Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 37: Phóng xạ (Bản hay)

Sự phĩng xạ 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Cho biết tên và cấu tạo của các hạt sau : 
Hạt nhân Hêli , có 4 nuclôn , gồm 2 prôtôn và 2 nơtrôn 
Hạt nhân Đơtêri , có 2 nuclôn , gồm 1 prôtôn và 1 nơtrôn 
Hạt nhân Urani , có 235 nuclôn , gồm 92 prôtôn và 143 nơtrôn 
U 
235 
92 
He 
4 
2 
D 
H.Becquerel 
(1852-1908) 
Giải Nobel vật lý1903 
Marie Curie(1867-1934) 
Giải Nobel vật lý 1903, 
Nobel hoá học 1911 
Pière Curie 
(1859-1906) 
Giải Nobel vật lý 1903 
Sự phóng xạ 
I.SỰ PHÓNG XẠ: 
	 1. Định nghĩa : 
	 Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ ( gọi là tia phóng xạ ) và biến đổi thành hạt nhân khác . 
	 Tia phóng xạ không nhìn thấy được nhưng có những tác dụng lý , hoá như làm đen kính ảnh , ion hoá môi trường  
	2. Đặc điểm : 
 Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra và hoàn toàn không phụ thuộc các tác động bên ngoài . 
Cho các tia phóng xạ đi qua một điện trường mạnh , ta thấy : 
	 Các tia phóng xạ bị tách thành những tia mà ta đặt tên là , , . 
- Quan sát độ lệch và hướng lệch của các tia hãy dự đoán về khối lượng và điện tích của chúng ? 
+ 
+ 
 
 + 
 - 
 
- Tia  và  + lệch về phía bản âm của tụ điện nên mang điện tích dương . 
- Tia  - lệch về phía bản dương của tụ điện nên mang điện tích âm . 
- Tia  + và tia  - lệch nhiều hơn nên có khối lượng nhỏ hơn tia . 
- Tia  không bị lệch nên không mang điện . 
+ 
+ 
 
