SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT PHAN THIẾT TỔ VẬT LÝ – KTCN - - GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 – BAN CƠ BẢN CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ GV: NGUYỄN THỊ ÁI VÂN NĂM HỌC: 2015 – 2016 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 79 – BÀI 35: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN Ngày soạn: 05/03/2016 I MỤC TIÊU Kiến thức: HS tiếp thu kiến thức sau - Câu tạo hạt nhân, đồng vị - Đơn vị khối lượng hạt nhân - Cơng thức Anhxtanh khối lượng lượng Kỹ năng: - Nêu cấu tạo hạt nhân, xác định số proton notrơn hạt nhân - Viết kí hiệu hạt nhân - Nắm vững đơn vị khối lượng hạt nhân Thái độ: - Tích cực phát biểu xây dựng - u thích mơn khoc học Vật lý hạt nhân II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị bảng thống kê khối lượng hạt nhân - Phiếu học tập Học sinh: Ơn lại cấu tạo ngun tử III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động (2 phút): Vào Hoạt động GV Hoạt động HS Ngày người ngày nghiên cứu sâu vào hạt có kích Lắng nghe thước vơ nhỏ, nhỏ kích thước ngun tử, phân tử - Năm 1897 Thompson tìm electon - Năm 1908, Jean Perrin tìm số Avogadro - Năm 1909 – 1911, Rutherford tìm tồn hạt nhân - Năm 1932, Chadwick tìm hạt notron Việc sâu nghiên cứu hạt nhân tạo nguồn lượng mới, lượng ngun tử, chế tạo lượng nào? Ở chương ta tìm hiểu Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu cấu tạo hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Nêu lại cấu tạo *GV: Ơn lại số kiến thức I Cấu tạo hạt nhân ngun tử? cấu tạo hạt nhân Cấu tạo hạt nhân 2/ Hạt nhân → câu 1, 2, Hạt nhân cấu tạo từ cấu tạo từ loại hạt sơ cấp Giới thiệu nuclon hạt nào? + Prơtơn (p), điện tích (+e) *HS: TLCH 3/ Nêu đặc điểm *GV: nhận xét, gút lại kiến + Nơtrơn (n), khơng mang hạt proton điện thức notron? Số Prơtơn số thứ tự Z → câu 4/ Số notron ngun tố bảng *HS: TLCH xác định tuần hồn hóa học nào? Prơtơn Nơtrơn gọi chung nuclơn Tổng số nuclơn số khối *GV: u cầu HS xác định A 5/ Hạt nhân mang Số Nơtrơn hạt nhân điện tích HN → câu điện tích gì? VÌ A – Z *HS: Xác định điện tích sao? Điện tích hạt nhân: HN Hạt nhân mang điện dương +Ze Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 6/ So sánh kích thước HN so với ngun tử Kích thước hạt nhân *GV: giới thiệu kích thước Đường kính hạt nhân vào ngun tử: (đường kính khoảng 10-15m -11 khoẳng 10 m) So với ngun tử: nhỏ Giới thiệu đường kính hạt kích thước ngun tử 104 ÷ nhân 105 lần → câu Kí hiệu hạt nhân: - Hạt *HS: tiếp thu kiến thức nhân ngun tố X kí so sánh kích thước HT hiệu: AX Z NT Trong đó: X kí hiệu hóa *GV: giới thiệu cách kí học ngun tố hiệu hạt nhân A: số khối (số nuclon) *HS: ghi nhận cách kí hiệu Z: số proton (số thứ tự HN BTHHH) 7/ Nêu cấu tạo *GV: u cầu HS hồn Ví dụ: 12 thành ví dụ HN C ? 12 Hạt nhân cacbon C có: *HS: thực u cầu 8/ Hãy viết kí hiệu proton nơtrơn GV hạt nhân Phốtpho Hạt nhân Phốtpho có 15 có 15 proton 16 *GV: bổ sung cách kí hiệu proton 16 notron khác HN notron? 31 kí hiệu: 15 P Chú ý: kí hiệu khác hạt nhân :XA, ví dụ: C12, P31 Hoạt động ( phút): Tìm hiểu đồng vị Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức 9/ Đồng vị gì? *GV: Giới thiệu số II ĐỒNG VỊ đồng vị cacbon → câu Định nghĩa: - Các hạt nhân đồng vị *HS: nêu định hạt nhân có số Z, nghĩa đồng vị *GV: giới thiệu đồng khác số A Các đồng vị Hiđro: vị Hiđrơ *HS: tiếp thu kiến thức a Hiđrơ thường 11H (99,99%) Rút kinh nghiệm b Hiđrơ nặng 12H , gọi tê ri 12D (0,015%) c Hiđrơ siêu nặng 13H , gọi triti 31T , khơng bền, thời gian sống khoảng 10 năm Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu khối lượng hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức *GV: Giới thiệu đơn vị III Khối lượng hạt nhân khối lượng hạt nhân Đơn vị khối lượng hạt nhân: Các hạt nhân có khối a Định nghĩa: Đơn vị u có giá lượng lớn so với khối trị 1/12 khối lượng lượng êlectron → ngun tử đồng vị 12C khối lượng ngun tử tập 1u = 1,6055.10-27kg trung gần tồn Chú ý: Theo định nghĩa, khối hạt nhân 12 lượng ngun tử C - Để