1 / 109

Bản đồ tư duy xây dựng hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân - luyện thi ĐH

u0110u1ec3 nu00e2ng cao chu1ea5t lu01b0u1ee3ng giu00e1o du1ee5c ngu01b0u1eddi giu00e1o viu00ean phu1ea3i nu1eafm vu1eefng mu1ee5c tiu00eau cu1ee7a bu1ed9 mu00f4n, cu00f3 biu1ec7n phu00e1p u0111u1ec3 thu1ef1c hiu1ec7n mu1ee5c tiu00eau u0111u00f3. u0110u1ed3ng thu1eddi phu1ea3i biu1ebft xu00e1c u0111u1ecbnh mu1ef1c tiu00eau du1ea1y hu1ecdc cho mu1ed7i tiu1ebft hu1ecdc, mu1ed7i chu01b0u01a1ng, mu1ed7i phu1ea7n kiu1ebfn thu1ee9c u0111u00f3 tu1ed5 chu1ee9c hou1ea1t u0111u1ed9ng du1ea1y hu1ecdc u0111u00f3 nhu1eb1m u0111u00e1p u1ee9ng u0111u01b0u1ee3c mu1ee5c tiu00eau du1ea1y hu1ecdc. Vu1eadt lu00fd lu00e0 mu00f4n khoa hu1ecdc cu01a1 bu1ea3n nu00ean viu1ec7c du1ea1y Vu1eadt Lu00fd trong tru01b0u1eddng phu1ed5 thu00f4ng phu1ea3i giu00fap hu1ecdc sinh nu1eafm u0111u01b0u1ee3c kiu1ebfn thu1ee9c cu01a1 bu1ea3n, tru1ecdng tu00e2m cu1ee7a bu1ed9 mu00f4n, mu1ed1i quan hu1ec7 giu1eefa Vu1eadt Lu00fd vu00e0 cu00e1c mu00f4n khoa hu1ecdc khu00e1c u0111u1ec3 vu1eadn du1ee5ng cu00e1c quy luu1eadt vu1eadt lu00fd vu00e0o thu1ef1c tiu1ec5n u0111u1eddi su1ed1ng.

RandallWalter
Download Presentation

Bản đồ tư duy xây dựng hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân - luyện thi ĐH

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. PHẦN THỨ NHẤT : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.Lý do chọn giải pháp Chúng ta đang sống trong những năm đầu của thế kỷ XXI thế kỷ của trí tuệ, sáng tạo. Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước. Viễn cảnh sôi động nhưng cũng nhiều thử thách đòi hỏi nghành giáo dục và đào tạo phải có những đổi mới căn bản mạnh mẽ ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và khu vực. Sự nghiệp giáo dục và đào tạo phải góp phần quyết định vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ, để mọi công dân Việt Nam khi rời ghế nhà trường đều thực sự là những người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo trong công việc. Họ thực sự là chủ nhân của đất nước, tạo được của cải vật chất, tinh thần cho xã hội. Văn kiện Đại hội IX Đảng cộng sản Việt Nam tiếp tục quán triệt quan điểm giáo dục là quốc sách hàng đầu “ Tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung phương pháp dạy và học, hệ thống trường lớp và hệ thống quản lý giáo dục, thực hiện “ chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa”. Phát huy tinh thần độc lập suy nghĩ sáng tạo của học sinh, sinh viên, đề cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề”. Để nâng cao chất lượng giáo dục người giáo viên phải nắm vững mục tiêu của bộ môn, có biện pháp để thực hiện mục tiêu đó. Đồng thời phải biết xác định mực tiêu dạy học cho mỗi tiết học, mỗi chương, mỗi phần kiến thức đó tổ chức hoạt động dạy học đó nhằm đáp ứng được mục tiêu dạy học. Vật lý là môn khoa học cơ bản nên việc dạy Vật Lý trong trường phổ thông phải giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, trọng tâm của bộ môn, mối quan hệ giữa Vật Lý và các môn khoa học khác để vận dụng các quy luật vật lý vào thực tiễn đời sống. Vật lý biểu diễn các quy luật tự nhiên thông qua toán học vì vậy hầu hết các khái niệm, các định luật, quy luật và phương pháp… của Vật Lý trong trường phổ thông đều được mô tả bằng ngôn ngữ toán học, đồng thời cũng yêu cầu học sinh phải biết vận dụng tốt toán học vào Vật Lý để trả lời nhanh, chính xác các 1

  2. dạng bài tập Vật Lý nhằm đáp ứng tốt các yêu cầu ngày càng cao của các đề thi TNPT và TSĐH. Vấn đề đặt ra là với số lượng lớn các công thức Vật Lý trong chương trình PTTH làm sao nhớ hết để vận dụng, trả lời các câu hỏi trong khi đề thi trắc nghiệm phủ hết chương trình, không trọng tâm, trọng điểm, thời gian trả lời mỗi câu hỏi quá ngắn, (không quá 1,5 phút) nên việc suy luận và chứng minh các công thức cần vận dụng là bất khả thi. Hơn nữa hình thức thi trắc nghiệm được áp dụng trong các các kỳ thi tốt nghiệp và tuyển sinh vào cao đẳng đại học thì yêu cầu để nhận dạng và giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết để có thể đạt được kết quả cao trong kỳ thi. Trong đề thi đại học năm 2009 – 2010, 2010 –2011. Môn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các đề thi trước đó, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí sinh khó mà giải nhanh và chính xác câu này. Trong khi đó bản đồ tư duy là một công cụ hữu ích trong giảng dạy và trong học tập ở trường THPT vì chúng giúp giáo viên và học sinh trong việc trình bày các ý tưởng, tóm tắt, hệ thống hóa kiến thức của một bài học, một chủ đề, một chương hay một cuốn sách một cách rõ ràng mạch lạc, lôgic và đặc biệt là dễ phát triển ý tưởng. Đồng thời để giúp học sinh nhận dạng các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác từng câu, trên cơ sở thiết lập được bản đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức chương sóng cơ tôi cũng đồng thời dựa vào bản đồ tư duy để phân dạng bài tập và xây dựng hệ thống bài tập từ đó đưa ra phương pháp giải cho từng dạng. Vì vậy, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc nâng cao chất lượng dạy và học vật lý ở trường phổ thông, trong năm nay tôi chọn giải pháp “Thiết kế bản đồ tư duy xây dựng hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân - luyện thi đại học”và hoàn thành nội dung vào tháng 5-2013. 2

  3. 2.Mục đích của giải pháp - Nghiên cứu thiết kế và sử dụng bản đồ tư duy hệ thồng hóa kiến thức chương Vật lý hạt nhân - Xây dựng hệ thống bài tập và phân loại dạng bài tập chương Vật lý hạt nhân. - Hướng dẫn phương pháp giải giúp học sinh luyện thi đại học chương Vật lý hạt nhân . 3.Đối tượng nghiên cứu - Hoạt động dạy và học của học sinh trong quá trình dạy học chương Vật lý hạt nhân lớp 12 THPT . 4.Nhiệm vụ của giải pháp 4.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận của giải pháp về: -Hoạt động nhận thức. -Bản chất của học và chức năng của dạy -Xác định mục tiêu dạy học, về kiểm tra đánh giá hoạt động học tập, về bài tập vật lý , những chức năng của bài tập vật lý trong day hoc, sự định hướng hành động giải bài tập Vật lý. 4.2. Ứng dụng bản đồ tư duy hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học và quản lý nhà trường. 4.3. Nghiên cứu hệ thống kiến thức chương sóng cơ SGK lớp 12 cơ bản và nâng cao. 4.4Nghiên cứu phương pháp sử dụng bài tập Vật Lý trong việc phát triển tư duy độc lập sáng tạo cho học sinh và theo định hướng dạy học tích cực. 4.5. Lựa chọn và xây dựng, phân loại hệ thống bài tập chương sóng cơ 4.6. Tiến hành kiểm tra để khảo sát chất lượng hiệu quả dạy học và tiến hành thực nghiệm. 5.Phương pháp nghiên cứu : Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau : -Phương pháp quan sát sư phạm 3

  4. -Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh. -Phương pháp mô tả, liệt kê… -Phương pháp thực nghiệm Ngoài ra còn sử dụng các phương pháp khác. 6.Điểm mới của giải pháp: -Thiết kế được bản đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức chương Vật lý hạt nhân. -Lựa chọn và xây dựng, phân loại một hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân đa dạng, phong phú. -Đề xuất phương hướng sử dụng hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân trong giảng dạy để phát triển năng lực tư duy tích cực, độc lập sáng tạo và gây hứng thú học tập cho học sinh. 7.Giảthuyết khoa học Vận dụng được những hiểu biết về lý luận về xác định được mục tiêu dạy học , về kiểm tra đánh giá kết quả học tập, về sử dụng bài tập vật lý trong dạy hoc và ứng dụng bản đồ tư duy hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học và quản lý nhà trường sẽ thiết kế được bản đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức chương sóng cơ đồng thời lựa chọn và xây dựng, phân loại một hệ thống bài tập chương sóng cơ đa dạng, phong phú giúp học sinh ôn thi tốt nghiệp, Cao đẳng, Đại học. 8.Cấu trúc của giải pháp Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo, phụ lục giải pháp được trình bày ở ba chương Chương I : Tổng quan về cơ sơ sở lý luận và về tình hình nghiên cứu có liên quan đến giải pháp Chương II : Thiết kế bản đồ và sử dụng bản đồ tư duy xây dựng hệ thống bài tập chương Vật lý hạt nhân. Chương III: Thực nghiệm Sư Phạm 4

