Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết

Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối tri thức Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Vật lí 12.

=> Giáo án tích hợp NLS Vật lí 12 kết nối tri thức

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 22: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

  • Viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản. 
  • Thảo luận hệ thức E = mc2, nêu được liên hệ giữa khối lượng và năng lượng. 
  • Nêu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng và độ bền vững của hạt nhân.
  • Nêu được sự phân hạch và sự tổng hợp hạt nhân. 
  • Thảo luận để đánh giá được vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

  • Năng lực tự chủ tự học: Chủ động trao đổi với bạn để hoàn thành phiếu học tập và lắng nghe kết quả của cặp HS khác khi trình bày kết quả trong phiếu học tập về lực hạt nhân và năng lượng liên kết.
  • Năng lực giao tiếp hợp tác: Trao đổi ý kiến với các thành viên trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập tìm hiểu về phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết.
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết.

Năng lực vật lí:

  • Viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản.
  • Nêu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng và độ bền vững của hạt nhân.
  • Thảo luận hệ thức E = mc2, nêu được liên hệ giữa khối lượng và năng lượng. 
  • Nêu được sự phân hạch và sự tổng hợp hạt nhân.

Năng lực số:

  • 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin  thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
  • 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi

3. Phẩm chất

  • Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

  • SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
  • Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh chiếc tem thư phát hành năm 1971, hình ảnh sơ đồ thí nghiệm của Rutherford, hình ảnh kết quả thí nghiệm của Blackett, hình ảnh phân bố giá trị năng lượng liên kết riêng theo số khối của các hạt nhân,…
  • Máy chiếu, máy tính (nếu có).
  • Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học

2. Đối với học sinh:

  • SGK, SBT Vật lí 12.
  • Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về phản ứng hạt nhân

a. Mục tiêu: 

- HS mô tả được và viết được phương trình phản ứng hạt nhân trong thí nghiệm của Blackett. 

- HS nêu được khái niệm phản ứng hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về phản ứng hạt nhân.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được khái niệm phản ứng hạt nhân.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân của Rutherford và thí ngiệm của Patrich Blackett.

          kenhhoctap

kenhhoctap

- GV thực hiện thí nghiệm mô phỏng về thí nghiệm của Patrick Blackett trên Go-lab theo trang (https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/ templateimg.php?s=jadro_reakce&l=en)

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS mô tả hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình phản ứng hạt nhân. 

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr97)

So sánh tổng số điện tích, tổng số nucleon của các hạt nhân trước và sau khi tương tác trong thí nghiệm như mô tả ở Hình 22.2.

- GV yêu cầu HS nêu khái niệm phản ứng hạt nhân và trình bày sự khác nhau giữa phản ứng hạt nhân và phản ứng hoá học thông qua nội dung Câu hỏi (SGK – tr97)

Hãy trình bày sự khác nhau giữa phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về khái niệm phản ứng hạt nhân và các loại phản ứng hạt nhân.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr97)

- Tổng số điện tích và tổng số nucleon của các hạt nhân trước và sau khi tương tác là không đổi.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr97)

- Sự khác nhau giữa phản ứng hạt nhân và phản ứng hoá học: trong phản ứng hoá học, các hạt nhân nguyên tử (các nguyên tố) không đổi, chỉ có sự ghép với nhau thành phân tử là thay đổi; còn trong phản ứng hạt nhân thì chính là các hạt nhân nguyên tử biến đổi, nên nguyên tố này có thể biến đổi thành nguyên tố khác.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung phản ứng hạt nhân.

- GV chuyển sang nội dung Định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.

I. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

1. Thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân

(SGK – tr96)

2. Các loại phản ứng hạt nhân

- Người ta gọi quá trình biến đổi hạt nhân này thành hạt nhân khác là phản ứng hạt nhân.

- Phản ứng hạt nhân thường được chia làm hai loại:

+ Phản ứng hạt nhân kích thích.

+ Phản ứng hạt nhân tự phát.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân

a. Mục tiêu: 

- HS viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản. 

- HS áp dụng được định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích để hoàn thiện một số phương trình phản ứng hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.

