Giáo án Vật Lý 12 nâng cao - Chương: Sơ lược về thuyết tương đối hẹp

ết riêng 10 30 - Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân và là lực hút. - Lực hạt nhân chỉ xảy ra khi khoảng cách giữa hai nuclôn nhỏ hơn hoặc bằng kích thước của hạt nhân. + Tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân : 2mp + 2mn = 2.1,00728 + 2.1,00866 = 4,03188u 2mp + 2mn > m() + Khối lượng m bao giờ cũng nhỏ hơn một lượng so với tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó + Độ hụt khối: + + E = mc2 < Eo + Phải có một lượng năng lượng được tỏa ra và được xác đinh: + Lực hạt nhân là gì? + Lực hạt nhân chỉ xảy ra khi nào? + Điều đó giải thích vì sao các prôtôn mang điện tích dương lại có thể gắn kết chặt với nhau trong hạt nhân chứ không đẩy nhau ra xa Đặt vấn đề: Muốn phá vỡ hạt nhân ta phải dùng năng lượng như thế nào để thắng lực hạt nhân? + Hạt nhân có khối lượng 4,0015u so sánh với tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân? + được gọi là độ hụt khối của hạt nhân. Vậy độ hụt khối được xác định như thế nào? + Theo thuyết tương đối thì: - hệ các nuclôn ban đầu có năng lượng được xác định như thế nào? - hạt nhân được tạo thành có năng lượng được xác định như thế nào? + Theo định luật bảo toàn năng lượng thì như thế nào? + Vậy muốn tách hạt nhân có khối lượng m thành các nuclôn thì cũng tốn một năng lượng cũng là để thắng lực hạt nhân. Do đó được gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. 4. Năng lượng liên kết: a) Lực hạt nhân: là lực hút giữa các nuclon. Có bán kính tác dụng khoảng 10-15m. Chú ý: Lực hạt nhân cường độ rất lớn so với lực điện từ, lực hấp dẫn b) Độ hụt khối. Năng lượng liên kết. + Khối lượng m của hạt nhân bao giờ cũng nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclôn tạo thành. Dm = [Zmp + (A – Z)mn] – m: độ hụt khối. + Có năng lượng DE = Dmc2 = E0 – E toả ra khi hệ nuclôn tạo thành hạt nhân. + Muốn phá vỡ hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ phải cung cấp năng lượng bằng DE để thắng lực hạt nhân. Nên DE gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. + Năng lượng liên kết tính cho một nuclon là gọi là năng lượng liên kết riêng + Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng lớn hơn sẽ bền vững hơn. Chú ý: Đối với hạt nhân có số khối từ 50 đến 70, năng lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10/) Tiết 1: (5/) Câu hỏi C3: Tính 1 ra đơn vị kg. Prô tôn có khối lượng nghỉ là mp = 1,007278u 938; Nơtron có khối lượng nghỉ là mn = 1,008665u 939; Êlectron có khối lượng nghỉ là me = 5,486.10-4u 0,511 Tiết 2: (5/) Câu hỏi C4: Biết khối lượng hạt nhân là mHe = 4,0015u, hãy so sánh khối lượng này với tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân Heli mHe < 2mp + 2mn = 4,0319 Câu hỏi C5: Tính là năng lượng liên kết và là năng lượng liên kết riêng của hạt nhân.hạt nhân Wlk = 28,32MeV; IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 07/03/2010 BÀI 53: PHÓNG XẠ Tiết : 88 & 89 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 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. Biết các đơn vị phóng xạ. 2. Kỹ năng: - Giải thích hiện tượng phóng xạ, phân biết các loại tia phóng xạ. - Vận dụng định luật phóng xạ và độ phóng xạ để giải một số bài tập liên quan. - Giải thích ứng dụng của phóng xạ. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên: - Vẽ hình 53.1 và 53.3 SGK. 2. Học sinh : - Ôn lại một số kiến thức lớp 11 về lực Lo-ren-xơ và lực điện trường, từ trường. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: 8’ 1. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo như thế nào? Nêu cấu tạo hạt nhân nguyên tử và 2. Độ hụt khối và năng lượng liên kết hạt nhân là gì? Chúng có liên quan như thế nào về sự bền vững của hạt nhân? 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Nhận biết hiện tượng phóng xạ & các tia phóng xạ 10 20 + Đọc SGK - Nêu định nghĩa. - Do các nguyên nhân bên trong gây ra. 