tiện tính tốn → định nghĩa đơn vị khối 12u lượng → đơn vị khối Khối lượng ngun tử Rút kinh nghiệm Giáo án Vật lý 12 – Ban lượng ngun tử Nêu đơn vị khối lượng hạt nhân *HS: tiếp thu kiến thức *GV: giới thiệu khối lượng số hạt sơ cấp tính theo đơn vị khối lượng hạt nhân *HS: ghi nhận vào PHT *GV: Giới thiệu quan niệm Anhxtanh KL NL - Theo Anh-xtanh, vật có lượng có khối lượng ngược lại Nêu CT liên hệ KL NL 10/ Dựa vào hệ *HS: ghi nhận kiến thức thức Anh-xtanh → vào PHT tính lượng *GV: u cầu HS tính lượng 1u 1u? - Lưu ý: 1J = 1,6.10-19J *HS: tính 1uc2 = 931,5MeV *GV: Cho ví dụ tính tương đối khối lượng hạt sơ cấp *HS: ghi nhận khái niệm *GV: giới thiệu CT khối lượng tương đối tính CT động tương đối tính hạt GV: Nguyễn Thị Ái Vân khác: số khơng ngun nhân với u b Khối lượng số hạt sơ cấp tính theo đơn vị khối lượng hạt nhân - Proton: mp = 1,00728u - Nơtron: mn = 1,00866u Cơng thức Anhxtanh khối lượng lượng: Theo thuyết tương đối: Một vật có khối lượng m mang lượng E Một vật có lượng E có khối lượng m Mối liên hệ E m: E = mc2 Đơn vị khối lượng ngun tử MeV/c2 Dựa vào cơng thức Anhxtanh, ta tính được: 1uc2 = 931,5MeV Suy ra: 1u = 931,5MeV/c2 Vì u đơn vị khối lượng ngun tử nên MeV/c2 đơn vị khối lượng ngun tử Chú ý : Một vật có khối lượng m o đứng n có khối lượng m > mo chuyển động với vận tốc v m0 m= v2 1− c Nếu lượng nghỉ là: E0 = m0.c2 Thì động vật là: K = E – E0 = (m – m0).c2 Hoạt động (5 phút): Củng cố Hoạt động GV Câu 1: Phát biểu sau nói cấu tạo hạt nhân ngun tử A Hạt nhân cấu tạo từ nuclơn B Có hai loại nuclơn prơtơn nơtrơn C Số prơtơn hạt nhân số electron ngun tử D CẢ A, B, C Câu 2: Phát biểu sau sai nói cấu tạo hạt nhân ngun tử? A Prơtơn hạt nhân mang điện tích +e B Nơtron hạt nhân mang điện tích - e C Tổng số prơtơn nơtron gọi số khối D Tất sai Hoạt động HS Câu 1: D Câu 2: B Giáo án Vật lý 12 – Ban Câu 3: Phát biểu sau đúng? A Đồng vị ngun tử mà hạt nhân chúng có số khối A B Đồng vị ngun tử mà hạt nhân chúng có số prơtơn nhau, số nơtron khác C Đồng vị ngun tử mà hạt nhân chúng có số nơtron nhau, số prơtơn khác D Đồng vị ngun tử mà hạt nhân chúng có khối lượng 238 Câu 4: Hạt nhân 92U có cấu tạo gồm: A 235p 92n B 92p 235n C 92p 143n D 143p 92n Câu 5: Một hạt nhân có 90 prơtơn 114 nơtron, kí hiệu hạt nhân là: 234 234 90 90 A 90U B 90 Pa C 234 Pa D 234Th phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV - u cầu HS học làm tập trang 180 SGK - u cầu: HS chuẩn bị “Năng lượng liên kết hạt nhân – Phản ứng hạt nhân GV: Nguyễn Thị Ái Vân Câu 3: B Câu 4: C Câu 5: D Hoạt động ( Hoạt động HS - Ghi câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 80 – BÀI 36: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (Tiết 1) Ngày soạn: 07/03/2016 I MỤC ĐÍCH Kiến thức: HS lĩnh hội kiến thức về: - Lực hạt nhân, đặc điểm lực hạt nhân - Độ hụt khối, lượng liên kết hạt nhân, lượng liên kết riêng hạt nhân ý nghĩa lượng liên kết riêng Kỹ năng: HS thực u cầu sau - Hiểu nêu đặc điểm lực hạt nhân thơng qua lập luận liên quan - Suy luận để tìm cơng thức độ hụt khối, lượng liên kết, lượng liên kết riêng Thái độ: - Nghiêm túc tìm kiến thức học - u thích mơn học thơng qua việc biết thêm kiến thức khoa học II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Phiếu học tập nội dung ghi cho HS - Các bảng số liệu khối lượng ngun tử hạt nhân Học sinh: Ơn lại 35 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra cũ Hoạt động GV Hoạt động HS Nêu cấu tạo hạt nhân? Đồng vị gì? Nêu quan điểm Anhxtanh lượng? Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu lực hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Nêu lại cấu tạo *GV: Nêu câu hỏi 1, để I Lực hạt nhân hạt nhân? HS nhận biết lực hạt Định nghĩa: 2/ Điều giúp nhân - Lực tương tác nuclon hạt nhân *HS: TL câu hỏi 1, nuclơn gọi lực hạt nhân liên kết với nhau? *GV: u cầu HS nêu định 3/ Em nêu định nghĩa lực hạt nhân? → câu nghĩa lực hạt nhân? 4/ Em nêu *HS: nêu định nghĩa lực lực có chất lực hạt nhân Đặc điểm lực hạt hút? *GV: nhận xét, gút lại kiến nhân 5/ Lực hạt nhân có phải thức lực tĩnh điện khơng? Hướng dẫn HS so sánh lực Vì sao? hạt nhân với lực tĩnh điện 6/ Lực hạt nhân có phải lực hấp dẫn để HS nhận lực hấp dẫn khơng? Vì thấy chất lực sao? hạt nhân → câu 4, 5, 7/ Em nêu chất Câu cho HS số liệu để lực hạt nhân? tính tốn mp = 1,67.10-27kg Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân -15 r = 10 m *HS: với GV so sánh lực hạt nhân với lực Culong lực hấp dẫn *GV: u cầu HS nêu - Bản chất: lực hạt nhân chất lực hấp dẫn → câu khơng có chất với lực tĩnh điện lực *HS: nêu chất hấp dẫn → lực tương tác lực hạt nhân mạnh *GV: Giới thiệu phạm vi - Phạm vi tác dụng: có tác dụng lực hạt nhân tác dụng phạm vi *HS: ghi nhận kiến thức đường kính hạt nhân (10để bổ sung vào phiếu học 15m) tập Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu lượng liên kết hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 8/ Hãy so sánh khối *GV: Giới thiệu khối II Năng lượng liên kết lượng hạt nhân lượng hạt Heli hạt nhân Heli tổng khối tính tổng khối lượng Độ hụt khối hạt nhân lượng nuclon nuclon hạt Heli → - Khối lượng hạt hạt nhân đó? nhân ln ln nhỏ tổng câu khối lượng nuclơn *HS: nhận xét TLCH *GV: Tính chất tạo thành hạt nhân Độ tổng qt hạt chênh lệch khối lượng gọi độ hụt khối hạt nhân, nhân Vì khối lượng hạt nhân kí hiệu ∆m 9/ Độ hụt khối hạt ln nhỏ tổng khối Cơng thức tính độ hụt khối nhân gì? lượng nuclon nên hạt nhân có độ hụt khối → câu Xét hạt nhân *HS: trả lời câu Gọi 10/ Để tính độ hụt *GV: nhận xét, gút lại - m khối lượng nghỉ X khối hạt nhân ta kiến thức hạt nhân X làm nào? Suy → câu 10 - mp khối lượng nghỉ cơng thức tính độ hụt *HS: tính độ hụt khối prơtơn (m = 1,00728u) p khối hạt nhân - mn khối lượng nghỉ *GV: Nhận xét, gút lại nơtrơn (mn = 1,00866u) kiến thức, u cầu HS bổ - N = A - Z số nơtrơn sung kiến thức hạt nhân X xét 11/ Nêu lại quan điểm phiếu học tập Độ hụt khối hạt nhân là: Anhxtanh khối → câu 11 ∆m = Zmp + (A – Z)mn lượng lượng? *HS: nêu lại nội dung – mX thuyết tương đối khối Chú ý: lượng lượng - Độ hụt khối ∆m ln ln *GV: nhận xét, giói thiệu lớn lượng ứng với độ - Các hạt sơ cấp riêng rẽ hụt khối gọi prơtơn, nơtrơn, electrơn c Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 12/ Năng lượng liên kết tính cơng thức nào? 13/ Để tách hạt nhân thành nuclon riêng biệt ta làm nào? 14/ Nêu CT tính NLLK riêng hạt nhân lượng liên kết *HS: ghi nhận kiến thức lượng liên kết, bổ sung phiếu học tập *GV: u cầu HS nêu CT liên hệ khối lượng lượng để tìm CT tính lượng liên kết → câu 12 *HS: TLCH nêu CT tính lượng liên kết *GV: nhận xét, gút lại kiến thức *HS: bổ sung phiếu học tập *GV: nêu câu hỏi để HS thấy ý nghĩa NLLK → câu 13 *HS: dự đốn kiến thức *GV: nhận xét, bổ sung Đưa ví dụ NLLK hạt nhân U238 Fe54 Giới thiệu lượng liên kết riêng *HS: ghi nhận kiến thức NLLK riêng, bổ sung phiếu học tập *GV: u cầu HS nêu CT tính NLLK riêng (câu 14) *HS: suy luận tìm TC tính NLLK riêng *GV: giới thiệu ý nghĩa NLLK riêng số kiến thức liên quan ó độ hụt khối Năng lượng liên kết hạt nhân a/ Định nghĩa: Theo Anh-xtanh: Mỗi khối lượng nghỉ vật giảm có lượng tỏa Năng lượng tỏa tương ứng với độ hụt khối hạt nhân gọi lượng liên kết hạt nhân Wlk =  Zmp + ( A − Z)mn − m( ZA X) c2 Hay Wlk = ∆mc2 Chú ý: Năng lượng liên kết hạt nhân ln ≥ Các hạt sơ cấp riêng rẽ prơtơn, nơtrơn, electrơn c ó lượng liên kết b/ Ý nghĩa: - Năng lượng liên kết lượng tỏa tổng hợp hạt nhân - Muốn phá vỡ hạt nhân ta phảicung cấp NL NLLK - Khơng phải hạt nhân có lượng liên kết lớn bền vững Năng lượng liên kết riêng a) Năng lượng liên kết riêng hạt nhân NLLK tính cho nuclon W b) Cơng thức: Wlkr = lk A c) Đơn vị: MeV/nuclon d) Ý nghĩa độ lớn lượng liên kết riêng - Ngoại trừ hạt sơ cấp riêng rẽ (như prơ tơn, nơ trơn, êlectrơn) hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền - Những hạt nhân Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân bảng tuần hồn nói chung có lượng liên kết riêng lớn so với lượng liên kết riêng hạt nhân đầu cuối bảng tuần hồn nên bền - Những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có lượng liên kết riêng lớn (khoảng 8,8 MeV/nuclơn) hạt nhân bền vững Hoạt động (5 phút): Củng cố Hoạt động GV Hoạt động HS Câu 1: Hãy chọn câu đúng: Năng lượng liên kết riêng Chép đề giải tập A giống với hạt nhân B lớn với hạt nhân nhẹ C lớn với hạt nhân trung bình D lớn với hạt nhân nặng Câu 2: Hãy chọn câu đúng: Bản chất lực tương tác nuclon hạt nhân là: A lực tĩnh điện B lực hấp dẫn C lực điện từ D lực tương tác mạnh Câu 3: Phạm vi tác dụng lực tương tác mạnh hạt nhân bao nhiêu? A 10-13 cm B 10-8 cm C 10-10 cm D Vơ hạn Câu 4: Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn nhất: A Heli B Cacbon C Sắt D Urani Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS 1/ Ơn lại kiến thức vừa học - Ghi câu hỏi tập nhà 2/ Chuẩn bị bài: “Năng lượng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt - Ghi chuẩn bị cho sau nhân” 10 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 85 – BÀI TẬP VỀ PHĨNG XẠ Ngày soạn: 15/03/2016 I MỤC TIÊU Kiến thức: - Hệ thống kiến thức phương pháp giải tập PHĨNG XẠ - Thơng qua giải tập bổ sung thêm kiến thức cần thiết cho hs chuẩn bị thi TN Kỹ năng: - Rèn luyện kĩ phân tích tốn dựa vào đề tượng vật lý để thành lập mối quan hệ phương trình học II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Phương pháp giải tập - Lựa chọn cac tập đặc trưng Học sinh: Học lý thuyết 37 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra cũ (10 phút) Hoạt động GV Hoạt động HS Phóng xạ gì? Có loại phóng xạ? kể tên viết PT phóng xạ loại? Nêu đặc điểm q trình phóng xạ? Hoạt động 2: Tổng hợp kiến thức phóng xạ (7 phút) Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Nêu CT tính lượng *GV: u cầu HS nhắc lại I Kiến thức chất PX lại (khối số kiến thức (bảng dưới) lượng số hạt) → câu 1, 2/ Nêu cách tính lượng *HS: TL câu 1, chất PX phân rã *GV: Phân tích để HS thấy 3/ N m có mối lượng chất tạo thành liên hệ gì? q trình PX 4/Nêu CT tính chu kỳ Số hạt tạo thành số hạt bán rã? phân rã Trong PƯHN khơng có ĐLBT khối lượng nên khối lượng chất tạo thành nói chung khơng khối lượng hạt nhân bị phân rã Giới thiệu CT tính mtt *HS: ghi nhận kiến thức *GV: → câu 3, Ban đầu Còn lại Đã phân rã Tạo thành Khối lượng m0 m = mo − t T Số hạt N0 N = No = mo e-λt − t T ∆m = m0 − m = m0 (1 − ) A mtt = tt ∆m Apr − = No e-λt − t T ∆N = N − N = N (1 − ) Ntt = ∆N Hoạt động 2: Bài tập SGK trang 194 (5 phút) Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức *GV: u cầu hs đọc II Bài tập SGK trang 194 27 t T Rút kinh nghiệm Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 2, 3, 4, giải thích phương án lựa chọn *HS: Giải thích phương án lựa chọn 2, 3, 4, *GV: Nhận xét Bài Đáp án B Bài a) Mạnh γ b) Yếu α Bài Đáp án D Bài Đáp án D Hoạt động (20 phút): Giải tập bổ sung Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Bài 1/ Viết cơng *GV: đọc đề III Các tập bổ sung 210 thức tính khối lượng *HS: Chép đề Pơlơni 84 Po ngun tố mẫu chất lại, *GV: hướng dẫn HS phóng xạ α, có chu kì bán rã thay số tính kết giải BT 138 ngày Một mẫu pơlơni cuối *HS: giải BT theo ngun chất có khối lượng ban Bài 2/ Viết biểu thức hướng dẫn HS đầu 0,01 g Tính khối lượng của định luật phóng mẫu chất sau chu kì bán xạ Suy tính rã thời gian để lượng Giải chất phóng xạ Ta có: 3T t lại lượng chất m = m0 2− T = 0,01 − T = 0,00125 (g) phóng xạ ban đầu Bài 3/ Viết biểu thức 14 định luật phóng Hạt nhân C chất phóng xạ xạ β- có chu kì bán rã 5730 Tính thời gian để năm Sau lượng chất 75% lượng chất phóng xạ mẫu phóng xạ bị phân rã hết lượng chất phóng xạ Bài 4/ Viết biểu thức ban đầu mẫu định luật phóng Giải: xạ t − Tính khối lượng ban T Ta có: N = N0 đầu lượng chất t − N N t phóng xạ T  =  ln = - ln2 N0 N0 Bài 5/ Viết biểu thức T tính lượng chì tạo N T ln thành sau thời gian t t= N = 17190 năm − ln Thay số để tính lượng chì tạo thành 60 Coban 27 Co phóng xạ β- với chu kỳ bán rã 5,27 năm Hỏi sau 75% khối lượng 60 khối chất phóng xạ 27 Co phân rã hết t Ta có: m = m0 - m’ = m0 2−T 28 Rút kinh nghiệm Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân t= m0 − m' m0 = 10,54 năm − ln T ln Phốt 32 15 P phóng xạ β- với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng khối chất phóng xạ 32 15 P lại 2,5 g Tính khối lượng ban đầu t Ta có: m = m0 2−T  m0 = m − t T t = m T = 20g 210 Pơlơni 84 Po chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm Hạt nhân pơlơni phóng xạ biến thành hạt nhân chì (Pb) kèm theo hạt α Ban đầu có 42 mg chất phóng xạ pơlơni Tính khối lượng chì sinh sau 280 ngày đêm Ta có: APb t mPb = m0 (1 - T ) = 31,1 APo mg Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV u cầu HS xem lại tập vừa giải Hoạt động HS Lắng nghe 29 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 30 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 86 – BÀI TẬP VỀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN – PHĨNG XẠ Ngày soạn: 15/03/2016 I MỤC TIÊU Kiến thức: - Hệ thống kiến thức ơn tập giải tập NLLK, PƯHN, phóng xạ - Thơng qua giải tập bổ sung thêm kiến thức cần thiết cho hs chuẩn bị kiểm tra 15 phút Kỹ năng: - Rèn luyện kĩ phân tích tốn dựa vào đề tượng vật lý để thành lập mối quan hệ phương trình học II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Phương pháp giải tập - Lựa chọn cac tập đặc trưng Học sinh: Học lý thuyết 37 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Tổng hợp kiến thức phóng xạ (7 phút) Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Nêu CT độ hụt *GV: u cầu HS nhắc lại I Kiến thức khối hạt nhân số kiến thức Độ hụt khối 2/ Nêu Ct tính → câu 1, ∆m = Z m p + ( A − Z ) mn − m X NLLK, NLLK riêng *HS: TL câu 1, 2 NLLK – NLLK riêng HN *GV: Phân tích để HS thấy 3/ Nêu cách tính NL lượng chất tạo thành Wlk = ∆m.c W toả PƯHN q trình PX Wlkr = lk A Số hạt tạo thành số hạt NL PƯHN phân rã Trong PƯHN khơng có W = (mtrước – msau).c2 ĐLBT khối lượng nên khối W > 0: PƯHN tỏa NL lượng chất tạo thành nói W < 0: PƯHN thu NL chung khơng khối lượng Phóng xạ: (xem tiết 85) hạt nhân bị phân rã Giới thiệu CT tính mtt *HS: ghi nhận kiến thức *GV: → câu 3, Hoạt động (30 phút): Giải tập bổ sung Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Hạt nhân *GV: đọc đề II Bài tập vận dụng cấu tạo từ hạt *HS: Chép đề Bài 1: Hạt nhân Liti ( Li ) có nào? Hãy nêu cấu *GV: hướng dẫn HS khối lượng 7,016u, cho biết m p tạo chi tiết hạt giải BT → câu 1, 2, = 1,0073u; mn = 1,0086u; 1uc2 nhân Liti *HS: giải BT theo = 931,5 MeV 2/ Tính NLLK hướng dẫn HS a/ Nêu cấu tạo hạt nhân Liti NLLK riêng HN *GV: u cầu HS b/ Tính NLLK NLLK riêng Liti hồn thành BT hạt nhân Liti *HS: thực u c/ Dùng hạt p bắn phá hạt nhân 3/ Để xác định hạt cầu GV Li Phản ứng tạo hạt X nhân X ta phải xác giống có khối lượng định yếu tố 4,0015u nào? Dùng ĐL - Viết PTPƯ để tính? - Phản ứng tỏa hay thu vào NL? Giải 31 Giáo án Vật lý 12 – Ban 4/ Nêu dạng tổng qt PX β-? 5/ Tính số phân rã tính đại lượng nào? Dùng CT để tính? 6/ Cần xác định đại lượng cần tìm để áp dụng CT cho Nêu mối liên hệ N0 m0? *GV: đọc đề *HS: Chép đề *GV: hướng dẫn HS giải BT → câu 1, 2, *HS: giải BT theo hướng dẫn HS *GV: u cầu HS hồn thành BT *HS: thực u cầu GV GV: Nguyễn Thị Ái Vân a/ hạt nhân Liti có nuclon, có prơtơn nơtrơn b/ Wlk = ∆m.c = 0,0403uc2 = 37,54 MeV W Wlkr = lk = 5,36 MeV/nuclon A c/ p + Li → 2 He W = (mp + mLi – 2mX)c2= 18,9MeV > PƯHN tỏa NL 24 Na có tính Bài 2: Hạt nhân 11 phóng xạ β− chu kì bán rã T = 15 a/ Viết PTPX b/ Tính số phân rã Na c/ Lúc đầu có 2,4mg Na ngày đêm: - Khối lượng Na lại bao nhiêu? - Khối lượng Na phân rã chiếm tỉ lệ %? - Số hạt β− sinh bao nhiêu? Giải: 24 β− a/ 11 Na  → 1224 Mg + −10β − ln = 7, 7.10−4 s −1 b/ λ = T t c/ m = m 2− t = 9,375.10−3 mg t − ∆m = − T = 99, 61% m0 N β = ∆N Na = t − m0 N A (1 − T ) A = 6.1019 Hoạt động ( phút): Giải số câu trắc nghiệm Hoạt động GV Câu Chọn câu sai nói tia anpha: A Có vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng B Có tính đâm xun yếu C Mang điện tích dương +2e D Có khả ion hóa chất khí Câu Chọn câu Trong phóng xạ γ hạt nhân con: A Lùi bảng phân loại tuần hồn B Khơng thay đổi vị