MỤC TIÊU: Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì.. Nêu được các đặc tính cơ bản của quá trình phóng xạ.. Nêu được một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.. Giáo viên: Một số bảng, biểu về các
Trang 1µ Giáo án Vật lí 12 cơ bản µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang 1
Ngày 15/2/2011 Tiết 64-65-Tuần 32
Bài 37 PHÓNG XẠ
I MỤC TIÊU: Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì Viết được phản ứng phóng xạ α, β-, β+ 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
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Một số bảng, biểu về các hạt nhân phóng xạ; về 3 họ phóng xạ tự nhiên.
2 Học sinh:
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp
Hoạt động 2 : Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động 3 : Tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ
- Thông báo định nghĩa phóng xạ
- Giới thiệu 4 dạng phóng xạ
- Bản chất của phóng xạ α và tính chất
của nó?
- Hạt nhân 22688Ra 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 (0
0ν ) có khối lượng rất nhỏ, không mang điện,
chuyển động với tốc độ ≈ c
Cụ thể: 01n →11p +−01e +00ν
- Hạt nhân 146C phóng xạ β- → viết
phương trình?
- Bản chất của phóng xạ β+ là gì?
- Thực chất trong phóng xạ β+ kèm
theo hạt nơtrino (00ν ) có khối lượng rất
nhỏ, không mang điện, chuyển động
với tốc độ ≈ c
Cụ thể: 11p → 01n + +01e 00ν
- Hạt nhân 12
7N 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 γ, còn gọi là tia
γ
- HS ghi nhận định nghĩa hiện tượng phóng xạ
- HS ghi nhận 4 dạng phóng xạ: α, β-,
β+ γ
- HS nêu bản chất và tính chất
226 222 4
88Ra→ 86Rn+2He
Hoặc: 22688Raα→22286Rn
- HS đọc Sgk để trình bày
14 14 0 0
6C→ 7N+−1e+0ν
6C β − 7N
→
- HS đọc Sgk để trình bày
12 12 0 0
7N→ 6C+ +1e 0ν
7N→β + 6C
- HS nêu các tính chất của tia β- và β+
I Hiện tượng phóng xạ
1 Định nghĩa
Phóng xạ là quá trình phân huỷ tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay tự tạo) Quá trình phân huỷ này kèm theo sự tạo ra các hạt và
có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ Hạt nhân tự phân huỷ gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân huỷ gọi là hạt nhân con
2 Các dạng phóng xạ
a Phóng xạ α
42 24
−
Dạng rút gọn:
42
−
→
- Tia α là dòng hạt nhân 4
2He 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 ( 0
1e
− )
1 01 00
Dạng rút gọn:
+
→
c Phóng xạ β+
-Tia β+ là dòng pôzitron, là phản hạt e ( 0
1e)
1 01 00
Dạng rút gọn:
−
→
* 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 γ
E2 – E1 = hf
- Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm phóng
xạ β- và β+
- Tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì
Trang 2µ Giáo án Vật lí 12 cơ bản µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang 2
Hoạt động 4: Tìm hiểu về định luật phóng xạ
- 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?
GV lập luận :
→
N
N = −λt
→ ln|N| - ln|N0| = -λt
0
| |
ln
t N
N
λ
= − → =
- Chu kì bán rã là gì?
0
0
1
N
→λT = ln2 →T ln2 0,693
- Chứng minh rằng, sau thời gian t =
xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là
0
2x
N
- HS đọc Sgk để trả lời
-Là -dN
- Khoảng thời gian dt và với số hạt nhân
N trong mẫu phóng xạ: -dN = λNdt
dN
dt
N = − λ
N
- HS đọc Sgk để trả lời và ghi nhận công thức xác định chu kì bán rã
- Theo quy luật phân rã:
t t
N
N N e
e
λ λ
−
Trong đó, ln2
T
λ =
→ ( ln2) 2
→ khi t = xT → 0
2x
N
N=
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 phóng xạ
- Xét một mẫu phóng xạ ban đầu + N0 số hạt nhân ban đầu
+ N số hạt nhân còn lại sau thời gian t 0
t
N N e= λ 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%)
ln2 0,693
T
- Lưu ý: sau thời gian t = xT thì số hạt
nhân phóng xạ còn lại là: 0
2x
N
N=
Hoạt động 5: Tìm hiểu Đồng vị phóng xạ hạt nhân tạo.
-Yêu cầu hs đọc mục III trong sgk để tìm
hiểu thêm
-Hs đọc sgk để tìm hiểu thêm đồng vị phóng xạ nhân tạo
III Đồng vị phóng xạ nhân tạo.
Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ về nhà.
-Nhắc lại kiến thức cơ bản trong bài học
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau
-Nắm được kiến thức cơ bản trong bài học
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau