SKKN phương pháp giải nhanh bài toán phóng xạ trong chương trình vật lý lớp 12

Tuy nhiên trong thờigian thực thế giảng dạy ở trường THPT, giảng dạy các lớp chuyên đề ôn thi THPTQuốc gia để đạt hiệu quả cao trong việc tiếp nhận kiến thức cũng như việc làm cácbài thi

BÁO CÁO KẾT QUẢ

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

I LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm gần đây Bộ GD - ĐT luôn chú trọng và tăng cường đổimới phương pháp giảng dạy - học tập nhằm phát triển năng lực người học giúpngười học chủ động trong việc tiếp nhận kiến thức và giúp người học có năng lựcgiải quyết vấn đề thực tiễn, có khả năng tự học và sáng tạo Để thực hiện tốt mụctiêu trong bối cảnh khoa học kĩ thuật phát triển với tốc độ cự kì nhanh chóng, tạo rakhối lượng tri thức cần nắm bắt, vận dụng cực kì lớn, trong đó có cả những tri thứcVật lý Ở trường trung học phổ thông đòi hỏi người giáo viên phải tích cực và tiênphong trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy, giúp học sinh có phương pháphọc tập phù hợp nhằm tiếp thu và vận dụng kiến thức tốt nhất vào khoa học cũngnhư cuộc sống hàng ngày

Đi cùng với công việc đổi mới phương pháp giảng dạy là quá trình kiểm trađánh giá phải đa dạng và phong phú phù hợp với đối tượng và người học Hìnhthức thi trắc nghiệm khách quan vẫn được triển khai và áp dụng rộng rãi do tính ưuviệt của nó nhất là giai đoạn hiện nay, đó là sự lựa chọn cần thiết và đang đượckhuyến khích trong các kì thi, kiểm tra đánh giá trên lớp, đặc biệt là kì thi trung họcphổ thông Quốc gia và một số kì thi tuyển sinh vào lớp 10, thi học sinh giỏi cấptỉnh

Trong những năm qua Bộ GD - ĐT vẫn duy trì hình thức thi trắc nghiệmkhách quan với một lựa chọn đúng đã đem lại sự đổi mới mạnh mẽ trong việc giảngdạy và học tập của giáo viên cũng như của học sinh các cấp Tuy nhiên trong thờigian thực thế giảng dạy ở trường THPT, giảng dạy các lớp chuyên đề ôn thi THPTQuốc gia để đạt hiệu quả cao trong việc tiếp nhận kiến thức cũng như việc làm cácbài thi thì phần Vật lý hạt nhân, cụ thể là bài toán phóng xạ hạt nhân bản thân tôinhận thấy có một số vấn đề sau:

Đối với giáo viên giảng dạy và cả học sinh khi tiếp cận kiến thức phần nàykhông thấy khó khăn so với các chương về dao động điều hòa hay chương dòngđiện xoay chiều, tuy nhiên không khó khăn nhưng không dễ lấy điểm trong các kìthi THPT Quốc gia

Để tháo gỡ những khó khăn trên, bằng những kinh nghiệm thực tế đã giảngdạy: Hệ thống các kiến thức cơ bản, trọng tâm, tập trung hướng dẫn chi tiết phươngpháp làm các dạng bài tập để hiểu bản chất, những bí quyết tránh được những sai lầm,sau đó rút ngắn gọn thành những phương pháp giải nhanh, những công thức giảinhanh dễ vận dụng và dễ học, khi làm bài học sinh rất hào hứng thay vì phải

1

trình băy lời giải băi toân cụ thể dăi dòng thì sẽ có những thủ thuật, nhữngphương phâp lăm với thời gian ít nhất vă có hiệu quả cao nhất.

