SKKN Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ

SKKN Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ

Hiện nay với sự đổi mới trong việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh, đặc biệt trong đề thi trung học phổ thông quốc gia thi bằng hình thức thi trắc nghiệm đòi hỏi người học phải có nền tảng kiến thức lý thuyết vững vàng, cách nhìn nhận bài toán, kỹ năng xử lý bài toán chuyên nghiệp. Với mỗi dạng toán vật lý thông thường có nhiều cách giải khác nhau. Tôi thiết nghĩ những bài toán mở đầu của các dạng thì phải lựa chọn cách giải tuần tự chi tiết từng bước còn các bài toán tiếp sau thì phải rút ra được quy trình giải nhanh. Sau khi vận dụng các quy trình giải nhanh sẽ giúp học sinh nhớ được những dạng toán cơ bản và phát hiện những bài toán được gọi là mới lạ nhưng thực ra nó chính là hình thức biến tướng của các dạng toán quen thuộc. Hơn nữa việc giải tốt các bài tập vật lý còn giúp các em hiểu rõ bản chất của những vấn đề lý thuyết mà các em còn khúc mắc trong các tiết học, giúp các em tăng niềm say mê học tập và nghiên cứu vật lý.

Trong chương trình vật lý 12 các kiến thức ở sách giáo khoa về chương Hạt nhân nguyên tử nói chung và nội dung về Định luật phóng xạ nói riêng là rất cơ bản, tuy nhiên do sự hạn chế về mặt thời gian và khả năng suy luận của học sinh . Nên khi gặp những bài tập đòi hỏi phải có suy luận thì các em khá lúng túng không biết làm thế nào. Để giúp học sinh có thể phân loại và đưa ra phương pháp giải nhanh các bài tập về vận dụng Định phóng xạ trong chương Hạt nhân nguyên tử, nên tôi đã chọn đề tài “Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ” để làm đề tài cho bài nghiên cứu của mình với mong muốn giúp các em sẽ nắm vững hơn và giải nhanh các bài toán vận dụng định luật phóng xạ

Tuy đề tài chỉ nằm trong một phạm vi rất nhỏ trong tổng thể 8 Chương nhưng hy vọng giúp đỡ học sinh trường trung học phổ thông thạch thành 2 giải nhanh các bài tập xuất hiện trong các đề thi trung học phổ thông quốc gia về “ Các bài toán về hiện tượng phóng xạ ”. Tôi rất mong được sự nhận xét của quý lãnh đạo, đồng nghiệp để tôi hoàn thiện hơn sáng kiến kinh nghiệm của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn!

 

doc 15 trang thuychi01 5213
Bạn đang xem tài liệu "SKKN Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
Trang
I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1
1
LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1
2
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
2
3
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2
4
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2
II
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
3
1
CƠ SỞ LÍ LUẬN
3
2
THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
3
3
CÁC BIỆN PHÁP ĐỂ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
4
4
 CÁC GIẢI PHÁP THỰC VÀ BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
4
5
HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
16
III
KẾT LUẬN 
17
I. MỞ ĐẦU
1 . LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI :
Hiện nay với sự đổi mới trong việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh, đặc biệt trong đề thi trung học phổ thông quốc gia thi bằng hình thức thi trắc nghiệm đòi hỏi người học phải có nền tảng kiến thức lý thuyết vững vàng, cách nhìn nhận bài toán, kỹ năng xử lý bài toán chuyên nghiệp. Với mỗi dạng toán vật lý thông thường có nhiều cách giải khác nhau. Tôi thiết nghĩ những bài toán mở đầu của các dạng thì phải lựa chọn cách giải tuần tự chi tiết từng bước còn các bài toán tiếp sau thì phải rút ra được quy trình giải nhanh. Sau khi vận dụng các quy trình giải nhanh sẽ giúp học sinh nhớ được những dạng toán cơ bản và phát hiện những bài toán được gọi là mới lạ nhưng thực ra nó chính là hình thức biến tướng của các dạng toán quen thuộc. Hơn nữa việc giải tốt các bài tập vật lý còn giúp các em hiểu rõ bản chất của những vấn đề lý thuyết mà các em còn khúc mắc trong các tiết học, giúp các em tăng niềm say mê học tập và nghiên cứu vật lý.