  5. PHẦN THỨ HAI : NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN GIẢI PHÁP 1.1.CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA GIẢI PHÁP 1.1.1. Hoạt động nhận thức của học sinh. 1.1.1.1.Khái niệm nhận thức. Nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lí con người (nhận thức, tình cảm và hành động), nó là tiền đề của hai mặt kia và đồng thời có quan hệ chặt chẽ với chúng và với các hiện tượng tâm lí khác. Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều quá trình khác nhau, có thể chia hoạt động nhận thức thành hai giai đoạn lớn: - Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác) - Nhận thức lí tính (tư duy và tưởng tượng) 1.1.1.2. Dạy học Vật Lý theo hướng tích cực. a. Phương pháp dạy học tích cực. Phương pháp dạy học tích cực là khái niệm nói tới những phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của người học. Vì vậy phương pháp dạy học tích cực thực chất là các phương pháp dạy học hướng tới việc giúp học sinh học tập chủ động, tích cực, sáng tạo chống lại thói quen học tập thụ động. Phương pháp dạy học tích cực chú trọng đến hoạt động học, vai trò của người học trong quá trình dạy học theo các quan điểm, tiếp cận mới về hoạt động dạy học như "Dạy học hướng vào người học", "hoạt động hoá người học", "kiến tạo theo mô hình tương tác". b. Những dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực - Những phương pháp dạy học có chú trọng đến việc tổ chức, chỉ đạo để người học trở thành chủ thể hoạt động, tự khám phá kiến thức chưa biết. Trong 5

  6. giờ học, học sinh được tổ chức, động viên tham gia vào các hoạt động học tập qua đó vừa nắm được kiến thức, kỹ năng mới, vừa nắm được phương pháp nhận thức, học tập. Từ đó phát triển nhân cách người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo. - Những phương pháp dạy học có chú trọng rèn luyện kỹ năng, phương pháp và thói quen tự học, từ đó tạo cho học sinh sự hứng thú, lòng ham muốn, khát khao học tập. Giúp họ dễ dàng thích ứng với cuộc sống xã hộiphát triển. - Những phương pháp dạy học chú trọng đến việc tổ chức các hoạt động của từng học sinh, hoạt động học tập hợp tác trong tập thể nhóm, lớp học. - Những phương pháp dạy học có sự phối hợp sử dụng rộng rãi các phương tiện trực quan nhất là các phương tiện kỹ thuật nghe nhìn, máy vi tính, phần mềm dạy học.. - Những phương pháp dạy học có sử dụng các phương pháp kiểm tra, đánh giá đa dạng, khách quan, tạo điều kiện để học sinh được tham gia tích cực vào hoạt động tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. Nội dung, phương pháp và hình thức kiểm tra đánh giá phải đa dạng phong phú với sự trợ giúp của các thiết bị kỹ thuật, máy tính và phần mềm kiểm tra để đảm bảo tính khách quan, phản ánh trung thực tình trạng kiến thức của học sinh và quá trình đào tạo. Như vậy khi sử dụng các phương pháp dạy học trong dạy học Vật Lý chúng ta cần khai thác những yếu tố tích cực của từng phương pháp dạy học đồng thời cũng cần phối hợp các phương pháp dạy học với phương tiện trực quan, phương tiện kỹ thuật, tính đặc thù của phương pháp dạy học Vật Lý để nâng cao tính hiệu quả của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật Lý. 1.1.2. Bản đồ tư duy ( BĐTD) 1.1.2.1. Bản đồ tư duy là gì? Bản đồ tư duy ( MINDMAP) hay còn gọi là tư duy, lược đồ tư duy: là phương pháp dạy học chú trọng đến cơ chế ghi nhớ, dạy cách học, cách tự học nhằm tìm tòi, đào sâu, mở rộng một ý tưởng, hệ thống hóa một chủ đề hay một mạch kiến thức … bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết, sự tư duy tích cực. BĐTD kế thừa mở rộng và ở mức độ cao 6

  7. hơn của việc lập biểu đồ. Học sinh tự ghi chép kiến thức trên bản đồ tư duy bằng từ khóa và ý chính, cụm từ viết tắt và các đường liên kết, ghi chú… bằng các màu sắc, hình ảnh và chữ viết. Khi tự ghi theo cách hiểu của chính mình, học sinh sẽ chủ động hơn, tích cực học tập và ghi nhớ bền vững hơn, dề nhớ rộng đào sâu ý tưởng. Mỗi người ghi theo một cách khác nhau, không dập khuôn, máy móc, dễ phát triển ý tưởng bằng cách vẽ thêm nhánh, phát huy được sáng tạo. Người học luôn có được niềm tin trước “ sản phẩm kiến thức hội họa” do tự mình làm ra dưới sự hướng dẫn của thầy cô giáo và sự hợp tác của tập thể. Dạy học bằng bản đồ tư duy xuất phát từ tiếp thu kiến thức kinh nghiệm quốc tế và nghiên cứu thực tiễn giới thiệu để đưa vào áp dụng ở giáo dục Việt Nam sau khi đã triển khai thành công ở một số địa phương . 1.1.2.2. Thiết kế bản đồ tư duy góp phần đổi mới phương pháp dạy học . Định hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là tích cực hóa hoạt động học sinh. Tích cực hóa hoạt động học tập là quá trình làm cho người học trở thành chủ thể tích cực hóa hoạt động học tập của chính họ. Để phát huy được tính tích cực của học sinh, cần tạo cho học sinh được suy nghĩ nhiều hơn, cơ chế của hoạt động BĐTD chú trọng tới hình ảnh, màu sắc, với các mạng lưới ( các nhánh). BĐTD là một công cụ đồ họa nối các hình ảnh có liên quan với nhau vì vậy có thể vận dụng BĐTD vào dạy học kiến thức mới, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức …và lập kế hoạch công tác. Một số kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy bộ não con người sẽ hiểu sâu, nhớ lâu và in đậm điều mà do chính mình tự suy nghĩ, tự viết, vẽ ra theo ngôn ngữ của mình vì vậy việc sử BĐTD huy động tối đa tiềm năng của bộ não giúp học sinh học tập một cách tích cực, là biện pháp hỗ trợ đổi mới phương pháp một cách hiệu quả. Việc học sinh lập BĐTD còn giúp các em phát triển khả năng thẩm mỹ, do việc thiết kế nó phải bố cục màu sắc, các đường nét, các nhánh sao cho đẹp, sắp xếp các ý tưởng một cách khoa học súc tích, hợp lý trực quan, dễ hiểu, dễ ‘đọc”, dễ tiếp thu. 7

  8. Những điều cần tránh khi sử dụng bản đồ tư duy - Ghi lại nguyên cả đoạn văn dài dòng. - Ghi chép quá nhiều ý không cần thiết. - Dành quá nhiều thời gian để vẽ, viết, tô màu… Vận dụng BĐTD trong dạy học : Đối với học sinh trung bình: Tập cho học sinh có theo quen tự ghi chép hay tổng kết một vấn đề, một chủ đề đã đọc, đã học theo cách hiểu của các em dưới dạng BĐTD. -Cho học sinh tập “đọc hiểu” và tự vẽ BĐTD sau từng bài học. Ban đầu cho học sinh làm quen với một số BĐT có sẵn sau đó tập cho các em vẽ bằng cách cho key words - tên chủ đề hoặc một hình ảnh, hình vẽ của chủ đề chính vào vị trí trung tâm rồi đặt các câu hỏi gợi ý để các em tiếp tục vẽ ra các nhánh cấp 1, cấp 2, cấp 3… Hướng dẫn gợi ý để các em tự hệ thống kiến thức trọng tâm, kiến thức cần nhớ của mỗi bài học vào một trang giấy. Cũng có thể vẽ trung trên một cuốn vở hoặc để thành các trang giấy rời rồi kẹp thành một tập. Một bài học được vẽ kiến thức trọng tâm trên một trang giấy giúp các em dễ ôn tập, xem lại kiến thức khi cần rút tờ BĐTD của bài đó ra là các em nhanh chóng ôn lại các kiến thức một cách dễ dàng. Đối với học sinh khá, giỏi: Sử dụng BĐTD để tìm chiến lược giải quyết một vấn đề, hay tìm hướng giải một bài toán, hệ thống hóa kiến thức … Việc vẽ BĐTD theo nhóm lên thực hiện trước khi nghiên cứu tài liệu mới. kiến thức mới để cả nhóm tìm chiến lược giải quyết vấn đề hoặc cũng có thể thực hiện để hệ thống hóa kiến thức một chủ đề, một chương. Sau khi mỗi nhóm “vẽ’ xong,nhóm đại diện của mỗi nhóm hoặc một số thành viên trong nhóm “ thuyết trình” BĐTD cho cả lớp nghe và thảo luận, góp ý bổ sung nếu (cần thiết) Ngoài việc vẽ BĐTD trong học tập cho các em sử dụng BĐTD tự ghi tóm lược nội dung chính của cuốn sách dưới dạng BĐTD khi các em đọc sách . Hoặc gợi ý cho các em lập kế hoặc học tập, vạch kế hoạch cho bản thân để biến ước mơ 8

  9. thành hiện thực trong tương lai, các kế hoạch này có thể bổ sung dần dần theo năm tháng bằng cách vẽ thêm nhánh khi mỗi người có sự điều chỉnh kế hoạch. Bản đồ tư duy có thể vẽ trên giấy, bìa, bảng phụ… bằng cách sử dụng bút chì màu, phấn màu, tẩy … hoặc có thể thiết kế trên powerpoint hoặc các phần mền trên bản đồ tư duy. Với trường có điều kiện cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin tốt có thể cài vào máy phần mền Mindmap cho giáo viên, học sinh sử dụng. Việc dùng giấy, bút chì màu, tẩy … để vẽ BĐTD có ưu điểm là phát huy tối đa tính sáng tạo của học sinh, phát triển năng khiếu hội họa, sở thích của học sinh, các em tự do chọn màu sắc ( xanh, đỏ, vàng, tím … ), đường nét ( đậm, nhạt, thẳng, cong … ), các em tự “sáng tác” nên mỗi BĐTD thể hiện rõ hiểu, cách trình bày kiến thức của từng học sinh và cũng do các em tự làm nên các em yêu quí, trân trọng “ tác phẩm” của mình. 1.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng của quá trình giải bài tập vật lý. Trong bước này, ta phải vận dụng những định luật vật lý, những quy tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm, hiện tượng cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu bài. Muốn làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luận logic hoặc những biến đổi toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài tập hay đặc điểm của từng bài tập. Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra trong mục phân loại bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định tính và bài tập tính toán tổng hợp. Dưới đây, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại bài tập đó. 1.2.1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra. 1.2.1.1 Bài tập giải thích hiện tượng: Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Nói cách khác là biết hiện tượng và phải giải 9

  10. thích nguyên nhân của nó. Đối với học sinh, nguyên nhân đó là những đặc tính, những định luật vật lý. Như vậy, trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hiện tượng hay với một số định luật vật lý. Ta phải thực hiện phép suy luận logic (luận ba đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện tượng nêu ra. Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lý lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa hiện tượng đã cho với những định luật vật lý đã biết. Ngoài ra, ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, định luật vật lý nhiều khi lại không hoàn toàn phù hợp với ngôn ngữ thông thường dùng để mô tả hiện tượng. Vì vậy cần phải mô tả hiện tượng theo ngôn ngữ vật lý và phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định. Có thể đưa ra một quy trình sau đây để định hướng cho việc tìm lời giải bài tập định tính giải thích hiện tượng: •Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong đầu bài bằng ngôn ngữ vật lý (dùng các khái niệm vật lý thay cho khái niệm dùng trong đời sống hằng ngày). •Phân tích hiện tượng. •Xây dựng lập luận: - Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lý, một định luật vật lý đã biết. - Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó. - Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó với hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng. Trong trường hợp hiện tượng phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạn liên tiếp. 10

  11. 1.2.1.2 Bài tập dự đoán hiện tượng: Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào. Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận. Về mặt logic, ta phải thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng định riêng). 1.2.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối. Cho nên, có thể nói phần đầu của bài tập định lượng là một bài tập định tính. Do đó, khi giải bài tập định lượng cần phải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ, rõ ràng hơn Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp. 1.2.2.1.Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết. Sau đó tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đầu bài. Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết. Thực chất của phương pháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơn giản hơn. 1.2.2.2.Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho trong điều kiện của bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phải tìm những công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm. Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm và những đại lượng đã biết. 11

  12. 1.2.2.3.Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực tế giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau. Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian, thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên quan đến tất cả những điều đã cho. Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương pháp phân tích. Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương pháp. 1.3.Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp. 1.3.1 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 1.3.1.1 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) -Định nghĩa: hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn -Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải toán để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic, khoa học. -Yêu cầu đối với học sinh: chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho. *Ưu điểm: - Bảo đảm cho học sinh giải được bài tập đã cho một cách chắc chắn. 12

  13. - Giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh một cách hiệu quả. * Nhược điểm: ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo.Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế. Để khắc phục nhược điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập. -Điều kiện áp dụng: khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình,luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định 1.3.1.2 Hướng dẫn tìm tòi - Định nghĩa: định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán. -Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động thực hiện để đạt được kết quả, phải chuẩn bị thật tốt các câu hỏi gợi mở. - Yêu cầu đối với học sinh: học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu của giáo viên. * Ưu điểm: - Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập. - Phát triển tư duy, khả năng làm việc tự lưc của học sinh. * Nhược điểm: - Do học sinh phải tự tìm cách giải quyết bài toán nên đôi khi cũng không đảm bảo học sinh giải được bài toán một cách chắt chắn. - Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh. - Hướng dẫn của giáo viên không phải lúc nào cũng định hướng được tư duy của học sinh. Điều kiện áp dụng: khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết 13

  14. 1.3.2 Định hướng khái quát chương trình hóa: - Định nghĩa: định hướng khái quát chương trình hóa là sự hương dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết tương tự như hướng dẫn tìm tòi. Sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra. Cụ thể: + Giáo viên định hướng ban đầu để học sinh tự tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra. + Nếu học sinh không tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh. + Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyển dần sang kiểu định hương theo mẫu để theo đó học sinh tự giải quyết được một bước hay một khía cạnh nào đó của vấn đề. Sau đó tiếp tục giải quyết vấn đề tiếp theo. +Cứ như thế giáo viên hướng dẫn và định hướng để học sinh giải quyết hoàn chỉnh vấn đề. - Yêu cầu đối với giáo viên: định hướng hoạt động tư duy của học sinh, không được làm thay, phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh. -Yêu cầu đối với học sinh: phải tự mìn giải quyết vấn đề, vận dụng hết kiến thức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải. *Ưu điểm: - Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quá trình giải bài tập. - Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho. - Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập nên dễ phát hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố lại. * Nhược điểm: - Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khả năng sư phạm của người giáo viên. Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học 14

  15. sinh trong từng bước định hướng. Do vậy, câu hỏi định hướng của giáo viên phải được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh. Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho phù hợp. Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên nhưng áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu. 1.4. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý 1.4.1. Lựa chọn bài tập Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình. - Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức. - Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi. ➢Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được. 15

  16. ➢Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật. Dĩ nhiên những vấn đề đó đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế. Trong các bài tập có nội dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Nội dung của các bài tập này phải thỏa mãn các yêu cầu: - Nguyên tắc hoạt động của các đối tượng kĩ thuật nói đến trong bài tập phải gắn bó mật thiết với những khái niệm và định luật vật lý đã học. - Đối tượng kĩ thuật này phải có ứng dụng khá rộng rãi trong thực tiễn sản xuất của nước ta hoặc địa phương nơi trường đóng. - Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất. - Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế, tức là phải đáp ứng một vấn đề thực tiễn nào đó. Khi ra cho học sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có bài tập không cho đầy đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm những dữ kiện đó bằng cách tiến hành các phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu. ➢Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định. Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định. ➢Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo. Bài tập sáng tạo có thể là bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết. Hoặc là bài tập thiết kế, đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng những yêu cầu đã cho. 1.4.2. Sử dụng hệ thống bài tập: - Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh. 16

  17. - Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dợt. Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn. Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài. - Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng qua các biện pháp sau + Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh khaac1 nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và mức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động. + Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập. Bài tập vật lý là một yêu cầu học tập đặt ra cho học sinh, được học sinh giải quyết dưạ trên cơ sở các lập luận lôgic, nhờ các phép tính toán, các thí nghiệm dựa trên những kiến thức về khái niệm, định luật và thuyết vật lý Trong quá trình dạy học vật lý, việc giảng day vật lý phải gắn liền với việc rèn luyện cho học sinh giải bài tập. Đócũng là một đặc điểm của các môn khoa học tự nhiên. 1.1.3.1. Vai trò và tác dụng của bài tập vật lý Xét về mặt phát triển tính tự lực của học sinh và nhất là về mặt rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức đã lĩnh hội được thì vai trò của việc giải bài tập vật lý trong quá trình học tập có giá trị rất lớn. Bài tập vật lý được sử dụng trong nhiều khâu trong quá trình dạy học. -Bài tập vật lý là một phương tiện nghiên cứu hiện tượng vật lý. -Bài tập vật lý là phương tiện để phát triển tư duy vật lý của học sinh. 17

  18. -Bài tập là một phương tiện rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn. -Bài tập vật lý là một phương tiện để giáo dục học sinh. -Bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của học sinh. - Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học . 18

  19. CHƯƠNG II: NỘI DUNG CỤ THỂ CỦA GIẢI PHÁP KHOA HỌC THIẾT KẾVÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG VẬT LÝ HẠT NHÂN - LUYỆN THI ĐẠI HỌC. 2. 1. Nội dung kiến thức và kỹ năng hình thành ở học sinh khi học chương Vật lý hạt nhân. Đặc điểm chung của chương: Theo chương trình vật lý 12 cơ bản chương ‘Vật lý hạt nhân” gồm 5 bài : •Tinh chất và cấu tạo hạt nhân. •Năng lượng liên kết hạt nhân và phản ứng hạt nhân. •Phóng xạ. •Phản ứng phân hạch. •Phản ứng nhiệt hạch. 2.2. Bản đồ tư duy hệ thồng hóa kiến thức chương “ Vật lý hạt nhân” BẢN ĐỒ 19

  20. Từ bản đồ tư duy tôi đã hệ thống được kiến thức “Vật lý hạt nhân” cụ thể như sau : 2.2.1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt rất nhỏ gọi là các nuclon. a)Nuclôn: Nuclôn gồm có 2 loại là prôtôn và nơtrôn. - Prôtôn : kí hiệu p , mang điện tích nguyên tố dương +e ,có khối lượng mp = 1,67262. 10−27 kg - Nơtrôn : kí hiệu n , không mang điện , khối lượng mn = 1,67493. 10−27 kg b)Kí hiệu hạt nhân nguyên tử của nguyên tố X: hoặc X trong đó X là kí hiệu nguyên tố , Z là nguyên tử số(hay số prôtôn A A Z X có trong hạt nhân) , A gọi là số khối (hay khối lượng số) , N = (A –Z) là số nơtrôn có trong hạt nhân. c/ Đồng vị : Là những nguyên tố có cùng nguyên tử số Z nhưng khác nhau về số khối (tức là khác nhau về số nơtrôn N) Ví dụ: Đồng vị của cácbon C 10 6 , C , C 12 6 , C 13 6 , C 14 6 , C 15 6 , C 16 6; Đồng vị của hidro: 11 6 , H 1 (Triti, kí hiệu T) (Đơteri, kí hiệ D), H 1 1 2 3 1 H d/ Đơn vị khối lượng nguyên tử: Đơn vị khối lượng nguyên tử u là ½ khối lượng một nguyên tử của đồng vị phổ 1 12 ; với NA = 6,022.1023hạt/mol là số 12 6 : biến C − = 66055 , 1 = 27 . 10 . u gam kg 12 N A Avôgađrô. Ví dụ : mp = 1,007276u ; mn = 1,008665u ; me = 0,000549u << mp và mn => khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân. 20