Trong chương trình Vật lý THPT, băi toân phóng xạ có nhiều dạng khâcnhau, mỗi dạng đều có một số câch giải nhất định Song để chọn câch giải phù hợp

lă điều phđn vđn với một số học sinh vă giâo viín Để lưu lại kết quả đê lăm, đê âpdụng vằ thực tế để vận dụng cho những năm học sau giúp bản thđn, đồng nghiệp

vă học sinh có thím một kính thông tin để tham khảo, cũng như việc để lăm tăi liệu

trao đổi với câc đồng nghiệp khâc nín tôi thực hiện đề tăi: “ Phương phâp giải nhanh băi toân phóng xạ trong chương trình Vật lý lớp 12” để bâo câo thănh

một sâng kiến kinh nghiệm, rất mong được sự trao đổi cùng câc thầy cô giâo, đặcbiệt những thầy cô đang giảng dạy môn Vật lý lớp 12 phần phóng xạ hạt nhđn

2 TÍN SÂNG KIẾN

Phương phâp giải nhanh băi toân phóng xạ trong chương trình Vật lý lớp 12.

3 TÂC GIẢ SÂNG KIẾN

Họ vă tín: Nguyễn Văn Điệp

Địa chỉ tâc giả sâng kiến: Trường THPT Xuđn Hòa, thănh phố PhúcYín, tỉnh Vĩnh Phúc

Số điện thoại: 0914335772

E_mail: nguyenvandiep.gvxuanhoa@vinhphuc.edu.vn

4 CHỦ ĐẦU TƯ TẠO RA SÂNG

KIẾN Nguyễn Văn Điệp.

Trường THPT Xuđn Hòa, thănh phố Phúc Yín, tỉnh Vĩnh Phúc

5 LĨNH VỰC ÂP DỤNG SÂNG KIẾN

Dạy vă học môn Vật lý cấp THPT

6 NGĂY SÂNG KIẾN ĐƯỢC ÂP DỤNG LẦN ĐẦU HOẶC ÂP DỤNG THỬ

Ngăy sâng kiến được âp dụng từ 20/ 1/ 2019 đến 15/ 2/ 2020

7 MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÂNG KIẾN

7.1 Mục đích nghiín cứu sâng kiến

Với đề tăi “ Phương phâp giải nhanh băi toân phóng xạ trong chương trình Vật lý lớp 12” nhằm củng cố, trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về

phóng xạ hạt nhđn, giúp học sinh hiểu sđu sắc, đầy đủ kiến thức, vận dụng linh hoạt,tính nhanh câc băi toân phóng xạ với thời gian ngắn vă độ chính xâc cao để đâp ứngtốt yíu cầu đặt ra với những học sinh đăng kí thi THPT Quốc gia vă xĩt tuyển văocâc trường Đại học, Cao đẳng trín toăn quốc Đồng thời nội dung của sâng kiến kinhnghiệm còn lă phương tiện hữu ích giúp câc thầy cô giâo giảng dạy

Vật lý ở trường THPT nói chung hay trực tiếp giảng dạy bài toán phóng xạ của Vật

lý lớp 12 nói riêng tham khảo và trao đổi chuyên môn

7.2 Nhiệm vụ nghiên cứu sáng kiến

Nghiên cứu thực trạng giảng dạy và học tập của giáo viên, học sinh về bàitoán phóng xạ chuẩn bị cho kì thi THPT Quốc gia

Nghiên cứu một số vấn đề lý luận về bài toán Vật lý hạt nhân trongchương trình Vật lý THPT

Ứng dụng giải nhanh một số bài toán về phóng xạ hạt nhân trongchương trình Vật lý lớp 12

Xác định cơ sở lý thuyết, hệ thống hóa kiến thức cho học sinh, nhấn mạnhkiến thức trọng tâm cho học sinh khi học về phóng xạ hạt nhân của chương trìnhVật lý lớp 12

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra hiệu quả của sáng kiến

7.3 Đối tượng và khách thể sáng kiến nghiện cứu

Đối tượng nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là học sinh lớp 12 trườngTHPT Xuân Hòa, thành phố Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc đăng kí thi THPT Quốc gia

và xét tuyển đại học môn Vật lý

Khách thể nghiện cứu: Quá trình giảng dạy và học tập môn Vật lý lớp 12trường THPT

7.4 Phạm vi nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm

Hoạt động giảng dạy và học tập chuyên đề môn Vật lý lớp 12 ở trường

THPT để chuẩn bị cho kì thi THPT Quốc gia và xét tuyển vào các trường Đại học,Cao đẳng

