8. Những chữ viết tắt trong luận văn
4.2. Thiết kế giáo án một số bài học
Bài 53: Phóng xạ
Bài 54: Phản ứng hạt nhân Bài 56: Phản ứng phân hạch Bài 57: Phản ứng nhiệt hạch
Bài 53. PHÓNG XẠ I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức :
- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì.
- Nêu được thành phần 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 mở rộng khác. - Biết một sốứng dụng của đồng vị phóng xạ. II . CHUẨN BỊ : 1 . Giáo viên : a. Kiến thức và dụng cụ : - Bảng vẽ sẵn: Hình 53.1 và Hình 53.3 SGK. - Một số hình ảnh về rò rỉ phóng xạ.
- Chuẩn bị kiến thức để giảng dạy bài này và sưu tầm thêm các hình vẽ có liên quan
đến bài dạy trên mạng hoặc trên các SGK có liên quan khác.
b. Phiếu học tập:
* Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :
Hãy liên kết ý cột A tương ứng với cột B.
Cột A Cột B 1.Tia anpha (α) 2.Tia 3.Tia 4.Tia gamma (γ)
a. là sóng điện từ không mang điện tích. b. có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. c. không bị lệch trong điện trường.
d. là chùm hạt nhân hêli mang điện tích dương.
e. là chùm electron lệch về phía bản dương của tụ điện. f. có vận tốc vào khoảng 107 m/s.
g. là chùm electron lệch về phía bản âm của tụ điện.
Đáp án: 1D-F, 2B-G, 3D, 4A-C * 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 -.
P4. 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.
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. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính độ phóng xạ? A. dt dN t H( ) (t) B. dt dN t H( ) (t) C. H(t)N(t) D. T t H t H() 02
P8. Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân ZAXbiến đổi thành hạt nhân ZA''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)
Đáp án: P1.(C); P2.(A); P4.(B); P5.(C); P6.(A); P7.(B); P8.(A).
c. Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 53 : PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ Định nghĩa : ( SGK ) VD: 1 2 3 3 3 2 2 1 1X AZ X ZA X A Z
Là quá trình tỏa năng lượng.
2. Các tia phóng xạ
a) Các loại tia phóng xạ: tia , , .
b) Bản chất các loại tia phóng xạ
Tia : kí hiệu : 42He
- Bị lệch về bản (-) của điện trường, vì
mang điện tích +2e.
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 ): hằng số phóng xạ.
- 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 : AZ X ZA42 X 42 He
- Hạt nhân con lùi hai ô. Tia : có hai loại tia là : -, +.
- Đều phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.
- Ion hóa chất khí yếu hơn tia .
- Đâm xuyên mạnh. Trong không khí đi được vài mét.
+ Tia - (10e) bị lệch về bản (+) của
điện trường, vì mang điện tích -e. VD : AZ X ZA1 X 10e
Hạt nhân con tiến một ô.
+ Tia + (10e) bị lệch về bản (-) của
điện trường, vì mang điện tích +e. VD : AZ X ZA1 X 10 e
Hạt nhân con lùi một ô.
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. - Có khả năng đâm xuyên mạnh hơn
- Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ .
N0, m0 là số hạt nhân, khối lượng ban
đầu của chất phóng xạở t=0.
N, m là số hạt nhân, khối lượng còn lại của chất phóng xạở t.
N, m là số hạt nhân, khối lượng bị
phân rã của chất phóng xạ sau t. A N m N N N m A A A 0 0 ;
Trong quá trình phân rã, số hạt 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: 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.
b) Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ
5. Luyện tập
2 . Học sinh :
III . THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC :
Những cơ hội để HS phát huy tính tích cực trong việc rèn luyện kỹ năng học tậpVL:
- Phát phiếu học tập để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ 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.
* Năm 1896, Beccơren tình cờ phát hiện mẫu muối Urani đã được bao bọc kĩ,
không hề tiếp xúc với nguồn năng lượng nào trước đó vẫn có thể phát bức xạ không
nhìn thấy, tác dụng làm đen kính ảnh. Điều này không phù hợp với lượng tử ánh sáng.
Nguồn năng lượng nào cung cấp cho nó ?
Hiện tượng phóng xạ
Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
Bản chất của quá trình phóng xạ Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ. Thí nghiệm tìm ra định luật phóng xạ Định luật phóng xạ Độ phóng xạ H Các tia phóng xạ. Các loại tia phóng xạ và bản chất. Thiết kế TNKT tính chất tia phóng xạ
Phải chăng chúng ta đang sống trong môi trường đầy
tính phóng xạ? Phóng xạ là gì và có đặc điểm ra sao?
Đồng vị phóng xạ
+ 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
nhằm phát huy tính tích cực, tự giác ở mỗi HS và yêu cầu bất kì HS nào đứng dậy trả lời và cho điểm cộng nếu trả lời đúng, để HS nhớ bài lâu hơn.
IV . TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
1. Bài cũ: GV có thể kiểm tra HS kiến thức thông qua các bài tập trắc nghiệm 1, 2, 3, 4 hay giải bài tập 5 hoặc 6 SGK và nêu câu hỏi về năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử. 2. Bài mới: Tiết 1. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ - CÁC TIA PHÓNG XẠ Hoạt động 1: (10’) Tìm hiểu hiện tượng phóng xạ Hoạt động của HS Hoạt động của GV HS lắng nghe sự đặt vấn đề của GV.
Suy nghĩ và đưa ra vấn đề mới cho bản thân. Chú ý nge GV giảng để có thể tự tìm ra câu trả lời Là do một số hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia bức xạ không nhìn thấy.