  21. 2.2.2. Sự phóng xạ: 2.2.2.1. Hiện tượng phóng xạ: - Là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi (phân rã) thành hạt nhân khác. - Các tia phóng xạ gồm : tia anpha () , tia bêta () (gồm có 2 lọai + và −) , tia gamma () (Xem bản chất và tính chất của các tia phóng xạ ở sgk vật lí 12) 2.2.2.2. Định luật phóng xạ :  Đặc tính của sự phóng xạ : - Quá trình phóng xạ là một quá trinh biến đổi hạt nhân. - Có tính tự phát và không điều kiển được , nó do nguyên nhân bên trong hạt nhân đó gây ra và không phụ thuộc vào các tác động từ bên ngoài. - Phóng xạ là một quá trình ngẫu nhiên. Phát biểu định luật: Trong quá trình phân rã , số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ. N 2 m 2 Công thức: . −  −  = = = = . . t t 0 0 ( ) e . ( ) e . N t N m t m 0 0 k k Với: k = t/Tlà số chu kì bán rã trong thời gian t ;   = ln2/T= 0,693/Tvà gọi là hằng số phóng xạ. N0 và m0là số nguyên tử ban đầu và khối lượng ban đầu của lượng chất phóng xạ . N(t) và m(t) là số nguyên tử và khối lượng còn lại sau thời gian t .  Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu, đo bằng số phân rã trong 1s. dN −  −  = − =  =  = . . t t . . e . e . H N N H ( ) ( ) 0 0 t t dt Trong đó : H0 = .N0gọi là độ phóng xạ ban đầu - Đơn vị của độ phóng xạ là Becơren (Bq): 1Bq = 1 phân rã /giây , - Đơn vị khác là Curi(Ci) : 1Ci = 3,7.1010 Bq 21

  22. 2.2.3. Phản ứng hạt nhân: 2.2.3.1. Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân. - Hai loại phản ứng hạt nhân : phản ứng tự phân rã (hay phán ứng tự phát) và phản ứng có sự tương tác giữa các hạt nhân (hay phản ứng hạt nhân kích thích) A + B → → C + D - Dạng phương trình tổng quát : - Trong trường hợp phóng xạ phương trình có dạng : A → → B + C. Trong đó A là hạt nhân mẹ , nếu B là hạt nhân con thì C là tia phóng xạ ( hạt  hoặc  ). 2.2.3.2 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân : Có 4 định luật bảo toàn : +Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) . + Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z) . Xét phương trình : + → + A Z A Z A Z A Z A B C D 3 3 1 1 2 2 4 4 - Theo định luật bảo toàn số khối ta có : A1 + A2 = A3 + A4 - Theo định luật bảo toàn điện tích ta có : Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn động lượng :    + = +     P  hay + = + V . V . V . V . m m m m P P P A A B B C C D D A B C D + Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần(bao gồm năng lượng nghỉ và động năng của các hạt) . hoặc + = +  + + = + E E E E E K K K K A B C D A B C D + Biểu thức quan hệ giữa động năng và động lượng : 2= mK 2 P Chú ý : Không cósự bảo toàn khối lượng , bảo toàn động năng trong phản ứng hạt nhân. 2.2.4. Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng: E = + Năng lượng toàn phần của một vật có khối lượng m là: với c = 3.108 2 .c m m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không , m là khối lương tương đối tính. 22

  23. + Từ hệ thức Anhxtanh cho thấy khối lượng các hạt không chỉ đo bằng kg , u mà còn đo bằng đơn vị : eV/c2hoặc MeV/c2. 1MeV/c2 = 1,7827.10−30kg ; 1u = 1,66055.10−27kg = 931,5 MeV/c2 , MeV= u Hoặc: 1u.c2= 931,5 MeV , hoặc: . 2 931 5 , c 2.2.5. Độ hụt khối –năng lượng hạt nhân. 2.2.5.1. Độ hụt khối: Độ hụt khối là độ giảm khối lượng của một hạt nhân X(có khối lượng mX) so với khối lượng m0của Z prôtôn và N nơtrôn riêng rẽ tạo thành hạt nhân đó : m = m0– mX = Z.mp + (A−Z).mn– mX 2.2.5.2 Năng lượng liên kết: + Khi các nuclôn liên kết lại thành một hạt nhân X thì tỏa ra một năng lượng là : E = W = (m0– mX).c2 + Sự hụt khối dẫn đến sự tỏa năng lượng khi hình thành hạt nhân và do đó khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ , ta phải tốn một năng lượng tối thiểu bằng E để thắng lực liên kết hạt nhân . Vì vậy năng lượng E = W = (m0– m).c2gọi là năng lượng liên kết hạt nhân , kí hiệu là Wlk :  . m Z W p lk =  . + − − 2 ( ). A Z m m c p hn 2.2.5.3.Năng lượng liên kết riêng : - Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn trong hạt W nhân : = lk W ( ) lk R A - Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn, thì càng bền vững. 2.2.5.4. Năng lượng của phản ứng hạt nhân: A + B → → C + D Xét phản ứng hạt nhân : - Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng là : mtrước = m0 = mA + mB - Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng là : msau = m = mC + mD 23

  24. •Nếu m < m0 thì : ta có phản ứng tỏa năng lượng , năng  = −  ( ) 0 m m m 0 lượng tỏa ra bằng: Wtỏa = (m0– m).c2dưới dạng động năng của các hạt nhân sản phẩm C và D . - Sự phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là hai phản ứng tỏa năng lượng . •Nếu m > m0 thì  = −  : ta có phản ứng thu năng lượng, năng ( ) 0 m m m 0 lượng thu vào cógiá trị . = − 2 .c Wthu m m 0 Phản ứng thu năng lượng không thể tự nó xảy ra mà phải cung cấp cho các hạt nhân ban đầu A và B một năng lượng dưới dạng động năng thỏa mãn công thức : Wlà tổng động năng của các hạt nhân mới sinh ra . . Với = − + 2 ( 0). W m m c W đ đ * Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng + Hai hạt nhân rất nhẹ (có số khối A < 10) như hiđrô, hêli, … kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Vì sự tổng hợp hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ cao nên phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt hạch. + Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ hơn (có khối lượng cùng cỡ). Phản ứng này gọi là phản ứng phân hạch. a) Sự phân hạch Dùng nơtron nhiệt (còn gọi là nơtron chậm) có năng lượng cở 0,01eV bắn vào 235U ta có phản ứng phân hạch: 92U → 1 0n + 135 A ZX1 + A ZX2 + k1 0n 1 2 1 2 Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch: sau mỗi phản ứng đều có hơn hai nơtron được phóng ra, và mỗi phân hạch đều giải phóng ra năng lượng lớn. Người ta thường gọi đó là năng lượng hạt nhân. * Phản ứng phân hạch dây chuyền + Các nơtron sinh ra sau mỗi phân hạch của urani (hoặc plutoni, …) lại có thể bị hấp thụ bởi các hạt nhân urani (hoặc plutoni, …) khác ở gần đó, và cứ thế, sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền. Số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian rất ngắn, ta có phản ứng phân hạch dây chuyền. 24

  25. + Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền: Muốn có phản ứng dây chuyền ta phải xét tới số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi phân hạch (còn gọi là hệ số nhân nơtron) - Nếu k < 1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra. - Nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi. Đó là phản ứng dây chuyền điều khiển được. - Nếu k > 1 thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử. Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển được. Để giảm thiểu số nơtron bị mất vì thoát ra ngoài nhằm đảm bảo có k  1, thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải có một giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn mth. Với 235U thì mthvào cỡ 15kg; với 239U thì mthvào cỡ 5kg. * Lò phản ứng hạt nhân. Nhà máy điện hạt nhân Phản ứng hạt nhân dây chuyền tự duy trì, có điều khiển, được thực hiện trong thiết bị gọi là lò phản ứng hạt nhân. Trong phần lớn các lò phản ứng nhiên liệu phân hạch là 235U hay 238Pu. Để đảm bảo cho k = 1, trong các lò phản ứng người ta dùng các thanh điều khiển có chứa bo hay cađimi là các chất có tác dụng hấp thụ nơtron. Bộ phân chính của nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân. Chất tải nhiệt sơ cấp, sau khi chạy qua vùng tâm lò, sẽ chảy qua bộ trao đổi nhiệt, cung cấp nhiệt cho lò sinh hơi. Hơi nước làm chạy tua bin phát điện giống như trong các nhà máy điện thông thường. b) Phản ứng nhiệt hạch Khi hai hạt nhân nhẹ kết hợp lại để tạo nên một hạt nhân nặng hơn thì có năng 1H →3 1H + 2 2He + 1 0n + 4MeV. lượng tỏa ra. Ví dụ: 2 Phản ứng kết hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt đô rất cao nên mới gọi là phản ứng nhiệt hạch. * Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng của chúng. 25

  26. * Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất Trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom hiđrô hay bom khinh khí). Vì năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch rất nhiều, và vì nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên, nên một vấn đề quan trọng đặt ra là: làm thế nào để thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung câó năng lượng lâu dài cho nhân loại. 2.3. Bản đồ tư duy phân loại bàitập chương “ Vật lý hạt nhân” 2.3.1. Bản đồ tư duy phân loại bài tập Nhập bản đồ 26

