SKKN Phát triển năng lực của học sinh THPT qua hệ thống bài tập vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Chương hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12
Nhân loại đang ở thế kỷ XXI - thế kỷ mà tri thức, kĩ năng của con người được coi là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Trong xã hội tương lai- xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người thông minh, trí tuệ phát triển, sáng tạo và giàu tính nhân văn. Muốn thực hiện tốt nhiệm vụ này, nhà trường phổ thông trước hết phải cung cấp cho học sinh hệ thống những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tế đất nước, tư duy và hệ thống những kĩ năng, kĩ xảo tương ứng.
Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản, có hệ thống về vật lí. Hệ thống kiến thức này phải thiết thực và có tính kỹ thuật tổng hợp và đặc biệt phải phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại.
Trong dạy học vật lí, có thể nâng cao chất lượng học tập và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý các học sinh sẽ có được những những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể, làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn hơn.
Tuy nhiên, số lượng bài tập trong sách giáo khoa và trong các sách bài tập là rất nhiều, sắp xếp chưa hợp lý, gây khó khăn cho nhiều giáo viên trong việc lựa chọn bài tập ra cho học sinh. Vì vậy, cần phải có một sự lựa chọn, phân loại, sắp xếp lại các bài tập theo một hệ thống tối ưu phù hợp với chương trình giáo dục mới và thời gian dành cho học sinh ở lớp học, cũng như ở nhà.
MỤC LỤC Trang 1. Mở đầu................................................................................................ 1 1.1. Lí do chọn đề tài .............................................................................. 1 1.2. Mục đích nghiên cứu 2 1.3. Đối tượng nghiên cứu... 2 1.4. Phương pháp nghiên cứu.. 2 2. Nội dung của đề tài. 3 2.1. Cơ sở lí luận. 3 2.1.1. Khái niệm bài tập vật lí ................................................................ 3 2.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí......................................... 3 2.1.3. Phân loại bài tập vật lí .................................................................. 3 2.1.4. Phương pháp giải bài tập vật lí ..................................................... 3 2.1.5. Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại bài tập theo logic nhận thức trong hệ thống bài tập chọn lọc.............................................. 3 2.1.6. Các tiêu chí dùng để xây dựng hệ thống bài tập.......................... 4 2.2. Thực trạng của đề tài........................................................................ 4 2.3. Các giải pháp thực hiện 5 2.3.1. Kiến thức cơ bản về phản ứng hạt nhân vật lí lớp 12.... 5 2.3.2. Bài tập vận dụng các định luật bảo toàn trong phản tứng hạt nhân vật lí lớp 12 THPT ..................... 7 2.3.2.1. Bài tập vận dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối.......................................................................................................... 7 2.3.2.2. Bài tập tìm năng lượng của phản ứng hạt nhân khi biết khối lượng hoặc độ hụt khối của các hạt nhân trong phản ứng.................... 8 2.3.2.3. Bài tập xác định năng lượng, động năng và vận tốc của các hạt trong phản ứng hạt nhân ............................................................... 10 2.4. Hiệu quả của SKKN........................................................................ 16 3. Kết luận, kiến nghị.............................................................................. 17 3.1. Kết luận 17 3.2. Kiến nghị.. 17 Tài liệu tham khảo... 19 1. MỞ ĐẦU 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.1.1 Lý do khách quan Nhân loại đang ở thế kỷ XXI - thế kỷ mà tri thức, kĩ năng của con người được coi là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Trong xã hội tương lai- xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người thông minh, trí tuệ phát triển, sáng tạo và giàu tính nhân văn. Muốn thực hiện tốt nhiệm vụ này, nhà trường phổ thông trước hết phải cung cấp cho học sinh hệ thống những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, phù hợp với thực tế đất nước, tư duy và hệ thống những kĩ năng, kĩ xảo tương ứng. Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản, có hệ thống về vật lí. Hệ thống kiến thức này phải thiết thực và có tính kỹ thuật tổng hợp và đặc biệt phải phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại. Trong dạy học vật lí, có thể nâng cao chất lượng học tập và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau. Bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý các học sinh sẽ có được những những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể, làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn hơn. Tuy nhiên, số lượng bài tập trong sách giáo khoa và trong các sách bài tập là rất nhiều, sắp xếp chưa hợp lý, gây khó khăn cho nhiều giáo viên trong việc lựa chọn bài tập ra cho học sinh. Vì vậy, cần phải có một sự lựa chọn, phân loại, sắp xếp lại các bài tập theo một hệ thống tối ưu phù hợp với chương trình giáo dục mới và thời gian dành cho học sinh ở lớp học, cũng như ở nhà. 1.1.2. Lý do chủ quan Trong chương trình vật lí 12, chương “Hạt nhân nguyên tử” là phần kiến thức khó, nhưng rất bổ ích vì năng lượng hạt nhân sẽ là nguồn năng lượng vô tận trong tương lai không xa. Đây là cơ sở chính để giáo dục kiến thức tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh. Phần kiến thức này có nhiều bài tập hay có thể giúp học sinh đào sâu suy nghĩ và phát triển tư duy thực tiễn. Tuy nhiên trong thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy hệ thống bài tập của phần này trong sách giáo khoa và sách bài tập chưa thực sự khoa học, sáng tạo. Dẫn đến khó khăn cho giáo viên và học sinh trong việc chọn lựa bài tập có hệ thống phù hợp, từ đó không phát triển được năng lực của học sinh. Vì vậy kết quả học tập phần kiến thức này không cao. Nhận thức được điều này, tôi mạnh dạn trình bày sáng kiến kinh nghiệm với đề tài:“Phát triển năng lực của học sinhTHPT qua hệ thống bài tập vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân” Chương hạt nhân nguyên tử – vật lí 12. 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác định hệ thống bài tập tối thiểu và đề ra cách sử dụng nó trong quá trình dạy học bài tập các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân - vật lí 12 THPT, nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua giải bài tập vật lí. 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu Hệ thống kiến thức và bài tập bài “phản ứng hạt nhân” vật lí 12 THPT. 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu Học sinh các lớp: 12C2; 12C3; 12C9 năm học 2016-2017 và học sinh các lớp 12A2; 12A3; 12A9 năm học 2017-2018 trường THTP Quảng Xương II. 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu được sử dụng là phân tích lí luận, thực nghiệm sư phạm kết hợp các phương pháp khác, như điều tra cơ bản bằng kiểm tra viết, quan sát, trò chuyện. Để đưa ra cách phân loại bài tập vật lí dựa vào hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình tự lực giải quyết vấn đề và cách giáo viên hướng dẫn học sinh giải bài tập. Đề tài đã nghiên cứu những cơ sở lí luận về bài tập vật lí, đồng thời, qua điều tra thực trạng nắm vững kiến thức của học sinh, xem xét thực tiễn sử dụng bài tập của giáo viên, việc giải bài tập của học sinh mà lựa chọn các bài tập phù hợp và hướng dẫn giải từng loại bài tập vật lí. 2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 2.1.1. Khái niệm bài tập vật lí Bài toán vật lí, hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tư duy và thói quen vận dụng kiến thức vào thực tiễn. 2.1.2. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí + Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức: + Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động. Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình. + Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới + Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. + Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh. + Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. + Bài tập vật lí cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. 