Trong chương trình vật lý 12 các kiến thức ở sách giáo khoa về chương Hạt nhân nguyên tử nói chung và nội dung về Định luật phóng xạ nói riêng là rất cơ bản, tuy nhiên do sự hạn chế về mặt thời gian và khả năng suy luận của học sinh . Nên khi gặp những bài tập đòi hỏi phải có suy luận thì các em khá lúng túng không biết làm thế nào. Để giúp học sinh có thể phân loại và đưa ra phương pháp giải nhanh các bài tập về vận dụng Định phóng xạ trong chương Hạt nhân nguyên tử, nên tôi đã chọn đề tài “Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ” để làm đề tài cho bài nghiên cứu của mình với mong muốn giúp các em sẽ nắm vững hơn và giải nhanh các bài toán vận dụng định luật phóng xạ
Tuy đề tài chỉ nằm trong một phạm vi rất nhỏ trong tổng thể 8 Chương nhưng hy vọng giúp đỡ học sinh trường trung học phổ thông thạch thành 2 giải nhanh các bài tập xuất hiện trong các đề thi trung học phổ thông quốc gia về “ Các bài toán về hiện tượng phóng xạ ”. Tôi rất mong được sự nhận xét của quý lãnh đạo, đồng nghiệp để tôi hoàn thiện hơn sáng kiến kinh nghiệm của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn!
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CÚU
	Mục đích khi nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm này là nhằm cung cấp cho học sinh cách phân loại và đưa ra phương pháp giải nhanh các dạng toán vận dụng nội dung định luật phóng xạ. Đồng thời cung cấp cho học sinh tài liệu học tập về phần kiến thức bài định luật phóng xạ , và nội dung kiến thức Hạt nhân nguyên tử.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
1. Phân loại và hướng dẫn giải nhanh các dạng toán vận dụng định luật phóng xạ
2. Phạm vi nghiên cứu: 
	Học sinh lớp 12A1 trường THPT Thạch Thành 2 năm học 2017 – 2018
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :
 Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau :
- Phương pháp điều tra giáo dục.
- Phương pháp quan sát sư phạm.
- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh.
II. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN:
1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU :
 Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lý là một hoạt động dạy học, một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng. Bài tập Vật lý sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý. Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện và trở thành vốn riêng của học sinh. Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh phân tích, tổng hợp khái quát hoá....để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết giúp phát triển tư duy và sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy nghĩ, suy luận.... Nên bài tập Vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh.
2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG
	Trong quá tr×nh d¹y häc chÝnh kho¸ phÇn kiÕn thøc vÒ nội dung định luật phóng xạ v« cïng quan träng. Tuy nhiªn trong SGK thêi l­îng tiÕt lÝ thuyÕt vµ tiÕt bµi tËp rÊt Ýt kh«ng thÓ ®¸p øng ®­îc viÖc n¾m kiÕn thøc còng nh­ vËn dông kiÕn thøc vµo gi¶i c¸c d¹ng bµi tËp cho häc sinh. Bªn c¹nh ®ã s¸ch tham kh¶o còng chØ ®Ò cËp mét c¸ch chung chung rÊt khã cho viÖc lÜnh héi kiÕn thøc cña häc sinh, dÉn ®Õn kÕt qu¶ kiÓm tra kh¶o s¸t rÊt thÊp.
	Một thực trạng nữa là các hiện tượng vật lí đòi hỏi sự tư duy, tưởng tượng trong quá trình học và làm bài tập vận dụng kiến thức là yếu tố gây nên sự khó khăn rất lớn cho học sinh. 