Phạm vi thực nghiệm sư phạm giới hạn ở trường THPT Xuân Hòa, thành phốPhúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

7.5 Phương pháp nghiên cứu của sáng kiến

Nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu những tài liệu, tư liệu liên quan làm cơ sở lý luận cho đề tài.Nghiên cứu chương trình, SGK Vật lý 12 và các tài liệu khoa học, sách báo,tạp chí Vật lý, sách bồi dưỡng cho học sinh giỏi, học sinh ôn tập chuẩn bị thi THPTQuốc gia có liên quan đến kiến thức dạy và học môn Vật lý lớp 12, đặc biệt phầnphóng xạ hạt nhân

Phương pháp điều tra

Thực hiện tại trường THPT Xuân Hòa, thành phố Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

để thu thập các thông tin cần thiết về thực trạng giảng dạy và học tập phần Vật lýhạt nhân, cụ thể là bài toán phóng xạ trong chương trình Vật lý THPT của giáo viên3

và học sinh hiện nay Đặc biệt quan tâm đến việc phân tích các phương pháp, biệnpháp hình thành các kĩ năng, thao tác logic cho học sinh.

Phương pháp chuyên gia

Tham khảo ý kiến của những chuyên gia, giảng viên trường Đại học sư phạm

Hà Nội, Hà Nội 2…có kinh nghiệm về phương pháp dạy học nói chung và bồidưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 12, ôn tập chuẩn bị thi THPT Quốc gia nói riêng

để nhận định, đánh giá thực trạng giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh,

từ đó đề ra các biện pháp nghiên cứu cho phù hợp và có tính thực tiễn, ứng dụngcao

Phương pháp quan sát sư phạm

Quan sát trực tiếp: Dự giờ giáo viên phổ thông, trao đổi, phỏng vấn giáo viên

và học sinh

Quan sát gián tiếp: Nghiên cứu kế hoạch giảng dạy, giáo án, sổ điểm củagiáo viên dạy môn Vật lý lớp 12 THPT, vở ghi, vở bài tập, bài kiểm tra của họcsinh

Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tôi tiến hành thực nghiệm tại trường THPT Xuân Hoà, năm học 2018 - 2019tôi chọn thực nghiệm ở lớp 12A1, 12A3, sử dụng 12A2 làm đối chứng (Khônghướng dẫn HS học môn Vật lý lớp 12 về phương pháp giải nhanh bài toán phóng xạ

mà sử dụng phương pháp dạy học truyền thống, các giáo viên thường dùng để dạyhọc Sinh học THPT)

Nhằm phát huy tính tự giác của học sinh trong quá trình học tập, kích thích

sự ham học của học sinh từ đó giúp giáo viên củng cố, khích lệ tinh thần học tập,lòng say mê tìm hiểu những kiến thức về môn học Vật lý

7.7 Cơ sở lý luận và thực tiễn của sáng kiến

7.7.1 Thực trạng trước khi nghiên cứu vấn đề

Trong những năm trở lại đây, việc giảng dạy của giáo viên và học tập củahọc sinh cũng như công tác kiểm tra đánh giá môn Vật lý trong trường THPT nóichung và trường THPT Xuân Hòa nói riêng đã có rất nhiều chuyển biến theo hướngtích cực Tuy nhiên việc giảng dạy, học tập và hình thức kiểm tra trắc nghiệm cònmột số băn khoăn, vướng mắc như sau:

+ Với giáo viên, những định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy theohướng tích cực hóa hoạt động người học diễn ra thường máy móc, thực hiện chưatriệt để và không linh hoạt Đặc biệt các môn học thực nghiệm chưa thực sự tậndụng các trang thiết bị hoặc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy

+ Với học sinh tiếp cận kiến thức và tư duy bài toán thiếu logich, hiểu hiệntượng, bản chất sơ sài, học sinh thường ngại với những bài toán trắc nghiệm dài vàkhó Khi làm những bài tập này thường đoán kết quả dẫn đến sai lầm phổ biến

+ Học sinh thường học thuộc các công thức mà xem nhẹ bản chất hiện tượngcũng như các ứng dụng trong khoa học kĩ thuật hay đời sống hàng ngày