2.1.3. Phân loại bài tập vật lí 2.1.3.1. Phân loại theo phương thức giải Theo phương thức giải, người ta phân biệt thành bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị 2.1.3.2. Phân loại theo nội dung Theo nội dung, người ta phân biệt các bài tập có nội dung trừu tượng, bài tập có nội dung cụ thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập vui. 2.1.3.3. Phân loại theo mục đích lí luận dạy học Có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo (bài tập nghiên cứu, bài tập thiết kế) 2.1.3.4. Phân loại theo hình thức làm bài Theo hình thức này, bài tập phân thành bài tập tự luận, bài tập trắc nghiệm khách quan. 2.1.4. Phương pháp giải bài tập vật lí Có thể vạch ra một dàn bài chung gồm các bước chính như sau: + Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện; + Phân tích hiện tượng; + Xây dựng lập luận; + Lựa chọn cách giải cho phù hợp; + Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận. 2.1.5. Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại bài tập theo logic nhận thức trong hệ thống bài tập chọn lọc Bài tập vật lí nói chung có tác dụng rất lớn về các mặt: giáo dục, giáo dưỡng, phát triển tư duy và giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Tác dụng ấy càng tích cực nếu trong quá trình dạy học có sự lựa chọn thật cẩn thận hệ thống bài tập: chặt chẽ về nội dung, thích hợp về phương pháp và bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thông. 2.1.6. Các tiêu chí dùng để xây dựng hệ thống bài tập Hệ thống các bài tập được lựa chọn cần thỏa mãn các tiêu chí sau: +Tiêu chí 1: Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp +Tiêu chí 2: Mỗi bài tập được chọn phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật lý, +Tiêu chí 3: Hệ thống bài tập phải giúp cho học sinh có kỹ năng vận dụng toán học tốt để sau này dễ tiếp thu kiến thức các phần mới và có thời gian nhiều hơn dành cho phần bản chất vật lí của các bài tập phải giải quyết. +Tiêu chí 4: Hệ thống bài tập phải đảm bảo được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập. +Tiêu chí 5: Hệ thống các bài tập được chọn lọc phải giúp cho học sinh nắm được phương pháp giải từng loại, dạng cụ thể. +Tiêu chí 6: Hệ thống bài tập phải giúp học sinh tự tìm ra vấn đề mới +Tiêu chí 7: Nội dung bài tập phải phù hợp yêu cầu của các kì thi nhưng vẫn phải đảm bảo phù hợp với thời gian học tập của học sinh ở lớp và ở nhà. 2.2. THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI 2.2.1. Đặc điểm tình hình của nhà trường Trường THPT Quảng Xương II đã trải qua 50 năm xây dựng và trưởng thành. Nhà trường đóng trên địa bàn xã Quảng Ngọc, Quảng Xương, Thanh Hóa. Vùng tuyển sinh của nhà trường là vùng đồng bằng, với học sinh chủ yếu là con em thuần nông. Trường có đội ngũ giáo viên vững vàng tay nghề, nhiệt tình, tâm huyết với công tác giáo dục và giảng dạy, các em học sinh đa phần là ngoan, chịu khó, với khả năng tư duy ở mức khá. 2.2.2. Thực trạng của đề tài Thực trạng của vấn đề giải bài tập bài “Phản ứng hạt nhân” vật lí 12 THPT - Về kiến thức: Đa phần học sinh chưa nắm vững kiến thức về định luật bảo toàn động lượng (đã học ở chương trình vật lí lớp 10), định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, kiến thức véc tơ trong toán học; hiểu mơ hồ về đơn vị khối lượng hạt nhân nguyên tử hay chưa hiểu rõ bản chất vật lí cũng như cách xây dựng công thức tính cho phần này mà mới dừng lại ở mức độ thuộc vẹt một số công thức đơn giản. - Về kỹ năng: Học sinh chưa biết cách sử dụng linh hoạt các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, các cách đổi đơn vị khối lượng của hạt nhân nguyên tử và các phép toán để giải quyết. Vì vậy các em giải một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được. - Mặt khác , trong một đơn vị lớp có nhiều đối tượng học sinh với các khả năng nhận thức, tư duy khác nhau nên không thể cho học sinh thảo luận để phát huy tối đa tính tích cực, chủ động trong học tập của mỗi em nhằm phát triển tư duy cho các em. - HS chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lí. - Thực tế, kết quả khảo sát chất lượng vật lí 12 của 3 lớp 12C2, 12C3, 12C9 của trường THPT Quảng Xương 2, năm học 2016-2017 về chương “Hạt nhân nguyên tử”: Lớp Số bài kiểm tra Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % SL % 12C2 45 4 8,9 25 55,5 13 28,8 3 6,8 0 0 12C3 44 0 0 18 40,9 15 34,1 8 18,2 3 6,8 12C9 45 0 0 10 22,2 20 44,4 10 22,2 5 11,2 2.3. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 2.3.1. Kiến thức cơ bản về phản ứng hạt nhân – Vật lý 12 THPT 2.3.1.1. Cấu tạo hạt nhân - Hạt nhân cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôtôn, kí hiệu p, khối lượng mp = 1,67262.10-27 kg, mang một điện tích nguyên tố dương +e, và nơtron kí hiệu n, khối lượng mn = 1,67493.10-27 kg, không mang điện. Prôtôn chính là hạt nhân nguyên tử hiđrô. - Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tử; Z được gọi là nguyên tử số. Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A. Số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z. - Kí hiệu hạt nhân: . 2.3.1.2 Đơn vị khối lượng nguyên tử Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. Một đơn vị u có giá trị bằng khối lượng của đồng vị cacbon C; 1 u = 1,66055.10-27 kg. Khối lượng của một nuclôn xấp xĩ bằng u. Nói chung một nguyên tử có số khối A thì có khối lượng xấp xĩ bằng A.u. 2.3.1.3. Khối lượng và năng lượng - Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2 (Trong đó m và E lần lượt là khối lượng nghỉ và năng lượng nghỉ của hạt nhân) - 1 u = 1,66055.10-27 kg = 931,5 MeV/c2. 2.3.1.4. Phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân. - Phản ứng hạt nhân thường được chia thành hai loại: + Phản ứng tự phân rã một hạt nhân không bền vững thành các hạt khác. + Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác. - Phản ứng hạt nhân dạng tổng quát: A + B ® C + D 2.3.1.5 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân - Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm. A1 + A2 = A3 + A4 - Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm. Z1 + Z2 = Z3 + Z4 - Định luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm. +=+ - Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ): Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm. Trong đó: Ei là năng lượng nghỉ của hạt nhân; là động năng chuyển động của hạt - Mối quan hệ giữa động lượng pi và động năng Ki : pi2= 2miKi 2.3.1.6. Năng lượng phản ứng hạt nhân - Năng lượng của phản ứng hạt nhân: = (mT –mS)c2 mT =mA+mB là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng; + ET = mTc2 là tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng; + mS =mC+mD là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng; + ES = mSc2 là tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng. + Nếu mT > ms thì phản ứng toả năng lượng |DE| =|ET – ES| + Nếu mT < ms thì phản ứng thu năng lượng |DE| =|ET – ES| - Một số cách tính : Từ biểu thức của định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân: DE = (mT –mS)c2= ET – ES DE =K3 +K4 – K1 – K2 =KS – KT - Độ hụt khối của các hạt nhân tương ứng là Dm1, Dm2, Dm3, Dm4 DE = (Dm3 + Dm4 - Dm1 - Dm2)c2=(DmS – DmT)c2 - Năng lượng liên kết của các hạt nhân tương ứng là Wlk1, Wlk2; Wlk3; Wlk4 DE =Wlk3+ Wlk4- Wlk1- Wlk2= WlkS- WlkT 2.3.1.7. Mội số kiến thức cơ bản về véc tơ - Các quy tắc cộng véc tơ: Vận dụng quy tắc hình bình hành và quy tắc tam giác. - Một số phép toán về véc tơ ( Trong đó là góc hợp bởi hai véc tơ ) 2.3.2. Bài tập vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân – Vật lý 12 THPT 2.3.2.1. Bài tập vận dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối: Đây là loại bài tập xác định tính chất và cấu tạo hạt nhân chưa biết hoặc số hạt (tia phóng xạ) trong phản ứng hạt nhân a) Phương pháp giải: - Phương trình phản ứng: - Trường hợp phóng xạ: - Vận dụng các định luật bảo toàn: + Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 - Từ kí hiệu hạt nhân , N = A-Z ; Từ đó biết được cấu tạo hạt nhân; vị trí hạt nhân trong bảng HTTH Menđêleep - Loại xác định số các hạt ( tia ) phóng xạ phát ra của một phản ứng : b) Bài tập có hướng dẫn giải Bài 1. Cho phản ứng hạt nhân sau: Bo + → α + Be . Xác định hạt nhân X. Hướng dẫn giải: Xác định hạt X có Điện tíc Z= ? Số khối A= ? . + α ≡ He + Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích. + X có Z = 2+ 4 – 5 =1 và A = 4 + 8 – 10 = 2. Vậy X là hạt nhân H Bài 2. Hạt nhân Na phân rã β– và biến thành hạt nhân X. Xác định X Hướng dẫn giải : + Ta có phản ứng trên là : Na → X + β– . + Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối + X có Z = 11 – (-1) = 12. và số khối A = 24 – 0 = 24 , Vậy X là Mg . Bài 3.Cho phản ứng hạt nhân , Xác định hạt nhân X? X có vị trí nào trong bảng HTTH Mendeleep? Hướng dẫn giải: Xác định hạt X có Z= ? và A= ? . + + Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích. + X có điện tích Z = 9+ 1 – 8 =2 và số khối A = 19 + 1 – 16 = 4. +Vậy X là hạt nhân He. (đứng thứ 2 trong bảng HTTH) Bài 4. Trong phản ứng sau đây : n + U → Mo + La + 2X + 7β– ; Xác định hạt nhân X. Hướng dẫn giải : + Ta phải xác định được điện tích và số khối của các tia và hạt còn lại trong phản ứng : n ; β– + Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta được : Hai hạt nhân X có 2Z = 0+92 – 42 – 57 – 7.(-1) = 0 2A = 1 + 235 – 95 – 139 – 7.0 = 2 . + Vậy X có Z = 0 và A = 1. Đó là hạt nơtron n . Bài 5. Urani 238 sau một loạt phóng xạ α và β– biến thành chì . Phương trình của phản ứng là :U → Pb + x He + yβ– . Tìm số phóng xạ α và β– trong phản ứng. Hướng dẫn giải: + Bài tập này chính là loại toán giải phương trình hai ẩn, nhưng chú ý là hạt β– có số khối A = 0, do đó phương trình bảo toàn số khối chỉ có ẩn x của hạt α . Sau đó thay giá trị x tìm được vào phương trình bảo toàn điện tích ta tìm được y. + Từ định luật bảo toàn điện tịch và số khối : . + Kết quả là 8 phóng xạ α và 6 phóng xạ β– c) Bài tập trắc nghiệm vận dụng Bài 1. Cho phản ứng hạt nhân , X là hạt nhân nào sau đây? A. α; B. ; C. ; D. p. Đáp án : D Bài 2. Cho phản ứng hạt nhân , X là hạt nhân nào sau đây? A. ; B. ; C. ; D. . Đáp án : A Bài 3. Cho phản ứng hạt nhân , X là hạt nhân nào sau đây? A. ; B. ; C. ; D. . Đáp án : B Bài 4. Trong dãy phân rã phóng xạ có bao nhiêu hạt a và b- được phát ra? A. 3a và 7b. B. 4a và 7b. C. 4a và 8b. D. 7a và 4b Đáp án : B Bài 5. Đồng vị sau một chuỗi phóng xạ a và biến đổi thành . Số phóng xạ a và trong chuỗi là A. 7 phóng xạ a, 4 phóng xạ ; B. 5 phóng xạ a, 5 phóng xạ C. 10 phóng xạ a, 8 phóng xạ ; D. 16 phóng xạ a, 12 phóng xạ Đáp án : A Bài 6. Hạt nhân biến đổi thành hạt nhân do phóng xạ A. a và b-. B. b-. C. a. D. b+ Đáp án : C 2.3.2.2. Bài tập tìm năng lượng của phản ứng hạt nhân khi biết khối lượng hoặc độ hụt khối của các hạt nhân trong phản ứng. a) Phương pháp giải - Sử dụng một trong số cách tính năng lượng của phản ứng hạt nhân (Đã nêu trong 2.3.1.6) - Đơn vị năng lượng phản ứng hạt nhân: MeV. b) Bài tập có hướng dẫn giải: Bài 1. U + n → Mo + La +2n + 7e- là một phản ứng phân hạch của Urani 235. Biết khối lượng hạt nhân : mU = 234,99 u ; mMo = 94,88 u ; mLa = 138,87 u ; mn = 1,0087 u. Cho năng suất toả nhiệt của xăng là 46.106 J/kg . Xác định khối lượng xăng cần dùng để có thể toả năng lượng tương đương với 1 gam U phân hạch ? Hướng dẫn giải - Số hạt nhân nguyên tử 235U trong 1 gam U : N = = hạt . - Năng lượng toả ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân 235U DE = ( mU + mn – mMo– mLa – 2mn ).c2 = 215,3403 MeV - Năng lượng khi 1 gam U phản ứng phân hạch E = DE.N = 5,5164.1023 MeV = 5,5164.1023 .1,6.10 –13 = 8,8262.1010 J - Lượng xăng cần để có năng lượng tương đương Q = E Vậy m kg. Bài 2 . Cho phản ứng hạt nhân:. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c2. Tìm năng lượng tỏa ra của phản ứng. Hướng dẫn giải: Đây là phản ứng nhiệt hạch toả năng lượng được tính theo độ hụt khối của các hạt nhân. - Phải xác định đầy đủ độ hụt khối các hạt nhân trước và sau phản ứng. - Hạt nhân X là ≡ là nơtron nên có Δm = 0. - Năng lượng tỏa ra của phản ứn
Tài liệu đính kèm:
- skkn_phat_trien_nang_luc_cua_hoc_sinh_thpt_qua_he_thong_bai.doc