Giáo án vật lý 12 - Phóng xạ

Bài 53 PHÓNG XẠ I.MỤC TIÊU: - Hiểu được sự phóng xạ, bản chất các loại tia phóng xạ và phân Bàiệt được các loại phn r 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 v viết được công thức độ phóng xạ. - Bàiết một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ, giải thích và làm các bài tập cơ bản về phóng xạ. - Thấy được phóng xạ có ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường sinh thái, sản phẩm phóng xạ làm ô nhiễm môi trường, gây thiệt hại đến sự sống của muôn loài. II.CHUẨN BỊ: -GV: Tìm hiểu về một số chất PHÓNG xạ để minh họa cho bài học. -HS: Ôn tập kiến thức về lực điện trường, lực Lorentz, hàm số mũ. III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1: (5’) Kiểm tra GV dùng câu hỏi trắc nghiệm 1, 2, 3, 4 và bài tập 5 của SGK để kiểm tra và nêu câu hỏi về năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử. Tiết 1. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ - CC TIA PHÓNG XẠ. Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ GV trình by sao cho HS hiểu được hiện tượng phóng xạ và nguyên nhân của hiện tượng, hiểu được bản chất của quá trình PHÓNG xạ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Nu vi VD về sự phn r của hạt NHÂN, sự Bàiến đổi trở thành hạt khác. Nêu câu hỏi gợi ý: H. Hiện tượng phóng xạ là gì? -Trình by định nghĩa hiện tượng phóng xạ như SGK. Lưu ý HS về NGUYÊN NHÂN chủ quan của hiện tượng. -Giới thiệu qui ước về cách gọi tên các hạt trong hiện tượng phóng xạ. H. bản chất của qu trình PHÓNG xạ l gì? -Ghi nhận kiến thức GV giới thiệu, trả lời Câu hỏi gợi ý. + PHÓNG xạ l qu trình dẫn đến sự Bàiến đổi hạt nhân. -Ghi nhớ tên gọi các hạt torng hiện tượng: + Hạt NHÂN mẹ. + Hạt NHÂN con. -Định nghĩa hiện tượng phóng xạ (SGK) -Qu trình phn r PHÓNG xạ chính l qu trình dẫn đến sự Bàiến đổi hạt nhân. -Qui ước gọi: +Hạt NHÂN PHÓNG xạ: hạt NHÂN mẹ. +Hạt NHÂN sản phẩm: hạt NHÂN con. Hoạt động 3 (35’) Tìm hiểu CC TIA PHÓNG XẠ -Trình by về ba loại tia PHÓNG xạ chính (,  v ) như SGK. Nêu câu hỏi hướng dẫn. H. Đường đi của các tia phóng xạ trong từ trường chứng tỏ điều gì? -Phân tích những tác dụng của tia phóng xạ để cho thấy đó là những bức xạ không nhìn thấy sau khi HS trả lời Câu hỏi: H. Điều gì chứng tỏ cc tia PHÓNG xạ l những bức xạ khơng nhìn thấy? -Nu Câu hỏi gợi ý để giới thiệu bản chất các tia phóng xạ. H. Quĩ đạo của tia , tia - cho thấy bản chất của tia l dịng hạt mang điện gì? Vì sao? -Thảo luận nhĩm. +Ôn tập về lực điện trường. +Lực từ Lorentz. -Phân tích đường đi của tia ,  v  trong từ trường. +Tia , - mang điện, tia  không mang điện. -Tc dụng ion hĩa khơng khí, lm đen kính ảnh,… là tác dụng của bức xạ không nhìn thấy. -Tia  l dịng hạt mang điện dương, tia - l dịng hạt mang điện âm, tia  không mang điện. a) Cc loại tia PHÓNG xạ: +Tia : L dịng hạt NHÂN NGUYÊN tử hli ( 42 He ) -Phóng ra tử hạt nhân với tốc độ khoảng 2.107m/s. -Ion hóa mạnh nên đường đi ngắn, đâm xuyên yếu. +Tia bta (): 2 loại: Bta cộng (+) là các poziton hay electron dương ( 01e ). Bta trừ (-) l cc electron m ( 01e ). *PHÓNG xạ  cịn cĩ sự tồn tại hạt mới: hạt nơtrinô và phản nơtrinơ. -Tia  cĩ vận tốc cao (v = C) -Ion hóa yếu, đường đi dài, đâm xuyên khá mạnh. +Tia gama () Là sóng điện từ có  rất ngắn, l -GV trình by bản chất của tia , tia  v tia  như SGK. Cần nhấn mạnh vì sao tầm bay của tia  ngắn hơn tia . -Nu Câu hỏi C1. H. Nhận thấy khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ thế nào? H. Vì sao tia  bị lệch nhiều hơn tia  trong từ trường? -Giới thiệu một số đồng vị phóng xạ minh họa cho Bài học: + Hạt 22688 Ra PHÓNG xạ . + Hạt 21083 Bi PHÓNG xạ  -. + Hạt 