Luận văn Xây dựng hệ thống bài tập của chương Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử lớp 12-THPT theo định hướng phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh

rong sự phóng xạ. Sau khi học sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân tự nhiên thì sách nghiên cứu các phản ứng hạt nhân nhân tạo và giới thiệu các đồng vị phóng xạ. Phần quan trọng nhất trong Vật lý hạt nhân là năng lượng hạt nhân được bắt đầu bằng hệ thức Anhxtanh. Nắm được hệ thức Anhxtanh, học sinh được học về độ hụt khối và năng lượng hạt nhân. Năng lượng này tỏa ra trong hai loại phản ứng hạt nhân: sự phân hạch các hạt nhân nặng và sự kết hợp các hạt nhân nhẹ. Hai tiết cuối của chương dành cho nghiên cứu sự phân hạch, nhà máy điện nguyên tử và sự kết hợp các hạt nhân nhẹ (phản ứng nhiệt hạch). 2.1.3. Kiến thức trọng tâm chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” Bài 1: CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐƠN VỊ KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ Bài này giới thiệu những kiến thức cơ bản về cấu tạo hạt nhân. Học sinh cần nắm vững ý nghĩa các thuật ngữ: - nuclôn - nguyên tử số - số khối, đồng vị - đơn vị khối lượng nguyên tử - nguyên tử lượng. Ngoài ra học sinh còn phải viết được kí hiệu của một hạt nhân. Bài 2: SỰ PHÓNG XẠ Học sinh phải nắm được các loại phóng xạ và định luật phóng xạ, giải được các bài tập đơn giản về tính lượng chất phóng xạ. Bài 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài này nghiên cứu các phản ứng hạt nhân, đặc biệt là các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, rồi áp dụng vào sự phóng xạ để tìm ra các quy tắc dịch chuyển phóng xạ. Học sinh cần phải: - viết đúng các phương trình phản ứng hạt nhân, - tìm được hạt nhân con khi biết loại phóng xạ của hạt nhân mẹ. Bài 4: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN NHÂN TẠO - ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ Học sinh cần phải: - nắm được nguyên tắc hoạt động của máy gia tốc xiclôtrôn - phương pháp nguyên tử đánh dấu. Bài 5: HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG - Học sinh được giới thiệu sơ lược thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh - Học sinh phải nắm được các tiên đề Anhxtanh và trọng tâm là hệ thức E=mc2. Bài 6: ĐỘ HỤT KHỐI Học sinh cần hiểu: - độ hụt khối là gì? - điều kiện để một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng - vận dụng hệ thức Anhxtanh để giải thích nguồn gốc của năng lượng hạt nhân. Bài 7: SỰ PHÂN HẠCH – NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Bài này giải thích cơ chế của phản ứng phân hạch dây chuyền và nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. Học sinh cần phải nắm được: - phản ứng dây chuyền - hệ thống tới hạn, vượt hạn và dưới hạn là gì? Bài 8: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Nội dung bài này là giới thiệu phản ứng nhiệt hạch và điều kiện để thực hiện phản ứng ấy. Học sinh phải hiểu tầm quan trọng của việc điều khiển phản ứng nhiệt hạch và tại sao phản ứng lại có tên như vậy. 2.2. Thực trạng dạy học chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử”ở trường THPT Để chuẩn bị cho việc soạn thảo tiến trình dạy học (cụ thể là dạy bài tập) nhằm mục đích phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh, giúp học sinh tự mình giải quyết vấn đề bằng cách vận dụng những kiến thức đã có của mình; chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu tình hình dạy và học chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” (năm học 2005- 2006) ở hai trường THPT: - Trường THPT Nguyễn Khuyến, Q10, TP. Hồ Chí Minh. - Trường THPT Võ Trưòng Toản, Q12, TP. Hồ Chí Minh. 2.2.1. Nội dung tìm hiểu Chúng tôi tiến hành tìm hiểu: - Tình hình giảng dạy của giáo viên: tìm hiểu các phương pháp mà giáo viên sử dụng khi dạy phần bài tập chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử”. - Tình hình học tập của học sinh: tìm hiểu những khó khăn của học sinh trong quá trình học tập ở trường, ở nhà, cách tổ chức làm việc nhóm,… 2.2.2. Phương pháp tìm hiểu - Xin phép Ban giám hiệu nhà trường. - Dự giờ, gặp gỡ và trao đổi với một số giáo viên về tình hình, phương pháp dạy bài tập chương này. - Gặp và trao đổi với học sinh lớp 12. 2.2.3. Kết quả tìm hiểu 2.2.3.1.Hoạt động dạy của Giáo viên: Phương pháp giảng dạy các giờ bài tập của giáo viên chủ yếu là hướng dẫn cho học sinh những bài tập mẫu, sau đó học sinh theo cách giải chung đó để làm những bài tập tương tự một cách thụ động, máy móc. Giáo viên áp dụng phương pháp này là do những nguyên nhân sau: - Chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” là chương cuối cùng của chương trình học kỳ II, khối lượng kiến thức nhiều và khó nhưng thời lượng dành cho chương này không nhiều (8 tiết lý thuyết và 5 tiết bài tập). Giáo viên bị hạn chế về thời gian do phải gấp rút hoàn thành chương trình để chuẩn bị thi học kỳ 2 và thi tốt nghiệp và ở những năm học trước, nội dung thi không chú trọng nhiều đến kiến thức của chương này. Do đó, một số trường chỉ dạy kỹ vài bài đầu, các bài sau dạy gấp rút, bỏ bớt những phần khó - Nội dung thi (tốt nghiệp lớp 12 cũng như các kỳ thi tuyển sinh vào Đại học) ở nước ta vẫn nặng nề về phần lý thuyết và kỹ năng giải bài tập; giáo viên bị áp lực nặng nề về kết quả thi tốt nghiệp nên thường giáo viên chỉ chú ý luyện cho học sinh cách giải và học thuộc lòng sách giáo khoa. Mặc dù năm học 2006-2007 đã có những cải tiến nhưng nội dung phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh chiếm tỉ lệ không nhiều. - Đối tượng dạy của giáo viên là học sinh, phần lớn đã quen với cách học thụ động, ít suy nghĩ để tìm ra hướng giải quyết vấn đề. 2.2.3.2.Hoạt động học của học sinh - Học sinh không có thói quen làm việc theo nhóm, ít đưa ra những ý kiến xây dựng bài; vì theo phương pháp truyền thống, học sinh phải học thuộc những kiến thức giáo viên đã dạy. - Kiến thức chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” rất trừu tượng, phần lý thuyết không có thí nghiệm minh họa nên phần bài tập càng khó khăn cho việc tiếp thu của học sinh hơn, nhất là đối với các học sinh trung bình và yếu. Do đó, trong giờ học, học sinh chủ yếu nghe thầy cô giảng bài, ghi chép cách giải những dạng bài tập thường ra đề thi và sau đó làm những bài tập tương tự. - Như đã nói ở phần trên, thời gian dành cho chương này không nhiều, giáo viên không đủ thời gian để đào sâu vấn đề, và học sinh cũng không đủ thời gian : chưa kịp hiểu sâu bài cũ đã phải học tiếp bài mới. - Vì môn Vật lý không phải là môn thi bắt buộc nên một số học sinh không tích cực hoạt động, chỉ học đối phó, đến khi công bố môn thi mới gấp rút học. 2.3. Tổ chức dạy học theo từng chủ đề cụ thể 2.3.1. Tóm tắt lý thuyết chương “Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử” b.3.1.1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Nuclôn: Theo Rơdơpho, hạt nhân có kích thước rất nhỏ (khoảng 10-15m) nhưng nó có cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn:  Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố dương +e, có khối lượng mp = 1,007276u.  