Bài giảng Vật lí 12 - Bài 37: Phóng xạ - Võ Văn Ngọc

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 37: Phóng xạ - Võ Văn Ngọc

1. Giáo viên: Võ Văn Ngọc – Gia Lai BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ CHÚC CÁC EM HỌC THẬT TỐT!!! + -    β+ α β- B NGUOÀN PHOÙNG XAÏ
2. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Phương trình phóng xạ: A → B + C 2) Các dạng phóng xạ: a. Phóng xạ α: AA− 44 Phương trình tổng quát: ZZX→+− 22 Y He 4He Bản chất: Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli 2 + Điện tích : +2e; Khối lượng : 4u b. Phóng xạ β: Gồm hai loại: Phóng xạ  − : AA0 + Phương trình phóng xạ: ZZX→++−11 Y e 0e Bản chất: là dòng các êlectron − 1 Điện tích : -1e
3. KIẾN THỨC CẦN NHỚ Phóng xạ  + : AA0 + Phương trình phóng xạ: ZZX→+−+11 Y e 0e Bản chất: là dòng các pôzitron +1 có khối lượng bằng khối lượng êlectron. Điện tích :+1e c. Phóng xạ γ + Đặc điểm: Trong phân rã α và β hạt nhân con ở trạng thái kích thích và phóng xạ γ để trở về trạng thái cơ bản. + Bản chất: Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, dưới 10-11 m.
4. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 3) Công thức định luật phóng xạ: N −t N = 0 Theo số nguyên tử: N= N0 e Hay: t 2T m −t Hay: 0 Theo khối lượng: m= m0 e m = t 2T ln 2 0,693 Chu kì bán rã: T == 
5. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 1: 210 Hạt nhân Poloni 84 PO phóng xạ tạo thành hạt nhân chì 206 82 Pb . Chu kì bán rã của Poloni là 138 ngày. Lúc ban đầu mẫu Poloni nguyên chất, có khối lượng m0 = 1g. Cho số Avôgađrô 23 NA = 6,02.10 /mol. a) Tính khối lượng Poloni còn lại sau thời gian 69 ngày. b) Tính thể tích khí Hêli tạo ra sau thời gian 365 ngày ở điều kiện tiêu chuẩn kể từ thời điểm ban đầu. c) Tính tuổi của mẫu chất trên, biết rằng tại thời điểm khảo sát, tỉ số giữa khốilượng chì và khối lượng Poloni có trong mẫu chất là 0,6.
6. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ HƯỚNG DẪN: BÀI 1: a) Tính khối lượng Poloni còn lại sau thời gian 69 ngày. m0 Áp dụng công thức: mg= t 0,707 . 2T b) Tính thể tích khí Hêli tạo ra sau thời gian 365 ngày kể từ thời điểm ban đầu.  Phương trình phản ứng phóng xạ: 210 4 206 84P 0→+ 2 He 82 Pb  Số hạt nhân Poloni đã phân rã: m N = N − N = N(1 − e−−tt ) =0 N (1 − e )(1) 00 A A
7. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ HƯỚNG DẪN: BÀI 1: V  Số hạt tạo thành: NN = A (2) V0  Số hạt tạo thành chính bằng số hạt nhân Poloni đã phân rã. Từ (1) và (2) ta có: V m0 −t mV00 −t NAA=− N(1 e ) V =(1 − e ) = 0,0896 l VA0 A c) Tính tuổi của mẫu chất.  Gọi m1, N1 là khối lượng và số hạt nhân Poloni tại thời điểm khảo sát(thời điểm t).  Gọi m2, N2 là khối lượng và số hạt nhân chì tại thời điểm khảo sát.
8. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ HƯỚNG DẪN: BÀI 1: c) Tính tuổi của mẫu chất. N mA= 1 11N Ta có: A m2 N 2 A 2 =. = 0,6(1) N m N A mA= 2 1 1 1 22 N A  Với: NNNN2= 1 = 0 − 1(2)  Từ (1) và (2) ta có: AAT ett =1 + 0,611 = ln(1 + 0,6 ) 95 ngày AA22ln 2
9. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 2: 24 − Đồng vị Nat tri 11 Na phóng xạ  tạo ra hạt nhân con Ma giê. Tại thời điểm ban đầu t = 0, Nat tri có khối lượng m0 = 2,4g, sau thời gian 30 giờ khối lượng còn 23 lại m = 0,6g. Cho số Avôgađrô NA = 6,02.10 /mol. a) Tính chu kì bán rã của Nat tri. b) Khi nghiên cứu một mẫu chất, người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát t1 thì tỉ số giữa khối lượng Ma giê và Nat tri là 0,25. Hỏi sau thời điểm đó bao lâu thì tỉ số ấy bằng 9.
10. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ HƯỚNG DẪN: BÀI 2: a) Tính chu kì bán rã của Nat tri:  Áp dụng công thức định luật phóng xạ: mm mT=00 2tT/2 = = 2 = 15 giờ. 2tT/ m b) Tính thời gian: t = t21 − t  Gọi m1, N1 là khối lượng và số hạt nhân Nat tri tại thời điểm t1.  Gọi m2, N2 là khối lượng và số hạt nhân Ma giê tại thời điểm t2.
11. BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ HƯỚNG DẪN: BÀI 2: b) Tính thời gian: t = t21 − t N1 mA11= N A m N A  Ta có: 2 = 2. 2 = 0,25(1) N m N A mA= 2 1 1 1 22 N A  Với: NNNN2= 1 = 0 − 1(2) Và: AA12=  Từ (1) và (2) ta có: et1 =1 + 0,25 = 1,25(3) t2  Tương tự tại thời điểm t2 ta có: e =1 + 9 = 10(4) t2 e  ()tt21−  Từ (3) và (4) ta có: =8 e = 8  ( t21 − t ) = ln8 et1 t = t21 − t =3 T = 45 giờ
12. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Quá trình phóng xạ là quá trình A. thu năng lượng. B. tỏa năng lượng. C. không thu, không tỏa năng lượng. D. vừa thu, vừa tỏa năng lượng. Câu 2: Phóng xạ là hiện tượng A. một hạt nhân tự động phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. B. các hạt nhân tự động kết hợp với nhau và tạo thành hạt nhân khác. C. một hạt nhân khi hấp thụ một nơtron sẽ biến đổi thành hạt nhân khác. D. hạt nhân tự động phóng ra những hạt nhân nhỏ hơn và biến đổi thành hạt nhân khác. Câu 3: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T, tại thời điểm ban đầu có N0 hạt nhân. Sau các khoảng thời gian 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bằng NN00 NN NN NN00 A.;. B.;.00 C.;.00 D.;. 23 48 8 16 6 16
13. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 4: Một phòng thí nghiệm nhận được mẫu chất phóng xạ có chu kì bán rã là 20 ngày. Khi đem ra sử dụng thì thấy khối lượng mẫu chất chỉ còn bằng 1/16 khối lượng ban đầu. Thời gian từ lúc nhận mẫu về đến lúc đem ra sử dụng là A. 1,25 ngày. B. 5 ngày. C. 80 ngày. D. 320 ngày. Câu 5: Chu kì bán rã của một chất phóng xạ là 2,5 năm. Sau một năm, tỉ số giữa số hạt nhân còn lại và số hạt nhân ban đầu là A. 0,4. B. 0,242. C. 0,758. D. 0,082. Hướng dẫn: m Câu 4: 0 =16 2tT/4 = 16 = 2 tT =4 = 80 ngày. m N 11 Câu 5: =tt/ = 0,4 0,758 N0 22
14. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 226 Câu 6: Hạt nhân phóng xạ Radi 88 Ra ban đầu đứng yên, trong quá trình phóng xạ phát ra hạt và tạo thành hạt nhân X, không kèm theo bức xạ  . Biết động năng của hạt là 4,8MeV, coi khối lượng các hạt nhân bằng số khối. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng phóng xạ là A. 4,89 MeV. B. 4,92 MeV. C. 4,97 MeV. D. 5,12 MeV. 210 206 Pb Câu 7: Pôlôni 84 Po là chất phóng xạ tạo thành hạt nhân chì 82 . Chu kì bán rã của Pôlôni là 140 ngày. Sau thời gian 420 ngày kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát, người ta thu được 10,3 gam chì. Khối lượng ban đầu của Pôlôni là A. 12 g. B. 24 g. C. 32 g. D. 36 g. Hướng dẫn:
15. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Hướng dẫn: m 4 Câu 6: 22 PPPP +XX =0 = kX = k = 4,8 = 0,0865 MeV. mX 222 Ta có: E = k + kX = 4,89 MeV. Câu 7: Tại thời điểm khảo sát: Số hạt nhân Pôlôni đã phân rã: −−ttm0 N1 = N 0 − N 1 = N 0 (1 − e ) = . NA (1 − e )(1) APo mPb Số hạt nhân chì tạo thành: NNPb= . A (2) APb mA. 1 Từ (1) và (2) ta có: Pb Po mg0 = −t =12 . AePb (1− )
16. BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT TRÂN TRỌNG CẢM ƠN CÁC EM Chào tạm biệt ! Best wishes for you! CHÚC CÁC EM HỌC TỐT