Giáo án Vật lý Lớp 12 - Chương VII: Hạt nhân nguyên tử - Tiết 62+63, Bài 37: Phóng xạ

Ngày soạn: /	/ Ngày dạy: /	/
Tiết 62, 63
MỤC TIÊU BÀI HỌC
Về kiến thức
Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì.

PHÓNG XẠ
o0o
Viết được phản ứng phóng xạ a, b-, b+.
Nêu được các đặc tính cơ bản của quá trình phóng xạ.
Viết được hệ thức của định luật phóng xạ. Định nghĩa được chu kì bán rã và hằng số phân rã.
Nêu được một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
Về kĩ năng
Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK
Về thái độ
Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học
Năng lực hướng tới
a, Phẩm chất năng lực chung
Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng
Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán.
b, Năng lực chuyên biệt môn học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thực hành, thí nghiệm
PHƯƠNG PHÁP-KĨ THUẬT
Phương pháp
PP dạy học Gợi mở - vấn đáp, PP thuyết trình, PP hoạt động nhóm, PP công tác độc lập
Kĩ thuật dạy học
Kĩ thật dặt câu hỏi, kĩ thuật XYZ
CHUẨN BỊ
Chuẩn bị của giáo viên:
Gíao án, tranh, ảnh trong SGK.
SGK, SGV, một số dụng cụ thí nghiệm
Giao một số câu hỏi trong bài học mới cho học sinh tìm hiểu trước ở nhà.
Chuẩn bị của học sinh:
Đọc trước bài học, tự tìm thông tin trong SGK sách tham khảo, mạng để trả lời các câu hỏi trong SGK và các câu hỏi giáo viên giao về nhà cho HS tiết trước.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định lớp
Kiểm tra bài cũ
Bài mới
Họat động của giáo viên
Họat động của học sinh
Nội dung
HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)
Mục tiêu:	HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Lợi ích thiết thực và phổ biến nhất của phóng xạ chính là được đem vào ứng dụng trong y học. Tia X, tia Y, chiếu xạ lập thể 3 chiều, đây là những ứng dụng rất hữu ích trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh. Cho đến cuối thập kỷ 80 của thế kỷ 20, công nghệ sản xuất hạt phóng xạ đã đạt được một bước đột phá trên trường quốc tế. Người ta đã chế tác ra hạt phóng xạ năng lượng thấp, đồng thời các thiết bị chẩn đoán hình ảnh như siêu âm cũng phát triển nhanh chóng. Việc xuất hiện hệ thống máy tính lập thể đã giúp cho việc ứng dụng Hạt phóng xạ vào điều trị các khối u ác tính trở nên rõ ràng và hiệu quả hơn.
Tia X là phát minh tạo tiến bộ vượt bậc trong y khoa
Đó chính là một số lợi ích mà hiện tượng này đem lại. Vậy cụ thể các hạt nhân, các đặc tính cơ bản của quá trình này như thế nào?....
HS ghi nhớ
HS đưa ra phán đoán
Tiết 62, 63
PHÓNG XẠ
HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’) Mục tiêu: - Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì.
Viết được phản ứng phóng xạ a, b-, b+.
các đặc tính cơ bản của quá trình phóng xạ.
Viết được hệ thức của định luật phóng xạ. Định nghĩa được chu kì bán rã và hằng số phân rã.
một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực
sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Thông báo định nghĩa phóng xạ.
Y/c HS đọc Sgk và nêu những dạng phóng xạ.
Bản chất của phóng xạ
a và tính chất của nó?
Hạt nhân 226 Ra phóng
88
xạ a ® viết phương trình?
Bản chất của phóng xạ
b- là gì?
Thực chất trong phóng xạ b- kèm theo phản hạt
của	nơtrino	( 0n )	có
0
khối lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ
» c.
Cụ thể: 1n ® 1 p + 0e + 0n
0	1	-1	0
Hạt nhân 14C phóng xạ
6
b- ® viết phương trình?
Bản chất của phóng xạ
b+ là gì?
Thực chất trong phóng xạ	b+	kèm	theo	hạt
nơtrino	( 0n )	có	khối
0
lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ » c.