Nơtrôn: ký hiệu n, không mang điện, khối lượng mn = 1,008665u Trong đó u là đơn vị khối lượng nguyên tử. Khối lượng số hay số khối: Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố Z trong bảng tuần hoàn có Z prôtôn, đúng bằng số êlectrôn quay quanh nó, khiến nguyên tử trung hòa về điện, và có N nơtrôn. Số nuclôn trong một hạt nhân là A = Z + N, được gọi là khối lượng số hay số khối.  Kí hiệu hạt nhân: AZ X b.3.1.2. Đơn vị khối lượng nguyên tử u: Đơn vị khối lượng nguyên tử u là 1/12 khối lượng một nguyên tử của đồng vị phổ biến , do đó còn gọi là đơn vị cacbon. C126 Đồng vị có 12 nuclôn nên khối lượng của nuclôn xấp xỉ bằng u. C126 u = 1,66058.10-27kg. Khối lượng proton, nơtrôn, electrôn lần lượt là: mp = 1,673.10-27kg, mn = 1,675.10-27kg, me = 9,1.10-31kg. b.3.1.3. Sự phóng xạ Hiện tượng phóng xạ: Là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi (phân rã) thành hạt nhân khác. Quá trình phóng xạ của một hạt nhân hoàn toàn do các nguyên nhân bên trong hạt nhân đó gây ra và không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài. Sản phẩm của sự phóng xạ gồm:  Tia alpha (α): là chùm hạt nhân heli chuyển động với vận tốc trên 107m/s. 42 He  Tia beta (β): gồm tia và      Tia   là các hạt electron (e-)  Tia   còn gọi là electron dương hay pôzitrôn vì nó có cùng khối lượng với electron nhưng lại mang một điện tích nguyên tố dương (e+).  Tia gama (γ): là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( λ<10-11m), cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Định luật phóng xạ: “ Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kỳ này thì 1 2 số nguyên tử của chất ấy biến thành chất khác ”. 2 o t k NoN N e   hay 2 ot o k Nm m e   Với No, mo : lần lượt là số hạt nhân và khối lượng ban đầu. N, m : là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t. K : là số chu kỳ bán rã trong khoảng thời gian t. ln 2 0,693 T T    : hằng số phóng xạ.  Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H của một chất đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu, đo bằng số phân rã trong một giây. ln 2ln 2( ) ( ) . t tT o dNH t N t e H e dt T        Với ln 2oH T  oN : độ phóng xạ ban đầu. Đơn vị là Becqueren (Bq) : là phân rã trong 1 giây. Đơn vị Curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010Bq b.3.1.4. Các quy tắc dịch chuyển của phóng xạ Áp dụng các định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích và quá trình phóng xạ ta thu được các quy tắc dịch chuyển sau: Phóng xạ α : 4 4 2 2 A A Z ZX He X    Phóng xạ :   0 1 1 A A Z ZX e X     Thực chất của phóng xạ là trong hạt nhân, 1 nơtron (n) biến thành 1 proton (p) cộng với 1 electron (e-) và phản neutrino (γ)   n→ p + e + γ (Neutrino là trung hòa về điện tích và có khối lượng bé không đáng kể, được coi là bằng 0, chuyển động với vận tốc ánh sáng). Phóng xạ :   0 1 1 A A Z ZX e Y     Thực chất của phóng xạ là sự biến đổi của proton (p) thành nơtron (n) cùng với 1 prositron (e) và 1 neutrino (γ)   Phóng xạ γ : Phóng xạ photon có năng lượng : hf = E2 – E1 (E2>E1) Photon (γ) có A=0, Z=0, nên khi phóng xạ γ, không có biến đổi hạt nhân của nguyên tố này thành hạt nhân của nguyên tố kia ; mà chỉ có giảm năng lượng của hạt nhân đó một lượng bằng hf. b.3.1.5. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. Phương trình phản ứng: A + B → C + D  Trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân là sự phóng xạ, khi đó phương trình sẽ là: A → B + C A: hạt nhân mẹ B: hạt nhân con C: hạt α hoặc β b.3.1.6. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn số nuclon (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, proton có thể chuyển thành notron và ngược lại nhưng tổng số nuclon trước và sau phản ứng đều bằng nhau. Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Tổng điện tích của các hạt ở hai vế của phương trình phản ứng hạt nhân luôn bằng nhau. Do đó nếu có phản ứng: 1 2 3 41 2 3 4A AAZ Z Z ZAA B C   D Thì : A1 + A2 = A3 + A4 Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng: Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng và động lượng được bảo toàn.  Lưu ý: không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ. b.3.1.7. Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng E = m.c2 c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s) b.3.1.8. Độ hụt khối – Năng lượng liên kết Độ hụt khối: Giả sử Z proton và N notron ban đầu chưa liên kết với nhau và đứng yên có tổng khối lượng là : mo = Zmp + Nmn (mp và mn là khối lượng của proton và notron). Khi chúng liên kết với nhau thành một hạt nhân có khối lượng m thì: m<mo. Hiệu Δm = mo – m = Zmp + Nmn – m gọi là độ hụt khối. Vậy độ hụt khối là độ giảm khối lượng của một hạt nhân (m) so với khối lượng mo của Z proton và N nơtron riêng rẽ tạo thành hạt nhân đó. Năng lượng liên kết: - Theo hệ thức Anhxtanh, năng lượng nghỉ của các nuclon riêng rẽ Eo=moc2>E. Vậy khi các nuclon liên kết lại thành một hạt thì có năng lượng: ΔE = Eo – E = (mo – m)c2 được tỏa ra dưới dạng động năng của hạt nhân và năng lượng của bức xạ γ. - Sự hụt khối dẫn đến sự tỏa năng lượng khi hình thành hạt nhân và hoàn toàn tự nhiên bởi vì khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ, ta phải tốn năng lượng để thắng lực liên kết hạt nhân. Vì vậy, năng lượng ΔE = (mo – m)c2 gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng : ΔEr = E A  càng lớn, hạt nhân càng bền vững. b.3.1.9. Năng lượng của phản ứng hạt nhân ΔE = (Mo – M)c2 Trong đó: Mo là tổng khối lượng (nghỉ) của các hạt nhân ban đầu trước phản ứng (Mo = mA + mB); M là khối lượng (nghỉ) của các hạt sản phẩm (M = mC + mD). - Mo >M: phản ứng tỏa năng lượng. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là các phản ứng tỏa năng lượng. - Mo <M: phản ứng thu năng lượng. Phản ứng thu năng lượng không thể tự nó xảy ra mà phải cung cấp năng lượng cho các hạt A và B. 2.3.2. Ý đồ soạn thảo chung cho cả chương “ Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử ” Dựa vào lý luận dạy học và những kết luận khi tìm hiểu tình hình dạy và học cụ thể ở 2 trường nêu trên, chúng tôi thấy muốn cho học sinh nắm vững kiến thức, phát huy tính tích cực và chủ động của học sinh cần phải:  Học sinh lĩnh hội kiến thức bằng cách giải quyết những vấn đề đặt ra, thông qua sự hướng dẫn của giáo viên.  Phát huy tối đa tính tích cực, chủ động của học sinh trong hoạt động học, học sinh được nêu ý kiến của mình và cùng các bạn trong nhóm thảo luận việc lựa chọn cách thức giải bài tập và trình bày trước lớp. Đây cũng cách để học sinh tự kiểm tra đánh giá và tự hoàn chỉnh. Từ những lý do này, chúng tôi biên soạn tiến trình dạy học trên cơ sở:  Vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có và trình độ tư duy của học sinh.  Mục đích cần đạt được sau khi dạy học.  Hệ thống bài tập đi từ dễ đến khó, số lượng bài tập phù hợp với thời gian quy định của chương trình. 