Sáng kiến kinh nghiệm Hệ thống và phương pháp giải bài tập chương Vật lí hạt nhân

Sáng kiến kinh nghiệm Hệ thống và phương pháp giải bài tập chương Vật lí hạt nhân

Trong việc học môn vật lí, việc giải bài tập vật lí là một nhiệm vụ quan trọng của người học. Cũng như việc học môn vật lí nói chung, việc giải toán vật lí ở trường phổ thông không chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lí, công thức toán học để giải cho xong bài toán và đi đến đáp số. Quan trọng hơn của giải toán vật lí là giúp người học hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lí đang xảy ra trong thiên nhiên xung quanh chúng ta, trong các đối tượng công nghệ của nền văn minh mà ta đang sử dụng và từ sự hiểu biết sâu sắc đó sẽ thúc đẩy người học cách giải quyết các vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này.

doc 24 trang thuychi01 6812
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Hệ thống và phương pháp giải bài tập chương Vật lí hạt nhân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài.
Cơ sở lí thuyết.
Trong việc học môn vật lí, việc giải bài tập vật lí là một nhiệm vụ quan trọng của người học. Cũng như việc học môn vật lí nói chung, việc giải toán vật lí ở trường phổ thông không chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lí, công thức toán học để giải cho xong bài toán và đi đến đáp số. Quan trọng hơn của giải toán vật lí là giúp người học hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lí đang xảy ra trong thiên nhiên xung quanh chúng ta, trong các đối tượng công nghệ của nền văn minh mà ta đang sử dụng và từ sự hiểu biết sâu sắc đó sẽ thúc đẩy người học cách giải quyết các vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này.
Cơ sở thực tiễn.
Qua quá trình thực tế giảng dạy môn vật lí 12 ở trường THPT tôi nhận thấy trong các đề thi đại học, cao đẳng gần đây thì số lượng các câu hỏi phần vật lí hạt nhân luôn chiếm số lượng tương đối cao so với các chương khác. Tuy nhiên nhiều học sinh còn khó khăn khi giải bài tập dạng này, có một số nguyên nhân chủ yếu sau:
Đối với người dạy:
+ Việc nắm kiến thức và phương pháp truyền thụ của giáo viên còn chưa sâu, chưa mang tính khái quát cao, chưa thực sự sáng tạo và đổi mới phương pháp dạy học ở phần này.
+ Đây là chương mà nhiều kiến thức học sinh chỉ được học lí thuyết giáo viên không có thí nghiệm kiểm chứng cho học sinh nên cũng gây khó khăn cho việc truyền tải kiến thức.
+ Bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập phần vật lí hạt nhân còn ít và chưa có đầy đủ các dạng đối với kỳ thi đại học cao đẳng.
Đối với người học
+ Đây là chương có nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau, nhiều dạng bài tập khác nhau nên việc tổng hợp kiến thức để giải bài tập của học sinh còn hạn chế.
+ Nhiều học sinh chưa hiểu sâu bản chất, hiện tượng của vấn đề được nghiên cứu.
+ Việc vận dụng lí thuyết để giải bài tập của học sinh còn chưa linh hoạt, thiếu sáng tạo nên khi gặp dạng bài tập mới thì gặp nhiều khó khăn.
 Vậy làm thế nào để học sinh biết cách và có hứng thú khi giải bài tập chương vật lí hạt nhân. Đó là lí do tôi chọn đề tài “ Hệ thống và phương pháp giải bài tập chương Vật lí hạt nhân”
II. Đối tượng và phạm vi áp dụng
	1) Đối tượng sử dụng đề tài:
	Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 12 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải các bài tập từ đơn giản đến phức tạp trong sách giáo khoa, sách bài tập, đề thi đại học, cao đẳng
	Học sinh học lớp 12 luyện tập để kiểm tra, thi môn Vật Lý.
	2) Phạm vi áp dụng:
	Phần vật lí hạt nhân của chương trình Vật Lý 12 – Ban Cơ bản và Nâng cao
III. Phương pháp nghiên cứu
	Xác định đối tượng áp dụng đề tài.
	Tập hợp các bài tập điển hình trong sách giáo khoa, trong sách bài tập, trong các đề thi tốt nghiệp THPT,thi học sinh giỏi Vật lí một số tỉnh, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong những năm qua và phân chúng thành các bài tập minh họa của những dạng bài tập cơ bản.