  27. Trên cơ sở bản đồ tư duy đã xây dựng, tôi đã chia bài tập chương “Vật lý hạt nhân’ thành các dạng , với mỗi dạng bài tôi đều có bài tập mẫu : Chuyên đề 1: Cấu tạo hạt nhân Chuyên đề 2: Hiện tiện phóng xạ Chuyên đề 3: Phản ứng hạt nhân 2.3.1.1. Chuyên đề 1: Cấu tạo hạt nhân Dạng 1 : Xác định độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân, năng lượng liên kết riêng: a.Phương Pháp: ; m = Zmp+ Nmn +Sử dụng công thức độ hụt khối:  = − m m m 0 +Nănglượng liên kết:     = + − =  2 2 . . . . W Z m N m m c m c lk p n hn WlkMeV/nuclon. Hay +Năng lượng liên kết riêng:  = A   2 E mc  = = A A +Chuyển đổi đơn vị từ uc2 sang MeV:1uc2 = 931,5MeV Chú ý :+ So sánh : Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững . + Hạt nhân có số khối từ 50 –70 trong bảng HTTH thường bền hơn các nguyên tử của các hạt nhân còn lại . b.Bài tập Bài 1 : Khối lượng của hạt 10 4Be là mBe= 10,01134u, khối lượng của nơtron là mN = 1,0087u, khối lượng của proton là mP= 1,0073u. Tính độ hụt khối của hạt nhân 10 4Be là bao nhiêu? HD giải: -Xác định cấu tạo hạt nhân 10 4Be có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= 6 notron - Độ hụt khối: 27

  28.  = 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u= 0,07u    = + A Z m − − . ( ). m Z m m p N hn Bài 2:Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri D 2 1 ? Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2. HD Giải : Độ hụt khối của hạt nhân D : Δm = ∑ mp+ ∑ mn─ mD = 1.mp +1.mn– mD = 0,0024 u Năng lượng liên kết của hạt nhân D : Wlk= Δm.c2 = 0,0024.uc2 = 2,234 MeV . Bài 3. Xác định số Nơtrôn N của hạt nhân: He . Tính năng lượng liên kết riêng. 4 2 Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u = −  N A Z HD giải: Từ . Ta có u  = + − =  N = − = ( 2 ) , 4 0015 , 0 03038 4 2 2 m m m  p n 4 2 He    = = = 2 03038 , 0 03038 , 0 931 . 5 , 28 , 29 E uc MeV MeV 28 , 29  = = , 7 07 MeV 4 Bài 4. Cho . Tính năng lượng liên kết riêng. Biết mn = 1,00866u; mp = 56 26 Fe 1,00728u; mFe = 55,9349u HD giải: + Ta có  = + − = 26 30 55 9349 , 50866 , 0 m m m u p n   = = = 2 50866 , 0 50866 , 0 931 . 5 , 473 8 , E uc MeV MeV 473 8 ,  = = , 8 46 MeV 56 Bài 5: Hạt nhân có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn 10 4 Be = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là 10 4 Be HD Giải : : Wlk= Δm.c2 = (4.mP +6.mn– mBe).c2 = -Năng lượng liên kết của hạt nhân 10 4 Be 0,0679.c2 = 63,249 MeV. -Suy ra năng lượng liên kết riêng của hạt nhân : 10 4 Be W 63,125 10 MeV/nuclôn. = = 6,325 lk A 28

  29. Bài 6. Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u. Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân hêli. Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam hêli. Cho biết khối lượng của prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; 1 u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô là NA = 6,022.1023 mol-1. HD Giải: + − − 2 ( m . ( ) ). Z A Z m m c 008685 , 1 + − 007276 , 1 .( 2 ( ) , 4 0015 931 ). 5 , Wlk= He = = = p n He 4 A A 1 m.NA.Wlk = .6,022.1023.7,0752.4 = 7,0752 MeV; W = , 4 0015 M 46,38332.1023 MeV = 7,42133.1011 J. 56 26 Fe Bài 7. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân Na và . Hạt nhân 23 11 nào bền vững hơn? Cho: mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2. Na Giải. = HD + − − 2 ( m . ( ) ). Z A Z m m c + − Wlk= 007276 , 1 . 11 ( 008685 , 1 . 12 22 983734 , 931 ). 5 , = = 8,1114 p n He A 23 A MeV; + − ( 007276 , 1 . 26 008685 , 1 . 30 9207 , 55 931 ). 5 , Fe = = 8,7898 MeV; 56 Fe > Nanên hạt nhân Fe bền vững hơn hạt nhân Na. Bài 8. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani 234U phóng xạ tia tạo thành đồng vị thori 230Th. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt là 7,10 MeV; của 234U là 7,63 MeV; của 230Th là 7,70 MeV. HD Giải . Ta có: W = 230.Th + 4.He - 234.U = 13,98 MeV. Bài 9.Khối lượng nguyên tử của rađi Ra226 là m = 226,0254 u . a/ Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ? 29

  30. b/ Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi , khối lượng 1 hạt nhân , 1 mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức : r = r0.A1/3 . với r0 = 1,4.10—15m , A là số khối . d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân , năng lượng liên kết riêng , biết mp = 1,007276u , mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2 . HD Giải : a/ Rađi hạt nhân có 88 prôton , N = A- Z = 226 –88 = 138 nơtron b/ Khối lượng 1 nguyên tử: m = 226,0254u.1,66055.10—27 = 375,7.10—27 kg Khối lượng một mol : mmol = mNA = 375,7.10—27.6,022.1023 = 226,17.10—3 kg = 226,17g Khối lượng một hạt nhân : mhn = m – Zme = 259,977u = 3,7524.10—25kg Khối lượng 1mol hạt nhân : mmolhn = mnh.NA = 0,22589kg c/ Thể tích hạt nhân : V = 4r3/3 = 4r03A/3 . 3  Am m m kg Khối lượng riêng của hạt nhân : D = p p = =  17 , 1 45 . 10  3 3 3 V 4 / 3 4 rr A rr m 0 0 d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân : E = mc2 = {Zmp + (A – Z)mn– m}c2 = 1,8197u E = 1,8107.931 = 1685 MeV Năng lượng liên kết riêng :  = E/A = 7,4557 MeV. Bài 10:Biết khối lượng của các hạt nhân và . Năng lượng = = 0073 , 1 = u = 2 12 , 000 ; , 4 0015 ; ; 0087 , 1 1 931 / m u m u m u m u Mev c  C p n 12 6thành ba hạt theo đơn vị Jun là cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân C HDGiải: C12 ➔ 3 He 30

  31. Năng lượng phá vở một hạt C12 thành 3 hạt He: W = ( mrời - mhn )c2 = (3.4,0015 – 12). 931= 4.1895MeV Theo đơn vị Jun là: W = 4,1895. 1,6.10-13 = 6,7032.10 -13J; Bài 11 : Cho biết mα = 4,0015u; u; , . Hãy 008667 , 1 = 007276 , 1 = mn u = mp u 15 999 , m O 4 2 16 8 12 6 , , theo thứ tự tăng dần độ bền vững . Câu trả lời sắp xếp các hạt nhân He O C đúng là: A. 12 6 , . B. 12 6 , , 4 2He C. 4 2He 12 6 , . D. 16 8, 12 6 . 16 8 16 8 16 8 4 2He 4 2He , , , , O O O O C C C C HDGiải:Đề bài không cho khối lượng của 12C nhưng chú ý ở đây dùng đơn vị u,theo định nghĩa đon vị u bằng 1/12 khối lượng đồng vị 12Cdo đó có thể lấy khối lượng 12Clà 12 u. -Suy ra năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân là : He : Wlk = (2.mp + 2.mn –m α )c2 = 28,289366 MeV  Wlk riêng = 7,0723 MeV / nuclon. C : Wlk = (6.mp + 6.mn – mC )c2 = 89,057598 MeV  Wlkriêng = 7,4215 MeV/ nuclon. O : Wlk = (8.mp + 8.mn – mO )c2 = 119,674464 meV  Wlk riêng = 7,4797 MeV/ nuclon. -Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Vậy chiều bền vững hạt nhân tăng dần là : He < C < O. Chọn C. Dạng 2: Tính số hạt nhân nguyên tử và số nơtron, prôtôn có trong m lượng chất hạt nhân. a.Phương pháp: . Tìm số hạt p , n có trong mẫu Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân A Z X hạt nhân đó . m. ❖Nếu có khối lượng m suy ra số hạt hạt nhân X là : N = (hạt) . N A A 31

  32. m N V ❖Số mol : . Hằng Số Avôgađrô: NA = 6,023.1023 nguyên = = = n 22 4 , A N A tử/mol ❖Nếu có số mol suy ra số hạt hạt nhân X là : N = n.NA(hạt). +Khi đó: 1 hạt hạt nhân X có Z hạt proton và (A –Z ) hạt hạt notron. =>Trong N hạt hạt nhân X có : N.Zhạt proton và (A-Z) Nhạt notron. b.BÀI TẬP Bài 1: Biết số Avôgađrô là 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani 238 92là 238 gam / mol. Số nơtron trong 119 gam urani là : 238 92 U U m. HD Giải:Số hạt nhân có trong 119 gam urani 238 92 là : N = U N A A 119 hạt 23 23 = = , 6 . 02 10 . . 3 01 10 . 238 Suy ra số hạt nơtron có trong N hạt nhân urani là : 238 92 U (A-Z). N = ( 238 – 92 ).3,01.1023 = 4,4.1025 hạt Bài 2. Cho số Avôgađrô là 6,02.10 23 mol-1. Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g Iốt 131 52I là : HD Giải :Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g hạt nhân I là : N = 100 m hạt. 23 = . , 6 . 02 10 . N A 131 A 2.3.1.2. Chuyên đề 2: Hiện tượng phóng xạ Dạng 1: Xác định lượng chất còn lại (N hay m), độ phóng xạ: a.Phương pháp:Vận dụng công thức: t m − −  = = = . t .2 . 0 t T m m m e T -Khối lượng còn lại của X sau thời gian t : . 0 0 2 t N − −  = = = . t .2 . 0 t T N N N e T -Số hạt nhân X còn lại sau thời gian t : 0 0 2 32