2.3.3. Hệ thống bài tập CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ 1. HỆ THỐNG BÀI TẬP:  Bài tập trắc nghiệm: Bài 1: Khi phóng xạ α, hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào? a. Số khối giảm 2, số proton giảm 2 b. Số khối giảm 2, số proton giữ nguyên c. Số khối giảm 4, số proton giữ nguyên d. Số khối giảm 4, số proton giảm 2 Bài 2: Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia α rồi một tia   thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào? e. Số khối giảm 4, số proton giảm 2 f. Số khối giảm 4, số proton giảm 1 g. Số khối giảm 4, số proton tăng 1 h. Số khối giảm 2, số proton giảm 1 Bài 3: Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T và tại thời điểm ban đầu có No hạt nhân. Sau khoảng thời gian T/2, T, 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bao nhiêu? Chọn đáp án ĐÚNG: a. , , 2 4 9 o o oN N N b. , , 4 82 o o oN N N c. , , 2 42 o o oN N N d. , , 2 6 16 o o oN N N Bài 4: Biết chu kỳ bán rã của 22683 Ra là 1622 năm. Độ phóng xạ của 1 gam 22683 Ra có thể là? a. H = 976Ci b. H = 9,76Ci c. H = 97,6Ci d. H = 0,976Ci Bài 5: Có 1kg chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 16/3 (năm). Sau khi phân rã biến thành . Thời gian cần thiết để có 984,375g chất phóng xạ bị phân rã là : 60 27Co 60 27Co 60 28 Ni a. 4 năm b. 16 năm c. 32 năm d. 64 năm Bài 6: Đồng vị có chu kỳ bán rã T = 15h, 2411 là chất phóng xạ 2411 Na Na   và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu có khối lượng ban đầu mo = 24g. Độ phóng xạ ban đầu của bằng: 24 11 Na 24 11 Na a. 7,73.1018Bq b. 2,78.1022Bq c. 1,67.1024Bq d. 3,22.1017Bq Bài 7: phân rã thành với chu kỳ bán rã T = 4,47.109năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 46,97mg và 2,135mg . Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì lúc đó đều là sản phẩm phân rã của . Hiện tại tỉ lệ giữa số nguyên tử và là bao nhiêu? 238U 206Pb 8U 206 23 U 206Pb 238U 238 Pb a. NU/NPb = 19 b. NU/NPb = 20 c. NU/NPb = 21 d. NU/NPb = 22 Bài 8: Trong một mẫu quặng Urani người ta tìm thấy có mẫu chì cùng với . Hãy xác định tuổi của quặng, biết rằng tỉ lệ tìm thấy chì và là cứ 10 nguyên tử Urani thì có 2 nguyên tử chì (cho chu kỳ bán rã T = 4,5.109 năm). 206Pb 238U 206Pb 238U a. t = 1,8.109 năm b. t = 18.109 năm c. t = 1,8.108 năm d. t = 18.108 năm Bài 9: Radon 22286 Rn là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã t = 3,8 ngày-đêm (24h). Giả sử tại thời điểm ban đầu có 2,00gam Rn nguyên chất. Hãy tính độ phóng xạ của lượng 22286 Rn nói trên sau thời gian t = 1,5T (theo đơn vị Bq và Ci) a. H = 4,05.1010Bq = 1,10Ci b. H = 4,05.1015Bq = 1,10.106Ci c. H = 4,05.1021Bq = 1,10.1011Ci d. H = 4,05.1015Bq = 1,10.105Ci Bài 10: Một chất phóng xạ phát ra tia α, cứ một hạt nhân bị phân rã cho một hạt α. Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt α, nhưng 6 giờ sau, kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất, trong 1 phút chất phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt α. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là: a. 1 giờ b. 2 giờ c. 3 giờ d. 4 giờ  Bài tập tự luận: Bài 11: Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ natri là 0,248mg. Chu kỳ bán rã của chất này là T = 62s. Tính độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau đó 10 phút? Bài 12: Côban phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong y học và kỹ thuật vì nó phát xạ tia γ và có thời gian bán rã T = 5,7 năm. Để độ phóng xạ Ho của nó giảm xuống e lần (e là cơ số loga tự nhiên ln) thì cần khoảng thời gian là bao nhiêu? 