Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Một nguyên tử hay hạt nhân của nguyên tố X kí hiệu là: AZ X

b. Đơn vị khối lượng hạt nhân

Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng

nguyên tử. Kí hiệu là u. Theo định nghĩa, u có trị số bằng



1

khối lượng của

12



đồng vị cacbon 126 C

1u =



1

1

12

mC = .

(gam) ≈ 1,66.1027 kg

12

12 6,023.10 23



Chú ý: Khối lượng của các nuclon tính theo đơn vị u thường dùng mP =

1,0073u và mN = 1,0087u

Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật

luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c 2 theo biểu thức: E =

mc2

c là tốc độ ánh sáng trong chân khơng có giá trị c = 3.108m/s.

Khi đó 1uc2 = 931,5 MeV → 1u = 931,5 MeV/c2

MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.

c. Độ hụt khối

* Xét một

hạt nhân ZA X có Z proton và N notron, khi các nuclon chưa liên kết để

Z

tạo thành hạt nhân thì khối lượng của hạt nhân chính là khối lượng của các

nuclon, có giá trị m0 = Z.mP + N.mN

* Sau khi các nuclon liên kết thì hạt nhân có khối lượng là m, thực nghiệm

chứng tỏ m < m0.

Đại lượng Δm = m0 – m, được gọi là độ hụt khối hạt nhân.

Từ đó ta có: ∆m = ( Z.m P + N.m n ) − m

d. Năng lượng liên kết hạt nhân

- Năng lượng liên kết hạt nhân

Theo thuyết tương đối, hệ các nuclơn ban đầu có năng lượng E 0 = [ZmP + (A

– Z)mn]c2

Còn hạt nhân được tạo thành từ chúng thì có năng lượng E = mc 2 < E0. Vì

năng lượng tồn phần được bảo tồn, nên đã có một lượng năng lượng ΔE = E0

– E = Δm.c2 tỏa ra khi hệ các nuclôn tạo nên hạt nhân.

Ngược lại, nếu muốn tách hạt nhân đó thành các nuclơn riêng rẽ, có tổng khối

lượng ZmP + N.mn > m, thì ta phải tốn năng lượng ΔE = Δm.c2 để thắng lực

tương tác giữa chúng. ΔE càng lớn thì càng tốn nhiều năng lượng để phá vỡ liên

kết giữa các nuclơn.

Vì vậy, đại lượng ΔE = Δm.c2 được gọi là năng lượng liên kết các nuclôn

trong hạt nhân, hay gọn hơn, năng lượng liên kết hạt nhân.

2

2

2

Ta có: ∆E = ∆m.c = (m0 − m).c = [ ( Z .m p + N .mn ) − m].c

- Năng lượng liên kết riêng

Là năng lượng liên kết tính cho một nuclơn, kí hiệu là ε và được cho bởi cơng

thức ε = ΔE/A

2.1.2.2. Hiện tượng phóng xạ

a. Khái niệm

Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, đồng thời phát ra các

5



tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phóng xạ.

b. Đặc điểm

* Có bản chất là một q trình biến đổi hạt nhân.

* Có tính tự phát và khơng điều khiển được.

* Là một quá trình ngẫu nhiên.

c. Các tia phóng xạ

Các tia phóng xạ thường được đi kèm trong sự phóng xạ của các hạt nhân. Có

3 loại tia phóng xạ chính có bản chất khác nhau là tia anpha (ký hiệu là α), tia

beta(hí hiệu là β), tia gamma(kí hiệu là γ).

Các tia phóng xạ là những tia khơng nhìn thấy được, nhưng có những tác dụng

cơ bản như kích thích một số phản ứng hóa học, ion hóa chất khí…

c1. Phóng xạ α

- Tia α thực chất hạt nhân của nguyên tử Heli, hí hiệu 42 He .

Phương trình phóng ZA X → ZA−−42Y + 24He

α

Dạng rút gọn ZA X → AZ−−42Y

- Trong khơng khí, tia α chuyển động với vận tốc khoảng 10 7 m/s. Đi được

chừng vài cm trong khơng khí và chừng vài μm trong vật rắn, khơng xun

qua được tấm bìa dày 1 mm.

c2 .Phóng xạ β

- Tia β là các hạt phóng xạ phóng xa với tốc độ lớn (xấp xỉ tốc độ ánh sáng),

cũng làm ion hóa khơng khí nhưng yếu hơn tia α. Trong khơng khí tia β có thể

đi được quãng đường dài vài mét và trong kim loại có thể đi được vài mm.