  33. t H −  N = = 0 2 . 0 H H T - Độ phóng xạ: ; = − Htb t  t 2 T H ln2 T −  = = 0 t e . H H hay Với :  = 0  t e N m = = n -Công thức tìm số mol : N A A -Chú ý: + t và T phải đưa về cùng đơn vị . + m và m0cùng đơn vị và không cần đổi đơn vị Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh các câu hỏi trắc nghiệm: T Bị phân rã N0– Tỉ số Tỉ số Còn lại N= N0 Tỉ số N/N0 hay (N0- (N0- N (%) t − 2 (%) T N)/N0 N)/N t =T N = N0 1/2 hay ( 50%) N0/2 hay ( 50%) 1/2 1 2− 1 N N = = 0 0 12 2 t N = N0 1/4 hay (25%) 3N0/4 hay (75%) 3/4 3 2− 2 =2T N N = = 0 2 0 2 4 t N = N0 1/8 hay (12,5%) 7N0/8 hay 7/8 7 2− 3 =3T (87,5%) N N = = 0 3 0 2 8 t N = N0 1/16 hay 15N0/16 hay 15/16 15 2− 4 =4T (6,25%) (93,75%) N N = = 0 4 0 2 16 t N = 1/32 hay 31N0/32 hay 31/32 31 =5T (3,125%) (96,875%) N N N0 2−= = 0 5 0 5 2 32 t N = N0 1/64 hay 63N0/64 hay 63/64 63 2− 6 =6T (1,5625%) (98,4375%) 33

  34. N N = = 0 6 0 2 64 t N = N0 1/128 hay 127N0/128 hay 127/128 127 2− 7 =7T (0,78125%) (99,21875%) N N = = 0 7 0 2 128 t N = N0 2− 1/256 255N0/256 hay 255/256 255 8 =8T hay(0,390625%) (99,609375%) N N = = 0 0 82 256 t ................. ----------- ---------- ------- ------- =9T Hay: Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T 1/22 1/23 1/24 1/25 1/26 Còn lại: N/N0 hay m/m0 1/2 Đã rã: (N0– N)/N0 1/2 3/4 7/8 15/16 31 63 64 32 Tỉ lệ % đã phân rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375% Tỉ lệ ( tỉ số) hạt đã 1 3 7 15 31 63 phân rã và còn lại 1 1/3 1/7 1/15 1/31 1/63 Tỉ lệ ( tỉ số) hạt còn lại và đã bị phân rã b. Bài tập: Bài 1:Chất Iốt phóng xạ 131 53I dùng trong y tế có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần lễ còn bao nhiêu? HD Giải : t = 8 tuần = 56 ngày = 7.T .Suy ra sau thời gian t thì khối lượng chất phóng xạ 53I còn lại là : 131 t − − 7 = 0,78 gam . = = T 2 . 100 2 . m m 0 34

  35. Bài 2 : Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) của lượng chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạban đầu? HD Giải : T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày . Do đó ta đưa về hàm mũ để giải nhanh như sau : t t − − m 1 m = 12,5% Chọn : C. =  = − T T 2 . 0 2 23 m m  = = m 8 m 0 0 Bài 3:Pôlôni là nguyên tố phóng xạ  , nó phóng ra một hạt và biến đổi thành hạt nhân con X. Chu kì bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày. 1.Xác định cấu tạo, tên gọi của hạt nhân con X. 2.Ban đầu có 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu phóng xạ sau 3chu kì bán rã. HD Giải: 1. Xác định hạt nhân con X + Ta có phương trình phân rã: →4 + 210 84 A Z Po He X 2 = 2 + Z =   210 4 206 A A + Theo các ĐLBT ta có: → → 206 82 : X Pb   = + = 84 82 Z    t −  = 2 . m m  T  − = k 2 . m m 0 −   k , 0 693 m . 2 . N  0 2.Từ =   = = 11 0 . A , 2 08 10 . H N H Bq mN T A =  A H   m A   = . N N A A − k , 0 693 m . 2 . N Nếu trắc nghiệm cần nhớ: = = 11 0 . A , 2 08 10 . H Bq T A Bài 4:Phốt pho ( ) 32 15Pphóng xạ - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ 32 15Pcòn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. 35

  36. HD Giải : Phương trình của sự phát xạ: 32 0 − 32 16 Hạt nhân lưu huỳnh 32 16Sgồm 16 → P e+ S 15 1 prôtôn và 16 nơtrôn ln2 T t − t −= t Từ định luật phóng xạ ta có: = T m = m e m e m 2 o o o t 3 Suy ra khối lượng ban đầu: = = = T m m.2 2,5.2 20g o Bài 5 (ĐH -2009): Một chất phóng xạban đầu có N0 hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạđó là HD Giải : t1= 1năm thì số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) là N1, theo đề ta có : 1 1 N = = 1 t 3 N 0 2 T Sau 1năm nữa tức là t2 = 2t1năm thì số hạt nhân còn lại chưa phân rã là N2, ta có : 2   2   1 1 1 1 1 N N N N N    . Hoặc N2 =  = = = = = = =   2 2 0 0 1     t 2 t t 2 3 9 N 3 3 9 N 2 1 0 0 2 2 2 T T T Chọn: C Bài 6: Gọi t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của loga tự nhiên với lne = 1). T là chu kỳ bán rã của T . Hỏi sau khoảng thời gian 0,15t chất chất phóng xạ. Chứng minh rằng  = t ln2 phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e-0,51 = 0,6 HD Giải : N e− t , Số hạt nhân của chất phóng xạ N giảm với thời gian t theo công thức = N o với là hằng số phản xạ, N0là số hạt nhân ban đầu tại t = 0 N N 1  T . t   o ; Suy ra Theo điều kiện đầu bài:  = , do đó  = = = = t t 1 e e ln2 36

  37. Lượng chất còn lại sau thời gian 0,15t tỉ lệ thuận với số hạt: N N −  0,15 − 0,15 t = = = = e e 0,6 60% o Dạng 2: Xác định lượng chất đã bị phân rã : a.Phương pháp: - Cho khối lượng hạt nhân ban đầu m0( hoặc số hạt nhân ban đầu N0 ) và T . Tìm khối lượng hạt nhân hoặc số hạt nhân đã bị phân rã trong thời gian t ? t −  − . t − = − = − T 1 ( 0 2 ) 1 ( 0 ) m m m m e -Khối lượng hạt nhân bị phân rã: Δm = 0 t − −  . t -Số hạt nhân bị phân rã là : ΔN = − = − = − T 1 ( 0 2 ) 1 ( 0 ) N N N N e 0 -> Hay Tìm số nguyên tử phân rã sau thời gian t:  − t 1 2 1  1 e −  −   = − = − = − = − = − = . . t t . (1 ) (1 ) (1 ) N N N N N e N e N N N 0 0 0 0 0 0 0  . k t t e e -   (1 1 − +  =  −   −  e , ta có: ) N N t N t t t <=> 1 e t Nếu t << T : 1 0 0 -Chú ý : là không được áp dụng định luật bảo toàn khối lượng như trong phản ứng hoá học. A -> B + C . Thì: mA≠ mB + mC b. Bài tập: phóng ra tia  thành chì Bài 1.Chất phóng xạ . 210 84 206 82 Po Pb a/ Trong 0,168g Pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bị phân dã trong 414 ngày đêm, xác định lượng chì tạo thành trong thời gian trên ? b/ Bao nhiêu lâu lượng Pôlôni còn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã của Pôlôni là 138 ngày đêm . 37

  38. HD Giải : a/ Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N0 = m0NA/A , với m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023 Ta thấy t/T = 414/138 = 3 nên áp dụng công thức : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8 . Số nguyên tử bị phân dã là : N = N0– N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020nguyên tử . Số nguyên tử chì tạo thành bằng số nguyên tử Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên . Vì vậy thời gian trên khối lượng chì là : m2 = N.A2/NA, với A2 = 206 . Thay số m2 = 0,144g . b/ Ta có : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24. Từ công thức m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 Suy ra t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm. Bài 2:Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s trong 1g Rađi 226Ra . Cho biết chu kỳ bán rã của 226Ra là 1580 năm. Số Avôgađrô là NA = 6,02.1023 mol-1. HD Giải: Số hạt nhân nguyên tử có trong 1 gam 226Ra là : N0 = 1 m 23 21 hạt . = = . , 6 . 022 10 . 6646 , 2 10 . N A 226 A Suy ra số hạt nhân nguyên tử Ra phân rã sau 1 s là :   1 t − −T   21 10 1580 . 365 . 86400  = − = − = hạt .  1 ( 2 ) 6646 , 2 . 10 1 2 , 3 70 . 10 N N     0 Bài 3:Một chất phóng xạ có chu kì bán ra T. Sau thời gian t = 3T kể từ thời điển ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân bị phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác với số hạt nhân của chất phóng xạ còn lại HD Giải :Thời gian phân rã t = 3T; Số hạt nhân còn lại :  1 7 N N = =   = − =  = 0 7 N N N N 0 3 2 8 8 N 38

