Giáo án Vật lý Lớp 12 - Bài: Hiện tượng phóng xạ

HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ I / MỤC TIÊU : Biết sự phóng xạ, các loại tia phóng xạ và phân biệt được các loại phân rã phóng xạ. Hiểu định luật phóng xạ để giải được các bài tập đơn giản về phóng xạ. Nắm được các khái niệm : chu kì bán rã, hằng số phóng xạ, độ phóng xạ. Biết một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn Hình 70.1 SGK và Hình 70.3 SGK. 2 / Học sinh : Ôn lại kiến thức về lực Lo-ren-xơ và lực điện trường đã học ở lớp 11. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Nêu định nghĩa. HS : Do các nguyên nhân bên trong gây ra. HS : 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. HS : Quá trình biến đổi hạt nhân. Hoạt động 2 : HS : 42 He HS : Dương HS : 2.107 ( m / s ) HS : Làm ion hóa mạnh các nguyen tử trên đường đi và mất năng lượng rất nhanh. HS : Tia  chỉ đi được tối đa khỏang 8 GV : Hiện tượng phóng xạ là gì ? GV : Quá trình phân rã phóng xạ do đâu mà có ? GV : Hãy cho biết nó không phụ thuộc vào những yếu tố nào ? GV : Hãy cho biết thực chất của quá trình phân rã phóng xạ là gì ? GV : Tia  chính là các hạt nhân của nguyên tử nào ? GV : Tia  mang điện gì ? GV : Tia  phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu ? GV : Tia  có khả năng gì ? GV : Giới thiệu quảng đường đi ? cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm. HS : Electron HS : Âm HS : Bằng vận tốc ánh sáng. HS : Làm ion hóa môi trường và mất năng lượng. HS : Tia   đi được quảng đường tới hàng trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimet. HS : Tia   và tia  + HS : Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng hạt phôtôn có năng lượng cao. HS : Khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia  và tia . Hoạt động 3 : HS : Giảm theo thời gian. GV : Tia   chính là các hạt nào ? GV : Tia  mang điện gì ? GV : Tia  phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng bao nhiêu ? GV : Tia  có khả năng gì ? GV : Giới thiệu quảng đường đi ? GV : Có mấy loại tia  ? GV : Bản chất của tia  là gì ? GV : Giới thiệu quảng đường đi ? GV : Trong quá trình phân rã hạt nhân số hạt nhân có đặc điểm gì ? GV : Thế nào là chu kỳ bán rã ? GV : Sau khoảng thời gian T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ? GV : Sau khoảng thời gian 2T số hạt HS : Nêu định nghĩa. HS : N0 / 2 HS : N0 / 4 HS : N0 / 8 HS : N0 / 16 HS : Vẽ đồ thị 70.3 HS : N(t) = Noe  t HS :  = T 693,0 HS : 1 / s ; 1 / ngày ; 1 / năm HS : Xem SGK trang 295. Hoạt động 4 : HS : Độ phóng xạ HS : Ký hiệu H HS : Đơn vị : Becơren ( Bq ) nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ? GV : Sau khoảng thời gian 3T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ? GV : Sau khoảng thời gian 4T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ? GV : Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị. GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập công thức ? GV : Hằng số phóng xạ là gì ? GV : Đơn vị của hằng số phóng xạ là gì ? GV : Phát biểu định luật phóng xạ ? GV : Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gì ? GV : Giới thiệu đơn vị : C i GV : Giới thiệu công thức độ phóng xạ ? HS : 1 Ci = 3,7 . 10 10 ( Bq ) HS : H =  N HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 5 : HS : Nêu định nghĩa. HS : Nguyên tử đánh dấu. HS : Xác định tuổi các mẫu vât cổ đại. GV : Độ phóng xạ là gì ? GV : Đồng vị phóng xạ là gì ? GV : Nêu các ứng dụng của đồng vị phóng xạ ? IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng phóng xạ Hiện tượng một hạt nhân bị phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phóng xạ. 2. Các tia phóng xạ a) Các loại tia phóng xạ b) Bản chất các loại tia phóng xạ Tia  Tia  chính là các hạt nhân của nguyên tử heli (kí hiệu 42 He , gọi là hạt ), được phóng ra từ hạt nhân với vận tốc khoảng 2.107m/s. Tia  làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Tia  Tia  là các hạt phóng ra với vận tốc rất lớn, có thể đạt xấp xỉ bằng vận tốc ánh sáng. Tia  cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia . Có hai loại tia  + Tia -. Đó chính là các êlectron (kí hiệu 01e ) + Tia +. Đó chính là các pôzitrôn, hay êlectron dương (kí hiệu 01e ) Tia  Tia  là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Vì vậy tia  có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia  và  3. Định luật phóng xạ. Độ 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-t Đại lượng  = 0,693 T gọi là hằng số phóng xạ m(t) = moe-t 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 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 động 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. 1Ci = 3,7.1010 Bq. H = N Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ bằng số hạt nhân của nó nhân với hằng số phóng xạ. Độ phóng xạ ban đầu bằng Ho = No 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 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 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. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4 và làm bài tập 1, 2 Xem bài 72 + 73