Cụ thể: 1 p ® 1n + 0e + 0n
1	0	1	0
Hạt nhân 12 N phóng xạ
7
b+ ® viết phương trình?
Tia b- và b+ có tính chất gì?
Trong phóng xạ b- và
b+, hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích
® trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và
HS ghi nhận định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
HS nêu 4 dạng phóng xạ: a, b-, b+. g.
HS nêu bản chất và tính chất.
226Ra ® 222Rn + 4He
88	86	2
Hoặc: 226 Ra ¾a¾® 222Rn
88	86
HS đọc Sgk để trình bày.
14C ® 14 N + 0e + 0n
6	7	-1	0
Hoặc: 14C ¾b¾- ® 14N
6	7
HS đọc Sgk để trình bày.
12 N ® 12C + 0e + 0n
7	6	1	0
Hoặc: 12 N ¾b¾+® 12C
7	6
HS nêu các tính chất của tia b- và b+.
Hiện tượng phóng xạ
Định nghĩa (Sgk)
Các dạng phóng xạ
a. Phóng xạ a
AX ® A-4Y + 4He
Z	Z -2	2
Dạng rút gọn:
AX ¾a¾® A-4Y Z	Z -2
- Tia a là dòng hạt nhân	4He
2
chuyển động với vận tốc 2.107m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài mm trong vật rắn.
b. Phóng xạ b-
- Tia b- là dòng êlectron ( 0 e )
-1
AX ®	AY + 0e + 0n
Z	Z +1	-1	0
Dạng rút gọn:
AX ¾b¾- ® AY Z	Z +1
c. Phóng xạ b+
- Tia b+ là dòng pôzitron ( 0e )
1
AX ®	AY + 0e + 0n
Z	Z -1	1	0
Dạng rút gọn:
AX ¾b¾+ ® AY Z	Z -1
* Tia b- và b+ chuyển động với tốc độ » c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại.
d. Phóng xạ g
E2 – E1 = hf
Phóng xạ g là phóng xạ đi kèm phóng xạ b- và b+.
Tia g đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì.
phát ra bức xạ điện từ g, còn gọi là tia g.
Y/c HS đọc Sgk và nêu các đặc tính của quá trình phóng xạ.
Gọi N là số hạt nhân ở thời điểm t. Tại thời điểm t + dt ® số hạt nhân còn lại N + dN với dN < 0.
® Số hạt nhân phân rã trong thời gian dt là bao nhiêu?
® Số hạt nhân đã phân huỷ -dN tỉ lệ với đại lượng nào?
Gọi N0 là số hạt nhân của mẫu phóng xạ tồn tại ở thời điểm t = 0 ® muốn tìm số hạt nhân N tồn tại lúc t > 0 ® ta phải làm gì?
® ln | N | N = -lt t
N0	0
® ln|N| - ln|N0| = -lt
®
ln | N | = -lt ® N = N e-lt
| N |	0
0
Chu kì bán rã là gì?
N = N0 = N e-lT ® e-lT = 1 2	0	2
® lT = ln2 ®
T = ln 2 = 0,693
l	l
Chứng minh rằng, sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là
N = N0
2x
- Y/c HS đọc Sgk về độ
HS đọc Sgk để trả lời.
Là -dN
Khoảng thời gian dt và với số hạt nhân N trong mẫu phóng xạ: -dN =
lNdt
dN = -ldt N
N dN	t
ò N = -ò ldt
N0	0
HS đọc Sgk để trả lời và ghi nhận công thức xác định chu kì bán rã.
Theo quy luật phân rã:
N = N e-lt = N0
0	elt
Trong đó, l = ln 2
T
t	t
® elt = (eln 2 )T = 2T
® khi t = xT ®
Định luật phóng xạ
Đặc tính của quá trình phóng xạ
Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.
Có tính tự phát và không điều khiển được.
Là một quá trình ngẫu nhiên.
2. Định luật phân rã phóng xạ
- Xét một mẫu phóng xạ ban đầu.
+ N0 sô hạt nhân ban đầu.
+ N số hạt nhân còn lại sau thời gian t.