  39. Bài 4:Đồng vị phóng xạ Côban 60 27Co phát ra tia ─ và với chu kỳ bán rã T = 71,3 ngày. Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban này bị phân rã bằng HD Giải: % lượng chất 60Co bị phân rã sau 365 ngày : 365 . ln 2 −  m m −  . t Δm =  . − = − 71 3 , 1 ( 0 ) m m m e = − = 1 97 12 , % e 0 0 t t − −  m − 1 2 m T − = − 97,12% Chọn A. 1 ( 0 2 ) m m m Hoặc Δm = T  = = 0 t − 0 2 T Bài 5:Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 20 phút. Ban đầu một mẫu chất đó có khối lượng là 2g. Sau 1h40phút, lượng chất đã phân rã có giá trị nào? HD Giải: t − =1,9375 g Chọn A. Số lượng chất đã phân rã  = − T .( 1 2 ) m m 0 84Pophóng xạ anpha thành hạt nhân chì bền. Ban đầu trong Bài 6:Hạt nhân 210 mẫu Po chứa một lượng mo(g). Bỏ qua năng lượng hạt của photon gama. Khối lượng hạt nhân con tạo thành tính theo m0sau bốn chu kì bán rã là? HD Giải: → + 210 84 206 82 Po Pb Áp dụng định luật phóng xạ N = N0 /24 .số hạt nhân chì tạo thành đúng bằng số 15 N m 210 ( N0 = ) .Suy ra mPb hạt nhân Po bi phân rã =  = − = 4 0 0 / 2 . N N N N 0 A 16  15 m N = = = 0,9196m0. 0 * . 206 206 . 16 * . 210 N A Bài 7: −β– . Chất phóng xạ Th có chu kỳ 90Th →208 82Pb + x4 2He + y Xét phản ứng: 232 0 1 bán rã là T. Sau thời gian t = 2T thì tỷ số số hạt và số hạt  là: HD Giải: ĐL BT Số khối: 232 = 4x+ 208 => x = 6 ĐL BT điện tích Z: 90 = 2x-y+82 => y = 4 39

  40. Tỉ số số hạt và số hạt  là x:y = 6:4 =3:2 . Lưu ý: tỉ số này không đổi theo t −β– . Chất phóng xạ Th có 90Th →208 82Pb + x4 2He + y Bài 8: Xét phản ứng: 232 0 1 chu kỳ bán rã là T. Sau thời gian t = 2T thì tỷ số số hạt và số nguyên tử Th còn lại là: Giải: ĐL BT Số khối: 232 = 4x+ 208 => x = 6 ĐL BT điện tích Z: 90 = 2x-y+82 => y = 4 N N N N = = = = 0 t T 0 T 0 2 0 N Sau 2T thì số hạt Th còn lại : ( ) t 2 T 2 4 2 2 18. 9. N N N Sau 2T thì số hạt tạo thành :  = − = = 6. 6( ) 0 0 0 N N 0 4 4 2 9. N 0  6. N 2 Sau 2T thì tỉ số hạt và số nguyên tử Th còn lại: = = 18 N N 0 4 Dạng 3 : Xác định khối lượng của hạt nhân con : a.Phương pháp: - Cho phân rã : + tia phóng xạ . Biết m0, T của hạt nhân mẹ. A Z B Z → X Y ' Ta có : 1 hạt nhân mẹ phân rã thì sẽ có 1 hạt nhân con tao thành. Do đó : ΔNX(phóng xạ) = NY(tạo thành)  m -Số mol chất bị phân rã bằng số mol chất tạo thành = = X n n X Y A  B . m  m X = m -Khối lượng chất tạo thành là . Tổng quát : mcon = meA . Y A con A me -Hay Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t AN A A N t t (1 ) (1 ) 1 N 0 m A e m e 1 1 1 0 N A A Trong đó: A, A1là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới được tạo thành 40

  41. NA = 6,022.10-23 mol-1là số Avôgađrô. -Lưu ý : Ttrong phân rã  : khối lượng hạt nhân con hình thành bằng khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã (Trường hợp phóng xạ +, - thì A = A1 m1 = m ) b. Bài tập: Bài 1: Đồng vị24 11Na là chất phóng xạ β-tạo thành hạt nhân magiê 24 12Mg. Ban đầu có 12gam Na và chu kì bán rã là 15 giờ. Sau 45 h thì khối lượng Mg tạo thành là : HD Giải: Nhận xét : t = 3.T nên ta dùng hàm mũ 2 để giải cho nhanh bài toán : 1 t − − = − = − - Khối lượng Na bị phân rã sau 45 = 3T giờ: Δm 3 T 1 ( 0 2 ) 12 1 ( 2 ) m  Δm = 10,5 g . -Suy ra khối lượng của mg tạo thành : mcon =  . m A 10 5 , me A con = = 24 . 10 5 , gam.Chọn đáp án A 24 me Bài 2 : có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng ra tia và biến Chất phóng xạ Poloni 210 84 Po ,ban đầu có 0,168g poloni . Hỏi sau 414 ngày đêm có : thành đồng vị chì 206 82 Pb a.Bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã? b.Tim khối lượng chì hình thành trong thời gian đó HD Giải : t = 414 ngày = 3T a.Số nguyên tử bị phân rã sau 3 chu kì: 7 7m = hay khối lượng chất bị phân rã m = −  = − = − = 3 2 N N N N N N 0 0 0 0 0 8 8 0,147g 7 , 0 . 7 168 m nguyên tử  = = = 23 20 0 , 6 . 023 10 . , 4 214 10 . N N A 8 . 8 210 A 41

  42. m b.Khối lượng chì hình thành trong 414 ngày đêm: mcon = = meA . con A me , 0 147 = 206 . , 0 144 g 210 88Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt và biến Bài 3 :Hạt nhân 226 đổi thành hạt nhân X. Tính số hạt nhân X được tạo thành trong năm thứ 786. Biết lúc đầu có 2,26 gam radi. Coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xĩ bằng số khối của chúng và NA = 6,02.1023 mol-1. HD Giải . 226 88Ra →4 Phương trình phản ứng: 2He + 222 86Rn. Trong năm thứ 786: khối lượng 226 88Ra bị phân rã là: 785 786 − − ) = 7.10-4g; khối lượng mRa = m0( - 222 86Rn được tạo thành: mRn = 2 2 1570 1570 A mRa. = 6,93g; Rn A Ra m .NA = 1,88.1018hạt. 86Rn được tạo thành là: NRn = số hạt nhân 222 Rn A Rn Bài 4 : Pôlôni 210 84Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân chì (Pb) và kèm theo một hạt . Ban đầu có 42 mg chất phóng xạ pôlôni. Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày đêm. HD Giải . t A Ta có: mPb = m0. (1 - 2 ) = 31,1 mg. Pb T A Po Bài 5 : Đồng vị235 92U phân rã  thành hạt nhân A ZTh. 1) Viết đầy đủphương trình phân rã trên. Nêu rõ cấu tạo của hạt nhân được tạo thành. 42

  43. 2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến hạt nhân con là đồng vị bền 207 82Pb . Hỏi có bao nhiêu hạt nhân Hêli và hạt nhân điện tửđược tạo thành trong quá trình phân rã đó. HD Giải . 1) Phương trình phân rã 235 4 2 A Z → + U Th 92 Từđịnh luật bảo toàn số khối: 235 = 4 + A => A = 231. Từđịnh luật bảo toàn điện tích: 92 = 2 + Z => Z = 90. Vậy phương trình phản ứng: 235 4 2 231 90 → + U Th 92 Cấu tạo hạt nhân 231 90Th gồm 231 hạt nucleôn với 90 hạt prôtôn và 231 – 90 = 141 hạt nơtrôn. 2) Gọi x là số phân rã , y là số phân rã . Từđịnh luật bảo toàn số khối: 235 = 207 + 4x + 0y -> x = 7 Từđịnh luật bảo toàn điện tích: 90 = 82 + 2x – y -> y = 4 Mỗi hệ phân rã  sẽ tạo ra một hạt nhân Hêli, mỗi phân rã  sẽ tạo ra một hạt điện tử. Vậy có 7 hạt nhân Hêli và 4 hạt điện tửđược tạo thành. Bài 6 : 55 25Mnta thu được đồng vị phóng xạ Cho chùm nơtron bắn phá đồng vị bền 56 25Mn. Đồng vị phóng xạ 56Mn có chu trì bán rã T = 2,5h và phát xạ ra tia -. Sau quá trình bắn phá 55Mnbằng nơtron kết thúc người ta thấy trong mẫu trên tỉ số giữa số nguyên tử 56Mnvà số lượng nguyên tử 55Mn = 10-10. Sau 10 giờ tiếp đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là: Giải: Sau quá trình bắn phá 55Mnbằng nơtron kết thúc thì số nguyên tử của 56 25Mn giảm, cò số nguyên tử 55 25Mnkhông đổi, Sau 10 giờ = 4 chu kì số nguyên tử của 43

  44. 56 25Mngiảm 24= 16 lần. Do đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là: − 10 N 10 = 6,25.10-12 = 56 Mn 16 N 55 Mn Dạng 4: Xác định chu kì bán rã T, thời gian phóng xạ t và tuổi thọ vật chất. a.Phương pháp: * Tìm chu kì bán rã khi biết khi cho biết m & m0( hoặc N & N0 ; H&H0 ): - Biết sau thời gian t thì mẫu vật có tỉ lệ m/m0 ( hay N/N0 ) . Tìm chu kì bán rã T của mẫu vật ? a) Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử còn lại sau thời gian phóng xạ t ln 2 => T=tln t 2 .  − t e .  −=> T= N= N0 t .Hoặc m=m0 e m m N 0 ln ln 0 N N N m m 2 => x = t 2 => x = t Nếu THoặc: T = = x x 0 0 1(với n є N * )  t t m= N = Nếu = .  = n T n T n m N 2 0 0   t m t m t − −     m= Nkhông đẹp thì: m =  − = 2 log = T Nếu:  2 . 0 m T 2 m T m m N 0 0 0 0 T=…. Tương tự cho số nguyên tử và độ phóng xạ:   t t N t N − −     =  − = T =…. 2 log = T N  2 . 0 N T 2 N T N 0 0   t t H t H − −     =  − =  T =…. = 2 log H  T 2 . 0 H T 2 H T H 0 0 b)Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t  . ln 2  t N N= N0(1- .  −) => =1- .  − =>T= - t t e e N N − ln( 1 ) 0 N 0 *Tìm chu kì bán rã khi biết số hạt nhân(hay khối lượng) ở các thời điểm t1 và t2 44