Có hai loại phóng xạ β là β+ và β–

* Phóng xạ β–:

Tia β– thực chất là dòng các electron −10 e



Phương trình phân rã β– có dạng: ZA X → Z +A1Y + −10 e+ 00 v

Thực chất trong phân rã β– còn sinh ra một hạt sơ cấp (gọi là hạt phản

notrino).

* Phóng xạ β+:

Tia β+ thực chất là dòng các electron dương +10 e

Phương trình phân rã β+ có dạng: ZA X → Z −A1Y + 10e+ 00v

Thực chất trong phân rã β+ còn sinh ra một hạt sơ cấp (goi là hạt notrino).

♥ Chú ý: Các hạt notrino và phản notrino là những hạt khơng mang điện, có

khối lượng bằng 0 và chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng.

c3. Phóng xạ γ:

* Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phơtơn có năng

lượng cao, thường đi kèm trong cách phóng xạ β+ và β–

* Tia γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia α và β.

d. Định luật phóng xạ

Sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa

số hạt nhân hiện có bị phân rã, biến đổi thành hạt

nhân khác, T được gọi là chu kì bán rã của chất

phóng xạ.

6



Gọi N0 là số hạt nhân lúc ban đầu, N là số hạt nhân còn lại ở thời điểm t

Sau t = T thì số hạt nhân còn lại là N0/2.

Sau t = 2T thì số hạt nhân còn lại là N0/4.

Sau t = 3T thì số hạt nhân còn lại là N0/8

Sau t = k.T thì số hạt nhân còn lại là



t





N0

= N 0 .2 −k = N 0 .2 T

k

2



Vậy số hạt nhân còn lại ở thời điểm t có liên hệ với số hạt nhân ban đầu theo

t



hệ thức N (t ) = N 0 .2 −T , đây có dạng phương trình mũ.

t



t

T



t



ln 2



Áp dụng cơng thức logarith ta có x = a log x = e ln x ⇒ 2 −T = e ln 2 = e −T ln 2 = e −t T

a







t





ln 2 0,693

=

→ 2 T = e − λt ,

T

T

Khi đó N (t ) = N 0 .e − λt (1)



Đặt λ =



Do khối lượng tỉ lệ với số hạt nhân nên từ (1) ta tìm được phương trình biểu

diễn quy luật giảm theo hàm mũ của khối lượng chất phóng xạ m(t) =

m0 .2







t

T



= m0 e −λt , (2)



Các công thức (1) và (2) biểu thị định luật phóng xạ

Vậy trong q trình phóng xạ thì số hạt nhân và khối lượng giảm theo quy

luật hàm mũ.

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

t

(N0(%)



(%)

2 T

N)/N0

−1

t =T N = N0 2

N0/2 hay ( 50%)

1/2

= 1/2 hay ( 50%)

N0 N0

=

21

2

−2

t

3N0/4 hay (75%)

3/4

N = N0 2

= 1/4 hay (25%)

=2T

N0 N0

=

22

4

−3

t

7N0/8 hay (87,5%)

7/8

N = N0 2

= 1/8 hay (12,5%)

=3T

N0 N0

=

23

8

−4

t

hay 15/16

N = N0 2

= 1/16 hay (6,25%) 15N0/16

=4T

(93,75%)

N0 N0

=

24 16

−5

t

hay 31/32

N

=

N0 2 = 1/32 hay (3,125%) 31N0/32

=5T

(96,875%)

N0 N0

=

25 32

−6

t

hay 63N0/64

hay 63/64

N = N0 2

= 1/64

=6T

(1,5625%)

(98,4375%)

N0 N0

=

26 64

−7

t

hay 127N0/128

hay 127/128

N = N0 2

= 1/128

=7T

(0,78125%)

(99,21875%)



Tỉ số

(N0N)/N

1



3



7



15



31



63



127



7



N0 N0

=

27 128

t

=8T

t

=9T



N = N0 2

N0 N0

=

28 256

.................