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. - Quá trình biến đổi hạt nhân. + Các loại tia phóng xạ: a; b-; b+; g. + Tia a chính là các hạt nhân của nguyên tử heli (kí hiệu , gọi là hạt a), Mang điện tích dương + Được phóng ra từ hạt nhân với vận tốc khoảng 2.107m/s. Tia a làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. + Tia b là các hạt phóng ra với vận tốc rất lớn, có thể đạt xấp xỉ bằng vận tốc ánh sáng. Tia b cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia a. + Có hai loại tia b - Tia b-. Đó chính là các êlectron (kí hiệu ) - Tia b+. Đó chính là các pôzitrôn, hay êlectron dương (kí hiệu ) + Tia g là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Vì vậy tia g có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia a và b + Yêu cầu hs đọc SGK và trả lời: - Hiện tượng phóng xạ là gì? - Quá trình phân rã phóng xạ do đâu mà có? Vậy nó không phụ thuộc vào những yếu tố nào? + Hãy cho biết thực chất của quá trình phân rã phóng xạ là gì ? + Yêu cầu hs đọc SGK và nêu các loại tia phóng xạ - Tia a chính là các hạt nhân của nguyên tử nào? mang điện gì? - Tia a phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu? tia a có khả năng gì? Gv thông báo: Tia a chỉ đi được tối đa khỏang 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm. + Tia b phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu? Tia b có khả năng gì? + Thông báo: Tia b đi được quảng đường tới hàng trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimet. + Có mấy loại tia b? - Tia b- chính là các hạt nào? mang điện gì ? - Tia b+ chính là các hạt nào? mang điện gì ? + Bản chất của tia g là gì? Có khả năng gì? 1. Hiện tượng phóng xạ: + Định nghĩa: Hiện tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ + Là quá trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài. 2. Các tia phóng xạ: a) Các loại tia phóng xạ: + a; b-; b+; g. + Tia phóng xạ là tia không nhìn thấy được, nhưng có những tác dụng như: kích thích một số phản ứng hóa học, ion hóa không khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào... b) Bản chất các tia: + Tia a: là hạt nhân , v » 2.107m/s, ion hoá mạnh. Khả năng đâm xuyên yếu + Tia b: v » c, ion hoá yếu hơn a. Khả năng đâm xuyên mạnh hơn a. Có 2 loại: b- là êlectron , b+ pôziton . + Tia g: là sóng điện từ có l < 10-11m. Có năng lượng lớn, đâm xuyên mạnh. Trong phân rã a, b, hạt nhân con có thể ở trạng thái kích thích và phóng xạ tia g để trở về trạng thái cơ bản HĐ 2: Tìm hiểu định luật phóng xạ 15 15 + Số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian T, 2T, 3T,…kT (k số nguyên dương) là: N0/2; N0/4; N0/8; N0/2k + N(t) = N02t/T + m = moe- lt + Độ phóng xạ. Ký hiệu H. Đơn vị : Becơren ( Bq ) + 1 Ci = 3,7 . 10 10 ( Bq ) + H = -= lNoe-lt + H = l N + Nêu định nghĩa. + Gọi m0, N0 là khối lượng chất phóng xạ và số hạt nhân ở thời điểm t =0. Trong quá trình phân rã phóng xạ, số hạt nhân sẽ giảm dần theo thời gian. Thực nghiệm chứng tỏ sau khoảng thời gian nhất định T thì một một nửa số hạt nhân hiện có bị phân rã. Vậy sau khoảng thời gian T, 2T, 3T,…kT (k số nguyên dương) thì số hạt nhân còn lại như thế nào? + Quan sát đồ thị 53.3. Do tính liên tục của quá trình phân rã, thì số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian t kể từ khi bắt đầu phân rã được xác định như thế nào? + Vậy lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t được xác định như thế nào? + Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gì? Kí hiệu? Đơn vị? + Giới thiệu đơn vị: Ci + Công thức độ phóng xạ? + Độ phóng xạ là gì ? 