60 27Co Bài 13: Tuổi của Trái đất khoảng 5.109 năm. Giả thiết ngay từ khi Trái đất hình thành, đã có chất urani. Nếu ban đầu có 2,72kg chất urani thì đến nay còn bao nhiêu? (chu kỳ bán rã T(U) = 4,5.109 năm) Bài 14: Poloni là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày. Khối lượng ban đầu là 10g. Tính : 210 84 Po a. Số nguyên tử Po ban đầu. b. Số nguyên tử còn lại sau 207 ngày. c. Độ phóng xạ của lượng Poloni nói trên sau 207 ngày. Bài 15: Chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm. Khi phóng xạ tia α , poloni biến thành chì. 21084 Po a. Xác định có bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã sau 276 ngày trong 42mg 210 84 Po . b. Tìm khối lượng chì được tạo thành trong thời gian trên. Bài 16: Xác định chu kỳ bán rã của triti biết rằng số nguyên tử của đồng vị ấy cứ 5,11 năm giảm 25%. Bài 17: Tính tuổi của một tượng bằng gỗ, biết rằng độ phóng xạ   của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ có cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết rằng cacbon 14C ng cây sống luôn luôn được bổ sung sau khi phân rã, còn ở cây bị chặt 14C m dần do phân rã và có chu kỳ bán rã là T = 5600 năm. tro giả Bài 18: Các phép đo độ phóng xạ của một mẫu thực hiện cứ 5 phút cho kết quả sau: 5524Cr t (phút) 0 5 10 15 Độ phóng xạ H(mCi) 19,2 7,13 2,65 0,99 a. Tính chu kỳ bán rã của 5524Cr ? b. Vẽ đồ thị đường biểu diễn của độ phóng xạ theo thời gian. Từ đó có thể rút ra được kết luận gì? Bài 19: Chu kỳ bán rã của đồng vị phóng xạ là 18h. Hỏi sau 1h thì số nguyên tử của đồng vị ấy đã giảm bao nhiêu phần trăm? Lấy ≈ 0,962. 55Co 0,0385e Bài 20: Chu kỳ bán rã của là 4,5.109 năm, của là 7,13.108 năm. Hiện nay trong quặng Urani thiên nhiên có lẫn và theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1, hãy tính tuổi của trái đất. 238U 23 235U 8U 235U  Bài tập tự giải: Bài 21: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu là 200g. Sau 276 ngày đêm, khối lượng chất phóng xạ bị phân rã là : a. 150g b. 50g c. 1,45g d. 0,725g Bài 22: Một mẫu phóng xạ có chu kỳ bán rã là T. Sau một khoảng thời gian t = nλ-1 kể từ thời điểm ban đầu thì khối lượng mẫu chất phóng xạ còn lại là : a. (0,693n)% so với khối lượng ban đầu. b. (0,693)n % so với khối lượng ban đầu. c. (0,368n)% so với khối lượng ban đầu. d. (0,368)n % so với khối lượng ban đầu. Bài 23: Một khối chất phóng xạ 13153 I sau 24 ngày thì độ phóng xạ giảm bớt 87,5%. Tính chu kỳ bán rã của 13153 I : a. 8 ngày b. 16 ngày c. 24 ngày hóng xạ sau thời gian t1 = 4,83 giờ có n1 nguyên tử bị phân rã, sau thời ử bị phân rã, với n2 = 1,8n1. Xác định chu kỳ bán rã của chất iờ m chứa 103 nguyên tử của một nguyên tố phóng xạ X có chu kỳ bán rã T. ian t=T/2, trong ống nghiệm còn bao nhiêu nguyên tử X? ài tập trắc nghiệm, giúp học sinh quen dần với dạng bài tập lẫn định lượng. nuclon, bảo toàn điện tích và quá trình phóng . iểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kết hợp các kiến thức đã học. Các bài tập này d. 32 ngày Bài 24: Một chất p gian t2 = 2t1 có n2 nguyên t phóng xạ này: a. 8,7 giờ b. 9,7 g c. 15 giờ d. 18 giờ Bài 25: Ống nghiệ Sau khoảng thời g a. ≈ 750 nguyên tử X b. ≈ 500 nguyên tử X c. ≈ 250 nguyên tử X d. ≈ 100 nguyên tử X 2. MỨC ĐỘ VẬN DỤNG:  Bài 1 đến bài 10: là phần b này, vừa có bài tập định tính Bài 1, 2: Đây là bài tập đơn giản nhằm để củng cố lý thuyết về các quy tắc dịch chuyển của phóng xạ (áp dụng các định luật bảo toàn số xạ). Bài 3, 4: Kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh, học sinh trung bình có thể làm được Bài 5, 6, 7, 8: Các dạng bài tập phổ biến của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ”. Học sinh sẽ được k dành cho học sinh ở mức độ trung bình và khá, qua các bài tập này học sinh sẽ được luyện tập để nắm vững cách giải chung và chọn câu trả lời đúng nhất. Bài 9, 10: Bài tập tương đối khó, dùng để rèn luyện kỹ năng phân tích và rèn luyện tư duy cho học sinh.  