	Hệ thống các công thức, kiến thức liên quan và phương pháp giải cho từng dạng.
	Có lời giải các bài tập minh họa để các em học sinh có thể kiểm tra so sánh với bài giải của mình.
B. NỘI DUNG
Bài tập trong chương “Vật lí hạt nhân” tôi chia làm 3 chủ đề lớn:
Chủ đề 1: Đại cương về hạt nhân nguyên tử
Chủ đề 2: Phóng xạ 
Chủ đề 3: Phản ứng hạt nhân
Bây giờ tôi đi sâu vào phương pháp giải và các bài tập điển hình của từng chủ đề 
II.1. Chủ đề 1: Đại cương về hạt nhân nguyên tử
1. Dạng 1: Bài tập về cấu tạo hạt nhân
a. Phương pháp:
- Hạt nhân, có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn
- Số hạt nhân chứa trong m (gam) một chất bất kì: với NA = 6,02.1023
b. Bài tập vận dụng.
1. Hạt nhân C phóng xạ b-. Hạt nhân con sinh ra có
A. 5 prôtôn và 6 nơtron.	B. 6 prôtôn và 7 nơtron.
C. 7 prôtôn và 7 nơtron.	D. 7 prôtôn và 6 nơtron.
2. Trong hạt nhân C có
	A. 8 prôtôn và 6 nơtron.	B. 6 prôtôn và 14 nơtron.
 C. 6 prôtôn và 8 nơtron.	 D. 6 prôtôn và 8 electron.
3. Tính số nguyên tử trong 1 g khí cacbonic. Cho NA = 6,02.1023; O = 15,999; C = 12,011.
	A. 0,274.1023. B. 2,74.1023.	 C. 4,1.1023.	 D. 0,41.1023.
4. Số prôtôn trong 16 gam O là (NA = 6,023.1023 nguyên tử/mol)
	A. 6,023.1023. B. 48,184.1023. C. 8,42.1023.	D. 0.75.1023.
5. Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O2. Cho NA = 6,022.1023 mol-1; O = 16.
	A. 376.1020.	B. 736.1030.	C. 637.1020.	D. 367.1030.
2. Dạng 2: Tính độ hụt khối, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng.
a. Phương pháp: Sử dụng các công thức :
-Độ hụt khối của hạt nhân : Dm = Zmp + (A – Z)mn – mhn.
-Năng lượng liên kết: Wlk = Dmc2.
-Năng lượng liên kết riêng: e = .
- Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được m(gam) hạt nhân: 
Chú ý: + Hạt nhân càng bền vững năng lượng liên kết riêng càng lớn
+ Các hạt nhân bền vững nhất nằm ở giữa bảng tuần hoàn 50<A<92
b. Bài tập vận dụng:
Câu 1. Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u. Tính năng lượng liên kết và 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 và số Avôgađrô là NA = 6,022.1023 mol-1.
Hướng dẫn giẩi: 
1. eHe = = 
 	 = = 7,0752 MeV;
W = .NA.Wlk = .6,022.1023.7,0752.4 = 42,59.1023 MeV = 26,62.1010 J.
Câu 2. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân và . Hạt nhân nào bền vững hơn? Cho mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2.
eNa = = 
 	 = = 8,1114 MeV;
 eFe = = 8,7898 MeV;
 eFe > eNa nên hạt nhân Fe bền vững hơn hạt nhân Na.
Câu 3. Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân . Biết mFe = 55,9207 u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931 MeV/c2.
	A. 6,84 MeV. 	B. 5,84 MeV.	 C. 7,84 MeV. D. 8,79 MeV.
Câu 4. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani U234 phóng xạ tia a tạo thành đồng vị thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng: của hạt a là 7,10 MeV; của 234U là 7,63 MeV; của 230Th là 7,70 MeV.
	A. 12 MeV.	B. 13 MeV.	 C. 14 MeV.	D. 15 MeV.
Câu 5. Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho
A. Một prôtôn B. Một nơtrôn C. Một nuclôn	 D. Một hạt trong 1 mol nguyên tử.	
Câu 6. Hạt nhân càng bền vững thì 
	A. Năng lượng liên kết riêng càng lớn. B. Khi khốilượng càng lớn.
	C. Năng lượng liên kết càng lớn. 	 D. Độ hụt khối càng lớn.
Câu 7. Chọn câu sai
	A. Các hạt nhân có số khối trung bình là bền vững nhất.
	B. Các nguyên tố đứng đầu bảng tuần hoàn như H, He kém bền vững hơn các nguyên tố ở giữa bảng tuần hoàn.
	C. Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững.