3. Định luật phóng xạ: a) Định luật phóng xạ: Sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa số hạt nhân hiện có bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác; T được gọi là chu kì bán rã của chất phóng xạ. N(t) = Noe-lt Đại lượng l = gọi là hằng số phóng xạ m(t) = moe-lt Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ âm. b) Độ phóng xạ: Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gọi là độ phóng xạ (hay hoạt độ phóng xạ), được xác định bằng số phân rã trong một giây. Đơn vị đo độ phóng xạ có tên gọi là Becơren, kí hiệu Bq hay phân rã/s. 1Ci = 3,7.1010 Bq. H = lN + Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t. Độ phóng xạ ban đầu bằng Ho = lNo + 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. HĐ 3: Tìm hiểu các đồng vị phóng xạ và ứng dụng 10 Hs đọc SGK + Nêu định nghĩa + Nguyên tử đánh dấu. Nhờ phương pháp nguyên tử đánh dấu, người ta có thể biết được chính xác nhu cầu với các nguyên tố khác nhau của cơ thể trong từng thời kì phát triển của nó và tình trạng bệnh lí của các bộ phận khác nhau của cơ thể, khi thừa hoặc thiếu những nguyên tố nào đó. + Sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng cácbon 14 để xác định niên đại của các cổ vật khai quật được. + Đồng vị phóng xạ là gì? Thế nào là đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo? Yêu cầu hs đọc SGK + Nêu các ứng dụng của đồng vị phóng xạ ? + Muốn theo dõi sự di chuyển của chất lân trong một cái cây , người ta cho một ít lân phóng xạ P32 vào phân lân thường P31. Đồng vị P32 là chất phóng xạ b - nên ta theo dõi sự di chuyển của nó + C14 là chất phóng xạ b - , C11 là chất phóng xạ b +. C14 được tạo ra trong khí quyển và thâm nhập vào mọi vật trên trái đất . Nó có chu kỳ bán rã 5600 năm. Sự phân rã này cân bằng với sự tạo ra , nên hàng vạn năm nay mật độ C14 trong khí quyển không đổi . Một thực vật còn sống , còn quá trình lục diệp hoá thì còn giữ tỉ lệ C14 trong các thành phần chứa cácbon của nó . Nếu thực vật chết , thì nó không trao đổi với không khí nữa , nên tỷ lệ của nó giảm , độ phóng xạ giảm . Đo độ phóng xạ này thì tính được thời gian đã trôi qua từ khi cây chết 4. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng a) Đồng vị phóng xạ 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 - Đồng vị phát ra tia gamma có khả năng đâm xuyên lớn được dùng để tìm khuyết tật trong chi tiết máy. - Đồng vị phát ra tia được dùng để làm nguyên tử đánh dấu trong khoa học. - Đồng vị được dùng trong xác định tuổi của các cổ vật trong khảo cổ học (phương pháp cacbon 14) C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10/) Tiết 1: (5/) Sự phóng xạ là gì? Nêu các tia phóng xạ và bản chất của chúng. Tiết 2: (5/) Chu kỳ bán rã của các chất phóng xạ? Viết biểu thức toán học diễn tả định luật phóng xạ Thế nào là độ chất phóng xạ của một lượng chất phóng xạ? Nêu hệ thức giữa H và N IV: RÚT KINH NGHIỆM ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………  Ngày soạn : 07/03/2010 BÀI 54: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Tiết : 90 & 91 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Nêu được phản ứng hạt nhân là gì? - Phát biểu được định luật bảo toàn số khối, bảo toàn điện tích và bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân. - Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng toả ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân. 2. Kỹ năng: - Viết được các phương trình phản ứng hạt nhân và phóng xạ. - Tính được năng lượng trong phản ứng hạt nhân. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên: - Tranh vẽ 54.1. Bảng hệ thống tuần hoàn 2. Học sinh : - Ôn lại khái niệm phản ứng hoá học và các định luật bảo toàn trong cơ học. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: (8/) Sự phóng xạ là gì? Nêu các tia phóng xạ và bản chất của chúng. Công thức định luật phóng xạ. Độ phóng xạ là gì? Nêu công thức liên hệ giữa độ phóng xạ và số hạt nhân của chất phóng xạ. 