Giáo án Vật Lí 12 Bài 37: Phóng xạ mới nhất

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 α, β^-, β⁺.

- 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 α và tính chất của nó?

- Hạt nhân phóng xạ α → viết phương trình?

- Bản chất của phóng xạ β^- là gì?

- Thực chất trong phóng xạ β^- kèm theo phản hạt của  nơtrino có khối lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ ≈ c.

Cụ thể:

- Hạt nhân phóng xạ β^- → viết phương trình?

 Bản chất của phóng xạ β⁺ là gì?

- Thực chất trong phóng xạ β⁺ kèm theo hạt nơtrino có khối lượng rất nhỏ, không mang điện, chuyển động với tốc độ ≈ c.

Cụ thể:

- Hạt nhân phóng xạ β⁺ → viết phương trình?

- Tia β^- và β⁺ có tính chất gì?

- Trong phóng xạ β^- và β⁺, hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích → trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ điện từ Ɣ, còn gọi là tia Ɣ.

- HS ghi nhận định nghĩa hiện tượng phóng xạ.

- HS nêu 4 dạng phóng xạ: α, β^-, β⁺. Ɣ.

- HS nêu bản chất và tính chất.

- HS đọc Sgk để trình bày.

- HS đọc Sgk để trình bày.

- HS nêu các tính chất của tia β^- và β⁺.

I. Hiện tượng phóng xạ

1. Định nghĩa  (Sgk)

2. Các dạng phóng xạ

a. Phóng xạ α

- Tia α là dòng hạt nhân  chuyển động với vận tốc 2.10⁷m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài µm trong vật rắn.

b. Phóng xạ β^-

- Tia β^- là dòng êlectron

c. Phóng xạ β⁺

* Tia β^- và β⁺ chuyển động với tốc độ ≈ c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại.

d. Phóng xạ Ɣ

E₂ – E₁ = hf

- Phóng xạ Ɣ là phóng xạ đi kèm phóng xạ β^- và β⁺.

- Tia Ɣ đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì.

- 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?

- Chu kì bán rã là gì?

- Chứng minh rằng, sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là

- Y/c HS đọc Sgk về độ phóng xạ, và chứng minh H = H₀e^-λt

- HS đọc Sgk để trả lời.

Là -dN

- Khoảng thời gian dt và với số hạt nhân N trong mẫu phóng xạ: -dN = λNdt

- HS đọc Sgk để trả lời và ghi nhận công thức xác định chu kì bán rã.

- Theo quy luật phân rã:

II. Định luật phóng xạ

1. Đặc tính của quá trình phóng xạ

a. Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.

b. Có tính tự phát và không điều khiển được.

c. 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 = N₀e^-λt

Trong đó λ 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%).

- Lưu ý: sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là:

4. Độ phóng xạ (H) (Sgk)

- Thế nào là đồng vị phóng xạ nhân tạo?

- Hãy trình bày phương pháp nguyên tử đánh giá?

- Nêu ứng dụng của đồng vị phóng xạ nhân tạo

- Đọc SGK tìm hiểu vai trò của C14 trong thực tế.

- Định nghĩa

- Trình bày theo SGK

- Trong y học, sinh học, và hóa học

- Đọc SGK và trả lời câu hỏi của GV

III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo

1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu

 - Đồng vị phóng xạ do con người chế tạo ra gọi là đồng vji phóng xạ nhân tạo

- Khi trộn lẫn đồng vị phóng xạ nhân tạo với hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân đồng vị phóng xạ nhân tạo gọi là các nguyên tử đánh dấu

- Ứng dụng trong sinh học, hóa học và y học

2. Đồng vị C14 đồng hồ của trái đất

- Người ta xét tỉ lệ  để xác 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

A. quá trình hạt nhân nguyên tử phát các tia không nhign thấy

B. quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững

C. quá trình hạt nhân nguyên tử hấp thụ năng lượng để phát ra các tia α, β.

D. 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

A. tỉ lệ thuận khối lượng của chất phóng xạ

B. tỉ lệ nghịch với chu kì bán rã của chất phóng xạ

C. tỉ lệ nghịch với độ phóng xạ của chất phóng xạ

D. tỉ lệ nghịch với thể tích chất phóng xạ

Câu 3: Tìm phát biểu sai khi nói về định luật phóng xạ

A. Sau một chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 50%

B. Sau hai chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 75%

C. Sau một nửa chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 25%

D. 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?

A. tia γ không bị lệch

B. độ lệch của tia β⁺ và β^- là như nhau

C. 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

A. trong hạt nhân có sự biến đổi nuclôn thành êlectron

B. trong hạt nhân có sự biến đổi proton thành nơtron

C. trong hạt nhân có sự biến đổi nơtron thành proton

D. 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 nhân rađôn ₈₈²²⁶Ra. Nguyên tố X là

A. thôri                             

B. urani.                          

C. pôlôni                         

D. rađi

Hướng dẫn giải và đáp án

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.