3015 Po PHÓNG xạ  +. Yêu cầu HS giải Bài tập 2, củng cố bản chất l dịng hạt mang điện của tia , tia . Nhấn mạnh mỗi chất PHÓNG xạ chỉ chịu một loại PHÓNG xạ ( hoặc ). -Hạt  có khối lượng rất lớn so với khối lượng hạt  nên lệch ít hơn. -Vì ion hĩa mạnh hơn tia  nn tia  có đường đi ngắn. -Trả lời C1. -Thảo luận, giải Bài tập 2. Chọn đáp án C. dịng photon cĩ năng lượng cao, có khả năng đâm xuyên mạnh, được phóng xạ từ hạt nhân con trong phóng xạ  v  từ trạng thi kích thích về trạng thái cơ bản. Mỗi chất PHÓNG xạ chỉ chịu một trong cc loại PHÓNG xạ  hoặc . Tiết 2. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ. Hoạt động 1. (30’) ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ. a) Giới thiệu một VD, giới thiệu chu kì bn r của chất PHÓNG xạ. H. Sau cc khoảng thời gian T, 2T, 3T… kT(k: số dương) thì số hạt NHÂN N chưa phân r xc định thế nào? -Hướng dẫn HS vẽ đồ thị Biểu diễn N(t). H. Nhận xt gì về sự giảm số NGUYÊN tử theo thời gian? -Hướng dẫn HS Bàiến đổi: N(kT) = 0 2k N để có 0( ) tN t N e  -Giới thiệu hằng số PHÓNG -Theo di, ghi nhận hướng dẫn của GV, thảo luận tìm phương án trả lời câu hỏi. + N tương ứng sau khoảng thời gian xác định bằng: 0 0 0 0, , ,... 2 4 8 2k N N N N + N giảm lin tục. -Suy luận tốn học. ln 2 ln 2 0 0 tk TN N e N e   a)Định luật phóng xạ: -Chu kì bn r: khoảng thời gian xc định mà sau đó 1/2 số hạt nhân của chất phóng xạ đ bị phn r. -Số nguyên tử (số hạt nhân) chưa bị phân r sau thời gian t: 0 2k NN  với tk T  Hay 0 tN N e  ĐL: Trong quá trình phn r, số NGUYÊN tử giảm theo thời gian, theo định luật của hàm số mũ. xạ . Yêu cầu HS xác định thứ nguyên của . H. Khối lượng chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian. Hy viết Biểu thức m(t)? -Giới thiệu nội dung định luật phóng xạ. b) GV trình by độ phóng xạ. Lưu ý với HS đơn vị Beccơren (Bq) và đơn vị Câuri (Ci) được gọi theo tên của nhà bác học đi tiên phong trong nghiên cứu về phóng xạ. H. Nếu gọi ∆N l số hạt NHÂN bị phn r trong thời gian ∆t, hy viết Biểu thức độ phóng xạ H? - Nu nhận xt Biểu thức H = N như SGK. Yêu cầu HS viết Biểu thức độ phóng xạ ban đầu H0 v H(t)? H. Nu nhận xt: H(t) = H0e- t? -Thảo luận, lập Biểu thức m(t) = m0e-t -Phát Biểu nội dung định luật. -Đọc SGK, tham khảo cách xây dựng Biểu thức độ phóng xạ của SGK. -Nhận xét sự giảm theo thời gian của độ phóng xạ tương tự như qui luật giảm theo thời gian như số hạt nhân. -Khối lượng m của chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian, cùng qui luật với số hạt NHÂN. m = m0e-t b)Độ phóng xạ: -Số phn r trong một giy. Đơn vị Beccơren (Bq) và Câuri: 1Ci = 3,7.1010Bq -Đại lượng đặc trưng cho tốc độ phân r. -Biểu thức H(t) = H0e-t với H0 = N0. H(t) giảm theo thời gian theo qui luật của hm số mũ. (giống số NGUYÊN tử của nĩ) Hoạt động 2. (10’) ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ V CC ỨNG DỤNG -Trình by cho HS hiểu r khi niệm đồng vị phóng xạ tự nhiên, đồng vị phóng xạ nhân tạo. -Trình by những ý chính về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong các lĩnh vực: y học, cơng nghiệp, khảo cổ học. -Hướng dẫn HS đọc SGK, tìm hiểu những ứng dụng được trình by chi tiết, xem phần chữ in nhỏ trang 271 để trả lời câu hỏi đầu bài. Ghi nhận những ứng dụng của chất phóng xạ. Trả lời câu hỏi đầu bài. Hoạt động 3. (5’) CỦNG CỐ - HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ. - Hướng dẫn HS làm các bài tập trắc nghiệm 1, 2, 3 (SGK) - Tổng kết kiến thức về: số nguyên tử, khối lượng, độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ. - Hướng dẫn HS giải bài tập 4, 5 SGK ở nhà. Xem và tìm hiểu về phản ứng hạt NHÂN. IV. RÚT KINH NGHIỆM – BỔ SUNG: