m) c2 > 0

 thu năng lượng

3.2. Thiết kế một số bài học trong chương IX. Hạt nhân nguyên tử, vật lý 12 nâng cao Bài 53 : PHÓNG XẠ

I . MỤC TIÊU : 1. Kiến thức :

 Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì?Nêu được thành phần,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 mở rộng khác. 3. Thái độ II . CHUẨN BỊ : 1 . Giáo viên : a) Kiến thức và dụng cụ :  V trên giấy khổ lớn Hình 53.1 SGK và Hình 53.3 SGK.

 Chuẩn bị kiến thức để giảng dạy bài này và sưu tầm thêm các hình v có liên quan đến bài dạy trên mạng hoặc trên các SGK có liên quan khác.

* Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :

- Phóng xạ là hiện tượng tỏa hay thu năng lượng. Giải thích? - Tìm hiểu bản chất của các tia phóng xạ.

- Khi các tia phóng xạ này bay trong điện trường thì bị lệch như thế nào? - Khi hạt nhân mẹ xảy ra phóng xạ các tia , ,  thì hạt nhân con thế nào? - Tìm hiểu công thức về định luật phóng xạ của N, m, H.

* Câu hỏi củng cố bài :

P1. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ. B. Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia , , .

C. Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác.

D. Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtrôn.

P2. Trong các tia sau, tia nào là dòng các hạt không mang điện tích?

A. tia . B. tia +. C. tia . D. tia -.

C. tiến 1 ô. D. không thay đổi vị trí.

P5. 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.

P6. Trong phóng xạ , trong bảng phân loại tuần hoàn, hạt nhân con so với hạt nhân mẹ :

A. lùi hai ô. B. lùi bốn ô.

C. tiến 2 ô. D. không thay đổi vị trí.

P7. Một chất phóng xạ A có chu kì bán rã T= 360giờ. Khi lấy ra sử dụng chất phóng xạ còn lại chỉ b ng 1/32 khối lượng lúc mới nhận về. Tính thời gian từ lúc nhận chất phóng xạ về đến lúc lấy ra sử dụng.

Đáp án câu hỏi củng cố bài: P1.(C); P2.(A); P4.(B); P5.(C); P6.(A); P7. (t = 1800giờ).

b) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)

Bài 53 : PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ

Định nghĩa : ( SGK )

2. Các tia phóng xạ

a) Các loại tia phóng xạ: tia , tia  , tia

 .

b) Bản chất các loại tia phóng xạ

 Tia  : kí hiệu : 4He

2

- Bị lệch về bản (-) của điện trường, vì mang điện tích +2e.

- Phóng ra với vận tốc khoảng

2.107m/s.

- Có khả năng ion hóa chất khí.

- Đâm xuyên kém. Trong không khí đi được 8 cm.

VD : ZA X AZ42 X 42 He



Hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn.

 Tia  : có hai loại tia là : -, +. - Đều phóng ra với vận tốc gần b ng

vận tốc ánh sáng.

- Ion hóa chất khí yếu hơn tia .

- Đâm xuyên mạnh. Trong không khí

đi được vài mét.

3. Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ a) Định luật phóng xạ Định nghĩa : ( SGK ) T t t N e N t N( ) 0   02 ) 1 ( ) (t N0 N N0 e t N       T t t m e m t m( ) 0   02 ) 1 ( ) (t m0 m m0 e t m       với : T T 693 , 0 2 ln    ( s 1 ): gọi là h ng số phóng xạ.

N0, m0 là số hạt nhân, khối lượng ban đầu của chất phóng xạ ở t=0.

N, m là số hạt nhân, khối lượng còn lại của chất phóng xạ ở t.

N, m là số hạt nhân, khối lượng bị phân rã của chất phóng xạ sau t.

A(g) NA=6,023.1023 nguyên tử m(g) N nguyên tử m0(g) N0nguyên tử  A N m N N N m A A A 0 0 ;  

- Tia - (10e) bị lệch về bản (+) của điện trường, vì mang điện tích -e. VD : AZ X ZA1 X 10 e

Hạt nhân con tiến một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn.

- Tia + (10e) bị lệch về bản (-) của điện trường, vì mang điện tích +e. VD : AZ X ZA1 X 10 e

Hạt nhân con lùi một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Ngoài ra, có sự tồn tại của hai hạt sơ cấp mới là nơtrinô () và phản nơtrinô ().

 Tia  : kí hiệu : 0 0

- Có bản chất là sóng điện từ, chùm phôtôn có năng lượng cao.

- Không bị lệch trong điện trường, vì không mang điện tích.

- Có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia , .

- Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ  .

nhân phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ âm. b) Độ phóng xạ H Định nghĩa:(SGK) 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t           Đơn vị : 1Bq = 1 phân rã/s 1Ci = 3,7.1010 Bq Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm số mũ, như số hạt nhân (số nguyên tử) của nó.

4. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng

a) Đồng vị phóng xạ

- Có hai loại : đồng vị phóng xạ tự nhiên và đồng vị phóng xạ nhân tạo.

- Đặc điểm của các đồng vị phóng xạ nhân tạo của một nguyên tố hóa học là chúng có cùng tính chất hóa học như đồng vị bền của nguyên tố đó.

b) Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ

- Trong y khoa - Trong công nghiệp - Trong công nghiệp - Trong ngành khảo cổ

5. Luyện tập

2 . Học sinh :

- Ôn lại kiến thức về lực Lo-ren-xơ và lực điện trường đã học ở lớp 11. - Về nhà tìm hiểu về phiếu học tập mà GV đưa.

III . THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC :

Các tia phóng xạ.

 Các loại tia phóng xạ: tia , tia  , tia  .

 Bản chất các loại tia phóng xạ * Phóng xạ  : VD : ZA X ZA42 X 42 He  * Phóng xạ + : VD : ZA X ZA1 X 10e * Phóng xạ - : VD : ZA X ZA1 X 10 e * Phóng xạ  .

Phải chăng trong cơ thể chúng ta c ng có tính phóng xạ?

 Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.

VD: 1 2 3 3 3 2 2 1 1X ZA X ZA X A Z   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 Trong y khoa.

Trong công nghiệp. Trong nông nghiệp. Trong ngành khảo cổ.

Những cơ hội để học sinh phát huy tính tích cực, tự lực :

- Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nh m giúp HS định hướng được nội dung mình s học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu.

- Yêu cầu HS sưu tầm các tranh ảnh liên quan đến hiện tượng phóng xạ. - Đặt ra những câu hỏi để gợi mở sự tư duy của HS như :

 Cho một ví dụ về hiện tượng phóng xạ mà em biết.

 Khi hạt nhân mẹ xảy ra hiện tượng phóng xạ thì hạt nhân con tiến hoặc lùi như thế nào trong bảng hệ thống tuần hoàn.

 Giải thích hiện tượng khi các tia phóng này bay trong điện trường và từ trường thì bị lệch như thế nào.

 Mở rộng cho HS công thức số nguyên tử được tính phụ thuộc khối lượng, số khối và số NA.

- Đưa ra những câu hỏi C1 trong SGK và những câu bài áp dụng để HS trao đổi nh m phát huy tính tích cực, tự giác ở mỗi HS và yêu cầu bất kì em nào đứng dạy trả lời và cho điểm cộng nếu trả lời đúng, để HS nhớ bài lâu hơn.

IV . TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP :

Hoạt động 1 ( 7 phút ) : ỔN ĐỊNH TỔ CHỨC, KIỂM TRA BÀI CŨ  Biết được việc chuẩn bị và học bài của HS.

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

- Cấu tạo hn nguyên tử. Độ hụt khối. - Hs lắng nghe.

* HS chuẩn bị trả lời câu hỏi :

1) * Hạt nhân có kí hiệu ZAXcó A nuclôn. với A= N+Z

 Z : số prôtôn; kí hiệu: 11p, mang điện tích e+

.