−8



= 1/256

hay(0,390625%)



255N0/256

(99,609375%)



-----------



Hay:

Thời gian t

Còn lại: N/N0 hay m/m0

Đã rã: (N0 – N)/N0

Tỉ lệ % đã rã

Tỉ lệ ( tỉ số) hạt đã rã và

còn lại

Tỉ lệ ( tỉ số) hạt còn lại

và đã bị phân rã



hay 255/256



----------



-------



T

1/2

1/2

50

1



2T

1/22

3/4

75

3



3T

1/23

7/8

87,5

7



4T

1/24

15/16

93,75

15



1



1/3



1/7



1/15



255



-------



5T

6T

5

1/2

1/26

31/32

63/64

96,875 98,4375

31

63

1/31



1/63



2.1.2.3. Phản ứng hạt nhân

a. Định nghĩa

Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình biến đổi hạt nhân dẫn đến sự biến đổi

chúng thành các hạt khác.

X1 + X2 → X3 + X4

trong đó X1, X2 là các hạt tương tác, còn X3, X4 là các hạt sản phẩm.

Nhận xét: Sự phóng xạ: A→ B + C cũng là một dạng của phản ứng hạt nhân,

trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân con và C là hạt α hoặc β.

Một số dạng phản ứng hạt nhân:

Phản ứng hạt nhân tự phát

- Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân

khác.

Phản ứng hạt nhân kích thích

- Q trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

Đặc điểm của phản ứng hạt nhân:

* Biến đổi các hạt nhân.

* Biến đổi các nguyên tố.

* Không bảo toàn khối lượng nghỉ..

b. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

A

A

A

A

Xét phản ứng hạt nhân: Z X 1 + Z X 2 → Z X 3 + Z X 4

• Định luật bảo tồn điện tích.

Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích

của các hạt sản phẩm. Tức là: Z1 + Z2 = Z3 + Z4

• Bảo tồn số nuclơn (bảo tồn số A).

Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số

nuclôn của các hạt sản phẩm. Tức là: A1 + A2 = A3 + A4

• Bảo tồn động lượng.

1



2



3



4



1



2



3



4



8



Trong phản ứng hạt nhân thì động lượng của các hạt trước và sau phản ứng

được bằng nhau

Tức là p1 + p2 = p3 + p4 ⇔ m1 v1 + m2 v2 = m3 v3 + m4 v4

• Bảo tồn năng lượng tồn phần.

Trong phản ứng hạt nhân thì năng lượng toàn phần trước và sau phản ứng là

bằng nhau. Năng lượng toàn phần gồm động năng và năng lượng nghỉ nên ta có

biểu thức của định luật bảo tồn năng lượng toàn phần:

m X 1 c 2 + K X1 + m X 2 c 2 + K X 2 = m X 3 c 2 + K X 3 + m X 4 c 2 + K X 4



Chú ý: Từ cơng thức tính động lượng và động năng ta có hệ thức liên hệ giữa

động lượng và động năng

p 2 = m 2 v 2

p = mv

mv 2





2

2



p

=

2

m

.

⇔ p 2 = 2m.K , (1)



mv 2 ⇔ 

mv

2

K =

K =



2

2





+ Về kỹ năng: Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời được các

câu hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết giải được các bài tập Việc bồi dưỡng các

kiến thức kỹ năng phải dựa trên cơ sở năng lực, trí tuệ của học sinh ở các

mức độ từ đơn giản đến phức tạp. Như vậy, việc dạy bài mới trên lớp mới chỉ

cung cấp kiến thức cho học sinh. Học sinh muốn có kiến thức, kỹ năng phải

được thơng qua một q trình khác: Đó là q trình ơn tập. Trong 6 mức độ của

nhận thức, tôi chú ý đến 2 mức độ là: Mức độ vận dụng và mức độ sáng tạo.

