Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 62, Bài 37: Phóng xạ - Trường THPT Quang Trung

TRƯỜNG THPT: QUANG TRUNG – ĐÀ NẴNG 
Tổ Vật lí 
KiỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1 : Trình bày khái niệm lực hạt nhân và năng lượng liên kết hạt nhân? 
Câu 2 : Hoàn chỉnh các phản ứng hạt nhân sau: 
Câu 3 : Nêu phản ứng hạt nhân và các định luật bảo tòn của một phản ứng? 
BÀI 37: PHÓNG XẠ 
H. Béc-cơ-ren 
Nhà vật lí người Pháp (1852 – 1908) 
1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ 
 Phóng xạ là quá trình phân huỷ tự phát của một hạt nhân không bền vững. Quá trình phân huỷ 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 huỷ gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân huỷ gọi là hạt nhân con. 
I. HiỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ 
2. Các dạng phóng xạ 
­ 
+ 
a. Phóng xạ α 
- Hạt nhân mẹ X phân rã thành hạt nhân con Y và phát ra phóng xạ α theo phản ứng: 
Hay viết gọn hơn: 
- Tia α là dòng các hạt nhân chuyển động với tốc độ cỡ 20000km/s, quãng đường đi được trong không khí chừng vài cm và trong vật rắn chừng vài μ m (khả năng đâm xuyên yếu). Bị lệch về phía bản cực âm trong điện trường mạnh. 
Cho biết Tia α có bản chất là gì và đặc điểm của nó? 
b. Phóng xạ β - 
­ 
+ 
 - 
 + 
- Tia β - là dòng các hạt electron 
- Dạng tổng quát của quá trình phóng xạ β - : 
c. Phóng xạ β + 
Tia β + là dòng các hạt pôzitron 
* Đặc điểm của phóng xạ β : 
- Tốc độ của các tia β gần bằng tốc độ của ánh sáng 
- Có khả năng xuyên qua vài m trong không khí và vài mm trong kim loại 
- Trong các phóng xạ β có xuất hiện các hạt và phản hạt nơtrino, có khối lượng rất nhỏ, không điện tích 
- Là phóng xạ đi kèm với phóng xạ β - và β + 
 Là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôntôn có năng lượng cao 
 Có khả năng đâm xuyên mạng, đi được vài mét trong pêtông và vài cm trong chì 
­ 
+ 
 + 
 
 - 
d. Phóng xạ γ 
II. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ 
Đặc tính của quá trình phóng xạ 
Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân 
 Có tính tự phát và không điều khiển được và không chịu sự tác động của các yếu tố bên ngoài 
Là một quá trình ngẫu nhiên 
 Đọc SGK và cho biết các đặc tính xủa sự phóng xạ? 
2. Định luật phóng xạ: 
- Gọi N là số hạt nhân tại thời điểm t. Tại thời điểm t + dt số hạt nhân còn lại là N+dN với dN <0 
 Số hạt nhân phân rã trong thời gian dt là bao nhiêu? 
- Số hạt nhân phân huỷ trong khoảng thời gian dt là -dN tỉ lệ với dt và cũng tỉ lệ với số hạt nhân trong mẫu phóng xạ: -dN/N = λ dt (1) 
- Với λ là hằng số phóng xạ 
- Gọi N 0 là số hạt nhân của mẫu tồn tại lúc t = 0 
Muốn tìm số hạt nhân tồn tại lúc t >0 ta phải làm gì? 
Số hạt nhân phân huỷ -dN tỉ lệ với đại lượng nào? 
2. Định luật phóng xạ: 
- Muốn tìm số hạt nhân tồn tại lúc t >0 ta phải lấy tích phân hai vế phương trình (1) 
Xét một mẫu phóng xạ ban đầu : 
+ N 0 là số hạt nhân ban đầu 
+ N là số hạt nhân còn lại sau thời gian t 
+ Trong đó λ là hằng số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét 
2. Định luật phóng xạ: 
N 
t 
N 0 
N 0 /2 
N 0 /4 
N 0 /8 
N 0 /16 
0 
T 
2T 
3T 
4T 
ĐỒ THỊ ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ 
3. Chu kì bán rã: 
- Là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%) 
- Chứng minh công thức tính chu kì bán rã? 
Sau 1 chu kì bán rã T: 
- Chứng minh sau khoảng thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại 
* Chú ý : sau khoảng thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại : 
Tương tự ta có độ phóng xạ của hạt nhân: 
 Với H 0 = λ N 0 
- Đơn vị của độ phóng xạ là Beccơren (Bq), ngoài ra còn có đơn vị Curi (Ci): 1Ci = 3,7 .1010 Bq 
III. ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ NHÂN TẠO 
1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu: 
Nguyên tố phóng xạ nhân tạo đầu tiên là 
 người ta đã tạo ra hạt nhân phóng xạ của nguyên tố X bình thường theo sơ đồ sau: 
- Các hạt nhân phóng xạ được gọi là các nguyên tử đánh dấu 
2. Đồng vị 14 C, đồng hồ của Trái Đất: 
14 C là đồng vị phóng xạ , chu kì bán rã 5730 năm được tạo ra từ phản ứng: 
- Trong khí quyển C14 chiếm 10 -6 % 
- Các loài thực vật hấp thụ CO 2 trong không khí khi chết đi vì C14 phóng xạ nên số lượng C14 trong thực vật đó giảm dần hay tỉ lệ C14/C12 trong thực vật đang xét giảm dần so với tỉ lệ đó trong không khí. So sánh 2 tỉ lệ đó cho phép ta xác định được thời gian từ lúc thực vật đó chết cho đến nay. 
Củng cố 
Câu 1 : Câu nào sau đây sai khi nói về tia phóng xạ α : 
 Có tính đâm xuyên yếu 
 Có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng 
 Là chùm hạt nhân của nguyên tử Hêli 
 Có khả năng ion hoá chất khí 
Câu 2 : Phát biểu nào sau đây sai khi nói về tia γ : 
Có khả năng đâm xuyên mạnh 
 Là bức xạ điện từ 
 Có bước sóng xấp xỉ bước sóng tia X 
 Không bị lệch trong điện trường và từ trường 
Củng cố 
Câu 3 : Quá trình phóng xạ nào sau đây không làm thay đổi cấu tạo hạt nhân? 
Phóng xạ α 
 Phóng xạ β + 
 Phóng xạ γ 
 Phóng xạ β - 
Củng cố 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 
Câu 1 : Hiện tượng phóng xạ là gì? Có mấy dạng phóng xạ? 
Câu 2 : Trình bày đặc điểm của các tia phóng xạ? 
Câu 3 : Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật phóng xạ? Công thức tính chu kì bán rã? 
* Xem trước bài phản ứng phân hạch 
TẠM BIỆT CÁC EM