Beccơren gọi đó là hiện tượng phóng xạ. Urani là chất phóng xạ. Bức xạ không nhìn thấy phát ra là tia phóng xạ. Là do tia phóng xạ có tính chất ion hóa không khí. Là quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân nguyên tử. Beccơren tình cờ phát hiện miếng Urani sunfat phát bức xạ không nhìn thấy, tác dụng mạnh lên kính ảnh dù đã được gói kĩ.
Hai ông bà Pi-e Quyri và Mari- Quyri
tìm ra một hợp chất là Rađi không chịu tác
động của ngoại vật vẫn có thể tự phát sáng, tỏa nhiệt, làm đen kính ảnh...
Chỉ có muối Urani, Radi mới có hiện
tượng là tự thân nó phát ra những tia không nhìn thấy làm cho kính ảnh bị đen. Nguồn
năng lượng nào cung cấp cho nó ?
? Nguyên nhân của những hiện tượng trên là gì?
? Beccơren gọi hiện tượng như trên là
hiện tượng gì?
? Nếu các tia phóng xạ được cho là không nhìn thấy được thì tại sao xung quanh chất phóng xạ có thể phát sáng?
? Bản chất của hiện tượng phóng xạ là gì?
Tại vì tia phóng xạ có khả năng đâm
xuyên qua các lớp vật chất mỏng.
Tia phóng xạ là tia không nhìn thấy
được, có tác dụng: ion hóa không khí,
làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào...
Dù nguyên tử của chất phóng xạ có nằm 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 cũng không hề chịu ảnh hưởng gì.
vẫn bị chất phóng xạ tác dụng?
? Tổng hợp lại tia phóng xạ có những tính chất để nhận biết nào?
? Hãy cho biết quá trình phân rã phóng xạ không phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Phương trình phóng xạ có dạng: 1 2 3 3 3 2 2 1 1 X AZ X ZA X A Z Hoạt động 2:(25’) Tìm hiểu các tia phóng xạ Hoạt động của HS Hoạt động của GV
HS lắng nghe, ghi nhớ các loại tia phóng xạ, thắc mắc những vấn đề còn
chưa rõ.
Khi cho tia phóng xạ phát ra từ một mẫu chất phóng xạ đi qua từ trường hoặc điện trường giữa hai bản tụ điện
tích điện thì thấy các tia phóng xạ bị
lệch khác nhau, từ đó phân loại được các loại tia phóng xạ.
Có 3 loại tia phóng xạ chính là tia
, tia , tia . Tia và tia đi lệch trong từ trường, tia đi thẳng. , là
các hạt mang điện tích nên sẽ chịu tác dụng của Lực Lorenxơ trong từ trường hoặc lực Cu-lông trong điện trường nên bị lệch khác nhau. Tia không mang
điện nên truyền thẳng, không bị lệch.
Khi khảo sát bức xạ từ các chất ấy trong
điện trường và từ trường phát hiện: có ba loại tia bức xạ kí hiệu , , bị lệch khác nhau trong từ trường và điện trường, đó là
những tia gì và bản chất của nó như thế nào?
Để biết được điều đó, chúng ta cùng đi vào
phần tiếp theo.
a. Các loại tia phóng xạ
? Làm thế nào để phân loại các 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? Đường đi
của các tia phóng xạ trong từ trường như thế
nào?
? Giải thích tại sao các tia , , bị lệch khác nhau?
Tia lệch về bản âm mang điện dương
và tia lệch về bản dương mang điện âm. Tia không mang điện.
HS lắng nghe, ghi nhận.
HS quan sát hình vẽ và trả lời câu hỏi của GV:
- Tia là các hạt nhân của Heli. - Kí hiệu là 42He và mang điện dương.
- Khoảng 2.107 (m/s).
- Làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi, mất năng lượng rất nhanh - Tia chỉ đi được tối đa khoảng 8 cm trong không khí và không xuyên qua
được tờ bìa dày 1 mm.
HS suy nghĩ, phát biểu : - Tia và +.
- Các hạt electron (10e), mang điện âm. - Các hạt pôzitrôn (01e), mang điện
dương.
- Chúng chuyển động cùng vận tốc và gần bằng vận tốc ánh sáng.
- Làm ion hóa môi trường và mất năng lượng.
Tia đi được quãng đường tới hàng
trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ vài milimet.
- Vì tia cũng làm ion hóa môi trường
nhưng yếu hơn so với tia .
nào? Chúng ta sẽ đi vào phần tiếp theo để
tìm hiểu.
Lưu ý HS: Điều chứng tỏ các tia phóng xạ là những bức xạ không nhìn thấy là tác dụng ion hóa không khí, làm đen kính ảnh,…của nó.
b. Bản chất các loại tia phóng xạ.
? Cho HS quan sát Hình vẽ 53.2 trong
SGK, hướng dẫn HS tìm hiểu:
- Tia chính là các hạt nhân của nguyên tử
nào ?
- Tia có kiệu và mang điện gì ?
- Tia phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu ?
- Tia có khả năng gì ?
- Giới thiệu quãng đường đi ?
? Yêu cầu HS đọc SGK và trả lời câu hỏi của GV:
- Tia có hai loại là gì?
- Tia chính là các hạt nào và mang điện gì?
- Tia + chính là các hạt nào và mang điện gì?
- Tia và + phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu?
- Tia có khả năng gì giống hạt ?
- Giới thiệu quãng đường đi của tia ?
-Vì sao tia đi được quãng đường dài hơn
so với tia ?
Kí hiệu 0
0 và không mang điện tích.
Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao.
Tia khả năng đâm xuyên lớn nhất và tia khả năng đâm xuyên kém nhất.
Kiểm tra phóng xạ : đặt gần tấm