trí bảng tuần hồn C Tiến bảng phân loại tuần hồn D Tiến hai bảng phân loại tuần hồn Câu Câu sau sai nói phóng xạ A Tổng khối lượng hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn khối lượng hạt nhân mẹ B khơng phụ thuộc vào tác động bên ngồi C hạt nhân bền hạt nhân mẹ 32 Hoạt động HS Lắng nghe Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân D Là phản ứng hạt nhân tự xảy Câu Trong phóng xạ β - hạt nhân con: A Lùi bảng phân loại tuần hồn B Tiến bảng phân loại tuần hồn C Lùi bảng phân loại tuần hồn D Tiến bảng phân loại tuần hồn Câu Phát biểu sau sai nói lực hạt nhân? A Lực hạt nhân loại lực mạnh loại lực biết B Lực hạt nhân có tác dụng khoảng cách hai nuclơn nhỏ kích thước hạt nhân C Lực hạt nhân có chất lực điện, hạt nhân prơtơn mang điện dương D Lực hạt nhân tồn bên hạt nhân Câu Chọn câu sai: A Nơtrinơ xuất phóng xạ α B Nơtrinơ hạt khơng có điện tích C Nơtrinơ xuất phóng xạ β D Nơtrinơ hạt sơ cấp Hoạt động (1 phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV u cầu HS xem lại tập vừa giải Hoạt động HS Lắng nghe 33 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 34 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 87 - Bài 38: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Ngày soạn: 27/03/2016 I MỤC TIÊU Kiến thức: HS tiếp thu kiến thức” - Phản ứng phân hạch - Năng lượng phân hạch - Phản ứng dây chuyền Kĩ năng: - Giải thích (một cách định tính) phản ứng phân hạch phản ứng hạt nhân toả lượng - Lí giải tạo thành phản ứng dây chuyền nêu điều kiện để có phản ứng dây chuyền Thái độ: - Nghiêm túc, tích cực - u thích mơn học thơng qua việc tìm hiểu kiến thức khoa học đại - Giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường II CHUẨN BỊ Giáo viên: Một số phim ảnh phản ứng phân hạch, bom A, lò phản ứng … Phiếu học tập có phần ghi chép cho HS Học sinh: Ơn lại phóng xạ III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra cũ Câu 1: Phản ứng hạt nhân gì? Câu : Nêu cách tính lượng tỏa hay thu vào PƯHN? Hoạt động ( 10 phút): Tìm hiểu chế phản ứng phân hạch Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ Phản ứng phân *GV: Y/c HS đọc Sgk cho I Cơ chế phản ứng hạch gì? biết phản ứng phân hạch gì? phân hạch → câu 1 Phản ứng phân hạch * HS đọc Sgk ghi nhận phản gì? - Là vỡ hạt ứng phân hạch 2/ Q trình phóng *GV: → câu nhân nặng thành hạt xạ α có phải phân *HS: TLCH nhân trung bình (kèm theo vài nơtrơn phát hạch khơng? - Khơng, hai mảnh vỡ có ra) khối lượng khác nhiều *GV: Giới thiệu loại - Nhiên liệu PƯPH, chế PƯHN kích PƯPH: U235; U238; Pu239 thích, nhiên liệu PƯHN Phản ứng hạt nhân tự Phản ứng phân hạch xảy → phản ứng phân hạch kích thích Là phản ứng phân hạch tự phát (xác suất nhỏ) - Ta quan tâm đên phản xảy bắn nơtrơn ứng phân hạch kích thích chậm (có lượng 235 - Xét phân hạch 92U , khoảng vài MeV) vào hạt nhân nặng Kết 238 U , 239 U → chúng nhiên 92 92 tạo hai mảnh vỡ liệu cơng nghiệp có số khối trung bình hạt nhân đồng thời tạo vài → câu nơtrơn *HS: - HS đọc Sgk, phải n + X → X* → Y + Z + truyền cho hạt nhân X kn 3/ Để phân hạch xảy lượng đủ lớn (giá trị tối (k = 1, 2, 3: hệ số nhân cần phải làm gì? thiếu lượng này: 35 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân lượng kích hoạt, cỡ vài nơtron) MeV), cách cho hạt nhân - Q trình phân hạch “bắt” nơtrơn → trạng thái X khơng trực tiếp mà phải qua trạng thái kích kích thích (X*) *GV: Dựa sơ đồ phản ứng thích X* phân hạch - Trạng thái kích thích khơng bền vững → xảy phân hạch → câu 4/ Tại khơng *HS: - Prơtơn mang điện tích dùng prơtơn thay cho dương → chịu lực đẩy nơtrơn? hạt nhân tác dụng Hoạt động ( 25 phút): Tìm hiểu lượng phân hạch Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm *GV: Thơng báo phản ứng II Năng lượng phân hạch - Xét phản ứng phân U phân hạch 235 92 hạch: *HS: ghi nhận hai phản ứng 235 236 *GV: dùng số liệu cuối SGK n + 92U → 92U * u cầu HS tính NL → 95 Y + 138 I + 301n 39 53 5/ Hãy tính NL tỏa phân hạch để chứng minh 1n + 235U → 236U * hay thu vào 92 92 PƯPH PƯHN tỏa NL 139 95 phân