	Thực tế giảng dạy những năm vừa qua cho thấy nhiều học sinh thực sự lúng túng trước những bài toán liên quan tới nội dung Định luật phóng xạ, và việc nắm vững kiến thức bản chất vật lý cho từng nội dung là rất khó khăn. Xuất phát từ thực trạng trên, với mong muốn giúp học sinh học có cách tiếp cận kiến một cách tốt nhất , và vận dụng thành thạo kiến thức cơ bản của lý thuyết để đưa vào sử lý các bài toán một cách có kĩ năng, kĩ xảo. Từ đó nâng cao tính áp dụng vào thực tiễn của bài học. 	Tôi đã cố gắng xây dựng hệ thống kiến thức lý thuyết cơ bản và lựa chọn, phân loại các bài toán cho phù hợp với từng nội dung, giúp học sinh chủ động khai thác lĩnh hội kiến thức và vận dụng kiến thức vào trong thực tiễn.
3. CÁC GIẢI PHÁP THỰC VÀ BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
- Phân dạng và lựa chọn các bài toán liên quan đến "Định luật phóng xạ" phù hợp để hướng dẫn học sinh đưa ra các phương án giải .
- Xây dựng hệ thống bài tập để học sinh vận dụng. 
- Tiến hành giảng dạy thực nghiệm, kiểm tra, đánh giá chứng minh hiệu quả đề tài.
4. CÁC BIỆN PHÁP ĐỂ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
Dạng 1: Xác định lượng chất còn lại (N hay m), độ phóng xạ: 
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 : 
-Chú ý: + t và T phải đưa về cùng đơn vị . 
 + m và m0 cùng 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
Còn lại N= N0 
Tỉ số N/N0 hay (%)
 Bị phân rã N0 – N (%)
Tỉ số 
(N0- N)/N0
Tỉ số 
(N0- N)/N
t =T
N = N0 =
1/2 hay ( 50%)
 N0/2 hay ( 50%)
1/2
1
t =2T
N = N0 =
1/4 hay (25%)
 3N0/4 hay (75%)
3/4
3
t =3T
N = N0 =
1/8 hay (12,5%)
7N0/8 hay (87,5%)
7/8
7
t =4T
N = N0 =
1/16 hay (6,25%)
15N0/16 hay (93,75%)
15/16
15
t =5T
N = N0=
1/32 hay (3,125%)
31N0/32 hay (96,875%)
31/32
31
t =6T
N = N0 =
1/64 hay (1,5625%)
63N0/64 hay (98,4375%)
63/64
63
t =7T
N = N0 =
1/128 hay (0,78125%)
127N0/128 hay (99,21875%)
127/128
127
t =8T
N = N0 =
1/256 hay(0,390625%)
255N0/256 hay (99,609375%)
255/256
255
t =9T
.................
-----------
----------
-------
-------
Hay:
 Thời gian t
T
2T
3T
4T
5T
6T
7T
Còn lại: N/N0 hay m/m0
1/2
1/22
1/23
1/24
1/25
1/26
1/27
 Đã rã: (N0 – N)/N0 
1/2
3/4
7/8
15/16
31/32
63/64
127/128
Tỉ lệ % đã rã 
50%
75%
87,5%
93,75%
96,875%
98,4375%
99,21875%
 Tỉ lệ ( tỉ số) hạt đã rã và còn lại 
1
3
7
15
31
63
127
Tỉ lệ ( tỉ số) hạt còn lại và đã bị phân rã 
1
1/3
1/7
1/15
1/31
1/63
1/127
b. Bài tập vận dụng:
Bài 1. 
	Chất phóng xạ Coban 60Co dùng trong y tế có chu kì bán rã T = 5,33 năm và khối lượng nguyên tử là 58,9u. Ban đầu có 500 (g) 60Co.
a) Khối lượng 60Co còn lại sau 12 năm là bao nhiêu ?
b) Sau bao lâu thì khối lượng chất phóng xạ còn lại 100 (g)?
Hướng dẫn giải:
Theo bài ta có m0 = 500 (g), T = 5,33 (năm), t = 12 (năm)
a) Khối lượng còn lại của Co ban là - 
b) Khi khối lượng chất Co còn lại 100 (g) thì ta có m = 100 (g).