	D. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
3. Dạng 3: Tính số hạt nhân nguyên tử và số hạt n, p có trong m (g) lượng chất hạt nhân.
a.Phương pháp:
Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân . Tìm số hạt p , n có trong mẫu hạt nhân đó .
Nếu có khối lượng m suy ra số hạt hạt nhân X là : N = (hạt) .
Số mol : . Với: NA = 6,023.1023 nguyên 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.Z hạt proton và (A-Z) N hạt notron.
b.Bài tập
Bài 1:Biết số Avôgađrô là 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani là 238 gam / mol. Tính số nơtron trong 119 gam urani .
HD Giải:Số hạt nhân có trong 119 gam urani là : 
N = hạt
 Suy ra số hạt nơtron có trong N hạt nhân urani là : 
 (A-Z). N = ( 238 – 92 ).3,01.1023 = 4,4.1025 hạt 
Bài 2.Cho NA = 6,02.10 23 mol-1. Tính số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g Iốt I 
HD:Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g hạt nhân I là : N = hạt.
c.TRẮC NGHIỆM:
Câu 1(CĐ-2009): Biết NA = 6,02.1023 mol-1. Trong 59,50g có số nơtron xấp xỉ là
	A. 2,38.1023.	B. 2,20.1025. C. 1,19.1025. D. 9,21.1024.
Câu 2(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam Al1327 là 
 A. 6,826.1022. 	B. 8,826.1022. 	C. 9,826.1022. 	D. 7,826.1022.
Câu 3.Số prôtôn trong 15,9949 gam là bao nhiêu?
A.B. C. D. 
II.2 Chủ đề 2: Phóng xạ
1. Dạng 1: Viết phương trình phóng xạ, nêu cấu tạo hạt tạo thành.
a. Phương pháp: * Quy tắc dịch chuyển của sự phóng xạ
 + Phóng xạ a (): 
 So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị.
 + Phóng xạ b- (): 
 So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối.
 Thực chất của phóng xạ b- là một hạt nơtrôn biến thành một hạt prôtôn, một hạt electrôn và một hạt nơtrinô: 	
 Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ b- là hạt electrôn (e-)
	 - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của ánh sáng và hầu như không tương tác với vật chất.
 + Phóng xạ b+ (): 
 So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối.
 Thực chất của phóng xạ b+ là một hạt prôtôn biến thành một hạt nơtrôn, một hạt pôzitrôn và một hạt nơtrinô: 	
 Lưu ý: Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ b+ là hạt pôzitrôn (e+)
 + Phóng xạ g ( phôtôn) Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E1 chuyển xuống mức E2 đồng thời phóng ra 1 phôtôn có năng lượng 
b. Bài tập vận dụng:
Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng ?
	A. Lực gây ra phóng xạ hạt nhân là lực tương tác điện (lực Coulomb)
	B. Quá trình phóng xạ hạt nhân phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt độ.
	C. Trong phóng xạ hạt nhân khối lượng được bảo toàn
	D. Phóng xạ hạt nhân là một dạng phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Câu 3: phân rã thành hạt nhân X. Số nuclôn trong hạt nhân X là:
	A. 82	B. 210	C. 124	D. 206
Câu 4: Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau: Phóng xạ hạt nhân
	A. không phải là phản ứng hạt nhân	 B. là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
	C. là phản ứng hạt nhân toả năng lượng	D. là phản ứng hạt nhân phụ thuộc các điều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt độ, 
Câu 5: Caâu naøo sau ñaây sai khi noùi veà tia :
A. Laø chuøm haït nhaân cuûa nguyeân töû Heâli. B. Coù khaû naêng ion hoaù chaát khí.
C. Coù tính ñaâm xuyeân yeáu. D. Coù vaän toác xaáp xæ vaän toác aùnh saùng.
Câu 6: Cho phöông trình phaân raõ haït nhaân: + . Söï phaân raõ treân phoùng ra tia: A. B. C. D. 
Câu 7: Cho phaûn öùng haït nhaân: + Trò soá cuûa Z’ laø:
	A. Z – 2	B. Z + 2 C. Z–1 D. Z + 1
Câu 8: Cho phaûn öùng haït nhaân: Phaûn öùng treân phoùng ra tia:
	A. 	B. C. D. 
Câu 9: Cho phaûn öùng phaân raõ haït nhaân: X +. X laø haït nhaân cuûa nguyeân toá: A. B. C. D. 
Câu 10: Cho phaûn öùng haït nhaân: Phaûn öùng treân phoùng ra tia:
	A. B. C. D. 
Câu 11: Trong daõy phaân raõ phoùng xaï coù bao nhieâu haït vaø ñöôïc phaùt ra: A. vaø . B. vaø . C. vaø . D. vaø .
2. Dạng 2: Tính khối lượng ( số hạt) chất phóng xạ còn lại, đã phân rã, chất mới tạo thành, tỉ lệ giữa chúng.
a.Phương pháp:Vận dụng công thức:
-Khối lượng còn lại của X sau thời gian t : . 
-Số hạt nhân X còn lại sau thời gian t : 
 Với :
-Công thức tìm số mol : 
- Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t 
Trong đó: A, A1 là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới được tạo thành
Lưu ý: Trường hợp phóng xạ b+, b- thì A = A1 Þ m1 = Dm 
- Tỉ lệ số hạt nhân con và hạt nhân mẹ ở thời điểm t: 
- Tỉ lệ khối lượng hạt nhân con và khối lượng hạt nhân mẹ ở thời điểm t:
-Chú ý: + t và T phải đưa về cùng đơn vị . 
 + m và m0 cùng đơn vị và không cần đổi đơn vị 
b. Bài tập vận dụng:
1. Hạt nhân là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia b- có chu kì bán rã là 5730 năm.
	a) Viết phương trình của phản ứng phân rã.
	b) Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó.
Giải. 	a) C ® e + N.
	b) N = N0ð = ð ln= - ln2 	ð t = = 17190 năm.
2. Gọi Dt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của lôga tự nhiên với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Hỏi sau khoảng thời gian 0,51Dt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu?
Giải: Ta có: N = N0ð = .
Khi t = Dt thì = = e ð = 1 ð Dt = .
Khi t’ = 0,51Dt thì = = e-0,51 = 0,6 = 60%.
3. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Tính chu kì bán rã của chất phóng xạ đó.
Giải: Ta có: N = N0ð = . 
Theo bài ra: = = 20% = 0,2 (1); = = 5% = 0,05 (2). 
Từ (1) và (2) : = = = 4 = 22 ð = 2 ð T = = 50 s.
4. Phản ứng phân rã của urani có dạng: ® + xa + yb- .
	a) Tính x và y.
	b) Chu kì bán rã của là 4,5.109 năm. Lúc đầu có 1 gam nguyên chất. Tính số hạt nhân ban đầu, số hạt nhân sau 9.109 năm và số nguyên tử bị phân rã sau 5.109 năm. 
Giải: a) x = = 8; y = = 6.
	b) N0 = .NA = .6,022.1023 = 253.1019 hạt; 
N = N0.= 63,25.1019 hạt; N’ = N0 – N0= 135.1019 hạt.
5. Coban phóng xạ b- với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken 
(Ni). Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con. Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ phân rã hết.
Giải: Co ® e + Ni; m = m0 – m’ = m0ð t = = 10,54 năm.
6. Phốt pho phóng xạ b- 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 còn lại là 2,5 g. Tính khối lượng ban đầu của nó.
Giải: P ® e + S; m = m0ð m0 = = m= 20g 
Bài tập trắc nghiệm:
1. Có 100 g chất phóng xạ với chu kì bán rã là 7 ngày đêm. Sau 28 ngày đêm khối lượng chất phóng xạ đó còn lại là 	A. 93,75 g.	 B. 87,5 g.	C. 12,5 g.	D. 6,25 g.
2. Chất phóng xạ iôt I có chu kì bán rã 8 ngày. Lúc đầu có 200 g chất này. Sau 24 ngày, số iốt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là A. 50 g. B. 175 g. C. 25 g. D. 150 g.
3. Sau thời gian t, khối lượng của một chất phóng xạ b- giảm 128 lần. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là A. 128t.	B. .	C. .	D. t.
4. Trong quá trình biến đổi U thành Pb chỉ xảy ra phóng xạ a và b-. Số lần phóng xạ a và b- lần lượt là A. 8 và 10.	 B. 8 và 6.	C. 10 và 6.	 D. 6 và 8.
5. Chu kỳ bán rã của Co bằng gần 5 năm. Sau 10 năm, từ một nguồn Co có khối lượng 1 g sẽ còn lại
	A. gần 0,75 g.	 	B. hơn 0,75 g một lượng nhỏ.	 
	C. gần 0,25 g. 	D. hơn 0,25 g một lượng nhỏ.
6. Chu kì bán rã của chất phóng xạ Sr là 20 năm. Sau 80 năm có bao nhiêu phần trăm chất phóng xạ đó phân rã thành chất khác? A. 6,25%. B. 12,5%.	C. 87,5%.	D. 93,75%.
7. Trong nguồn phóng xạ P với chu kì bán rã 14 ngày có 3.1023 nguyên tử. Bốn tuần lễ trước đó số nguyên tử P trong nguồn đó là
A. 3.1023 nguyên tử. B. 6.1023 nguyên tử. C. 12.1023 nguyên tử. D. 48.1023 nguyên tử.
8. 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
	A. 12 giờ.	B. 8 giờ.	C. 6 giờ.	D. 4 giờ.
9. Có 100 g iôt phóng xạ I với chu kì bán rã là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ. 	A. 8,7 g.	B. 7,8 g.	C. 0,87 g.	D. 0,78 g.
10. (Đề thi ĐH – CĐ năm 2011): Chất phóng xạ pôlôni phát ra tia a và biến đổi thành chì . Cho chu kì bán rã của là 138 ngày. Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni nguyên chất. Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là . Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là A. . B. .	 C. .	D. .
3. Dạng 3: Bài tập về năng lượng của phản ứng phóng xạ hạt nhân
a)Tóm tắc kiến thức:
 -Phương trình phóng xạ: 	
 -Năng lượng toả ra trong một phân rã: = (mA – mB – mC).c2
 mA , mB ,mC là khối lượng các hạt nhân trước và sau tương tác và 1u= 931 MeV/c2
+=931 (mA – mB – mC) (MeV)
	+=() c2= 931() (MeV)
Với 	 ,, là độ hụt khối các hạt nhân trước và sau tương tác
+=
Với ,, là năng lượng liên kết của các hạt nhân trước và sau tương tác
b)Phương pháp:
1.Động năng các hạt B,C
= == 
	2. % năng lượng toả ra chuyển thành động năng của các hạt B,C
	% WC ==100% ; 	%WB =100% - %WC
	3.Vận tốc chuyển động của hạt B,C
	 WC =mv2 v= 
Chú ý: Khi tính vận tốc của các hạt B,C - Động năng của các hạt phải đổi ra đơn vị (J)
 - Khối lượng các hạt phả đổi ra kg
 - 1u=1,66055.10-27 kg
 - 1MeV=1,6.10-13 J 
c)Các ví dụ
Ví dụ 1 : Randon là chất phóng xạ phóng ra hạt và hạt nhân con X với chu kì bán rã T=3,8 ngày.Biết rằng sự phóng xạ này toả ra năng lượng 12,5MeV dưới dạng tổng động năng của hai hạt sinh ra (W + WX). Hãy tìm động năng của mỗi hạt sinh ra. Khi tính, có thể lấy tỉ số khối lượng của các hạt gần đúng bằng tỉ số số khối của chúng (m/mXA/AX). Cho NA=6,023.1023mol-1.
Giải : W + WX	==12,5 =.12,5= 12,275 MeV
	 = 12,5 -12,275=0,225MeV
Ví dụ 2 :Hạt nhân có chu kì bán rã 1570 năm, đứng yên phân rã ra một hạt và biết đổi thành hạt nhân X. Động năng của hạt trong phân rã là 4,8MeV. Hãy xác định  năng lượng toàn phần toả ra trong một phân rã.Coi khối lượng của hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xỉ bằng khối lượng của chúng.
Giải : ==WX = .Wα = .4,8= 0,0865 MeV
	W + WX	==4,8 +0,0865 =4,8865 MeV
Ví dụ 3 :. Hạt nhân có tính phóng xạ . Trước khi phóng xạ hạt nhân Po đứng yên. Tính động năng của hạt nhân X sau phóng xạ. Cho khối lượng hạt nhân Po là mPo=209,93733u, mX=205,92944u, m=4,00150u, 1u=931MeV/c2.
