giáo án về sơ lượt thuyết tương đối hẹp vật lí 12 - Pdf 14

 
 !"##
$!%&
'()*+',-!
(.$/!
- Hiểu và phát biểu được hai tiên đề của thuyết tương đối hẹp.
- Nêu được hệ quả của thuyết tương đối về tính tương đối của không gian và thời gian.
(.0!
- Dựa vào thuyết tương đối giải thích sự liên hệ giữa không gian và thời gian, sự thay đổi khối lượng
của vật chuyển động, năng lượng của vật.
&(12!
''(+3-456!
(78!
- Nội dung về tính tương đối của chuyển động theo cơ học cổ điển.
- Một vài mẩu truyện viễn tưởng về thuyết tương đối (nội dung một số phim truyện viễn tưởng)
(3!- Ôn lại một số kiến thức lớp 10 phần cơ học. (cộng vận tốc, các định luật Niu-tơn,
động lượng )
'''(9+3:+3;<=>?<@3A+!
B(3;<=>5B=C-

 (5
/
)
 !"#
5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/
3=!3 $HJK1L(
10
+ khối lượng và kích thước của
ôtô không đổi. Vận tốc thay
đổi

+ Mọi định luật vật lý đều xảy
ra như nhau trong mọi hệ quy
chiếu quán tính
+ Nếu ánh sáng phát ra cùng
chiều chuyển động của xe thì
tốc độ của nguồn sáng là v+c.
Nếu ánh sáng phát ra ngược
+ Năm1905 Anh-xtanh đã xây
dựng thuyết tổng quát hơn gọi là
thuyết tương đối hẹp Anh-xtanh
+ Từ thí nghiệm về vận tốc của
ánh sáng trong chân không ta rút
ra được điều gì?
+ Cho một đèn phát ra ánh sáng,
đèn đó được đặt lên một xe
chuyển động với tốc độ là v trong
môi trường chân không. Hãy xác
(+81MHBN(
  $  % (nguyên lí tương
đối):
Các định luật vật lý (cơ học,
điện từ học…) có cùng một
dạng như nhau trong mọi hệ
quy chiếu quán tính.
Hiện tượng vật lí diễn ra như
nhau trong các hệ quy chiếu
quán tính.
&'()*"+,-./012334
CHƯƠNG VI: SƠ LƯỢT VỀ THUYẾT
TƯƠNG ĐỐI HẸP

m/s
Đây là giá trị tốc độ lớn nhất
của hạt vật chất trong tự nhiên
(hiện nay)
3=&!+OPQRHQ$SJ1TUV
10 + Sự co lại của độ dài và sự
chậm lại của đồng hồ chuyển
động
+ Hs đọc SGK nêu hệ quả
+ C1:
2
o
2
v
1
c
= −l l
= 0,8m
+ C2:
o
2
2
t
t
v
1
c

∆ =


gian?
&(3OPQRHQ$SJ
1TUV!
567895:/;
Độ dài của một thanh bị co lại
dọc theo phương chuyển động
của nó
2
o o
2
v
1
c
= − <l l l
(1)
l
o
: độ dài riêng: độ dài của
thanh khi đứng yên dọc theo
trục tọa độ trong hệ quy chiếu
K
l: độ dài của thanh đo được
trong hệ K, khi thanh chuyển
động với tốc độ v dọc theo trục
tọa độ trong hệ K
<678"=95>>
?.::
Đồng hồ gắn với quan sát viên
chuyển động chạy chậm hơn
đồng hồ gắn với quan sát viên

&'()*"+,-./012334
 "
 !Z##
$/!% 

'()*+',-!
DC
- Nêu được hệ quả của thuyết tương đối về tính tương đối của khối lượng và về mối quan hệ giữa
khối lượng và năng lượng .
- Viết được hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng và giải được các bài tập vận dụng hệ
thức này.
DE)
- Giải được các bài tập áp dụng hệ thức Anh-xtanh.
&:
''(+3-456!
AF<95G?
AF<950HHọc bài cũ . Ôn khái niệm động lượng ở lớp 10
'''(9+3:+3;<=>?<@3A+!
B(3;<=>5B=C-
 (2
/
)
D.05<;I: (8
/
)
1. Nêu hai tiên đề của Anh- xtanh và các hệ quả của thuyết tương đối hẹp
2. Bài tập 3. 4SGK?
 !"#
5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/

+ Khối lượng của vật có ính
tương đối và phụ thuộc vào
hệ quy chiếu.
+ (2)
o
m m⇒ ≈
m=
o
2
2
m
60
100kg
0,6
v
1
c
= =