- HS hoàn thành Phiếu học tập số 1.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Đọc mục I.3 Bài 22, SGK trang 97 về nội dung định luật bảo toàn số nucleon và định luật bảo toàn điện tích để trả lời các câu hỏi sau: 

1. Hãy viết biểu thức liên hệ giữa số khối và biểu thức liên hệ giữa các điện tích của các hạt nhân trong phản ứng hạt nhân:

kenhhoctap

2. Viết phương trình phản ứng hạt nhân cho các ví dụ tự phân ra sau: 

+ Quá trình phân rã của uranium kenhhoctap thành thorium-234 (kenhhoctap) và helium. Biết hạt nhân helium có 2 proton. 

+ Radium kenhhoctap phát ra một hạt alpha – là hạt nhân He để trở thành Radon (Rn) 222. Biết hạt nhân helium có 2 proton.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 3. Tìm hiểu về lực hạt nhân và năng lượng liên kết

a. Mục tiêu: 

- HS nêu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng và độ bền vững của hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về lực hạt nhân và năng lượng liên kết.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được lực hạt nhân và năng lượng liên kết.

- HS hoàn thành Phiếu học tập số 2.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Đọc mục II.1, trang 98 SGK và trả lời các câu hỏi sau: 

1. Điền các nội dung thích hợp vào chỗ trống 

Mức độ bền vững của một hạt nhân phụ thuộc vào ................................................. 

Hạt nhân có năng lượng .................. càng lớn thì càng bền vững và ngược lại.

2. Quan sát đồ thị hình 22.3 về Phân bố giá trị năng lượng liên kết riêng theo số khối của các hạt nhân và cho biết:

          kenhhoctap 

a) Trục tung của đồ thị thể hiện giá trị năng lượng liên kết riêng của hạt nhân được tính theo đơn vị MeV. Hãy đổi đơn vị MeV sang J. 

b) Sắp xếp các hạt nhân sau theo thứ tự độ bền vững tăng dần: 

kenhhoctap

 c) Từ đồ thị, hạt nhân kenhhoctap có năng lượng liên kết riêng bằng 8,8 MeV/nucleon. Tính năng lượng liên kết hạt nhân của kenhhoctaptheo MeV và theo J.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV trình bày về khái niệm lực hạt nhân và đặc điểm của lực hạt nhân. 

- Từ đó, GV dẫn dắt tới kiến thức về năng lượng liên kết hạt nhân (Muốn tách nucleon ra khỏi hạt nhân, cần phải tốn năng lượng để thắng lực hạt nhân. Năng lượng tối thiếu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân bằng năng lượng liên kết hạt nhân).

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr98)

Vì sao để tách được các nucleon ra khỏi hạt nhân cần một năng lượng lớn?

- GV đặt vấn đề: Năng lượng liên kết hạt nhân càng lớn nghĩa là năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân càng lớn. Tuy nhiên, đại lượng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân không phải là năng lượng liên kết hạt nhân. 

- GV yêu cầu HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm đoi hoàn thành Phiếu học tập số 2.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr98)

Vì năng lượng liên kết riêng của nucleon rất lớn nên để tách được các nucleon ra khỏi hạt nhân cần một năng lượng lớn.

*Trả lời Phiếu học tập số 2

Câu 1:

Năng lượng liên kết riêng

- liên kết riêng

kenhhoctap

Câu 2: 

- Đổi từ MeV sang J: 1 MeV = 1,6.10-13 J

- Các hạt nhân sau theo thứ tự độ bền vững tăng dần: 

kenhhoctap

- Năng lượng liên kết hạt nhân của kenhhoctap là:

56.8,8 = 492,8 MeV

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Lực hạt nhân và năng lượng liên kết.

- GV chuyển sang nội dung Độ hụt khối và mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng.

II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Lực hạt nhân và năng lượng liên kết

- Lực tương tác giữa các nucleon trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân.

- Năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân bằng năng lượng liên kết hạt nhân E­lk.

kenhhoctap

Hạt nhân Elkr càng lớn thì càng bền vững và ngược lại.