+ Học sinh rất ngại thực hiện tính nhẩm với những phép tính đơn giản màhoàn toàn ỷ lại vào máy tính, làm cho việc thực hiện các bài toán trắc nghiệm phầnnào giảm tốc độ, thời gian làm bài sẽ lâu hơn

+ Khả năng tích hợp các môn học vào môn Vật lý chưa cao, học sinhhuy động kiến thức các môn Toán học, Hóa học …còn chậm và nhầm lẫn

+Trong các đề thi THPT Quốc gia, số lượng câu hỏi phần Vật lý hạt nhânchiếm tương đối, đặc biệt luôn có các câu hỏi thuộc phần phóng xạ hạt nhân

Trên đây là một số vấn đề nổi cộm trong thực tế ở trường THPT khi giáoviên giảng dạy, học sinh học tập môn Vật lý nói chung và phần phóng xạ lớp 12 nóiriêng

7.7.2 Yêu cầu cần đạt về kiến thức, kỹ năng, năng lực cần phát triển của

phương pháp giải nhanh bài toán phóng xạ trong chương trình Vật lý lớp

12 Kiến thức:

Nêu được cấu tạo của hạt nhân nguyên tử

Nêu được đặc điểm các tia phóng xạ

Phát biểu được hiện tượng phóng xạ và đặc điểm của hiện tượng phóng xạ.5

Phát biểu và viết được biểu thức định luật phóng xạ cho khối lượng hạtnhân và số hạt nhân.

Những kiến thức Toán học và Hóa học liên quan

Kỹ năng:

Vận dụng định luật về phóng xạ để giải bài toán phóng xạ hạt nhân

Biến đổi linh hoạt định luật phóng xạ, kết hợp với kiến thức bộ môn Toán vàHóa học để biến đổi và đưa ra các hệ quả xác định nhanh về số hạt nhân bị phân rã,

số hạt nhân con tạo thành, khối lượng bị phân rã, khối lượng hạt nhân tạo thành,thời gian phóng xạ, tuổi của các vật cổ, chu kỳ phóng xạ của các hạt nhân, xác địnhhạt nhân tạo thành……

Năng lực cần phát triển:

Hình thành và phát triển năng lực tự học tự học, tự chiếm lĩnh kiến thứcthông qua hoạt động tìm hiểu bài mới ở nhà và những hoạt động độc lập của họcsinh trong giờ học

Hình thành và phát triển năng lực ứng dụng công nghệ thông tin thông qua

kỹ năng tìm kiếm thông tin qua google, các trang Web và kỹ năng lựa chọn thôngtin phù hợp với nội dung cần tự học

Phát triển trí tuệ của HS nhờ sự tích cực hóa các mặt khác nhau của hoạtđộng tư duy, các kỹ năng HS đạt được trong bài học

Rèn luyện và phát triển năng lực hợp tác thông qua hoạt động nhóm

Rèn luyện và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua vận dụng kiếnthức giải quyết các vấn đề thực tế, các câu hỏi GV và HS đặt ra trong bài học

Hình thành và rèn luyện năng lực sáng tạo thông qua sự phân tích tìm tòi

và thu nhận kiến thức mới trong bài học

7.7.3 Những đặc điểm về điều kiện giảng dạy của giáo viên và học tập của học sinh

Thuận lợi:

Giáo viên bộ môn Vật lý trường THPT Xuân Hòa có 07 thầy cô, thuận lợicho việc trao đổi kinh nghiệm giảng dạy giữa các giáo viên trong trường Đội ngũgiáo viên giảng dạy bộ môn Vật lý trực thuộc sở giáo dục và đào tạo vĩnh Phúc cóchuyên môn vững vàng, GV giữa các trường thường xuyên trao đổi chuyên môngiảng dạy

Môn Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, nên rất thuận lợi cho dạy học tíchhợp liên môn gắn với thực tế cuộc sống, xuất phát từ các tình huống, các vấn đề trongthực tiễn để giúp học sinh khám phá được những điều mới mẻ thông qua bài học, biếtvận dụng được các kiến thức đã học vào giải thích các hiện tượng thực tế