+ Động lượng của một vật là
gì? Viết biểu thức? Hãy cho
biết ý nghĩa vật lý của động
lượng ?
+ Trong thuyết tương đối,
động lượng tương đối tính của
một chất điểm chuyển động
với vận tốc
v
r
cũng được định

m
p mv v
v
1
c
= =

r r r
(1)
Trong đó đại lượng
m =
o
o
2
2
m
m
v
1
c


(2)
gọi là khối lượng tương đối tính của
chất điểm chuyển động, và m
o
gọi là
khối lượng nghỉ.
+ Cơ học cổ điển chỉ xét những vật
chuyển động với tốc độ << c, nên

1
2
m
o
v
2
Năng lượng nghỉ + động
năng
+ Theo vật lý học cổ điển m
o
và E
o
được bảo toàn. Còn
theo thuyết tương đối thì
không nhất thiết được bảo
toàn.
+ Năng lượng toàn phần
+ Nêu hệ thức giữa năng lượng
và khối lượng và ý nghĩa của
hệ thức. Hướng dẫn hs đọc
SGK và trả lời các câu hỏi sau:
+ Theo hệ thức hai đại lượng
năng lượng toàn phần và khối
lượng của vật có mối quan hệ
với nhau như thế nào?
+ Khi năng lượng ∆E thay đổi
thì dẫn đến đại lượng nào thay
đổi?
+ Khi v = 0 thì năng lượng E
được xác định như thế nào? Từ

m
c
v
1
c

(3)
- Khi vật có khối lượng m thì nó
cũng có một năng lượng E, và
ngược lại, khi vật có năng lượng E
thì nó có khối lượng m. Hai đại
lượng này luôn tỉ lệ với nhau.
E = mc
2
- Khi năng lượng thay đổi lượng ∆E
thì khối lượng cũng thay đổi một
lượng ∆m tương ứng và ngược lại.
∆E = ∆m.c
2

(4)
b+Sc^V8(
- Khi v = 0 thì E = E
o
= m
o
.c
2
(5)
E

2
m
o
v
2

(6)
Như vậy khi vật chuyển động, năng
lượng toàn phần của nó bao gồm
năng lượng nghỉ và động năng của
vật.
+ Đối với hệ kín, khối lượng nghỉ
và năng lượng nghỉ tương ứng
không nhất thiết được bảo toàn,
nhưng vẫn có định luật bảo toàn của
năng lượng toàn phần E, bao gồm
năng lượng nghỉ và động năng.
3=&!deVff
5
+
hc
hfε = =
λ
; v = c
+
ε
= m
ph
c
2

λ
(7)
+ Khối lượng nghỉ của phôtôn
m
oph
=
2
2
v
m 1
c



m
oph
=0 (8)
+(W3;<=>.D3X+'D3A+
A9 BCJK
L
6
Bài tập 3/259SGK
'!EX.'33'Y)
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
&'()*"+,-./012334
 "&
 !#&#
$/!%" 



l
o
: độ dài riêng: độ dài của
thanh khi đứng yên trong hệ
quy chiếu K
l: độ dài của thanh đo dược
trong hệ K, khi thanh chuyển
động với tốc độ v
+
o
2
2
t
t
v
1
c

∆ =

t∆
! khoảng thời gian đo
được theo đồng hồ gắn vào
quan sát viên đứng yên
o
t∆
! khoảng thời gian đo
được theo đồng hồ chuyển
động

t∆
đo
được theo đồng hồ gắn với quan
sát viên đứng yên
o
2
2
t
t
v
1
c

∆ =

=
30
0,6
= 50 ph
Vậy đồng hồ này chậm hơn
đồng hồ gắn với quan sát viên
đứng yên: 50 – 30 = 20 ph
3 12!deO/a]S^7\T]S^
20 Tóm tắt:
W
đ
= m
o
c
2

W (2)
v
1
c
= + =
=

&'()*"+,-./012334
BÀI: BÀI TẬP
VỀ HỆ THỨC ANH-XTANH
 "
+
2
d 0
W W m c= +
Tóm tắt:
U = 10
5
V. Tìm v?
+ W
đ
– W
đo
= eU
+ E = W
đ
+ m
o
c
2

o
2
2
1
m c 1
v
1
c
 
 ÷
 ÷

 ÷
 ÷

 
+ Biểu thức năng lượng toàn
phần của hạt.
+ Từ (1) & (2) tìm v

5! Tính tốc độ của 1 êlectron
được tăng tốc bởi hiệu điện thế
10
5
V
+ Định lí động năng?
+ Từ biểu thức năng lượng toàn
phần. Hãy xác định động năng
theo năng lượng toàn phần và
năng lượng nghỉ.

 ÷
−β
 
,
với
v
c
β =

2
2
0
1 eU
1
m c
1
= +
−β


2
2
0
1
1
eU
1
m c
− β =
+

 


0,55β ≈
v = 3.10
8
.0.4 = 1,65.10
8
m/s.
+(W3;<=>.D3X+'D3A+
A9 BCJM
L
6
+Jhi +JSJ1T_
a) Phương trình chuyển
động:
dv d(mv)
m F
dt dt
= =
r r
r
0
2
2
m v
d
( ) F
dt
v

=

d) Động năng:
2
2
1
mv
2
0
2
2
1
m c ( 1)
v
1
c


e) năng lượng nghỉ: 0 m
o
c
2
f) Liên hệ giữa năng lượng và
động lượng
2
d
p
W
2m
=

/
)
D.05<;I
 !"# Khối lượng hạt nhân có bằng tổng khối lượng của các nuclôn tạo
thành nó hay không? Tại sao các prôtôn mang điện tích dương lại có thể gắn kết chặt với nhau trong hạt
nhân chứ không đẩy nhau ra xa?
5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/
3=!l$mQ  
18 + Hs thảo luận theo nhóm trả
lời:
+ Cấu tạo nguyên tử: Hạt nhân
ở giữa mang điện tích dương,
các êlectrôn chuyển động xung
quanh hạt nhân. Khối lượng hạt
nhân

khối lượng nguyên tử
+ Hạt nhân được cấu tạo từ các
nuclôn: prôtôn (p), khối lượng
m
p
=1,67262.10
-27
kg, mang một
điện tích nguyên tố dương +e và
nơtron (n), khối lượng m
n
=
1,67493.10

bằng N
+ Số nuclôn: Z + N = A; A gọi là
số khối.
l`._OQ !
A
Z
X
,
A
X
hoặc
XA
A: số khối; Z : nguyên tử số.
4
2
He
,
4
He
hoặc
He4
238
92
U
,
238
92
U
hoặc
U238

= =
=59,5
+ Thông báo kích thước hạt
nhân.
C1: Tính bán kính của hạt
nhân
U238
. Hạt nhân
U238
có thể tích lớn hơn hạt nhân
4
2
He
mấy lần?
- Công thức gần đúng xác định
bán kính:
1
15
3
R 1,2.10 A (m)

=
3=!l$\O1o7p(=J7p\T]S^Q8q
20 + Đồng vị là những nguyên tử
mà hạt nhân chứa cùng số
prôtôn Z (có cùng vị trí trong
bảng tuần hoàn), nhưng có số
nơtron khác nhau.
Ví dụ: - Hiđrô có 3 đồng vị:
hiđrô thường

g
12 6,0221.10
27
1,66055.10 kg


+ E = mc
2
+ 1u = 931,5
2
MeV
c
.
+ Nêu khái niệm đồng vị đã
học ở hoá học? Cho ví dụ.
+ Có những loại đồng vị nào?
+ Nêu đơn vị đơn vị cácbon
đã học trong hoá học?
+ Vậy 1u bằng bao nhiêu kg?
+ 1u =
23
1 12
g
12 6,0221.10
27
1,66055.10 kg


+ Hệ thức Anh-xtanh được
viết như thế nào?

1

C
11
6
,
C
12
6
,
C
13
6

C
14
6
- Có hai loại đồng vị: đồng vị bền
và đồng vị phóng xạ (không bền).
&(  =J  7p  \T  ]S^  Q8
q!
a) kí hiệu u. u có trị số bằng 1/12
khối lượng nguyên tử C12.
1u =
C12
1
m
12
=
A A

1
m
m
v
c
=

+ Năng lượng toàn phần:
= −

2
2
0
2
2
1
m c
E mc
v
c
Trong đó: E
0
= m
0
c
2
gọi là năng
lượng nghỉ.
E – E
0

tạo thành hạt nhân
4
2
He
:
2m
p
+ 2m
n
= 2.1,00728 +
2.1,00866 = 4,03188u
2m
p
+ 2m
n
> m(
4
2
He
)
+ Khối lượng m bao giờ cũng
nhỏ hơn một lượng
m∆
so với
tổng khối lượng các nuclôn tạo
thành hạt nhân đó
+ Độ hụt khối:
p n
m Zm (A Z)m m ∆ = + − −
 

lượng 4,0015u so sánh với
tổng khối lượng của các
nuclôn tạo thành hạt nhân?
+
m∆
được gọi là độ hụt khối
của hạt nhân. Vậy độ hụt khối
m

