Nêu được bản chất tự phát và ngẫu nhiên của sự phân rã phóng xạ.
Định nghĩa được độ phóng xạ, hằng số phóng xạ và vận dụng được liên hệ H = λN.
Vận dụng được công thức x = x₀e^-lt , với x là độ phóng xạ, số hạt chưa phân rã hoặc tốc độ số hạt đếm được.
Định nghĩa được chu kì bán rã.
Mô tả được sơ lược một số tính chất của các phóng xạ α, β và γ.
Nhận biết được dấu hiệu vị trí có phóng xạ thông qua các biển báo.
Nêu được các nguyên tắc an toàn phóng xạ; tuân thủ quy tắc an toàn phóng xạ.

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 hiện tượng phóng xạ.
Năng lực giao tiếp hợp tác: Giao tiếp và hợp tác hiệu quả với bạn khi thực hiện nhiệm vụ minh hoạ cho biện pháp an toàn phóng xạ.
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ.

Năng lực vật lí:

Thực hiện được thí nghiệm quan sát tia phóng xạ với buồng mây Wilson.
Nêu được bản chất tự phát và ngẫu nhiên của sự phân rã phóng xạ.
Mô tả được sơ lược một số tính chất của các phóng xạ α, β và γ.
Định nghĩa được độ phóng xạ, hằng số phóng xạ và vận dụng được liên hệ H = λN.
Vận dụng được công thức x = x₀e^-λt, với x là độ phóng xạ, số hạt chưa phân rã hoặc tốc độ số hạt đếm được.
Định nghĩa được chu kì bán rã.
Nhận biết được dấu hiệu vị trí có phóng xạ thông qua các biển báo.
Nêu được các nguyên tắc an toàn phóng xạ; tuân thủ quy tắc an toàn phóng xạ.

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 các vết sương dạng tia xuất hiện quanh mẫu quặng uranium, hình ảnh thí nghiệm đếm tia phóng xạ, hình ảnh sự lệch các tia phóng xạ trong điện trường và từ trường, hình ảnh khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ qua vật chất,…
Bộ thí nghiệm đếm tia phóng xạ.
Bộ thí nghiệm buồng mây Wilson quan sát tia phóng xạ và điện thoại di động có thể quay video

BÀI 23: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

Phiếu học tập.
Máy chiếu, máy tính (nếu có).

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

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS xác định được mục tiêu của bài học về hiện tượng phóng xạ.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, HS phát biểu ý kiến của bản thân để hình dung ra kiến thức liên quan đến hiện tượng phóng xạ và những điều thắc mắc về hiện tượng phóng xạ, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS nêu được các nội dung về hiện tượng phóng xạ, phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề cần tìm hiểu.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV kể chuyện kể lịch sử Vật lí về Henri Becquerel đã phát hiện muối Uranium tự phát ra các bức xạ mô hình năm 1896. Năm 1898, Pierre Curie và Marie Currie đã phát hiện hai nguyên tố phóng xạ mới là Polonium và Radium.

BÀI 23: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

- GV đưa ra sơ lược khái niệm về hiện tượng phóng xạ tự nhiên.

- GV yêu cầu HS ghi lại các câu hỏi, những điều thắc mắc về hiện tượng phóng xạ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS suy nghĩ cá nhân và trả lời câu hỏi.

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

- GV gọi 2 – 4 HS nêu những thắc mắc về hiện tượng phóng xạ.

Gợi ý:

+ Bản chất của hiện tượng phóng xạ là gì? Hiện tượng phóng xạ có những đặc điểm nào?

+ Có những loại phóng xạ (tia phóng xạ) nào? Bản chất của từng loại tia phóng xạ là gì? Từng loại tia phóng xạ này có những đặc điểm nào?

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

- GV nhận xét, ghi nhận câu trả lời và dẫn dắt vào bài mới: Để có được câu trả lời đầy đủ và chính xác. Chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới: Bài 23: Hiện tượng phóng xạ.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ

a. Mục tiêu:

- Thực hiện được thí nghiệm quan sát tia phóng xạ với buồng sương Wilson.

- Nêu được bản chất tự phát và ngẫu nhiên của sự phân rã phóng xạ.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được khái niệm hiện tượng phóng xạ.

- Hoàn thành Phiếu học tập số 1.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu khái niệm hiện tượng phóng xạ thông qua câu chuyện lịch sử Vật lí về hiện tượng phóng xạ.

- GV giới thiệu về thí nghiệm buồng sương Wilson và thí nghiệm dùng đầu thu phóng xạ Geiger–Muller. (Thông tin cung cấp: Về buồng sương Wilson, GV có thể chế tạo theo thiết kế như hình vẽ, yêu cầu buồng sương cần kín để tạo được không gian với hơi bão hoà. Buồng sương Wilson được tạo thành cho ta thấy rõ hơn vai trò của tia ion trong sự hình thành các đám mây, cho ta quan sát thấy tia phóng xạ bằng cách tạo ra một buồng chứa đầy sương do sử dụng băng khô (CO2 rắn) làm lạnh đột ngột gây ra sự ngưng tụ. Các tia ion sẽ tạo nhân ngưng tụ và gắn kết các hạt sương).

- GV chia lớp thành các nhóm HS. GV phân công nhóm thực hiện thí nghiệm với buồng mây Wilson và nhóm thực hiện thí nghiệm với đầu thu phóng xạ Geiger-Muller).

- GV giới thiệu các bước tiến hành và các nhiệm vụ theo Phiếu học tập số 1.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về khái niệm hiện tượng phóng xạ và tính chất của hiện tượng phóng xạ.

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 1

(HS tiến hành thí nghiệm và hoàn thành bảng số liệu).

- Nhận xét về số lượng phân rã trong các khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là khác nhau. Không thể dự đoán được thời điểm xảy ra và số lượng các phân rã phóng xạ.

® Kết luận:

– Quá trình phóng xạ có tính tự phát và không điều khiển được, không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, áp suất,...

+ Phân rã phóng xạ có tính ngẫu nhiên.

- 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 Hiện tượng phóng xạ.

- GV chuyển sang nội dung Các dạng phóng xạ.

I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ

- Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát biến đổi thành một hạt nhân khác đồng thời phát ra tia phóng xạ gọi là hiện tượng phóng xạ.

2. Tính ngẫu nhiên của phóng xạ

- Quá trình phóng xạ là ngẫu nhiên.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về các dạng phóng xạ

a. Mục tiêu: HS mô tả được sơ lược một số tính chất của các phóng xạ α, β và γ.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về các dạng phóng xạ.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được các dạng phóng xạ.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề: Có các dạng phóng xạ nào? Tính chất của các dạng phóng xạ đó là gì?

- GV chia lớp thành 6 nhóm.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và trả lời các câu hỏi sau:

Nhóm 1,2: Tìm hiểu về phóng xạ alpha

1. Hãy nêu tính chất của tia phóng xạ α.

2. Hãy viết phương trình phân rã α của hạt nhân

Nhóm 3,4: Tìm hiểu về phóng xạ beta

1. Hãy nêu tính chất của tia phóng xạ β.

2. Hãy viết phương trình phân rã β⁺ và β^- tương ứng của các đồng vị .

Nhóm 5,6: Tìm hiểu về phóng xạ gamma

1. Hãy nêu tính chất của tia phóng xạ γ.

2. Technetium là đồng vị phóng xạ γ, được sử dụng rất phổ biến trong y học hạt nhân để chụp ảnh cơ quan bên trong cơ thể người. Viết phương trình phân rã của đồng vị này.

- GV yêu cầu các nhóm thảo luận và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr106)

Dựa vào đặc điểm các tia phóng xạ em hãy:

1. Giải thích hướng lệch của từng tia phóng xạ trong điện trường và trong từ trường ở Hình 23.3.

2. Giải thích lí do tại sao các tia α, β và γ có khả năng đâm xuyên khác nhau.

- GV kết luận về các dạng phóng xạ.

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 – tr107)

1. Các tính chất của phóng xạ a: Tia a làm ion hoá mạnh môi trường vật chất, do đó nó chỉ đi được khoảng vài cm trong không khí và dễ dàng bị tờ giấy dày 1 mm chặn lại.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr107)

1. Các tính chất của phóng xạ β: Tia β làm ion hoá môi trường vật chất ở mức trung bình, nó có thể xuyên qua tờ giấy khoảng 1 mm nhưng có thể bị chặn bởi tấm nhôm dày khoảng 1 mm.

BÀI 23: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr107)

1. Các tính chất của phóng xạ γ: Các tia γ có năng lượng cao, dễ dàng xuyên qua các vật liệu thông thường, ví dụ lớp bê tông dày hàng chục cm. Muốn cản trở được tia γ, người ta thường dùng vật liệu có mật độ vật chất lớn và bề dày lớn, ví dụ tấm chì dày khoảng 10 cm.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr108)

………………….

3. Các dạng phóng xạ

a) Phóng xạ alpha

- Tia phóng xạ α là hạt nhân He phóng ra từ hạt nhân mẹ có tốc độ khoảng 2.10⁷ m/s.

b) Phóng xạ beta

- Phóng xạ β gồm 2 loại: phóng xạ β⁺ và β^-_.

- Hai toa phóng xạ β⁺ và β^- có bản chất tương ứng là hạt electron và hạt positron phóng ra từ hạt nhân mẹ với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng trong chân không.

c) Phóng xạ gamma

- Quá trình hạt nhân đó chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ điện từ γ. có bước sóng rất ngắn, cỡ nhỏ hơn 10^-11 m, còn gọi là tia γ.