Phần kiến thức Vật lý 12 tuy khó nhưng lại có tính thực tế và kích thích được trí tò

mò, bản tính ưa khám phá của HS

Sở Giáo dục và đào tạo Vĩnh phúc cùng nhà trường luôn quan tâm, khôngngừng đầu tư trang thiết bị giảng dạy, tổ chức các buổi tập huấn và sinh hoạtchuyên môn thường xuyên trong nhóm GV giảng dạy môn Vật lý của trường THPTxuân hòa và nhóm GV viên Vật lý của các trường bạn trên địa bàn thành phố PhúcYên và Tỉnh Vĩnh Phúc

Phần lớn học sinh có ý thức học tập, có hứng thú tìm hiểu môn Vật lý

Khó khăn:

Trên thực tế, thiết bị dạy học môn Vật lý hiện nay đơn giản, tính thực tiễn,ứng dụng chưa cao, chưa sát với thực tế giáo viên khó khăn trong quá trình giảngdạy cũng như chưa đủ để tạo nhiều hứng thú học tập cho học sinh

Một số học sinh chưa tích cực trong học tập, chưa thực sự tìm tòi, suynghĩ, nghiên cứu để phát hiện kiến thức mới, ứng dụng kiến thức cũ

Mặt khác chất lượng học sinh không đồng đều, nhiều học sinh chưa chú tâmhọc tập, chưa học bài cũ và chuẩn bị bài trước ở nhà

Yêu cầu của chương trình đối với học sinh lớp 12 THPT tương đối nặng, Đòihỏi HS phải đầu tư nhiều thời gian và trí lực

7.7.4 Cơ sở lý thuyết về phóng xạ hạt

nhân I Cấu tạo hạt nhân

1.1 Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân của nguyên tử mang điện tích dương, được cấu tạo từ nhữnghạt nhỏ hơn gọi là các Nuclon

Có hai loại Nuclon là Proton và nơtron

+ Proton kí hiệu là p có điện tích và khối lượng là

q p  e, m p  1, 007276u 1, 672.10 27 kg.

+ Nơtron kí hiệu là n có điện tích và khối lượng là

q n  0, m n  1, 008665u 1, 674.10 27 kg.

Trong đó u là đơn vị khối lượng nguyên tử, với 1u 1, 66055.10 27 kg

Hạt nhân nguyên tố X có số khối A, số thứ tự Z kí hiệu là A Z X , với A là tổng

số Nuclon trong hạt nhân Ví dụ: 1

Ví dụ: Nguyên tử Hiđro có ba đồng vị Trong đó 1 H, 1 H là thành

phần của nước nặng là nguyên liệu của công nghệ điện tử

II Phóng xạ

2.1 Hiện tượng phóng xạ

Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát

ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác

Đặc điểm của quá trình phóng xạ: Quá trình phân rã phóng xạ chỉ do cácnguyên nhân bên trong gây ra và hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động bênngoài như nhiệt độ, áp suất…

Quy ước: Hạt nhân phóng xạ là hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành là hạt nhâncon

2.2 Các tia phóng xạ

+ Tia α: Là hạt nhân Hêli, gọi là hạt α

Đặc điểm tia α:

Được phóng ra từ hạt nhân với tốc độ khoảng 2.107 m / s

Tia α làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất nhanhnăng lượng Vì vậy tia α chỉ đi được tối đa 8cm trong không khí và không xuyênqua được tờ bìa dày 1mm

+ Tia β: Có hai loại tia β: Loại phổ biến là β-: Là các electron ( Kí hiệu 0 1 e ),loại hiếm hơn là β+ ( Là Pôzitron hay electron dương, kí hiệu 0 1 e có cùng khối

lượng như electron nhưng mang điện tích nguyên tố dương)

Đặc điểm tia β:

Được phóng ra với tốc độ rất lớn xấp xỉ bằng tốc độ ánh sáng

Tia β cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia α vì vậy tia β cóthể đi được quãng đường dài hơn, tới hàng trăm mét trong không khí và có thểxuyên qua được lá nhôm dày cỡ vài mm

Trong phóng xạ β tạo ra hạt nơtrinô không mang điện, khối lượng nghỉbằng không, chuyển động với tốc độ ánh sáng

+ Tia γ: Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( dưới 10-11m), cũng là hạtphôtôn có năng lượng cao Vì vậy tia γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều sovới tia α và β Trong phân rã α và β, hạt nhân con có thể ở trong trạng thái kíchthích và phóng xạ ra tia γ để trở về trạng thái cơ bản

Đặc điểm tia γ:

Không bị lệch trong điện trường và từ trường

1 H, 1 H, 1 H.

Phóng xạ γ không có sự biến đổi hạt nhân, chỉ có sự thay đổi trạng tháikích thích của hạt nhân.