 + 
 - 
 
	 3. Các loại tia phóng xạ : 
	 Có ba loại tia phóng xạ : Tia  , tia  và tia  . 
	+ Tia  : bị lệch về phía bản âm của tụ điện , là dòng hạt nhân nguyên tử Hêli chuyển động với vận tốc 10 7 m/s , có khả năng ion hóa chất khí , có khi được dùng làm đạn hạt nhân trong các thí nghiệm về vật lý hạt nhân , khả năng đâm xuyên yếu . 
	 + Tia  : gồm tia  + và tia  - . Tia  + bị lệch về phía bản âm của tụ điện là dòng các hạt pozitron e + . Tia  - bị lệch về phía bản dương của tụ điện , là dòng các hạt e - . 
	 Các hạt này chuyển động với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng , cũng có khả năng ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia  . 
	 + Tia  : không bị lệch trong điện trường,là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn ( nhỏ hơn cả bước sóng tia X ), cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao,có khả năng đâm xuyên rất mạnh , nguy hiểm đối với con người . 
Có 100g iôt phóng xạ dùng trong y tế . 
* Sau 8 ngày đêm chỉ còn 50g. 
* Sau 8 ngày đêm tiếp theo chỉ còn 25g. 
* Sau 8 ngày đêm tiếp theo nữa chỉ còn 12,5g. 
* Sau 8 ngày đêm tiếp theo nữa chỉ còn 12,5g..... 
 Cứ sau 8 ngày đêm thì khối lượng iôt chỉ còn một nửa . Khoảng thời gian 8 ngày đêm được gọi là chu kỳ bán rã của iôt , ký hiệu : T 
Các chất phóng xạ khác cũng phân rã theo qui luật trên , chỉ khác giá trị của T . 
	 II. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ: 
	 Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã , cứ sau mỗi chu kỳ này thì một nửa số nguyên tử của chất ấy đã biến đổi thành chất khác . 
	 Công thức : 
 	 hoặc 	 	 
	N, m : Số nguyên tử và khối lượng của chất phóng xạ tại thời điểm t. 
	N 0 , m 0 ; Số nguyên tử và khối lượng của chất phóng xạ ở thời điểm ban đầu ( t = 0 ) . 
N = N 0 .2 - t /T 
m = m 0 .2 - t /T 
N = N 0 .e - λ t 
m = m 0 .e -λt 
t 
N 
N 0 /2 
N 0 /4 
N 0 /8 
O 
T 
2T 
3T 
N 0 
Đồ thị biểu diễn định luật phóng xạ 
Chứng minh công thức định luật phóng xạ 
Thời điểm 
Số nguyên tử chất phóng xạ 
N 
t = 0 
N = N 0 /2 0 = N 0 
= N 0 .2 -0 
t = T 
 N = N 0 /2 = N 0 /2 1 
= N 0 .2 -1 
t = 2T 
 N = N 0 /2)/2 = N 0 /2 2 
= N 0 .2 -2 
t = 3T 
 N = N 0 /2 2 )/2 = N 0 /2 3 
= N 0 .2 -3 
.. 
.. 
. 
t = kT 
N = N 0 /2 k 
= N 0 .2 -k 
Vì k = t/T nên N = N 0 .2 -t/T 
 với λ = 
λ được gọi là hằng số phóng xạ 
N = N 0 .e - λ t 
Khối lượng chất phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử nên : 
m = m 0 .e -λt 
Vì : 
Độ phóng xạ : 
 Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu , đo bằng số phân rã trong 1 giây . 
	 Công thức : 
	 Đặt H 0 = λN 0 là độ phóng xạ ban đầu thì độ phóng xạ vào thời điểm t là : H(t ) = H 0 .e -λt 
	* Đơn vị của độ phóng xạ H là becơren 
	( ký hiệu là Bq ): 1Bq=1 phân rã/giây . 
	* Đơn vị khác của H làcuri(ký hiệu là Ci ): 
	1Ci = 3,7.10 10 Bq ( bằng độ phóng xạ của 1g rađi ). 
Câu hỏi số 1 
1 
Câu hỏi số 2 
2 
Câu hỏi số 3 
3 
Câu hỏi số 4 
4 
Câu hỏi số 5 
5 
Câu hỏi số 7 
7 
Câu hỏi số 8 
8 
Câu hỏi số 9 
9 
Câu hỏi số 10 
10 
Luyªn tËp – cđng cè 
Câu hỏi số 6 
6 
Kết thĩc luyƯn tËp 
C©u 1 
QUAN SÁT HÌNH BÊN 
RỒI CHO BIẾT: 
 TÊN CỦA CÁC 
TIA PHÓNG XẠ? 
 LOẠI ĐIỆN TÍCH 
TRÊN MỖI BẢN CỰC 
CỦA TỤ ĐIỆN? 
 GIẢI THÍCH CÁCH 
XÁC ĐỊNH? 
 