  45. ln2.( T − ) t t N=  − 1 .t  − −  .( ) 2 1 t 2t .t e e e e -Theo số hạt nhân: N1= N0 ; N2=N0 ; = =>T 1 2 1 N 2 t − ( ) ln 2 t = 2 1 N 1 ln N 2 −  −  1.t .t e e 2 -Theo số khối lượng: m1= m0 ; m2= m0 => ln2.( T m m= − ) t t − ( )ln2 t t  2t − .( ) t 2 1 e e 1 = =>T = 1 2 1 m m ln 1 2 2 *Tìm chu kì bán khi biết số hạt nhân bị phân rã trong hai thời gian khác nhau là số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t1  N 1 Sau đó t (s) : là số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t2-t1  N 2   N N −  . ln  2 t . t e -Ban đầu : H0= ; -Sau đó t(s) H= mà H=H0 => T= 2 1 N t t 1 ln 2 1  N 2 *Tuổi của vật cổ: N N m m N N m m 1  1  T T hay . = = = = 0 0 0 0 ln ln ln ln t t ln2 ln2 Chú ý: các đại lượng m & m0 , N & N0 , H –&H0phải cùng đơn vị .. b. Bài tập: Bài 1 : Một lượng chất phóng xạ sau 12 năm thì còn lại 1/16 khối lượng ban đầu của nó. Chu kì bán rã của chất đó là HD Giải : 1= 1 12= 3 năm . 1= t t m=  Ta có = = .  = n T 4 n 16 2 4 T n m 2 0 Bài 2: Sau thời gian t, độ phóng xạ của một chất phóng xạ -giảm 128 lần. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là 1 1 H t t 1=  HD Giải:Ta có Đáp án C = = =  = 7 T 7 n 128 2 7 T H 2 0 45

  46. Bài 3:Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là HD Giải:  m 7 87 5 , 7 1 m m m 24 t t 3 = =   =  = = 0 0 m m Ta có : Hay . . =  = = = 3 8 T h 3 100 8 8 8 2 3 T 0 Bài 4. (CĐ-2011) : Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân rã. Chu kì bán rã của đồng vị đó là: HD Giải:  1 1 1 N t t 2 = − =  =  = =  = = 1 . 0 75 2 2 k T h k k 4 2 2 N T 0 Bài 5. Phương trình phóng xạ của Pôlôni có dạng:210 + .Cho chu kỳ bán rã của → A ZPb  84Po Pôlôni T=138 ngày.Khối lượng ban đầu m0=1g. Hỏi sau bao lâu khối lượng Pôlôni chỉ còn 0,707g? Hd giải: m 1 0 . ln T 138 . ln m= .  − t e m , 0 707 Tính t: => t= = = 69 ngày m ln 2 ln 2 0 Bài 6. Vào đầu năm 1985 phòng thí nghiệm nhân mẫu quặng chứa chất phóng xạ 173 55 Cs khi đó độ phóng xạ là : H0 = 1,8.105Bq . a/ Tính khối lượng Cs trong quặng biết chu kỳ bán dã của Cs là 30 năm . b/ Tìm độ phóng xạ vào đầu năm 1985. c/ Vào thời gian nào độ phóng xạ còn 3,6.104Bq . HD Giải : H  A H AT mNA => m = a/ Ta biết H0 = N0, với N0 = Thay số m = = 0 N . 0 A , 0 693 N . A A 5,6.10—8g 46

  47. , 0 693 10 . − ; t = => H = 1,4.105 Bq . b/ Sau 10 năm : H = H0 = , 0 231  t e 30 H0 = 5 => t = ln5 = , 0 693 t . T ln 5 c/ H = 3,6.104Bq => => t = = 69 năm . , 0 693 H T Bài 7. Đồng vị Cacbon 14 6Cphóng xạvà biến thành nito (N). Viết phương trình của sự phóng xạ đó. Nếu cấu tạo của hạt nhân nito. Mẫu chất ban đầu có 2x10-3 g Cacban 14 6C. Sau khoảng thời gian 11200 năm. Khối lượng của Cacbon 14 6C trong mẫu đó còn lại 0.5 x 10-3g . Tính chu kì bán rã của cacbon 14 6C. HD Giải: –Phương trình của sự phóng xá : 14 o 1 14 7 → + C e N − 6 -Hạt nhân nitơ 14 7Ngồm Z = 7 prôtôn Và N = A – Z = 14 –7 = 7 nơtrôn − t t m m o - Ta có: (1) =  = T T m m 2 2 o − 3  m m 2 10 0.5 10  2 o (2) Từ (1) và (2) Theo đề bài: = = = 4 2 − 3 t t 2 11200 2 năm  =  = = = 2 T 5600 T Bài 8. là chất phóng xạ -có chu kì bán rã là 5730 năm. Sau bao lâu lượng 14 6 Hạt nhân C 1lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 8 đó. HD giải . N . ln T t t N= N= - T tln2  t = N − − Ta có: N = N0 2  2  ln = 17190 năm. 0 T T − ln 2 N N 0 0 Bài 9: 47

  48. Tính chu kỳ bán rã của Thêri, biết rằng sau 100 ngày độ phóng xạ của nó giảm đi 1,07 lần. HD Giải: H0 =>  t = ln( H0) Độ phóng xạ tại thời điểm t.: H = H0.e - t => e t = H H H H ln 2 1 t 1 t ➔ = mà  = = 0 0 ln( ) ln( ) H H T ln . 2 , 0 693 t= ➔ T = .100ngày 1023 ngày. ln , 1 07 , 0 067658 Bài 10. Biết đồng vị phóng xạ 14 6C có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút. Tính tuổi của mẫu gỗ cổ. t t H H0= 8 = 23T t= 3  t = 3T = 17190 − HD giải . Ta có: H = H0. 2 = 0 2 = T T t H 2 T (năm). Bài 11. Silic 31 14Silà chất phóng xạ, phát ra hạt −và biến thành hạt nhân X. Một mẫu 31 14Siban đầu trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã, nhưng phóng xạ sau 3 giờ cũng trong thời gian 5 phút chỉ có 85 nguyên tử bị phân rã. Hãy xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. HD Giải: Ban đầu: Trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã H0=190phân rã/5phút -Sau t=3 giờ:Trong thời gian 5 phút có 85 nguyên tử bị phân rã. . ln 2 . 3 ln 2 t H=85phân rã /5phút H=H0 .  −=>T= = = 2,585 giờ t e 190 H ln 0 ln 85 H 48

  49. Bài 12. ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân rã, nhưng Một mẫu phóng xạ Si 31 14 sau đó 5,2 giờ (kể từ lúc t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử bị phân rã. . Tính chu kỳ bán rã của Si 31 14 HD giải . t t H H0= 4 = 22T t= 2  T = 2 t= 2,6 giờ. − Ta có: H = H0 2 = 0 2 = T T t H 2 T Bài 13. Hạt nhân Pôlôni là chất phóng xạ ,sau khi phóng xạ nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng một mẫu Po nào đó ,sau 30 ngày ,người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và Po trong mẫu bằng 0,1595.Tính chu kì bán rã của Po HD Giải: −  − . t  1 ( ) ' m N e A m' A'(1- = = = .  −) Tính chu kì bán rã của Po: t . 0 Pb e −  . t m m N m e A 0 Po A . ln m 2 t T=- = = 138 ngày 30 . ln 2 . A 1595 , 0 210 . − Pb − ln( 1 ) ln( 1 ) 206 . ' m A Po Bài 14. Để đo chu kỳ của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t0=0. Đến thời điểm t1=2 giờ, máy đếm được n1xung, đến thời điểm t2=3t1, máy đếm được n2xung, với n2=2,3n1. Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này. HD Giải: .  − t e -Số xung đếm được chính là số hạt nhân bị phân rã:N=N0(1- ) −  1.t e -Tại thời điểm t1: N1= N0(1- )=n1 −  2 .t e -Tại thời điểm t2 : N2= N0(1- )=n2=2,3n1 2 t − 1 .  −  −  −  1.t 2 .t  − 3 t  − e 1.t 1.t 1. e e e e e 1- =2,3(1- )  1- =2,3(1- )  1 + + =2,3 2 t − 1 .  1 .t  − =x>0  X2 +x-1,3= 0 => T= 4,71 h e −  + -1,3=0 => e .t  e 1 Bài 15. 49

  50. Côban( ) 60 27Cophóng xạ -với chu kì bán rã T = 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). a.Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con. b.Hỏi sau thời gian bao lâu thì 75% khối lượng của một khối tạo chất phóng xạ( ) 60 27Cophân rã hết? HD Cách 1: 0 − 60 28 − a.Phương trình phân rã: 60 . Hạt nhân Ni có 28 prôtôn và 32 → + Co e Ni 27 1 nơtrôn b.Lượng chất phóng xạ còn lại so với ban đầu: 100% - 75% = 25% m m m m 1 4 0 =1/4 Hay = = = 4 0 − − ln2 T t .t − t Hay Định luật phóng xạ: = = = T m m .e m e m 2 0 0 0 − t m m 0 năm = =  = 2T 10,54 = T 2 4 t HD Cách 2 − ' m m . ln T 0 t m − . Ta có: m = m0 - m’ = m0 2  t = = 10,54 năm. 0 T − ln 2 Bài 16 : phóng ra 4,35.108hạt trong 1 phút. Tìm chu kỳ bán rã Có 0,2(mg) Radi 226 88 Ra của Ra ( cho T >> t). Cho x <<1 ta có e-x 1- x. HD Giải : Số hạt phóng ra trong 1 phút có trị số bằng số nguyên tử Ra bị phân rã trong 1 phút. Số hạt anpha phóng xạ có trị số bằng số nguyên tử bị phân rã : N = N0– N = N0(1- −) .  t e Vì t << T nên N = N0t = N0.0,693t/T ; với N0 = m0NA/A . 50

More Related