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Nhận biết phản ứng hạt nhân 15 + Hs đọc SGK và nêu kết luận Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân Có hai loại phản ứng hạt nhân: - Sự tự phân rã của hạt nhân không bền dẫn đến hạt nhân khác - Các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác + Nêu thí nghiệm Rơdơpho: Cho hạt a, phóng ra từ nguồn phóng xạ Poloni 210P bắn phá Ni tơ có trong không khí kết quả Ni tơ bị phân rã và biến đổi thành Oxi và Hiđro gọi là phản ứng hạt nhân + Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền thành hạt nhân khác (sự phóng xạ hạt nhân) là phản ứng hạt nhân Vậy phản ứng hạt nhân là gì ? Có mấy loại phản ứng hạt nhân? + Viết phương trình tổng quát cho 2 trường hợp? Giới thiệu hai nhà vật lí Giô-li-ô Quy-ri và thí nghiệm của hai ông bà, lần đầu tiên tạo được đồng vị phóng xạ nhân tạo có tính 1. Phản ứng hạt nhân a) Khái niệm: Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân Có hai loại phản ứng hạt nhân: - Sự tự phân rã của hạt nhân không bền dẫn đến hạt nhân khác - Các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác Tổng quát ta có thể viết: A + B C + D (1) A, B: Hạt nhân tương tác C, D: Hạt nhân sản phẩm Trong trường hợp phóng xạ: A B + C (2) A: hạt nhân mẹ, B: hạt nhân con C: có thể là hạt hoặc b) Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phản xạ nhân tạo : + + Ngày nay người ta có thể tạo ra đồng vị nhiều phóng xạ nhân tạo. HĐ2: Tìm hiểu các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 15 + Bảo toàn điện tích, bảo toàn năng lượng, bảo toàn động lượng + C3: Bảo toàn số khối: A1+ A2 = A3 + A4 Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Nhắc lại một số khái niệm về hệ kín trong vật lí có các định luật bảo toàn nào suy ra các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân + C3: Viết định luật bảo toàn số nuclôn và định luật bảo toàn điện tích cho phản ứng hạt nhân sau: 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân a) Định luật l bảo toàn số nuclon (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclon của hạt tương tác bằng tổng số nuclon của hạt sản phẩm b) Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm. c) Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ) Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm. HĐ3: Vận dụng các định luật bảo toàn trong sự phóng xạ 15 + Hs vận dụng định luật bảo toàn số khối trả lời các câu hỏi dưới hướng dẫn của GV. + Cho các thí dụ về phân rã a, phân rã b- phân rã b- phân rã b+ + Trong các phân rã a và b. Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích sẽ xảy ra phân rã g + Viết phương trình phân rã a. + Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào ? + Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào ? Em có nhận xét gì về vị trí của hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ? + Viết phương trình phân rã b- + Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào? + Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào? Em có nhận xét gì về vị trí của hạt nhân con trong bảng tuần hoàn? + Thông báo thực chất của phóng xạ b- là sự biến đổi n thành p với êlectron (e-) và nơtrinô () + Viết phương trình phân rã b+ + Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào? Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào? + Thông báo thực chất của phóng xạ b+ là sự biến đổi p thành n với pôzitrôn (e+) và nơtrinô () + Viết phương trình phân rã g + Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào? Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào? + Vậy phân rã g xảy ra khi nào? 3. Quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ a) Phân rã a Trong phân rã a, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con “lùi” hai ô trong Bảng tuần hoàn b) Phân ra b- Trong phân rã b-, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con tiến một ô trong Bảng tuần hoàn. c) Phân rã b+ Vậy quy tắc dịch chuyển của phân rã b+ là : Trong phân rã b+, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con lùi một ô trong Bảng tuần hoàn. d) Phân rã g Trong các phân rã a và b. Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích, thì nó chuyển từ mức kích thích E2 xuống mức thấp hơn E1, đồng thời phóng ra một phôtôn có tần số f xác định bởi hệ thức E2 – E1 = hf. Hiệu E2 – E1 có trị số lớn, nên phôtôn g phát ra có tần số rất lớn và bước sóng rất nhỏ (l < 10-11m) HĐ4: Tìm hiểu năng lượng trong phản ứng hạt nhân 25 + Vì năng lượng toàn phần được bảo toàn nên theo hệ thức Anh-xtanh ta có phản ứng tỏa ra một lượng năng lượng: W = (m0 – m)c2 + Nếu m <m0 thì hạt sản phẩm bền vững hơn hạt tương tác vì các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn các hạt ban đầu + Phản ứng không thể tự nó xảy ra được, vì tổng năng lượng nghỉ của các hạt A & B, nhỏ hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sinh ra C & D. + Khi các hạt nhân sinh ra bền vững hơn các hạt nhân tương tác ban đầu. + Nếu m < m0. Giả sử A, B đứng yên, thì năng lượng trong phản ứng hạt nhân như thế nào? + So sánh tính bền vững hạt nhân sản phẩm và hạt nhân tương tác + Nếu m > m0 phản ứng có thể tự nó xảy ra được không? + Khi nào thì phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng xảy ra? + GV thông báo: Dựa vào năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân có số nuclôn A khác nhau cho thấy có thể xảy ra hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. + C4 tính năng lượng tỏa ra khi 1kg bị phân hạch theo phản ứng: 3. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân A + B C + D Đặt m0 = mA + mB m = mC + mD a. Nếu m < m0 Phản ứng tỏa một lượng năng lượng: W = (m0 – m)c2 (3) Năng lượng này tồn tại dưới dạng động năng của các hạt C, D hoặc năng lượng của photon gọi là năng lượng hạt nhân b) Nếu m>m0 Để phản ứng này xảy ra ta phải cung cấp cho các hạt A, B một động năng ban đầu. Vậy năng lượng thỏa điều kiện W = (m0 – m)c2 + Wđ (4) 4. Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng + Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng xảy ra khi các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt tương tác ban đầu. + Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng - Hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Phản ứng tổng hợp hạt nhân. - Một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân có số khối A vào loại trung bình. Sự phân hạch. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10/) Tiết1. Viết định luật bảo toàn số nuclôn và định luật bảo toàn điện tích cho phản ứng hạt nhân sau: Tiết 2: Trong dãy phân rã phóng xạ có bao nhiêu hạt a, b được phát ra? Câu hỏi trắc nghiệm 1 - 4 SGK (1.D; 2.B; 3. a; 4. p) IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn: 10/03/2010 BÀI: BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ & PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Tiết thứ: 92 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Vận dụng kiến thức về cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng. - Vận dụng được định luật phóng xạ để giải các bài tập về phóng xạ. - Vận dụng các kiến thức về phản ứng hạt nhân và các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân để giải một số bài toán về phản ứng hạt nhân. 2. Kĩ năng: - Tìm khối lượng trong phóng xạ, chu kỳ bán rã… - Viết phương trình phản ứng hạt nhân và tìm năng lượng trong phản ứng hạt nhân. - Các công thức viết dưới dạng luỹ thừa cơ số 2. 3. Thái độ: - Tình cảm: ý thức tự học. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: - Hệ thống bài tập 2. Chuẩn bị của trò: - Làm bài tập trong SGK và SBT. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Kiểm tra bài cũ Kết hợp trong hướng dẫn giải bài tập 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức Hoạt động 1: Vận dụng công thức cấu tạo hạt nhân và năng lượng liên kết Bài 1: Hạt nhân có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Cấu tạo hạt nhân Độ hụt khối của hạt nhân ? Năng lượng liên kết của hạt nhân ? d) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ? 10 + Hs giải + = m0 – m = [Zmp + (A – Z)mn] – m + = c2 , Er = + Dựa vào kí hiệu hạt nhân xác định số prôtôn và số nơtrôn + Tổng khối lượng các nuclon tạo thành hạt nhân . Độ hụt khối? + Công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân & năng lượng liên kết riêng của hạt nhân? a) = Z = 27 prôtôn và số nơtrôn là N = A-Z = 60-27 = 33 b) = m0 – m = [Zmp + (A – Z)mn] – m = 4,5442u c) = c2 = 4,5442.931 4230 MeV d) ==79,5MeV/nuclon Hoạt động 2: Vận dụng công thức cấu tạo hạt nhân và định luật phóng xạ Bài 2: Pôlôni là nguyên tố phóng xạ a nó phóng ra một tia a và biến đổi thành hạt nhân con X. Chu kỳ bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày. a) Viết phương trình phản ứng. Xác định cấu tạo, tên gọi của hạt nhân X. b) Một mẫu Pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu trên sau 3 chu kỳ phân rã. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023 nguyên tử/mol. c) Tính tỉ số giữa khối lượng pôlôni và khối lượng hạt nhân X trong mẫu trên sau 4 chu kỳ phân rã. 30 + Viết phương trình phản ứng + Hạt nhân + A =206 ; Z = 82 + = có 82 prôtôn và số nơtrôn là N= 206-82 = 124 b) + H = l N + N = No 2.-t/T = No.2-3 = No/8 Với N0 = NA + m=mo.2-t/T = mo.2-4 = mo/16 + Số hạt nhân X tạo thành trong khoảng thời gian t=4T : DN = N0–N = N0(1 – 2- t/T) = = + Khối lượng X sinh ra sau khoảng thời gian t =4T: mX =DN.= + = = 0,068 + Viết phương trình phản ứng? + Bản chất của hạt a ? + Vận dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích, hãy xác định số khối và điện tích của hạt nhân X? + Nêu cấu tạo và tên gọi của hạt nhân X? b) Công thức xác định H sau khoảng thời gian t? + Tìm N còn lại sau khoảng thời gian t = 3T c)  ? + Khối lượng Po còn lại sau khoảng thời gian t =4T. + Khối lượng X sinh ra sau khoảng thời gian t =4T? Hướng dẫn hs: Số hạt nhân chì tạo thành bằng số hạt nhân Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên. +  ? a) Viết phương trình phản ứng + Theo định luật bảo toàn số khối: 210 = 4 + A A = 206 Theo định luật bảo toàn điện tích: 84 = 2 + Z Z = 82. Vậy = có 82 prôtôn và số nơtrôn là N = 206-82 = 124 b) Độ phóng xạ H + Số hạt nhân Pôlôni lúc đầu: N0 = NA, với m0 = 0,168g, A = 210, NA = 6,022.1023 g/mol + Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau t=3T: N = No 2.-t/T = No.2-3 = No/8 + Độ phóng xạ : H = l N = N = 2,084.1011Bq c) + Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau t=4T: N = No 2.-t/T = No.2-4 = No/16 + Số hạt nhân bị phân rã là: DN = N0–N = N0(1 – 2- t/T) = Số hạt nhân chì tạo thành bằng số hạt nhân Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên. Vì vậy thời gian trên khối lượng chì là: mX = DN. = Khối lượng Polôni còn lại: mPo = N. = = = 0,068 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5ph) Cấu tạo hạt nhân:  ; z là số protôn ; N =A-Z số nơ trôn. Độ hụt khối = m0 – m = [Zmp + (A – Z)mn] – m Năng lượng liên kết: = c2 . Năng lượng liên kết riêng Er = Công thức định luật phóng xạ: Y = Yo.2.-t/T = Yo.e-lt Trong đó: + Y0: N, m, H ở thời điểm ban đầu (t0 = 0) + Y: N, m, H ở thời điểm t (sau khoảng thời gian t) + T: Chu kỳ bán rã + l = hằng số phóng xạ Phương pháp giải tìm số hạt nhân bị phân rã (lượng chất bị phân rã) Công thức liên hệ giữa lượng chất phóng xạ và số hạt nhân có trong lượng chất phóng xạ và độ phóng xạ: IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Ngày soạn: 10/03/2010 BÀI: BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ & PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Tiết thứ: 93 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Vận dụng kiến thức về cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng. - Vận dụng được định luật phóng xạ để giải các bài tập về phóng xạ. - Vận dụng các kiến thức về phản ứng hạt nhân và các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân để giải một số bài toán về phản ứng hạt nhân. 2. Kĩ năng: - Tìm khối lượng trong phóng xạ, chu kỳ bán rã… - Viết phương trình phản ứng hạt nhân và tìm năng lượng trong phản ứng hạt nhân. - Các công thức viết dưới dạng luỹ thừa cơ số 2. 3. Thái độ: - Tình cảm: ý thức tự học. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Kiểm tra bài cũ (5ph) 1. Công thức định luật phóng xạ. 2. Nêu công thức liên hệ giữa độ phóng xạ và số hạt nhân của chất phóng xạ và công thức liên hệ giữa lượng chất phóng xạ và số hạt nhân của chất phóng xạ. 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động c