No, Nt: Số hạt nhân tại thời điểm ban đầu và thời điểm t khảo sát

mo, mt: Khối lượng hạt nhân tại thời điểm ban đầu và thời điểm t khảo sát

  lnT2  0,T693 gọi là hằng số phóng xạ, đặc trưng cho từng chất phóng xạ

T gọi là chu kì bán rã, cứ sau mỗi chu kì bán rã thì số lượng hạt nhân của chấtphóng xạ còn lại 50% ( 50% số lượng hạt nhân bị phân rã)

III Phản ứng hạt nhân

3.1 Phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân

A1 Z1 X 1 A2Z2 X 2 A3Z3 X 3 A4Z4 X 4Hay A1

Z1 A  A2

Z2 B A3

Z3 C A4

Z4 DPhản ứng hạt nhân thường được chia thành hai loại:

+ Phản ứng hạt nhân tự phân rã một hạt nhân không bền vững thành các hạtkhác

+ Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến sự biến đổichúng thành các hạt khác

Phản ứng hạt nhân tổng quát: A  B  C  D

Trường hợp phóng xạ: A  B  C

3.2 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

Định luật bảo toàn số khối: Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclon của cáchạt tương tác bằng tổng số nuclon của các hạt sản phẩm

A 1 A 2 A 3 A 4Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của các hạt tương tácbằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm

Z 1 Z 2 Z 3 Z 4

7.8 Bài học kinh nghiệm về phương pháp giải nhanh bài toán phóng xạ trong chương trình Vật lý lớp 12

9

7.8.1 Xác định số hạt nhân, lượng chất còn lại và lượng chất đã bị phân rã

 Lý thuyết vận dụng

Hạt nhân A Z X có khối lượng ban đầu là mo(g) và chu kì phóng xạ T(s)

Các công thức biểu thị định luật phóng xạ:

 N t  N.e t  m t  m.e t

 Phương pháp giải nhanh

Trên cơ sở giáo viên phân tích hiện tượng, giải cụ thể theo hình thức tựluận để học sinh hiểu rõ bản chất bài toán, các bước tính toán cụ thể

Giáo viên rút ngắn các bước và nhấn mạnh đưa ra các hệ quả giúp học sinhvận dụng nhanh chóng và dễ dàng, cụ thể:

+ Số hạt nhân ban đầu: N o  m

 (1 2 ).100%  (1  e T t ).100%  (1  ).100%

2 T+ Xác định phần trăm lượng chất còn lại:



 2

.100%  e t 100%

T N

o m

Chú ý:

Thời gian t và chu kì T phải cùng đơn vị, khối lượng m không cần đổi đơn

vị mà xác định và lấy đơn vị của m theo mo

% còn lại + % phân rã = 100%

 Bài tập minh họa

Bài 1: Pôlôni 84210 Po là chất phóng xạ α và biến thành chì 82206 Pb, với chu kỳ bán rã là

318 ngày đêm Ban đầu có 0,21g Po Xác định số hạt nhân nguyên tử Po bị phân rãsau 414 ngày đêm

Hướng dẫn giải

Cách giải thông thường

Số nguyên tử Po ban đầu:

của một chất phóng xạ tia β- có chu kỳ bán rã là 20 ngày

đó bị phân rã trong 100 ngày?