 + 
 - 
 
D­íi t¸c dơng cđa ® iƯn tr­êng , ® iƯn tÝch d­¬ng lƯch vỊ b¶n tÝch ® iƯn 
©m cđa tơ ® iƯn , ® iƯn tÝch ©m lƯch vỊ b¶n tÝch ® iƯn d­¬ng cđa tơ . 
 Công thức của định luật phóng xạ là : 
	a) 
	b) 
	c) 
m = m 0 .e -λt 
N = N 0 .2 - t /T 
N = N 0 .e - λ t 
§ ĩng 
d) Cả ba câu trên đều đúng 
Sai 
Sai 
Sai 
C©u 2 
Chu kỳ bán rã là gì ? 
Là khoảng thời gian mà sau đó , khối lượng hay số nguyên tử của chất phóng xạ giảm còn một nửa . 
C©u 3 
Chất phốt pho phóng xạ có chu kỳ bán rã là 8 ngày đêm . Nếu nhận được 100g chất này thì sau 56 giờ còn lại bao nhiêu ? 
Giải : 
	t = 56 giờ = 8.7giờ 
Khối lượng iôt còn lại : 
m = m 0 .2 - t /T = 100.2 -8x7/8 = 0,78g 
C©u4 
D) phãng ra c¸c tia phãng x¹, khi bÞ b¾n ph¸ b»ng nh÷ng h¹t chuyĨn ® éng nhanh . 
Chän p h¸t biĨu nµo ® ĩng . 
Phãng x¹ lµ hiƯn t­ỵng mét h¹t nh©n 
C©u 5 
§ ĩng 
Sai 
Sai 
Sai 
 ph¸t ra mét bøc x¹ ® iƯn tõ 
B) tù ph¸t ra c¸c tia  ,  ,  . 
C) tù ph¸t ra tia phãng x¹ vµ 
biÕn thµnh mét h¹t nh©n kh¸c . 
C©u 6 
D) Khi ®i trong kh«ng khÝ , tia anpha lµm ion ho¸ kh«ng khÝ vµ mÊt dÇn n¨ng l­ỵng . 
Ph¸t biĨu nµo sau ®©y lµ Sai 
khi nãi vỊ tia anpha? 
A)Tia anpha thùc chÊt lµ h¹t nh©n nguyªn tư hªli 
B) Khi ®i qua ® iƯn tr­êng gi÷a hai b¶n tơ ® iƯn , 
tia anpha bÞ lƯch vỊ phÝa b¶n ©m tơ ® iƯn . 
C)Tia anpha phãng ra tõ h¹t nh©n víi vËn tèc b»ng 
 vËn tèc ¸ nh s¸ng . 
§ ĩng 
Sai 
Sai 
Sai 
D) A, B vµ C ® Ịu ® ĩng . 
C©u 7 
§iỊu kh¶ng ®Þnh nµo sau ®©y lµ ®ĩng khi nãi vỊ  +? 
§ ĩng 
Sai 
Sai 
Sai 
 H¹t  + cã cïng khèi l­ỵng víi ªlectrron 
nh­ng mang ®iƯn tÝch nguyªn tè d­¬ng. 
B) Tia  + cã tÇm bay ng¾n h¬n so víi tia  . 
C) Tia  + cã kh ¶ n¨ng ®©m xuyªn rÊt 
m¹nh, gièng nh ­ tia r¬n ghen ( tia X). 
D) A, B vµ C ® Ịu ® ĩng . 
C©u 8 
§ iỊu kh¶ng ® Þnh nµo sau ®©y lµ ® ĩng 
khi nãi vỊ tia gamma? 
§ ĩng 
Sai 
Sai 
Sai 
 Tia gamma thùc chÊt lµ sãng ® iƯn tõ 
cã b­íc sãng rÊt ng¾n ( d­íi 0,01nm). 
B) Tia gamma lµ chïm h¹t ph«t«n cã 
 n¨ng l­ỵng cao . 
C) Tia gamma kh«ng bÞ lƯch trong ® iƯn tr­êng . 
D) A hoỈc B hoỈc C ® ĩng . 
C©u 9 
§ iỊu nµo sau ®©y lµ sai 
khi nãi vỊ ®é phãng x¹ H? 
§ ĩng 
Sai 
Sai 
Sai 
A) §é phãng x¹ H cđa mét chÊt phãng x¹ lµ 
 ®¹i l­ỵng ® Ỉc tr­ng cho tÝnh phãng x¹ 
 m¹nh hay yÕu lµ l­ỵng phãng x¹ ® ã . 
B) Víi mét chÊt phãng x¹ cho tr­íc , ®é 
 phãng x¹ lu«n lµ mét h»ng sè . 
C) Víi mét chÊt phãng x¹ cho tr­íc , ®é 
 phãng x¹ gi¶m dÇn theo quy luËt 
 hµm sè mị theo thêi gian . 
C©u 10 
§ ĩng 
A. 916,85 ngµy 
Sai 
Sai 
Sai 
ChÊt phãng x¹ Po210 ph¸t ra tia α vµ biÕn ® ỉi 
thµnh Pb206 Chu kú b¸n r· cđa Po210 lµ 138 
ngµy . Ban ® Çu cã 100g Po th × sau bao l©u l­ỵng 
Po chØ cßn 1g? 
D. 548,69 ngµy 
C. 653,28 ngµy 
B. 834,45 ngµy 
Khèi l­ỵng Po210 cßn l¹i ®­ ỵc tÝnh theo c«ng thøc : 
 m/m 0 råi lÊy ln hai vÕ , tõ ® ã t×m t. t = 916,85 ngµy . 
H­íng dÉn : 
Bµi tËp vỊ nh µ 
SGK: 3, 4, 5 trang 215 
- SBT: 9.6, 9.7 trang 79 
Ch©n thµnh c¸m ¬n c¸c thµy c« gi¸o vµ c¸c em häc sinh 
Chào tạm biệt !