Khi đó từ công thức: 
Từ đó ta có (năm)
Bài 2 . Ban đầu có 1 kg chất phóng xạ Coban 60Co chu kì bán rã T = 5,33 năm.
a) Sau 15 năm, lượng chất Coban còn lại bao nhiêu?
b) Sau bao lâu khối lượng Coban chỉ còn bằng 10 (g).
c) Sau bao lâu khối lượng Coban chỉ còn bằng 62,5 (g).
Hướng dẫn giải:
a) Lượng Coban còn lại sau t = 15 năm: (gam)
b) Ta có m = 10(gam) nên 
Từ đó ta có (năm)
Vậy sau 35,38 năm thì lượng Coban chỉ còn lại 10 (g).
c)
 Ta có m = 62,5 (g) nên 
 Vậy sau 21,32 năm thì lượng Coban chỉ còn lại 62,5 (g).
Nhận xét:
Trong phần c của ví dụ trên sở dĩ chúng ta không sử dụng công thức như phần b là vì ta nhẩm được ngay tỉ số m/m0 là lũy thừa của 2 nên việc sử dụng công thức như trong kết quả trên sẽ cho được một kết quả “đẹp mắt” hơn.
Bài 3: Một chất phóng xạ ban 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 xạ đó là 
A. N0 /6 	 B. N0 /16. C. N0 /9. 	 D. N0 /4. 
HD Giải : t1 = 1năm thì số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) là N1, theo đề ta có : 
 Sau 1năm nữa tức là t2 = 2t1 năm thì số hạt nhân còn lại chưa phân rã là N2, ta có : 
 . Hoặc N2 = Chọn: C
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 ?
 - Số hạt nhân, khối lượng đã bị phân rã ở thời điểm t: 
- Từ đó , Tỉ lệ số hạt nhân ( khối lượng ) đã bị phân rã là 
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 vận dụng:
Bài 1: Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s trong 1g Rađi Ra . Cho biết chu kỳ bán rã của Ra là 1580 năm. Số Avôgađrô là NA = 6,02.1023 mol-1.
 A. 3,55.1010 hạt. B. 3,40.1010 hạt. C. 3,75.1010 hạt. D..3,70.1010 hạt.
 HD Giải: Số hạt nhân nguyên tử có trong 1 gam 226Ra là : 
 N0 = hạt .
 Suy ra số hạt nhân nguyên tử Ra phân rã sau 1 s là :
 hạt . Chọn D. 
Bài 2: 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 
A. 7	B. 3	C. 1/3	D. 1/7 
 HD Giải : 
 Thời gian phân rã t = 3T; 
 Số hạt nhân còn lại : 
Bài 3: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 20 phút. Ban đầu một mẫu chất đó có khối lượng là 2g. Sau 1h40 phút, lượng chất đã phân rã có giá trị nào?
 A: 1,9375 g B: 0,0625g	 C: 1,25 g D: một đáp án khác
HD Giải: Số lượng chất đã phân rã =1,9375 g Chọn A. 
Bài 4: Hạt nhân phóng xạ anpha thành hạt nhân chì bền. Ban đầu trong mẫu Po chứa một lượng mo (g). Bỏ qua năng lượng hạt của photon gama. Khối lượng hạt nhân con tạo thành tính theo m0 sau bốn chu kì bán rã là?
 A.0,92m0	 B.0,06m0	 C.0,98m0	 D.0,12m0
HD Giải: 
 Áp dụng định luật phóng xạ N = N0 /24 .số hạt nhân chì tạo thành đúng bằng số hạt nhân Po bi phân rã = ( N0 = ) 
 .Suy ra mPb = = = 0,9196m0.
Bài 5: Xét phản ứng: Th → Pb + xHe + yβ– . Chất phóng xạ Th có chu kỳ bán rã là T. Sau thời gian t = 2T thì tỷ số số hạt a và số nguyên tử Th còn lại là: 
 A. 18. B. 3 C. 12.	 D. 
Giải: ĐL BT Số khối: 232 = 4x+ 208 => x = 6
 ĐL BT điện tích Z: 90 = 2x-y+82 => y = 4
Sau 2T thì số hạt Th còn lại : 
Sau 2T thì số hạt a tạo thành : 
Sau 2T thì tỉ số hạt a và số nguyên tử Th còn lại:Chọn A
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.