Hướng dẫn giải

Cách giải thông thường

Lượng chất phóng xạ còn lại sau 100 ngày: m m o et.ln 2T

Lượng chất phóng xạ đã bị phân rã sau 100 ngày: m  m  m  m(1  et.ln 2T )

Bài 3: Hạt nhân 88224 Ra phóng xạ hạt α, phôtôn γ và tạo thành A Z Rn. Một nguồn phóng

xạ 88224 Ra có khối lượng ban đầu là mo sau 14,8 ngày khối lượng của nguồn còn lại là4,48g Biết chu kỳ phóng xạ của là 3,7 ngày, N A = 6,02.10 23 mol -1 Xác định

a) Khối lượng hạt nhân 88224 Ra ban đầu mo?

b) Số hạt nhân 88224 Ra đã bị phân rã?

c) Khối lượng 88224 Ra đã bị phân rã?

88224 Ra

Hướng dẫn giải

 Bài tập vận dụng (Học sinh tự luyện)

Câu 1: Một chất phóng xạ ban đầu có 100g, với chu kỳ phóng xạ là 7 ngày đêm.

Khối lượng chất phóng xạ đó còn lại sau 28 ngày đêm là

Câu 2: Một chất phóng xạ ban đầu có 200g, với chu kỳ phóng xạ là 8 ngày đêm.

Khối lượng chất phóng xạ đó đã bị biến thành chất khác sau 28 ngày đêm là

Câu 3: Một chất phóng xạ Radon 86222 Ra ban đầu có 200g, với chu kỳ phóng xạ

là 3,8 ngày đêm Số nguyên tử Radon 86222 Ra còn lại sau 9,5 ngày đêm là

A 23,9.1021 B 2,39.1021 C 32,9.1021 D 32,9.1021

Câu 4: Một nguồn phóng xạ 15 32 P có 3.1023 nguyên tử, với chu kì phóng xạ là

14 ngày Trước đó 4 tuần số nguyên tử 1532 P trong nguồn là

A 3.1023 nguyên tử B 6.1023 nguyên tử

C 12.1023 nguyên tử D 48.1023 nguyên tử

Câu 5: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 10 năm Phần trăm chất phóng xạ đó

phân rã thành chất khác sau 40 năm là

Câu 7: Một đồng vị phóng xạ có chu kỳ T Cứ sau một khoản thời gian bằng bao

nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạtnhân còn lại của đồng vị ấy?

12

Câu 8: Hạt nhân Cacbon 146 C là chất phóng xạ β- có chu kỳ bán rã là 5600 năm.

Thời gian để lượng chất phóng xạ trong mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ

Câu 10: Gọi t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ

giảm đi e lần (lne = 1) T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ Sau khoảng thời gian0,51 t số hạt nhân của chất phóng xạ còn lại số % là

luận để học sinh hiểu rõ bản chất bài toán, các bước tính toán cụ thể

Giáo viên rút ngắn các bước và nhấn mạnh đưa ra các hệ quả giúp học sinhvận dụng nhanh chóng và dễ dàng, cụ thể:

A  m Y  N YB m X B.

 Phương pháp giải nhanh

Khối lượng hạt nhân con tạo thành khi biết khối lượng ban đầu của hạt nhân

 Bài tập minh họa

Bài 1: Hạt nhân 84210 Po phóng xạ α thành hạt nhân chì bền Ban đầu mẫu 84210 Po chứa một lượng gồm 200g Bỏ qua năng lượng của phôtôn γ Khối lượng hạt

nhân chì được tạo thành sau 4 chu kì bán rã là bao nhiêu?

Bài 2: Hạt nhân 1124Na là chất phóng xạ β- thành hạt nhân magiê 1224 Mg Ban đầu mẫu 1124

Na chứa một lượng gồm 24g và có chu kỳ bán rã là 15 giờ Bỏ qua năng lượng

của phôtôn γ Khối lượng hạt nhân magiê được tạo thành sau 45 giờ là bao

 Bài tập vận dụng (Học sinh tự luyện) Câu 1: Một chất phóng xạ Pôlôni Po210 phóng xạ anpha có chu kỳ bán rã là 138

ngày đêm, biến đổi thành chì bền Ban đầu có 0,168g Po210 Sau thời gian 414ngày đêm khối lượng chì tạo ra là