Hoạt động 4. Tìm hiểu về độ hụt khối và mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 5. Tìm hiểu về phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân

a. Mục tiêu: 

- HS quan sát thí nghiệm mô phỏng và mô tả được quá trình phản ứng phân hạch, phản ứng phân hạch dây chuyền và phản ứng tổng hợp hạt nhân. 

- HS nêu được sự phân hạch và sự tổng hợp hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân.

- HS hoàn thành Phiếu học tập số 4.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

Đọc mục III và IV, Bài 22, trang 100 – 102 SGK; thực hiện thí nghiệm mô phỏng về phản ứng phân hạch, phản ứng phân hạch dây chuyền và phản ứng tổng hợp hạt nhân để hoàn thiện bảng sau:

 Phản ứng phân hạchPhản ứng tổng hợp hạt nhân
Khái niệm  
Phương trình phản ứng khái quát  
Nhiên liệu  
Điều kiện xảy ra phản ứng  
Nội dung khácPhản ứng phân hạch dây chuyền là gì?Vì sao phản ứng tổng hợp hạt nhân còn có tên gọi khác là phản ứng nhiệt hạch?

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HSDỰ KIẾN SẢN PHẨMNLS

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu về các loại phản ứng hạt nhân từ đồ thị Hình 22.5 SGK. 

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS làm việc theo cặp hoàn thiện phiếu học tập số 4. 

- GV giới thiệu về thí nghiệm mô phỏng phản ứng phân hạch, phản ứng phân hạch dây chuyền, phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Go-lab theo đường link 

https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/

template.php?s=jadroreakce&l=en

- GV yêu cầu HS: Sử dụng Chatbot AI để tạo bảng so sánh chi tiết giữa Phân hạch và Nhiệt hạch về: Nhiên liệu, Điều kiện phản ứng, Năng lượng tỏa ra/nucleon, và Vấn đề rác thải hạt nhân.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Phiếu học tập số 4

 Phản ứng phân hạchPhản ứng tổng hợp hạt nhân
Khái niệmLà phản ứng trong đó hay hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.Là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
Phương trình phản ứng khái quátkenhhoctap 
Nhiên liệuDễ kiếm, giá thành thấp, không gây ô nhiễm môi trường.Hiếm, giá thành cao, gây ô nhiễm môi trường
Điều kiện xảy ra phản ứngCần thực hiện ở nhiệt độ cao hàng chục triệu độ cùng với thời gian duy trì nhiệt độ cao cũng phải đủ dài.Cần thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân có xúc tác là neutron chậm.
Nội dung khácPhản ứng phân hạch dây chuyền là gì?Vì sao phản ứng tổng hợp hạt nhân còn có tên gọi khác là phản ứng nhiệt hạch?

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Phản ứng phân hạch hạt nhân.

- GV chuyển sang nội dung Luyện tập.

III. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH HẠT NHÂN

- Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn.

1. Sự phân hạch của uranium

Phương trình phản ứng:

kenhhoctap

2. Phản ứng phân hạch dây chuyền

- Các neutron sinh ra sau mỗi phân hạch của uranium (hoặc plutonium,...) có thể kích thích các hạt nhân khác trong mẫu chất phân hạch tạo nên những phản ứng phân hạch mới. Kết quả là các phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp tạo ra phản ứng dây chuyền và toả ra năng lượng rất lớn.

II. PHẢN ỨNG TỔNG HỢP HẠT NHÂN

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng hạt nhân trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.

6.2.NC1a: Tối ưu hóa việc sử dụng các công cụ AI để đạt hiệu quả cao hơn

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Áp dụng được các kiến thức về năng lượng liên kết.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến năng lượng liên kết.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: 

Áp dụng định luật bảo toàn số nucleon, định luật bảo toàn điện tích để xác định các chất tham gia phản ứng hạt nhân. 

- Xác định được độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân.

b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Thông tin tải tài liệu:

Phía trên chỉ là 1 phần, tài liệu khi tải sẽ có đầy đủ. Xem và tải: Giáo án tích hợp NLS Vật lí 12 kết nối tri thức cả năm - Tại đây

Tài liệu khác

Chat hỗ trợ
Chat ngay