hạch U235 → 54 Xe+ 38 Sr + 201n * HS ghi nhận phản ứng (PT 1)? phân hạch toả lượng Phản ứng phân hạch toả Tính NL tỏa phân hạch vào khoảng 210 MeV lượng U - Phản ứng phân hạch 235 *GV: → câu 92 *HS: thực u cầu phản ứng phân hạch toả GV lượng, lượng gọi lượng phân hạch 6/ Hãy tính NL tỏa E = 6,022.1023.212 U tỏa - Mỗi phân hạch 235 235 phân hạch 92 23 = 5,4.10 MeV = 8,64.10 J 1g U235 lượng 212MeV *GV: nhận xét, bổ sung kiến Phản ứng phân hạch dây thức chuyền NL tỏa phân hạch 1g - Giả sử sau phân hạch U235 tương đương 8,5 có k nơtrơn giải phóng than dầu toả đến kích thích hạt nhân cháy hết 235 U tạo nên phân 92 235 - Trong phân hạch 92U kèm hạch theo 2,5 nơtrơn (trung bình) - Sau n lần phân hạch, số với lượng lớn, nơtrơn giải phóng kn 239 Pu kèm theo nơtrơn kích thích kn phân hạch 94 - Các nơtrơn kích thích + Khi k < 1: phản ứng phân hạt nhân → phân hạch hạch dây chuyền tắt nhanh → tạo thành phản ứng + Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì, dây chuyền lượng phát khơng đổi * HS ghi nhận phản ứng + Khi k > 1: phản ứng phân dây chuyền hạch dây chuyền tự trì, *GV: → câu 7, 8, 9, 10, 11 lượng phát tăng *HS: TLCH nhanh, gây bùng nổ 7/ Sau n lần phân hạch: kn → 36 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân n kích thích k phân hạch - Khối lượng tới hạn vào cỡ 15kg, 5kg 8/ Số phân hạch giảm nhanh 9/ Số phân hạch khơng đổi → 7/ Sau n lần phân lượng toả khơng đổi hạch liên tiếp, số nơtrơn giải phóng 10/ Số phân hạch tăng tiếp tục kích thích nhanh → lượng toả phân lớn → khơng thể kiểm sốt hạch mới? được, gây bùng nổ 8/ Khi k < → 112/ Khối lượng chất phân điều xảy ra? hạch phải đủ lớn để số nơtrơn 9/ Khi k = 1→ bị “bắt” → hạch phải ổn định → tương điều xảy ra? ứng với trường hợp k = (Xảy - Lưu ý: khối lượng tối thiểu trường hợp nổ để phản ứng phân hạch tự bom) trì: khối lượng tới hạn 11/ - Muốn k ≥ Với 235U vào cỡ 15kg, 92 cần điều kiện gì? 239 Pu vào cỡ 5kg 94 *GV: giới thiệu cấu tạo lò PƯHN - Bo hay cađimi có tác dụng hấp thụ nơtrơn → dùng làm điều khiển phản ứng phân hạch có điều khiển Lưu ý cho HS: sản phẩm tạo thành PƯPH thường có tính phóng xạ nên dễ gây nhiễm mơi trường gây nguy hại đến sức khỏe, để xây dựng lò PƯHN phải xây dựng nơi xa dân cư để tránh hiểm họa xảy *HS: ghi nhận kiến thức Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV - Giới thiệu bom nguyển tử: Bomb A - Nêu câu hỏi tập nhà - u cầu: HS chuẩn bị sau 235 92 U 239 94 Pu vào cỡ Phản ứng phân hạch có điều khiển - Được thực lò phản ứng hạt nhân, tương ứng trường hợp k = - Năng lượng toả khơng đổi theo thời gian - Lò PƯHN gồm: +Thanh nhiên liệu chưa U235 + Chất làm chậm nơtrơn (nước nặng D2O) + Thanh điều khiển chauws Bo Cd điều chỉnh k 37 Hoạt động HS - Lắng nghe, theo dõi - Ghi câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 38 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 88 - Bài 39: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Ngày soạn: 28/03/2016 I MỤC TIÊU Kiến thức: HS tiếp thu kiến thức - Phản ứng nhiệt hạch - Điều kiện xảy PƯNH - Năng lượng PƯHN Kĩ năng: - Giải thích (một cách định tính) phản ứng nhiệt hạch phản ứng toả lượng - Nêu điều kiện để tạo phản ứng nhiệt hạch - Nêu ưu việt lượng nhiệt hạch Thái độ: - Nghiêm túc, tích cực - u thích mơn học thơng qua việc tìm hiểu kiến thức khoa học đại II CHUẨN BỊ Giáo viên: Một số phim ảnh phản ứng tổng hợp hạt nhân Học sinh: III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động ( phút): Kiểm tra cũ Câu 1: PƯPH gì? Câu 2: Trình bày NL phân hạch Câu 3: Trình bày PƯPH dây chuyền Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu chế phản ứng tổng hợp hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 1/ PƯNH gì? * GV: Y/c Hs đọc Sgk cho I Cơ chế phản ứng biết phản ứng nhiệt hạch gì? nhiệt hạch * Học sinh đọc Sgk trả lời Phản ứng nhiệt hạch *GV: Nêu ví dụ PƯNH gì? - Thường xét hạt nhân - Là q trình hai có A ≤ 10 hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành hạt nhân nặng *HS: ghi nhận ví dụ *GV: → câu H + 13H → 24He+ 01n 