Mức độ vận dụng là mức độ học sinh có thể vận dụng các kiến thức

cơ bản đã học để giải đươc các dạng BT áp dụng cơng thức thay số và tính tốn

. Còn mức độ sáng tạo u cầu học sinh phải biết tổng hợp lại, sắp xếp lại,

thiết kế lại những thơng tin đã có để đưa về các dạng BT cơ bản hoặc bổ sung

thông tin từ các nguồn tài liệu khác để phân thành các dạng BT và nêu các

phương pháp giải sao cho phù hợp với các kiến thức đã học.

2.2. Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh

nghiệm:

- Việc học tập của học sinh nhằm 2 mục đích: Học để biết và học để thi. Nếu

chỉ học để biết thì học sinh chỉ cần “đọc” và “nhớ”. Còn học để thi học sinh

phải có kỹ năng cao hơn: Nhớ kiến thức -> Trình bày kiến thức -> Vận dụng

kiến thức -> Sáng tạo thêm từ các kiến thức đã có -> Kết quả học tập.

- Trong các đề thi THPTQG, ĐH - CĐ Mỗi đề thi thường có một số câu hỏi

khó (câu hỏi nâng cao) mà nếu hoc sinh chỉ vận dụng cơng thức SGK thì khơng

thể làm được. Ví dụ :Chương Sóng ánh sáng ở SGK lớp 12 cơ bản có Bài 35

Tính chất và cấu tạo hạt nhân; Bài 36 Năng lượng liên kết hạt nhân; Bài 37

Phóng xạ; Bài 38 Phản ứng phân hạch; Bài 39 Phản ứng nhiệt hạch kiến

thức lý thuyết chỉ nói chung chung, khơng đi sâu vào từng vấn đề cụ thể nhưng

các dạng bài tập đưa ra trong các kỳ thi ĐH và CĐ lại phức tạp. Với chỉ kiến

thức SGK thì học sinh ban cơ bản không thể nào giải được đề thi ĐH và CĐ

phần này. Hơn nữa, “ Giao thoa ánh sáng” với học sinh THPT thật phức tạp bởi

nguốn sáng có thể là nguồn đơn sắc, nguồn gồm hai, ba nguồn sáng đơn sắc

hoặc nguồn ánh sáng trắng. Trong q trình giảng dạy tơi nhận thấy học sinh

9



thường chỉ biết làm những bài tập đơn giản thay vào công thức có sẵn, còn các

bài tập u cầu phải có khả năng phân tích đề hoặc tư duy thì kết quả rất kém.

Để giúp học sinh có thể nắm được và vận dụng các phương pháp cơ bản để giải

các bài tập trong các đề thi phần: giao thoa với nguồn sáng gồm hai, ba nguồn

đơn sắc hoặc giao thoa với nguồn ánh sáng trắng, tôi chọn đề tài: “Huớng dẫn

học sinh lớp 12 ban cơ bản phân dạng và nắm được phương pháp giải bài

tập phần: “Hạt nhân nguyên tử’’ Trong đề tài này, tơi tóm tắt những phần lý

thuyết cơ bản, đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải, bài tập tự luyện

nhằm giúp các em ơn tập lí thuyết, phân dạng bài tập và có phương pháp giải

các dạng bài tập.

2.3. Phân dạng bài tập

2.3.1. DẠNG 1: ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT

NHÂN Cách giải:

Áp dụng công thức: ∆m = ( Z.m P + N.m n ) − m

2

2

2

Và công thức ∆E = ∆m.c = (m0 − m).c = [ ( Z .m p + N .mn ) − m].c

Ví dụ 1: Tính độ hụt khối của hạt nhân 42 He có khối lượng mHe= 4,0015u.

Hướng dẫn giải :

4

Hạt nhân 2 He có 2 proton và 2 nơtron.

Khi đó m0 = Z.mP + N.mn = 2.mP + 2.mn = 2.1,0073 + 2.1,0087 = 4,049527u

Độ hụt khối Δm = m0 – m = 4,049527 – 4,0015 = 0,048027u

Ví dụ 2: Tìm độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân Liti 73 Li . Biết

khối lượng nguyên tử Liti, nơtron và prôtôn có khối lượng lần lượt là: m Li =

7,0160u; mN = 1,0087u và mP = 1,0073u. Biết 1u = 931,5 MeV/c2

Hướng dẫn giải :

7

Hạt nhân 3 Li có 3 proton và 4 nơtron. Khi đó:

M0 = Z.mP + N.mn = 3.mP + 4.mn = 3.1,0073 + 4.1,0087 = 7,08299 u

Độ hụt khối: Δm = m0 – m = 7,08299 – 7,0160 = 0,06699 u

Năng lượng liên kết của hạt nhân là:

ΔE = Δm.c2 = 0,06699 uc2 = 0,06699.931,5 = 62,401185 MeV

Ví dụ 3: Hạt nhân Natri có kí hiệu 2311 Na và khơí lượng của nó là m Na =

22,983734 u, biết mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u.

Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Na.

Hướng dẫn giải :

Độ hụt khối: Δm = 11.1,0073 + 13.1,0087 - 22,9837 = 0,201 (u)

Năng lượng liên kết của Na: Elk = 0,201.931 = 187 (MeV).

2.3.2 DẠNG 2: TÍNH TỐN CÁC ĐẠI LƯỢNG TỪ ĐỊNH LUẬT PHĨNG

XẠ.

Phương pháp : sử dụng các phương trình sau

* Phương trình liên hệ giữa khối lượng hạt nhân (m) và số hạt nhân (N) là

N=



m

N .A

.N A ⇔ m =

A

NA



10



* Số hạt nhân bị phân rã, kí hiệu là ΔN, được tính bởi cơng thức

1

− 



∆N = N 0 − N = N 0 1 − 2 T  = N 0 1 − e −λt







(



Tương



tự,



khối





∆m = m0 − m = m0 1 − 2





1



T



)



lượng



 = m0 1 − e −λt







(



hạt



nhân



đã



phân











)



* Khi thời gian phân rã (t) tỉ lệ với chu kỳ bán rã (T) thì ta sử dụng cơng thức

N ( t ) = N0 2







t

T



, còn khi thời gian t không tỉ lệ với chu kỳ T thì ta sử dụng cơng



thức N ( t ) = N 0 e − λt

* Trong sự phóng xạ khơng có sự bảo tồn khối lượng mà chỉ có sự bảo toàn về

số hạt nhân. Tức là, số hạt nhân con tạo thành bằng số hạt nhân mẹ đã phân

rã.

N



∆N



Y

Khi đó ta có ∆N X = N Y ⇒ mY = N . AY = N . AY

A

A



Ví dụ 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)

ln 2



a) Khối lượng còn lại của Co ban là m( t ) = m0 .e −λt = 500.e − T t = 500.e

b) Khi khối lượng chất Co còn lại 100 (g) thì ta có m = 100 (g).







ln 2

12

5, 33



= 105( g )



1

1

− λt

− λt

− λt

Khi đó từ cơng thức: m( t ) = m0 .e ⇔ 100 = 500.e → e = ⇔ λt = − ln  = 1,6

5



Từ đó ta có



t=



5



1,6 1,6 1,6T 1,6.5,33

=

=

=

= 12,37

(năm)

λ ln 2 ln 2

0,693

T



Ví dụ 2: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4

ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) của lượng chất phóng xạ còn lại bằng

bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu?

A. 25%.

B. 75%.

C. 12,5%.

D.

87,5%.

Hướng dẫn giải:

T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày . Do đó ta đưa về hàm mũ để giải nhanh như

sau :

m = m0 .2







t

T



tm



1





m

m

1



=2 T ⇔

= 2 −3 = = 12,5% m→ Chọn : C.

m0

m0

8



Ví dụ 3: (ĐH -2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N 0 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.

11



Hướng dẫn giải:

t1 = 1năm thì số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) là N1, theo đề ta có:

N1

1 1

= t =

N0

3

2T



Sau 1năm nữa tức là t2 = 2t1 năm thì số hạt nhân còn lại chưa phân rã là N 2, ta

có :

0

N2

N

1

1

1

1

1

= t2 = t1 ⇔ 2 = ( t1 ) 2 = ( ) 2 = . Hoặc N = N = N1 = N 0 = N ⇒ Chọn: C

2

N0

N0

3

9

3

9

32

2 T 2T

2T



2.3.3. DẠNG 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN, NĂNG LƯỢNG PHẢN

ỨNG HẠT NHÂN.

