Lý 12 Bài 37: Phóng Xạ

https://www.elib.vn/hoc-tap/

1. Trang chủ
2. Học tập
3. Bài học
4. Bài học lớp 12

Lý 12 Bài 37: Phóng xạ (8) 255 lượt xem Share

Năm 1896 nhà vật lý học người Pháp Henri Becquerel trong quá trình nghiên cứu mẫu nguyên tử Uranium thì ông ta thấy rằng từ mẫu nguyên tử này phát ra một loại tia, ông ta kiểm chứng những tia này và đặt đó là tia phóng xạ. Sau đó có hai nhà vật lý khác nữa là vợ chồng nhà bác học Pierre Curie và Marie Curie cũng tìm ra được sự phóng xạ trên các nghiên cứu khác là Polonium và Radium. Vậy thì phóng xạ là gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong nội dung bài học này nhé!

Mục lục nội dung

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Hiện tượng phóng xạ

1.2. Định luật phóng xạ

1.3. Ứng dụng

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Xác định quy luật phân hủy

2.2. Dạng 2: Xác định quá trình phóng xạ

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

3.2. Bài tập trắc nghiệm

3.3. Trắc nghiệm Online

4. Kết luận

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Hiện tượng phóng xạ:

a. Định nghĩa:

• Phóng xạ là quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững. Quá trình phân rã này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ.

• Hạt nhân tự phân rã gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con.

b. Các dạng phóng xạ:

• Phóng xạ anpha (\(\alpha\))

\(_{Z}^{A}\textrm{X} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}+_{Z-2}^{A-4}\textrm{Y}\)

Tia α là dòng các hạt nhân \(_{2}^{4}\textrm{He}\) chuyển động với tốc độ cỡ \(2.10^7\) m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài μm trong vật rắn.

• Phóng xạ bêta trừ (\(\beta ^-\)): là dòng electron \(\beta ^-\) hoặc \(_{-1}^{\ \ 0}\textrm{e}\)

\(_{Z}^{A}\textrm{X} \ \rightarrow _{-1}^{ \ \ 0}\textrm{e} + _{Z+1}^{A}\textrm{Y} (_{ 0}^{1}\textrm{n}\rightarrow _{-1}^{ \ \ 0}\textrm{e}+_{1}^{1}\textrm{p})\)

• Phóng xạ bêta cộng (\(\beta ^+\)): là dòng electron dương (pôzitron) ⇒ \(\beta ^+\) hoặc \(_{+1}^{ \ \ 0}\textrm{e}\)

\(_{Z}^{A}\textrm{X} \ \rightarrow \ _{+1}^{0}\textrm{e} + _{Z-1}^{A}\textrm{Y} \ (_{1}^{1}\textrm{p} \rightarrow _{+1}^{0}\textrm{e} + _{0}^{1}\textrm{n})\)

• Phóng xạ gamma (\(\gamma\)): Tia \(\gamma\) có bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn. Các tia \(\gamma\) có thể đi qua được vài mét trong bê tơông và vài xentimet trong chì.

• Ngoài ra phóng xạ còn được con người tạo ra gọi là phóng xạ nhân tạo

\(_{Z}^{A}\textrm{X}+_{0}^{1}\textrm{n}\rightarrow _{Z}^{A+1}\textrm{X}\)

1.2. Định luật phóng xạ

a. Đặc điểm của quá trình phóng xạ

• Là quá trình tự phát

• Không điều khiển được (không phụ thuộc điều kiện nhiệt độ, áp suất..)

• Không có thời gian phân hủy xác định

• Là quá trình biến đổi hạt nhân

b. Định luật phóng xạ:

• Phát biểu: "Đặc trưng cho mỗi chất phóng xạ là thời gian T, gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau khoảng thời gian 1 chu kỳ bán rã T thì một nửa lượng chất phóng xạ đã bị phân rã biến thành chất khác"

• Ban đầu:

t = 0 N0

t = T \(N=\frac{N_{0}}{2}\)

t = 2T \(N=\frac{N_{0}}{2^2}\)

\(K=\frac{t}{T}\) \(\underset{ \ \ }{\leftarrow}\) t = KT \(N=\frac{N_{0}}{2^K}=N_{0}.2^{\frac{-t}{T}}\)

• Số hạt còn lại: \(N=N_{0}.2^{\frac{-t}{T}}=N_{0}e^{- \lambda t}\)

Với \(\lambda =\frac{ln2}{T}\): hằng số phóng xạ

\(e^{-\lambda t}=e^{- \frac{ln2 . t }{T}} = (e^{ln2})^{-\frac{t}{T}}=2^{-\frac{t}{T}}\)

⇒ Số hạt đã phân rã: \(\Delta N=N_{0}-N = N_{0}(1-e^{-\lambda t})\)

c. Chu kì bán rã

Chu kì bán rã T là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân của một khối chất phóng xạ ban đầu chỉ còn lại là 50% (nghĩa là có 50% số lượng hạt nhân của khối chất đó bị phân rã).