 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)
- Số mol chất bị phân rã bằng số mol chất tạo thành 
- Khối lượng chất tạo thành là . Tổng quát : mcon = 
- Hay 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
 NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avôgađrô.
- Lưu ý : Ttrong phân rã b : khối lượng hạt nhân con hình thành bằng khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã
 (Trường hợp phóng xạ b+, b- thì A = A1 Þ m1 = Dm )
b. Bài tập vận dụng:
Bài 1: Đồng vị Na là chất phóng xạ β- tạo thành hạt nhân magiê Mg. Ban đầu có 12 gam Na và chu kì bán rã là 15 giờ. Sau 45h thì khối lượng Mg tạo thành là :
 A. 10,5g 	 B. 5,16 g 	 C. 51,6g 	 D. 0,516g 
HD Giải: Nhận xét : t = 3.T nên ta dùng hàm mũ 2 để giải cho nhanh bài toán :
- Khối lượng Na bị phân rã sau 45 = 3T giờ: Δm 
 Δm = 10,5 g .
 - Suy ra khối lượng của mg tạo thành : mcon = gam.
 Chọn đáp án A 
Bài 2 : Chất phóng xạ Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng ra tia a và biến thành đồng vị chì ,ban đầu có 0,168g poloni . Hỏi sau 414 ngày đêm có :
Bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã?
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:
 hay khối lượng chất bị phân rã Dm = = 0,147g
 nguyên tử
b.Khối lượng chì hình thành trong 414 ngày đêm: 
 mcon = = 
Bài 3 : Hạt nhân Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt a và biến 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 . Phương trình phản ứng: Ra ® He + Rn. Trong năm thứ 786:
 - Khối lượng Ra bị phân rã là: mRa = m0(-) = 7.10-4g; 
 - Khối lượng Rn được tạo thành: mRn = mRa.= 6,93g; 
 số hạt nhân Rn được tạo thành là: NRn = .NA = 1,88.1018 hạt.
Dạng 4: Xác định chu kì bán rã T.
a.Phương pháp: 
1) 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
 N= N0 => T= .Hoặc m=m0 => T= 
 Nếu => x = Hoặc: => x = 
 Nếu = = (với n є N * ) 
Nếu: = không đẹp thì: m Þ T=.
 Tương tự cho số nguyên tử và độ phóng xạ:
 N Þ T =.
 H Þ T =.
b)Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t
 N = N0(1-) =>=1- =>T= -
2)Tìm chu kì bán rã khi biết số hạt nhân(hay khối lượng) ở các thời điểm t1 và t2
-Theo số hạt nhân: N1= N0 ; N2=N0 ; ===>
 T = 
 -Theo số khối lượng: m1= m0 ; m2 = m0 => == 
 =>T = 
3)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
 Sau đó t (s) : là số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t2-t1
-Ban đầu : H0=; -Sau đó t(s) H= mà H=H0=> T=
b. Bài tập vận dụng:
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
A. 3 năm	B. 4,5 năm	C. 9 năm	D. 48 năm
HD Giải : Ta có == Þ== 3 năm . Chon đáp án A. 
Bài 2: Sau thời gian t, độ phóng xạ 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.
HD Giải: Ta có = Û Đáp án C
Bài 3. : 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:
 A. 1h	 B. 3h	 C. 4h	 D. 2h
 HD: 
Bài 4. 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: Tính chu kì bán rã của Po: == =(1-)
 T=-= = 138 ngày
Bài 5: 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. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
	A. 50 s.	 B. 25 s.	 C. 400 s.	 D. 200 s.
HD Giải .
 Ta có: N = N0ð = . 
Theo bài ra: = = 20% = 0,2 (1); = = 5% = 0,05 (2). 
Từ (1) và (2) suy ra: = = = 4 = 22 
 ð = 2 ð T = = 50 s.
Bài 6: Để xác định chu kỳ bán rã T của một đồng vị phóng xạ, người ta thường đo khối lượng đồng vị phóng xạ đó trong mẫu chất khác nhau 8 ngày được các thông số đo là 8µg và 2µg.Tìm chu kỳ bán rã T của đồng vị đó?
A. 4 ngày. B. 2 ngày C. 1 ngày.	 D. 8 ngày.	 
HD Giải : Tìm chu kì bán rã khi biết số hạt nhân( khối lượng) ở các thời điểm t1 và t2
 m1= m0 ; m2=m0 => ===>T = 
 Thế số : T = = =
Dạng 5 : Xác định thời gian phóng xạ t, tuổi thọ vật chất.
a.Phương pháp: Tương tự như dạng 4 : 
Lưu ý : các đại lượng m & m0 , N & N0 , phải cùng đơn vị .. 
Tuổi của vật cổ: hay .
b. Bài tập vận dụng
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? 
 	A. 2T.	 B. 3T. 	 C. 0,5T. 	 D. T. 
Giải : Dm=3m. Theo đề , ta có : t = 2T. Chọn đáp án : A
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 :
A. 75 ngày 	 B. 11,25 giờ	 C. 11,25 ngày 	 D. 480 ngày
HD Giải: T = 360h ; . t? Ta có Þ Þ t = 5Tt = 1800 giờ = 75 ngày. Chọn A. 
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 = 6,023.1023 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); 
 - Khối Pôlôni còn lại : 	
Bài 4: Chất phóng xạ urani 238 sau một loạt phóng xạ a và b thì biến thành chì 206. Chu kì bán rã của sự biến đổi tổng hợp này là 4,6.109 năm. Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani không chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá là thì tuổi của đá là bao nhiêu?
HD Giải : Số hạt U 238 bị phân rã hiện nay bằng số hạt chì pb 206 được tạo thành: 
 Khối lượng Pb 206: ; Khối lượng U 238 
Giả thiết 
5 . HIỆU QUẢ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
 Để kiểm nghiệm kết quả cho đề tài nghiên cứu của mình tôi đã chọn 2 lớp, học sinh đều có trình độ đầu vào ngang nhau đó là các lớp 12A1 của trường THPT Thạch Thành 2 năm học 2016-2017 và lớp 12A1 năm học 2017- 2018. Lớp thực nghiệm là 12A1 năm học 2017-2018: Tổ chức dạy học theo cách tiếp cận kiến thức của sáng kiến kinh nghiệm. Lớp đối chứng là lớp 12A1 năm học 2016- 2017 tổ chức theo cách chưa áp dụng sáng kiến kinh kinh nghiệm. Sau các tiết dạy tôi đã kiểm tra việc lĩnh hội kiến thức và thu được kết quả như sau( các lớp trên kiểm tra cùng đề):
Bảng kết quả kiểm chứng
Lớp
Kết quả hoc tập
Dưới mức
trung bình
Mức trung
bình
Mức khá
Mức giỏi
12A1: Năm 2016 - 2017
7,3%
53,4%
37,3 %
2 %
12A1: Năm 2017 - 2018
0 %
45,6 %
42,4 %
12%
 Bảng kết quả trên đã chứng minh ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm đối với học sinh lớp 12 khi vận dụng kết quả của sáng kiến kinh nghiệm vào giải quyết các bài toán về vận dụng định luật phóng xạ trong vật lý hạt nhân 
III . KẾT LUẬN CHUNG
Phân loại và hướng dẫn giải nhanh bài toán vận dụng định luật phóng xạ đóng vai trò quan trọng trong việc học tập bộ môn vật lý trong trường THPT, nó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, đồng thời nó góp phần quan trọng trong việc ôn luyện kiến thức lý thuyết và góp phần không nhỏ vào việc vận dụng những kiến thức học được từ những nội dung này vào đời sống thực tiễn và trong nghiên cứu khoa học sau này của các em. 
Trong quá trình giảng dạy môn vật lý tại trường THPT cũng gặp không ít khó khăn trong việc giúp các em học sinh hình thành tính chủ động và tích cực tron

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_phan_loai_va_huong_dan_giai_nhanh_cac_dang_toan_van_dun.doc