Xét phản ứng hạt nhân: X1 + X2 → X3 + X4

Tổng khối lượng của các hạt nhân tham gia phản ứng: m0 = m X + m X

Tổng khối của các hạt nhân sau phản ứng: m = m X + m X

Do có sự hụt khối trong từng hạt nhân nên trong phản ứng hạt nhân khơng có

sự bảo tồn khối lượng ⇒ m0 ≠ m

a) Khi m0 > m

Do năng lượng toàn phần của phản ứng được bảo toàn nên trong trường hợp

này phản ứng tỏa một lượng năng lượng, có giá trị ΔE = (m0 – m)c2

Năng lượng tỏa ra này dưới dạng động năng của các hạt nhân con.

Chú ý: Trong trường hợp này do các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn các hạt

nhân ban đầu nên các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt ban đầu.

b) Khi m0 < m

Khi đó phản ứng khơng tự xảy ra, để nó có thể xảy ra được thì ta phải cung

cấp cho nó một lượng năng lượng. Trong trường hợp này phản ứng được gọi là

phản ứng thu năng lượng.

Năng lượng thu vào của phản ứng có độ lớn: ΔE = |m0 – m|c2

1



3



2



4



Ví dụ 1: Cho phản ứng hạt nhân 49 Be+11H → 24 He+ 36Li . Hãy cho biết đó là phản ứng

tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào.

Biết mBe = 9,01219 u; mP = 1,00783 u; mLi = 6,01513 u;

mX

=

2

4,0026 u; 1u = 931 MeV/c .

Hướng dẫn giải:

Ta có: m0 = mBe + mP = 10,02002u; m = mX + MLi = 10,01773u. Vì m0 > m nên

phản ứng tỏa năng lượng; năng lượng tỏa ra: W = (m 0 – m).c2 = (10,02002 –

10,01773).931 = 2,132MeV.

Ví dụ 2: cho phản ứng hạt nhân: 31T + 12D→ 24 He + X + 17,6MeV . Tính năng lượng toả

ra từ phản ứng trên khi

tổng hợp được 2g Hêli.

A. 52,976.1023 MeV

B. 5,2976.1023 MeV

C. 2,012.1023 MeV

D. 2,012.1024 MeV

Hướng dẫn giải:

12



- Số nguyên tử hêli có trong 2g hêli: N =



m.N A 2.6,023.10 23

=

= 3,01.10 23

A

4



- Năng lượng toả ra gấp N lần năng lượng của một phản ứng nhiệt hạch:

E = N.Q = 3,01.1023.17,6 = 52,976.1023 MeV → Chọn đáp án A.

Ví dụ 3: (Khối A – 2010):

Cho phản ứng hạt nhân sau: 12 H + 12H → 24 He+ 01n + 3,25MeV . Biết độ hụt khối của 12 H

là ΔmD= 0,0024 u và 1u = 931 MeV/ c2 . Năng lượng liên kết hạt nhân 24 He là

A. 7,7188 MeV

B. 77,188 MeV

C. 771,88 MeV

D. 7,7188 eV

Tóm tắt:

Hướng dẫn giải:

2

2

4

1

ΔmD = 0,0024 u

1 H + 1 H → 2 He+ 0 n + 3,25MeV

1u = 931MeV/c2

Năng lượng tỏa ra của phản ứng:

Wlk α

ΔE = ( ∑ Δmsau – ∑ Δmtrước)c2 =

Wlksau – 2ΔmDc2

→ Wlkα = ΔE +2ΔmDc2 = 7,7188MeV

Chọn đáp án A

2.3.4. DẠNG 4: BÀI TOÁN ĐỘNG NĂNG, VẬN TỐC TRONG

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Cách giải

Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh ra hạt X3 và X4 theo phương

trình: X1 + X2 = X3 + X4

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: p1 = p3 + p4 (1)

Muốn tính góc giữa hai hạt nào thì ta quy về vectơ động lượng của hạt đó rồi

áp dụng

cơng thức: 









(a ± b ) 2 = a 2 ± 2ab cos(a; b ) + b 2



+) Muốn tính góc giữa hạt X3 và X4 ta bình phương hai vế (1)

⇒ ( p1 ) 2 = ( p3 + p 4 ) 2 ⇒ p12 = p32 + 2 p3 p 4 cos( p3 ; p 4 ) + p 42



+) Muốn tính góc giữa hạt X1 và X3 : Từ ( 1 )

⇒ p1 − p3 = p4 ⇔ ( p1 − p3 ) 2 = ( p4 ) 2 ⇔ p12 − 2 p1 p3 cos( p1 ; p3 ) + p32 = p42



Tương tự như vậy với các hạt bất kỳ .