N = N e-lt
0
Trong đó l là một hằng số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét.
3. Chu kì bán rã (T)
Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%).
T = ln 2 = 0,693
l	l
Lưu ý: sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là:
4. Độ phóng xạ (H)
N = N0
2x
N =
N0
2x
phóng xạ, và chứng minh
(Sgk)
H = H e-lt
0
- Thế nào là đồng vị
- Định nghĩa
III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo
phóng xạ nhân tạo?
1. Phóng xạ nhân tạo và phương
pháp nguyên tử đánh dấu
- Hãy trình bày phương
- Trình bày theo SGK
- Đồng vị phóng xạ do con người
pháp	nguyên	tử	đánh
chế tạo ra gọi là đồng vji phóng xạ
giá?
nhân tạo
- Khi trộn lẫn đồng vị phóng xạ
nhân tạo với hạt nhân bình thường
- Trong y học, sinh học,
không phóng xạ, các hạt nhân đồng
-	Nêu	ứng	dụng	của
và hóa học
vị phóng xạ nhân tạo gọi là các
đồng vị phóng xạ nhân
nguyên tử đánh dấu
tạo
- Ứng dụng trong sinh học, hóa học
và y học
2. Đồng vị C14 đồng hồ của trái
- Đọc SGK và trả lời câu
đất
- Đọc SGK tìm hiểu vai trò của C14 trong thực
tế.
hỏi của GV
- Người ta xét tỉ lệ 14C	để xác
12C
định tuổi của thực vật và của trái đất
HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Câu 1: Phóng xạ là
quá trình hạt nhân nguyên tử phát các tia không nhign thấy
quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững
quá trình hạt nhân nguyên tử hấp thụ năng lượng để phát ra các tia α, β.
quá trình hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhỏ hơn.
Câu 2: Hằng số phóng xạ của một chất
tỉ lệ thuận khối lượng của chất phóng xạ
tỉ lệ nghịch với chu kì bán rã của chất phóng xạ
tỉ lệ nghịch với độ phóng xạ của chất phóng xạ
tỉ lệ nghịch với thể tích chất phóng xạ
Câu 3: Tìm phát biểu sai khi nói về định luật phóng xạ
Sau một chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 50%
Sau hai chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 75%
Sau một nửa chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 25%
Sau ba chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ còn lại bằng 12,5% khối lượng ban đầu.
Câu 4: Kết luận nào sau đây là không đúng khi nói về các tia phóng xạ bay vào một điện trường đều?
tia γ không bị lệch
độ lệch của tia β+ và β- là như nhau
tia β+ bị lệch về phía bản âm của tụ điện
D. tia α+ bị lệch về phía bản âm của tụ điện nhiều hơn tia β+
Câu 5: Phóng xạ β- xảy ra khi
trong hạt nhân có sự biến đổi nuclôn thành êlectron
trong hạt nhân có sự biến đổi proton thành nơtron
trong hạt nhân có sự biến đổi nơtron thành proton
xuất hiện hạt nơtrinô trong biến đổi hạt nhân
Câu 6: 226Ra phân rã thành 222Rn bằng cách phát ra
A. êlectron	B. anpha
C. pôzitron	D. gamma
Câu 7: Sau ba phân rã α thành hai phân rã β- thì hạt nhân nguyên tố X biến thành hạt
226
nhân rađôn 88	Ra. Nguyên tố X là
A. thôri	B. urani
C. pôlôni	D. rađi
Hướng dẫn giải và đáp án
Câu
1
2
3
4
5
6
7
Đáp án
B
B
C
D
C
B
B
HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’) Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
- Yêu cầu HS thảo luận
Bài 1 (trang 194 SGK Vật Lý 12): Một hạt nhân	phóng xạ α, β-, β+, γ hãy hoàn chỉnh bảng sau:
1. Thực hiện nhiệm vụ học tập:
- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV
HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Tìm hiểu thêm các ứng dụng của phóng xạ
Phóng xạ
Z
A
Thay đổi
Không đổi
Thay đổi
Không đổi
α
β-
β+
γ
Hướng dẫn về nhà
Chuẩn bị bài mới
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 194 và SBT