1.3. Ứng dụng

• Ngoài các đồng vị có sẵn trong thiên nhiên gọi là các đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta còn tạo ra được nhiều đồng vị phóng xạ khác, gọi là các đồng vị phóng xạ nhân tạo.

• Các đồng vị phóng xạ nhân tạo có nhiều ứng dụng trong sinh học, hoá học, y học...

• Trong y học, người ta đưa các đồng vị khác nhau vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của nguyên tố nhất định trong cơ thể người. Đây là phương pháp nguyên tử đánh dấu, có thể dùng để theo dõi được tình trạng bệnh lí.

• Trong ngành khảo cổ học, người ta sử dụng phương pháp cacbon \(_{6}^{14}\textrm{C}\), để xác định niên đại của các cổ vật.

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Xác định quy luật phân hủy của hạt nhân

Hãy chọn câu đúng.

Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt nhân phân rã giảm đi với thời gian t theo quy luật

A. \(-\alpha t +\beta (\alpha ,\beta >0)\)

B. \(\frac{1}{t}\)

C. \(\frac{1}{{\sqrt t }}\)

D. \(e^{-\lambda t}\)

Hướng dẫn giải

Theo định luật phóng xạ:

\(N=N_0.e^{-\lambda t}\)

Trong đó N là số hạt nhân chưa bị phân rã tại thời điểm t, N0 là số hạt nhân chưa bị phân rã tại thời điểm đầu (t = 0). Ta thấy:

N ~ \(e^{-\lambda t}\)

Nghĩa là số hạt nhân phân hủy giảm theo quy luật hàm số mũ.

⇒ Chọn đáp án D

2.2. Dạng 2: Xác định quá trình phóng xạ

Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân?

A. Phóng xạ \(\alpha\)

B. Phóng xạ \(\beta ^-\)

C. Phóng xạ \(\beta ^+\)

D. Phóng xạ \(\gamma\)

Hướng dẫn giải

Dựa vào các kiến thức đã được học về các loại phóng xạ trong bài, phân biệt được 4 loại phóng xạ \(\alpha\), \(\beta ^-\), \(\beta ^+\), \(\gamma\) như sau:

• Phóng xạ anpha (\(\alpha\)) : \(_{Z}^{A}\textrm{X} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}+_{Z-2}^{A-4}\textrm{Y}\) ⇒ Phóng xạ anpha (\(\alpha\)) có làm thay đổi cấu tạo hạt nhân.

• Phóng xạ bêta trừ (\(\beta ^-\)): \(_{Z}^{A}\textrm{X} \ \rightarrow _{-1}^{ \ \ 0}\textrm{e} + _{Z+1}^{A}\textrm{Y} (_{ 0}^{1}\textrm{n}\rightarrow _{-1}^{ \ \ 0}\textrm{e}+_{1}^{1}\textrm{p})\) ⇒ Phóng xạ bêta trừ (\(\beta ^-\)) có làm thay đổi cấu tạo hạt nhân.

• Phóng xạ bêta cộng (\(\beta ^+\)): \(_{Z}^{A}\textrm{X} \ \rightarrow \ _{+1}^{0}\textrm{e} + _{Z-1}^{A}\textrm{Y} \ (_{1}^{1}\textrm{p} \rightarrow _{+1}^{0}\textrm{e} + _{0}^{1}\textrm{n})\) ⇒ Phóng xạ bêta trừ (\(\beta ^+\)) có làm thay đổi cấu tạo hạt nhân.

• Phóng xạ ɣ : Tia \(\gamma\) có bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn và không làm thay đổi cấu tạo hạt nhân.

⇒ Chọn đáp án D

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Trong phóng xạ của hạt nhân \(_{88}^{226}Ra \), từ hạt nhân có một hạt α khi bay ra với động năng là 4,78 MeV. Năng lượng tỏa ra trong phóng xạ này xấp xỉ bằng

Câu 2: Có hai chất phóng xạ A và B với hằng số phóng xạ là λ1, λ2 với λ2 = 2λ1. Lúc đầu chúng có khối lượng tương ứng là mo và 2mo. Khối lựng của chúng bằng nhau sau một khoảng thời gian là

Câu 3: Thời gian τ để số hạt nhân phóng xạ giảm đi e = 2,7 lần là τ = 1/λ, trong đó λ là hằng số phóng xạ. So với số hạt nhân ban đầu, sau khoảng thời gian t = 2τ số hạt nhân nguyên tử của chất phóng xạ còn lại chiếm

Câu 4: Xét sự phóng xạ α : A → B + α

Biết hạt nhân mẹ A lúc đầu đứng yên. So sánh động năng của các hạt sau phóng xạ ta thấy:

Câu 5: Xét sự phóng xạ α : A → B + α

Biết hạt nhân mẹ A lúc đầu đứng yên. So sánh động năng của các hạt sau phóng xạ ta thấy:

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Sau ba phân rã α thành hai phân rã β- thì hạt nhân nguyên tố X biến thành hạt nhân rađôn \(_{88}^{226}Ra \) Nguyên tố X là:

A. thôri B. urani

C. pôlôni D. rađi

Câu 2: \(_{88}^{226}Ra \) phân rã thành \(_{86}^{222}Rn \) bằng cách phát ra:

A. êlectron B. anpha

C. pôzitron D. gamma

Câu 3: Kết luận nào sau đây là không đúng khi nói về các tia phóng xạ bay vào một điện trường đều?