Lưu ý : p 2 = 2mK ⇔ (mv) 2 = 2mK ⇒ mv = 2mK

Ví dụ 1: Một nơtơron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng

yên gây ra phản ứng: 01 n+ 36Li → X + 24He . Cho mn = 1,00866 u; mX = 3,01600u ;

mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u. Biết hạt nhân He bay ra vng góc với hạt nhân

X. Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là :

A. 0,12 MeV & 0,18 MeV

B. 0,1 MeV & 0,2 MeV

C. 0,18 MeV & 0,12 MeV

D. 0,2 MeV & 0,1 MeV

Hướng dẫn giải:

Ta có năng lượng của phản ứng: Q = ( m n + mLi ─ mX ─ mHe).c2 = - 0,8 MeV

(đây là phản ứng thu năng lượng)

2

+ p X2

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: pn = p He + p X ⇔ pn2 = p He

⇒ 2mnWn = 2mHe .WHe + 2m X W X (1)



13



- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng: Q =WX +W He ─Wn = -0,8 (2)

4WHe + 3W X = 1,1 WHe = 0,2

⇔

MeV ⇒ Chọn B.

WHe + W X = 0,3

W X = 0,1



Từ (1),(2) ta có hệ phương trình: 



Ví dụ 2: Cho prơtơn có động năng KP = 2,25MeV bắn phá hạt nhân Liti 73 Li

đứng yên. Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống nhau, có cùng động năng và

có phương chuyển động hợp với phương chuyển động của prơtơn góc φ như

nhau. Cho biết mP = 1,0073u; mLi = 7,0142u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c2.

Coi phản ứng không kèm theo phóng xạ gamma giá trị của góc φ là

A. 39,450

B. 41,350

C. 78,90.

D. 82,70.

Hướng dẫn giải:

Công thức liên hệ giữa động lượng và động năng của vật

K=



P2

⇒ P 2 = 2mK

2m



Phương trình phản ứng: 11 H + 37Li → 24 X + 24X

mP + mLi = 8,0215u ; 2mX = 8,0030u. Năng lượng phản ứng toả ra :

ΔE = (8,0215-8,0030)uc2 = 0,0185uc2= 17,23MeV

2KX = KP + ΔE = 19,48 MeV---→ KX =9,74 MeV.

Tam giác OMN:

PX2 = PX2 + PP2 − 2 PX PP cos ϕ

Cosϕ =



PP

1 2mP K P 1 2.1,0073.2,25

=

=

= 0,1206

2 PX 2 2m X K X 2 2.4,0015.9,74



Suy ra φ = 83,070

* Trên đây là toàn bộ nội dung ôn tập mà tôi đã triển khai cho học sinh lớp

12 ban cơ bản nhằm bồi dưỡng kiến thức, kỹ năng cho các em để các em tự

tin bước vào mùa thi mới.

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

2.4.1. Những kết quả đã đạt được:

Đề tài “Huớng dẫn học sinh lớp 12 ban cơ bản phân dạng và nắm được

phương pháp giải bài tập phần: Hạt nhân nguyên tử” giúp các em hiểu sâu

hơn về các hiện tượng vật lý, phân loại được các dạng bài tập, có phương pháp

giải các dạng bài tập nhằm đạt kết quả cao hơn trong các kỳ thi.

Sau khi vận dụng đề tài này tôi nhận thấy đa số học sinh nắm vững các dạng

bài tập, biết cách suy luận logic, tự tin vào bản thân hơn khi giải các bài tập

thuộc dạng này. Trong các năm tơi cũng đã có hoc sinh đạt giải học sinh giỏi và

học sinh đạt điểm 9; 10 thi đại học.

Khảo sát giải các bài tập trắc nghiệm tổng hợp ở 2 lớp 12B7và 12B8 trường

THPT Yên Định 3 có được kết quả như sau.