2/ Làm để *GV: Y/c HS đọc Sgk cho Phản ứng toả tính lượng biết điều kiện thực phản lượng: Q = 17,6MeV toả toả phản ứng tổng hợp hạt nhân Điều kiện thực ứng trên? * HS đọc Sgk trả lời câu - Nhiệt độ đến cỡ trăm triệu 3/ Nêu điều kiện hỏi độ để xảy PƯNH? ∆E = (m + m − m − m )c2 - Mật độ hạt nhân H H He n plasma (n) phải đủ lớn = 0,01879uc - Thời gian trì trạng thái = 0,01879.931,5 = 17,5MeV plasma (τ) phải đủ lớn s GV: Phản ứng phản ứng nhiệt nτ ≥ (1014 ÷ 1016 ) hạch có tên PƯ tổng hợp cm hạt nhân (nhiệt: nóng; hạch: hạt nhân) Hoạt động ( 10 phút): Tìm hiểu lượng tổng hợp hạt nhân Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm 4/ NL nhiệt hạch gì? *GV: → câu II Năng lượng nhiệt hạch - Năng lượng toả Thực tế phản ứng phản ứng tổng hợp hạt nhân tổng hợp hạt nhân, người 39 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân ta chủ yếu quan tâm đến gọi lượng phản ứng hạt nhiệt hạch nhân hiđrơ tổng hợp thành - Thực tế quan tâm đến hạt nhân Hêli phản ứng tổng hợp nên hêli * HS ghi nhận H + 12H → 23He lượng tổng hợp hạt nhân H + 13H → 24He phản ứng tổng hợp nên Hêli H + 12H → 24He *GV: Các phép tính cho H + 13H → 24He+ 01n thấy lượng toả H + 36Li → 2( 24He) tổng hợp 1g He gấp 10 lần lượng toả phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần lượng toả đốt 1g cacbon * HS ghi nhận lượng khổng lồ toả phản ứng tổng hợp Hêli Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu phản ứng tổng hợp hạt nhân vũ trụ Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm *GV: Y/c HS đọc Sgk để III Phản ứng tổng hợp hạt tìm hiểu nguồn gốc nhân vũ lượng vũ trụ trụ - Năng lượng phát từ Mặt *HS: đọc Sgk để tìm hiểu Trời từ hầu hết *GV: Trong tiến trình phát vũ trụ có nguồn triển có nhiều q gốc lượng tổng hợp trình tổng hợp hạt nhân xảy hạt nhân → vượt trội q - Q trình tổng hợp Heli từ trình tổng hợp Heli từ hiđrơ hiđrơ: (một ngun tố có hầu hết 411H → 24He+ 210e+ 200ν + 2γ vũ trụ) Phản ứng xảy 30 triệu độ, lượng toả 26,7MeV Hoạt động ( 10 phút): Tìm hiểu phản ứng tổng hợp hạt nhân Trái Đất Hệ thống câu hỏi Tiến trình dạy Kiến thức Rút kinh nghiệm *GV: Thơng báo việc IV Phản ứng tổng hợp hạt gây phản ứng tổng hợp nhân Trái Đất hạt nhân Trái Đất Con người tạo phản *HS: - HS ghi nhận ứng tổng hợp hạt nhân nổ lực gây phản ứng tổng thử bom H nghiên hợp hạt nhân cứu tạo phản ứng tổng *GV: Phản ứng tổng hợp hạt hợp hạt nhân có điều khiển nhân thử bom H → Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển lượng toả q lớn → khơng thể sử dụng → nghiên - Hiện sử dụng đến phản ứng cứu phản ứng tổng H + 13H → 24He+ 01n hợp có điều khiển, lượng toả ổn định + 17,6MeV - Cần tiến hành việc: - Y/c HS đọc Sgk để nắm a Đưa vận tốc hạt lên cách tiến hành lớn 40 Giáo án Vật lý 12 – Ban việc * HS đọc Sgk để tìm hiểu *GV: Việc tiến hành phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển gặp nhiều khó khăn hạn chế kỹ thuật → đeo đuổi → có ưu việc gì? * HS đọc Sgk để tìm hiểu ưu việc phản ứng tổng hợp hạt nhân Hoạt động (1 phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV - Nêu câu hỏi tập nhà - u cầu: HS chuẩn bị sau GV: Nguyễn Thị Ái Vân b “Giam hãm” hạt nhân phạm vi nhỏ hẹp để chúng gặp Ưu việt lượng tổng hợp hạt nhân - So với lượng phân hạch, lượng tổng hợp hạt nhân ưu việt hơn: a Nhiên liệu dồi b Ưu việt tác dụng mơi trường Hoạt động HS - Ghi câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau 41 ... 1 87 Dặn dò HS học lý thuyết Hoạt động HS - Ghi câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau 13 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 14 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 82 –. .. học lý thuyết hết 21 Hoạt động HS - Ghi câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 22 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 84 – BÀI 37: ... động HS Lắng nghe 29 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân 30 Giáo án Vật lý 12 – Ban GV: Nguyễn Thị Ái Vân Tiết 86 – BÀI TẬP VỀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN – PHÓNG XẠ Ngày soạn: