Giáo án vạt lý - Tiết 80: sự phóng xạ

TIẾT 80: SỰ PHÓNG XẠ I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Học sinh nắm được các loại phóng xạ và định luật phóng xạ. Giải được các bài tập đơn giản về tính lượng chất phóng xạ. Phương pháp: Diễn giảng, pháp vấn, gợi mở. II. CHUẨN BỊ: HS: xem Sgk. III. TIẾN HÀNH LÊN LỚP: A. Ổn định: B. Kiểm tra: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo như thế nào? C. Bài mới: PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I. Tia a: He4 2 Tia b-: ( e0 1 ); b+: (   e0 1 ) Tia a chỉ được tối đa 8cm (bị mất năng I. SỰ PHÓNG XẠ VÀ CÁC LOẠI TIA PHÓNG XẠ: 1. Sự phóng xạ: Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ goi là tia phóng xạ, và biến đổi thành hạt nhân khác. 2. Các loại tia phóng xạ: có 3 loại tia phóng xạ. Để khảo sát các loại tia này, người ta cho nó đi qua lượng do ion hóa môi trường) trong không khí. Không xuyên qua được tấm thủy tinh mỏng. * Đối với tia b- là dòng các e- , vì me- nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng ma  nên nó bị lệch như thế nào so với tia b-? (lệch về bản (-) và có độ lệch bằng tia b-) * Vậy ta có thể hiểu poziton là phản hạt của e- * Đối tia g, nó không bị lệch trong điện trường vậy nó có phải là dòng hạt không? * Nguồn phát xạ: b-: C14 6 ; b+: C16 6 ; a: U 92 - Năng lượng của tia a là rất lớn. vùng điện trường giữa hai bản của một tụ điện. a. Tia anpha (a) : bị lệch về phía bản âm của tụ điện, đó là dòng hạt a mang điện tích dương (là dòng nhân của nguyên tử He4 2 ) Hạt a phóng ra với vận tốc 107m/s, nó làm ion hóa môi trường mạnh, khả năng đâm xuyên yếu. b. Tia beta (b): có 2 loại + b- là loại phổ biến, bị lệch nhiều về phía bản dương của tụ điện, đó là dòng các e- (electron âm) ( e0 1 ) + b+ là loại hiếm hơn, bị lệch nhiều về phía bản âm của tụ điện, đó là dòng các e+ (electron dương) hay còn gọi là các poziton (   e0 1 ) Tia b phóng ra với vận tốc v C , nó ion hóa môi trường yếu hơn tia a, nhưng có khả năng đâm xuyên mạnh hơn. c. Tia gamma(g): không bị lệch trong điện trường, đó là những sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, có khả năng đâm xuyên mạnh. * Đặc điểm chung của các loại tia trên là: tác dụng lên kính ảnh, ion hóa môi trường, gây ra các phản ứng hóa học, có khả năng đâm xuyên. - Các tia phóng xạ đều mang năng lượng. II. T là chu kỳ bán rã (s) Gọi N0 là số nguyên tử ban đầu N là số nguyên tử còn lạisau thời gian t. Theo định luật phóng xạ: Thời gian t = 0 T 2T 3T … kT Só ng/tử chất p/xạ còn lại 02 oN 12 oN 22 oN 32 oN ko N 2 II. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ: Nguyên nhân gây ra hiện tượng phóng xạ là do bên trong hạt nhân; nó không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài, và nó tuân theo định luật phóng xạ. Định luật: mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán ra, cứ sau mỗi chu kỳ thì ½ số nguyên tử của chất ấy đã biến thành chất khác. Gọi N0 là số nguyên tử ban đầu N là số nguyên tử sau thời gian t. to eNtN  .)( Tương tự: Gọi m0 là khối lượng ban đầu m là khối lượng của chất phóng xạ sau thời gian t to emtm  .)( Vậy sau thời gian t = kT, thì số nguyên tử chất ph/xạ đang xét còn lại là: N(t) = k oN 2 = No.2-k Với: T tk  số chu kỳ bán rã trong thời gian T T t oNtN   2.)( vì: 22 xLnx e t T Ln o Ln T t o eNtNeNtN 22 .)(.)(   Đặt: T Ln2  to eNtN  .)( * Vì Khối lượng m của chất phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử, nên tương tự trên ta cũng chứng minh được: t o emtm  .)( * Hằng số phóng xạ  chính xác suất phân rã. Nghĩa là 1 ng/tử phân rã thì ta N(t)= Trong đó: e là cơ số logarit neper (e  2,718 và lne = 1) l: hằng số phóng xạ: l = TT Ln 693,02  T: chu kỳ bán rã (s) Độ phóng xạ H: độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu và được đo bằng số phân rã trong 1 s. Đơn vị: - Becquerel (Bq): 1 Bq = 1 s raõPhaân - Curie (Ci) 1 Ci = 3,7.1010Bq. - Độ phóng xạ H(t) giảm theo thời gian cùng quy luật với số nguyên tử N(t), (dấu “-“ vì N giảm) H(t) = dt d N(t) . = lN0.e-lt = lN(t) Vậy độ phóng xạ bằng số nguyên tử N(t) nhân với hằng số phóng xạ l. Đặt lN0 = H0 : độ phóng xạ ban đầu Thì H(t) độ phóng xạ sau thời gian t là: H(t) = H0 .e-lt không thể biết được bao giờ nó phân rã, mà ta phải xét một số lớc các nguyên tử ấy, nó tuân theo quy luật thống kê là: Trong 1s có một tỉ lệ xác định  ng/tử phân rã, nếu N(t) là số ng/tử ở thời điểm t có –dN ng/tử phân rã, (dấu “-“ vì N giảm), thì tỉ lệ phân rã là:  N dN .Lấy tích phân to eNtN  .)( Vậy độ phóng xạ: H(t) = dt d N(t) . = lN0.e-lt = lN(t) D. Củng cố: Nhắc lại : - Hiện tượng phóng xạ – các đặc điểm của các tia phóng xạ. - Định luật phóng xạ. - Các biểu thức: l = T Ln2 = T 693,0 (s-1): hằng số phóng xạ. N(t): N0.e-lt = k N 2 0 ; với k = T t : số chu kỳ bán rã trong thời gian t. m(t) = m0.e-lt = k m 2 0 H(t) = lN(t) = T Ln2 N0.e-lt = H0.e-lt Với H0 = T Ln2 N0 E. Dặn dò: - BTVN:3, 4, 5 Sgk trang 121 - Xem bài: “Sự phóng xạ”