Giáo án Vật lí 12 Cánh diều bài 3: Phóng xạ

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu sơ lược phát hiện của Becquerel, Pierre Curie và Marie Curie, sau đó trình bày về hiện tượng phóng xạ.

- GV có thể cho HS xem video:

link video (đến 3:47)

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:

- 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 độ hụt khối, năng lượng liên kết.

I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

- Tia phóng xạ: những tia có thể tác dụng lên kính ảnh.

- Chất phóng xạ: chất có thể phát ra tia phóng xạ. (Uranium, polonium và radium)

- Phóng xạ là quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững, phát ra các tia phóng xạ và biển đổi thành hạt nhân khác.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- HS làm việc theo nhóm đôi, trình bày về:

+ Có các loại tia phóng xạ nào?

+ Bản chất, tính chất của các tia phóng xạ.

- HS trả lời Câu hỏi 1, 2 (SGK – tr.103)

1. Giải thích sự lệch khác nhau của các tia phóng xạ trong điện trường ở Hình 3.5.

2. Trong Hình 3.6, điền tên các tia phóng xạ theo khả năng đâm xuyên của chúng qua các chất.

- GV có thể cho HS quan sát thêm mô phỏng các quá trình phóng xạ

https://phet.colorado.edu/sims/html/build-a-nucleus/latest/build-a-nucleus_all.html

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 HS trình bày.

* Trả lời Câu hỏi 1

Các tia phóng xạ mang điện khi đi trong điện trường giữa hai bản kim loại sẽ chịu tác dụng của lực điện.

Các tia phóng xạ và mang điện tích dương nên bị lệch về phía bản âm.

Tia mang điện tích âm nên bị lệch về phía bản dương.

Tia không mang điện nên truyền thẳng.

* Trả lời Câu hỏi 2

Tên các tia phóng xạ theo thứ tự từ trên xuống dưới trong Hình 3.6:

- 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 các tia phóng xạ.

II. CÁC TIA PHÓNG XẠ

1. Tia

- Tia là dòng các hạt nhân (hạt ), chuyển động với tốc độ khoảng m/s. 

- Tính chất:

Tia   làm ion hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Tia chỉ đi được vài centimet trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.

2. Tia

- Có hai loại tia ẞ:

• Tia là dòng các hạt electron (kí hiệu là ). 

Đồng vị là chất phóng xạ (Hình 3.3). 

• Tia  là dòng các hạt positron (kí hiệu là ). Positron có khối lượng bằng khối lượng hạt electron và có điện tích +e. Nó được gọi là phản hạt của electron. 

Đồng vị là chất phóng xạ (Hình 3.4).

- Tính chất:

+ Tia chuyển động với tốc độ rất lớn. 

+ Tia làm ion hoá môi trường nhưng yếu hơn tia . 

Tia có thể đi vài mét trong không khí và có thể bị chặn lại bởi lá kim loại dày vài milimet.

- Trong các quá trình phóng xạ , có sự tồn tại của các hạt mới trong sản phẩm, là hạt neutrino và phản neutrino . Các hạt này có khối lượng rất nhỏ, không mang điện và chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng trong chân không.

3. Tia

- Tia là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (nhỏ hơn m) hay chính là các hạt photon có năng lượng icao. 

- Tính chất:

+ Tia có khả năng đâm xuyên lớn. Nó có thể đi được khoảng một mét trong bê tông hoặc vài centimet trong chì trước khi bị hấp thụ hoàn toàn.

- Tia thường là tia phóng xạ đi kèm theo phóng xạ hoặc . Hạt nhân sinh ra trong các quá trình phóng xạ hoặc có thể ở trạng thái kích thích và phóng xạ tia để trở về trạng thái cơ bản.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu vế phương trình phóng xạ

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV thông báo:

Các quá trình biến đổi hạt nhân được gọi chung là các phản ứng hạt nhân. Trong các phản ứng hạt nhân, luôn có sự bảo toàn điện tích và số khối. Dựa vào tính chất đó, ta có thể biểu diễn các phản ứng hạt nhân bằng các phương trình.

- GV lấy ví dụ và yêu cầu HS sử dụng link mô phỏng để tìm các đồng vị phóng xạ và viết phương trình phóng xạ tương ứng của mỗi loại :

link mô phỏng

- HS thảo luận nhóm đôi, hoàn thành Luyện tập 1 (SGK – tr.103)

Hoàn thành các phương trình phóng xạ sau đây và chỉ ra phương trình đó biểu diễn quá trình phóng xạ nào.

a)  

b)  

c)  

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 Luyện tập

a)  

b)  

c)  

- 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 các tia phóng xạ.

III. PHƯƠNG TRÌNH PHÓNG XẠ

- Các quá trình phóng xạ và các quá trình biến đổi hạt nhân khác như phân hạch và nhiệt hạch được gọi chung là các phản ứng hạt nhân. 

- Trong các phản ứng hạt nhân, số nucleon được bảo toàn. Đồng thời, tổng đại số điện tích của các hạt trước phản ứng bằng tổng đại số điện tích của các hạt sản phẩm.

Phương trình phản ứng trong Hình 3.2

- Phương trình mô tả các quá trình phóng xạ có dạng tổng quát:

Phóng xạ :

Phóng xạ :

Phóng xạ :