 N : số nơtrôn; kí hiệu : 10n, không mang điện tích.

* Cấu tạo của hạt nhân :

 13153 I gồm : 53 prôtôn, 78 nơtrôn.  21084 Po gồm : 84 prôtôn, 126 nơtrôn. 2) Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau.

VD: C có các đồng vị : 126 C; 136 C; 146 C. 3) * Khối lượng m của hạt nhân bao giờ

- Nhắc lại tiết trước các em đã học bài gì? - Để giúp các em có thể kiểm tra lại kiến thức c , chúng ta s trả bài đồng thời giúp các em ôn lại và hiểu sâu hơn.

* Câu hỏi kiểm tra bài :

1) Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo như thế nào? Hãy nêu cấu tạo hạt nhân của các nguyên tử 131I

53 và 210Po

84 . 2) Đồng vị là gì? Cho ví dụ.

3) Độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân là gì? Chúng có liên quan thế nào với sự bền vững của hạt nhân?

c ng 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

Hoạt động 2 ( 8 phút ) : HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ  Biết được định nghĩa hiện tượng phóng xạ.

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

- HS lắng nghe sự đặt vấn đề của GV. - Suy nghĩ và đưa ra vấn đề mới cho bản thân.

- HS nêu định nghĩa.

- Do các nguyên nhân bên trong gây ra.

- Dù nguyên tử của chất phóng xạ có n m trong các hợp chất khác nhau, dù ta có làm thay đổi nhiệt độ của mẫu phóng xạ, làm tăng áp suất tác dụng lên nó, thì nó c ng không hề chịu ảnh hưởng gì.

-Quá trình biến đổi hạt nhân.

- Vào bài : Chúng ta đã biết được cấu tạo của hạt nhân. Vậy để một hạt nhân này biến đổi thành hạt nhân khác thì trong nó xảy ra hiện tượng phóng xạ. Vậy để biết hiện tượng phóng xạ là gì thì chúng ta đi vào bài mới?

- Yêu cầu HS định nghĩa hiện tượng phóng xạ là gì ?

- Quá trình phân rã phóng xạ do đâu mà có ?

- Hãy cho biết nó không phụ thuộc vào những yếu tố nào ?

- Hãy cho biết thực chất của quá trình 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? Phương trình phóng xạ có dạng thế nào?

Hoạt động 3 ( 25 phút ) : CÁC TIA PHÓNG XẠ

 Biết được các loại tia phóng xạ, bản chất và phương trình phóng xạ của các tia.

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

- HS lắng nghe sự đặt vấn đề của GV.

- HS trao đổi và đưa ra câu kết luận. - Có 3 loại tia phóng xạ chính là tia , tia

 , tia  . - HS lắng nghe.

- HS quan sát hình v .

- 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.

- Tia 

và +

.

- Các hạtelectron (10e) và mang điệnâm.

- Các hạt pôzitrôn (01e) và mang điện dương.

- Chúng chuyển động cùng vận tốc và gần b ng vận tốc ánh sáng.

- Chuyển ý :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. Tia  chính là các hạt nhân của nguyên tử nào ?

* Các loại tia phóng xạ :

- Treo Hình 53.1 cho HS thấy và các em cho biết trong quá trình phóng xạ hạt nhân cho ra các tia phóng xạ chính nào?

- GV diễn giảng và kết luận.

- Chuyển ý : Vậy các tia này có bản chất nhứ thế nào? Chúng ta s đi vào phần tiếp theo để tìm hiểu.

* Bản chất các loại tia phóng xạ :

- Cho HS quan sát Hình v 53.2 trong SGK và đặt các câu hỏi liên quan đến hình v .

- Tia  có kiệu và mang điện gì ?

- Tia  phóng ra từ hạt nhân với vận tốc b ng bao nhiêu ?

-Tia  có khả năng gì ? - Giới thiệu quảng đường đi ?

- Tia  có hai loại là gì?