Giải : =931 (mA – mB – mC)=931.( 209,93733-205,92944-4,00150)=5,949(MeV)
	W + WX	==5,949 nên =.5,949=0,1133 MeV
Ví dụ 4 :Hãy viết phương trình phóng xạ của Randon ().Có bao nhiêu phần trăm năng lượng toả ra trong phản ứng trên được chuyển thành động năng của hạt ? Coi rằng hạt nhân Randon ban đầu đứng yên và khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của nó.
Giải : % WC==100%=.100%=98,2%
4.Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Hạt nhân phóng xạ Pôlôni đứng yên phát ra tia α và sinh ra hạt nhân con X. Biết rằng mỗi phản ứng phân rã α của Pôlôni giải phóng một năng lượng . Lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân theo số khối A bằng đơn vị u. Động năng của hạt α có giá trị A. 2,15MeV B.2,55MeV	C. 2,75MeV D. 2,89MeV
Câu 2:Hạt nhân phóng xạ Pôlôni 210Po đứng yên phát ra tia và sinh ra hạt nhân con X. Biết rằng mỗi phản ứng phân rã của Pôlôni giải phóng một năng lượng E = 2,6MeV. Lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân theo số khối A bằng đơn vị u. Động năng của hạt có giá trị A. 2,15MeV 	B. 2,55MeV 	C. 2,75MeV 	D. 2,89MeV 
Câu 3:Hạt nhân đứng yên phóng xạ α và biến đổi thành hạt nhân X , biết động năng của hạt α là : = 4,8 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân tính bằng u bằng số khối của chúng, năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên bằng 
A. 1.231 MeV 	B. 2,596 MeV 	C. 4,886 MeV 	D. 9,667 MeV 
Câu 4: Chất phóng xạ phát ra tia α và biến đổi thành. Biết khối lượng các hạt là . Năng lượng toả ra khi 10g Po phân rã hết là A. . 	B. . 	C.. 	D. .
4. Dạng 4: Xác định thời gian phóng xạ t, tuổi thọ t của vật chất.
a.Phương pháp:
- Vận dụng các công thức xác định khối lượng hạt nhân con và hạt nhân mẹ ở thời điểm t, công thức độ phóng xạ. 
-Lưu ý : các đại lượng m & m0 , N & N0 , H –&H0 phải cùng đơn vị .. 
-Tuổi của vật cổ: hay .
b. Bài tập:
Bài 1: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy? Giải :Dm=3m. Theo đề , ta có : t = 2T. 
Bài 2:Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 360 giờ. Sau bao lâu thì khối lượng của nó chỉ còn 1/32 khối lượng ban đầu?
Giải: 
T = 360h ; . t? Ta có ÞÞ t = 5Tt = 1800 giờ = 75 ngày. 
Bài 3: Lúc đầu một mẫu Pôlôni nguyên chất, có khối lượng 2g, chất phóng xạ này phát ra hạt a và biến thành hạt nhân X.
a) Viết phương trình phản ứng. Nêu cấu tạo hạt nhân X.
b) Tại thới điểm khảo sát, người ta biết được tỉ số giữa khối lượng X và khối lượng Pôlôni còn lại trong mẫu vật là 0,6. Tính tuổi của mẫu vật. Cho biết chu kì bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày, NA = 6,023 x 1023 hạt/mol.
Giải a) Viết phương trình :
Ap dụng định luật bảo toàn số khối : 210 = 4 + A Þ A = 206
Ap dụng định luật bảo toàn điện tích : 84 = 2 + Z Þ Z = 82
Vậy . Hạt nhân được cấu tạo từ 82 prôtôn và 124 nơtrôn
b) Ta có : - Số hạt Pôlôni ban đầu : ; - Số Pôlôni còn lại : 
 -Số hạt Pôlôni bị phân rã :;;
- Số hạt chì sinh ra : 
- Khối lượng chì tạo thành : (1);

Tài liệu đính kèm:

  • docsang_kien_kinh_nghiem_he_thong_va_phuong_phap_giai_bai_tap_c.doc
  • docHANH 2019 MỤC LỤC.doc