Bài 11 đến bài 20: Các dạng bài tập của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ” Bài 11, 12, 13: Thuộc dạng xác định độ phóng xạ H và áp dụng định luật phóng xạ, dùng để được. Tuy nhiên mức độ ở bài 15 cao hơn, ểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kiến thức vật lý và toán học. tập đối với chủ đề này. ÀI TẬP: Trước khi tiến hành hoạt động giải bài tập (ở tiết luyện tập theo phân phối chương ức liên quan đến hiện tượng phóng xạ N = Noe-λt = No.2-t/T N l iểm t. kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh. Bài 14, 15: Thuộc dạng tính khối lượng đã bị phóng xạ. Đây là bài tập đơn giản nhằm để củng cố lý thuyết, học sinh trung bình có thể làm học sinh khá làm và sau đó hướng dẫn để mọi đối tượng trong lớp theo dõi. Bài 16, 17: Thuộc dạng xác định chu kỳ phóng xạ và tuổi của mẫu vật. Hai bài này thuộc loại dễ, có thể áp dụng sau khi học lý thuyết. Bài 18: Bài này giúp học sinh làm quen với dạng bài tập đồ thị, rèn kỹ năng phân tích và tư duy cho học sinh. Bài 19: Bài này thuộc dạng tính phần trăm số nguyên tử bị phóng xạ, ở mức độ cho học sinh khá. Học sinh được ki Bài 20: Đây là bài tính tuổi trái đất (bài toán ngược của bài 13) và tương đối khó, dành cho học sinh khá giỏi.  Bài 21 đến bài 25: bài tập về nhà cho học sinh, giúp học sinh luyện tập thêm để nắm vững cách giải bài 3. HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI B trình), giáo viên cho học sinh nhắc lại những kiến th như:  Số hạt nhân còn lại sau thời gian t: Với No, là số hạt nhân ban đầu. à số hạt nhân ở thời đ ln 2 0,693   : hằng số phóng T T xạ.  Số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t: ΔN = No – N  Độ phóng xạ H: ln 2ln 2( ) ( )dNH t N t . t tT oe H e dt T        Với ln 2o oH N T  : độ phóng xạ ban đầu. vị là Becqu ng 1 giây. 3 rắc nghiệm dần với cách thức làm bài mới khi thi tốt n độ biết của học sinh về các quy c và thế số để tính toán. Như vậy mục ho học sinh thời gian khoảng 5 phút để tự làm, sao đó cho học sinh xung p dụng công thức nào để xác định số hạt nhân còn lại ? inh lên bảng áp dụng công thức trên và lần lượt thay t bằng T/2, 2T và 3T ọn đáp án (b). h viết công thức tính độ phóng xạ và thế số vào công thức. Đơn eren (Bq) : là phân rã tro Đơn vị Curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010Bq .1 . Bài 1 đến bài 10: Dạng bài tập t 10 bài tập dạng trắc nghiệm giúp học sinh quen ghiệp và thi tuyển sinh vào các trường chuyên nghiệp. Bài 1, 2: Dạng trắc nghiệm lý thuyết nhằm kiểm tra mức luật phóng xạ. Học sinh dễ dàng làm được sau khi giáo viên đã củng cố kiến thức lý thuyết ở đầu tiết học: học sinh sẽ chọn câu (b) ở cả hai bài. Bài 3, 4: Hai bài này chỉ đơn thuần áp dụng công thứ đích giáo viên đưa ra hai bài tập này là để kiểm tra mức độ hiểu và vận dụng của học sinh. Học sinh trung bình có thể làm được, do đó sẽ khuyến khích học sinh tham gia vào hoạt động giải bài tập. Giáo viên c phong chọn trả lời phương án trả lời đúng kèm theo lập luận của mình. Nếu như trong lớp có nhiều học sinh không nhất trí với phương án đã đưa ra, khi đó giáo viên sẽ cho học sinh lên bảng giải:  Bài 3: GV: Các em sẽ á HS: N = No.2-t/T GV: Cho 1 học s vào công thức  Ta sẽ ch  Bài 4: GV: Cho học sin HS: Độ phóng xạ của 1g 22683 Ra là: ln Ao o NH N  2 . m T M  23 4 0,693.1.6,02.10 ( ) 0,976 1622.365.8,64.10 .226 Ho Bq Ci   Ta chọn đáp án (b) Bài 5, 6, 7, 8: Các dạng bài tập phổ biến của chủ đề “ Hiện tượng phóng xạ ”. Học sinh sẽ được kiểm tra về mức độ hiểu và vận dụng kết hợp các kiến thức đã học. Các bài tập này dành cho học sinh ở mức độ trung bình và khá. Như vậy để học sinh có hứng thú hơn trong học tập, giáo viên nên cho học sinh làm việc theo nhóm : - Giáo viên nêu vấn đề cho từng bài - Giáo viên tổ chức nhóm (vừa có học sinh trung bình lẫn khá, giỏi), giao nhiệm vụ. - Các nhóm phân cô