Lớp

12B7

12B8



Sĩ số

40

42



Điểm 9-10

3

10



Điểm 7-8

12

20



Điểm 5-6

23

9



Điểm 3-4

2

3



Điểm 0,1,2

0

0



2.4.2. Một số mặt hạn chế:

- Trong việc ôn tập triển khai đề tài: Bên cạnh những em có khả năng thực sự,

còn rất nhiều em chưa đáp ứng được kỳ vọng của bản thân và thầy cơ. Trong

14



q trình học tập các em chưa chịu khó, chưa chăm học, ý thức kém nên kết quả

chưa cao

- Một số kiến thức lí thuyết trong đề tài các em phải cơng nhận máy móc, học

thuộc các cơng thức để vận dụng giải bài tập chứ không được hiểu tận gốc vấn

đề.

- Các cơng thức áp dụng nhiều, khó nhớ, khó bíên đổi, đòi hỏi đổi đơn vị phù

hợp nên nhiều khi các em còn nhầm lẫn dẫn đến kết quả khơng chính xác

2.4.3 Bài học kinh nghiệm:

- Việc phân dạng bài tập và hướng dẫn học sinh nhận dạng và giải bài tập mang

lại kết quả tương đối tốt, phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy mới,

phương pháp thi cử theo hướng trắc nghiệm khách quan

- Việc phân dạng bài tập và hướng dẫn học sinh làm tốt các dạng bài tập đã

giúp cho giáo viên nắm vững mục tiêu chương trình, từ đó cũng nâng cao chất

lượng giảng dạy môn vật lý.

- Giúp giáo viên khơng ngừng tìm tòi, sáng tạo ra những phương pháp phân

loại và giải bài tập phù hợp với đối tượng học sinh, từ đó nhằm nâng cao trình

độ chun mơn nghiệp vụ của giáo viên để tránh nguy cơ tụt hậu.

- Rèn cho học sinh phương pháp học tập tích cực, chủ động kiến thức dưới sự

hướng dẫn của giáo viên. Học sinh phải có tinh thần học tập nghiêm túc, phải

nhận thức rõ ràng sự khac biệt giữa học để biết và học để thi như thế nào.



3. KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

3.1. Kết luận

- Trong cấp học THPT: Các kỳ thi ln được coi trọng vì nó phản ánh được chất

lượng dạy và học của giao viên và học sinh, là thước đo để đánh giá sự nỗ lực,

phấn đấu của thầy và trò.

- Muốn có kết quả tốt phải bắt đầu từ người thầy trước. Khơng có học trò dốt,

chỉ có thầy chưa giỏi: Trong q trình giảng dạy người thầy phải biết bắt đầu từ

những kỹ năng đơn giản nhất như dạy bài mới như thế nào cho tốt, ôn tập như

thế nào để bồi dưỡng được các kiến thức, kỹ năng…Kiến thức, sự hiểu biết,

kinh nghiệm và tư cách của người thầy có sức lan tỏa lớn đối với học sinh.

- Đề tài của tôi không bắt nguồn từ những ý tưởng lớn lao mà xuất phát từ thực

tế mà tôi đã được trãi nghiệm trong q trình ơn tập nhiều năm. Nội dung, kiến

thức của để tài giúp cho học sinh hiểu rộng hơn, học tốt hơn, rèn tốt hơn những

kiến thức cơ bản mà sách giáo khoa đã nêu ra. Vì vậy tơi cũng tin tưởng rằng:

Đề tài của tôi sẽ được áp dụng rộng rãi, nhất là đối tượng học sinh giỏi và ôn thi

ĐH – CĐ.

3.2. Kiến nghị

Đây chỉ là những kinh nghiệm của bản thân trong, tôi mong được học tập

và trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp các tổ chức chuyên môn để tôi làm

được tốt hơn trong những năm tới, nhằm giúp cho học sinh đạt kết quả cao nhất

trong các kì thi đại học, cao đẳng và học sinh giỏi cấp Tỉnh.

Xác nhận của thủ trưởng đơn vị



Tôi xin cam đoan đây là SKKN của tôi

không sao chép của người khác

15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×