A 0,144g B 0,0144g C 0,147g D 0,0147g

Câu 2: Một chất phóng xạ Pôlôni Po210 phóng xạ anpha có chu kỳ bán rã là 138

ngày đêm, biến đổi thành chì bền Ban đầu có 168mg Po210 Sau thời gian 276ngày đêm khối lượng chì tạo ra là

A.123,6mg B 132,6mg C 136,2mg D23,16mg

Câu 3: Một chất phóng xạ Pôlôni Po210 phóng xạ anpha có chu kỳ bán rã là 138

ngày đêm, biến đổi thành chì bền Ban đầu có 168mg Po210 Sau thời gian 276ngày đêm thể tích khí Hêli tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn là

A.13,44.10-3 lít B 1,344.10-3 lít

C 3,44.10-3 lít D 3,144.10-3 lít

Câu 4: Một chất phóng xạ Pôlôni Po210 phóng xạ anpha có chu kỳ bán rã là 138

ngày đêm, biến đổi thành chì bền Ban đầu có 168mg Po210 Sau bao lâu thì khốilượng chì tạo ra là 61,8mg?

Câu 5: Một chất phóng xạ Pôlôni Po210 phóng xạ anpha có chu kỳ bán rã là

138 ngày đêm, biến đổi thành chì bền Ban đầu có 168mg Po210 Sau bao lâu có

13,44cm3 khí Hêli được tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn?

7.8.3 Xác định thời gian phóng xạ và tuổi của các vật cổ

Trên cơ sở giáo viên phân tích hiện tượng, giải cụ thể theo hình thức tựluận để học sinh hiểu rõ bản chất bài toán, các bước tính toán cụ thể

Giáo viên rút ngắn các bước và nhấn mạnh đưa ra các hệ quả giúp học sinhvận dụng nhanh chóng và dễ dàng, cụ thể:

 Phương pháp giải nhanh xác định thời gian phóng xạ và tuổi của

các vật cổ

Biết khối lượng ban đầu, số hạt nhân ban đầu và khối lượng còn lại, số hạt

nhân còn lại của lượng chất phóng xạ thì thời gian phóng xạ:

T.ln

m 0 T.ln

N 0

ln 2 ln 2Biết khối lượng, số nguyên tử còn lại của hai chất có trong mẫu của vật cổ:

Biết tại thời điểm khảo sát tỉ lệ khối lượng của chất tạo thành Y và khối

lượng của chất còn lại bị phân rã X là h  mY

mX ln(h A X 1)

 Bài tập minh họa Bài 1: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 360

lượng của nó chỉ còn 1/16 khối lượng ban đầu:

Biết tại thời điểm khảo sát tỉ lệ khối lượng của chất tạo thành Y và khốilượng của chất còn lại bị phân rã là h  mY 0,8.

30 206  2,

5.10 8

Vậy tuổi của mẫu đá là 2,5.108 năm

Bài 4: Một chất phóng xạ 23892U phân rã anpha và biến đổi thành 20682 Pb với chu

kỳ bán rã của 23892U là 4,47.109 năm Thời điểm khảo sát hiện nay cho thấy mộtkhối đá có chứa 93,94.10-5 kg 23892U và 14,27.10-5 kg 20682 Pb Giả sử khối đá lúc

đầu hoàn toàn nguyên chất chỉ có 23892U Tính tuổi của khối đá.

4, 47.10 9

10, 43.10 8

Vậy tuổi của khối đá là 10,43.108 năm

Bài 5: Một bệnh nhân điều trị bằng phương pháp đồng vị phóng xạ, dùng tia  để diệt

tế bào bệnh Thời gian chiếu xạ lần đầu là t  25 phút và cứ sau 1 tháng bệnh nhân

17

phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ Biết đồng vị phóng xạ có chu kỳ

thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượng tia

ln 2Vậy lần chiếu xạ thứ ba là: t ' 

Câu 3 Chất phóng xạ Pôlôni 21084 Po là chất phóng xạ  và biến thành hạt nhân chì bền.

Biết chu kì bán rã của 21084Po là 138 ngày Một phòng thí nghiệm nhận được một mẫu

210

lượng P0210 là 0,5 Giá trị của thời gian t là

A 164 ngày B 82 ngày C 276 ngày D 148 ngày

t  T

18