A. tia γ không bị lệch

B. độ lệch của tia β+ và β- là như nhau

C. tia β+ bị lệch về phía bản âm của tụ điện

D. tia α+ bị lệch về phía bản âm của tụ điện nhiều hơn tia β+

Câu 4: Tìm phát biểu sai khi nói về định luật phóng xạ:

A. Sau một chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 50%

B. Sau hai chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 75%

C. Sau một nửa chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ giảm đi 25%

D. Sau ba chu kì bán rã, khối lượng của chất phóng xạ còn lại bằng 12,5% khối lượng ban đầu.

Câu 5: Hằng số phóng xạ của một chất:

A. tỉ lệ thuận khối lượng của chất phóng xạ

B. tỉ lệ nghịch với chu kì bán rã của chất phóng xạ

C. tỉ lệ nghịch với độ phóng xạ của chất phóng xạ

D. tỉ lệ nghịch với thể tích chất phóng xạ

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Phóng xạ Vật lý 12 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Phóng xạ hạt nhân cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được :

• Phát biểu được định nghĩa hiện tượng phóng xạ và viết được các phản ứng phóng xạ .

• Nêu được các đặc tính cơ bản của qúa trình phóng xạ.

• Nêu được định luật phân rã phóng xạ, định nghĩa được chu kỳ bán rã và hằng số phân rã.

• Tham khảo thêm

• doc Lý 12 Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân
• doc Lý 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân
• doc Lý 12 Bài 38: Phản ứng phân hạch
• doc Vật lý 12 Bài 39: Phản ứng nhiệt hạch

(8) 255 lượt xem Share Ngày:15/08/2020 Chia sẻ bởi:Ngoan TẢI VỀ XEM ONLINE Bài giảng Lý 12 Chương 7 Lý 12 Hạt nhân nguyên tử Vật lý 12

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM

• Sinh học 7 Bài 63: Ôn tập
• Chương trình địa phương (phần tiếng Việt) Ngữ văn 7
• Sinh học 7 Bài 60: Động vật quý hiếm
• Ôn tập phần tiếng Việt (tiếp theo) Ngữ văn 7
• Thư (điện) chúc mừng và thăm hỏi Ngữ văn 9
• Sinh học 7 Bài 59: Biện pháp đấu tranh sinh học
• Công nghệ 7 Ôn tập phần IV: Thủy sản
• Công nghệ 8 Bài 59: Thực hành: Thiết kế mạch điện
• Ôn tập tác phẩm trữ tình (tiếp theo) Ngữ văn 7
• Tổng kết phần văn học (tiếp theo) Ngữ văn 9

Bài học Vật lý 12

Chương 1: Dao Động Cơ

• 1 Bài 1: Dao động điều hòa
• 2 Bài 2: Con lắc lò xo
• 3 Bài 3: Con lắc đơn
• 4 Bài 4: Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức
• 5 Bài 5: Tổng hợp dao động. Phương pháp Fre-nen
• 6 Bài 6: TH: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

Chương 2: Sóng cơ và sóng âm

• 1 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng
• 2 Bài 8: Giao thoa sóng
• 3 Bài 9: Sóng dừng
• 4 Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm
• 5 Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm

Chương 3: Dòng điện xoay chiều

• 1 Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều
• 2 Bài 13: Các mạch điện xoay chiều
• 3 Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp
• 4 Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện XC và Hệ số công suất
• 5 Bài 16: Truyền tải điện năng và máy biến áp
• 6 Bài 17: Máy phát điện xoay chiều
• 7 Bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha
• 8 Bài 19: Thực hành Khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC

Chương 4: Dao động và sóng điện từ

• 1 Bài 20: Mạch dao động
• 2 Bài 21: Điện từ trường
• 3 Bài 22: Sóng điện từ
• 4 Bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

Chương 5: Sóng ánh sáng

• 1 Bài 24: Tán sắc ánh sáng
• 2 Bài 25: Giao thoa ánh sáng
• 3 Bài 26: Các loại quang phổ
• 4 Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
• 5 Bài 28: Tia X
• 6 Bài 29: Thực hành Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa

Chương 6: Lượng tử ánh sáng

• 1 Bài 30: Hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng
• 2 Bài 31: Hiện tượng quang điện trong
• 3 Bài 32: Hiện tượng quang- phát quang
• 4 Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo
• 5 Bài 34: Sơ lược về laze

Chương 7: Hạt nhân nguyên tử

• 1 Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân
• 2 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân
• 3 Bài 37: Phóng xạ
• 4 Bài 38: Phản ứng phân hạch
• 5 Bài 39: Phản ứng nhiệt hạch

Chương 8: Từ vi mô đến vĩ mô

• 1 Bài 40: Các hạt sơ cấp
• 2 Bài 41: Cấu tạo vũ trụ

Thông báo

× Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này Bỏ qua Đăng nhập ATNETWORK ATNETWORK ×