được xác định như thế
nào?
+ Theo thuyết tương đối thì:
- hệ các nuclôn ban đầu có
năng lượng được xác định
như thế nào?
- hạt nhân được tạo thành có
năng lượng được xác định
như thế nào?
+ Theo định luật bảo toàn
năng lượng thì như thế nào?
+ Vậy muốn tách hạt nhân có
khối lượng m thành các
nuclôn thì cũng tốn một năng
lượng cũng là
2
.cmW
lk
∆=
để
thắng lực hạt nhân. Do đó

các nuclôn riêng rẽ phải cung cấp
năng lượng bằng ∆E để thắng lực
hạt nhân. Nên ∆E gọi là năng
lượng liên kết hạt nhân.
+ Năng lượng liên kết tính cho
một nuclon là
E
A

ε =
gọi là năng
lượng liên kết riêng
+ Hạt nhân có năng lượng liên
kết riêng lớn hơn sẽ bền vững
hơn.
+t! Đối với hạt nhân có số
khối từ 50 đến 70, năng lượng
liên kết riêng của chúng có giá trị
lớn nhất
+(W3;<=>.D3X+'D3A+
@A9 BC(10
/
)
Tiết 1: (5/)
Câu hỏi C3: Tính 1 ra đơn vị kg.
Prô tôn có khối lượng nghỉ là m
p
= 1,007278u

938

m
He
< 2m
p
+ 2m
n
= 4,0319
Câu hỏi C5: Tính là năng lượng liên kết và là năng lượng liên kết riêng của hạt nhân.hạt nhân
4
2
He
W
lk
= 28,32MeV;
lk
W
7,08MeV / nuclon
A
=
'!EX.'33'Y)
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
&'()*"+,-./012334
 "%
 !k#&#
$!%%j%
'()*+',-!
(.$/!
- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì? - Nêu được thành phần và bản chất các tia phóng xạ.

5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/
3=!l$OS^VvN jVvN
10
20
+ Đọc SGK
- Nêu định nghĩa.
- Do các nguyên nhân bên
trong gây ra.
Dù nguyên tử của chất phóng
xạ có nằm trong các hợp chất
khác nhau, dù ta có làm thay
đổi nhiệt độ của mẫu phóng xạ,
làm tăng áp suất tác dụng lên
nó, thì nó cũng không hề chịu
ảnh hưởng gì.
- Quá trình biến đổi hạt nhân.
+ Các loại tia phóng xạ: α; β
-
;
β
+
; γ.
+ Tia α chính là các hạt nhân
của nguyên tử heli (kí hiệu
4
2
He
, gọi là hạt α), Mang điện
tích dương

phân rã, phát ra các tia phóng xạ
và biến đổi thành hạt hạt nhân
khác gọi là hiện tượng phóng xạ
+ Là quá trình biến đổi hạt nhân,
không phụ thuộc vào yếu tố bên
ngoài.
(+VvN !
`+] VvN !
+ α; β
-
; β
+
; γ.
+ Tia phóng xạ là tia không nhìn
thấy được, nhưng có những tác
dụng như: kích thích một số phản
&'()*"+,-./012334
BÀI 53: PHÓNG XẠ
 "
nguyên tử trên đường đi của nó
và mất năng lượng rất nhanh.
+ Tia β là các hạt phóng ra với
vận tốc rất lớn, có thể đạt xấp
xỉ bằng vận tốc ánh sáng. Tia β
cũng làm ion hóa môi trường
nhưng yếu hơn so với tia α.
+ Có hai loại tia β
- Tia β
-
. Đó chính là các

+ Có mấy loại tia β?
- Tia β

chính là các hạt nào?
mang điện gì ?
- Tia β
+
chính là các hạt nào?
mang điện gì ?
+ Bản chất của tia γ là gì? Có
khả năng gì?
ứng hóa học, ion hóa không khí,
làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp
vật chất mỏng, phá hủy tế bào
l`5Rm!
b α! là hạt nhân
He
4
2
, v ≈
2.10
7
m/s, ion hoá mạnh. Khả
năng đâm xuyên yếu
bβ! v ≈ c, ion hoá yếu hơn
α. Khả năng đâm xuyên mạnh
hơn α.
Có 2 loại:
β
-

0
/2; N
0
/4; N
0
/8; N
0
/2
k
+ N(t) = N
0
2
t/T
+ m = m
o
e


λ
t
+ Độ phóng xạ. Ký hiệu H.
Đơn vị : Becơren ( Bq )
+ 1 Ci = 3,7 . 10 10 ( Bq )
+ Gọi m
0
, N
0
là khối lượng
chất phóng xạ và số hạt nhân ở
thời điểm t =0. Trong quá trình

hiện có bị phân rã, biến đổi thành
hạt nhân khác; T được gọi là chu
kì bán rã của chất phóng xạ.
N(t) = N
o
e
-
λ
t
Đại lượng λ =
0,693
T
gọi là hằng
số phóng xạ
m(t) = m
o
e
-
λ
t
Trong quá trình phân rã, số hạt
nhân phóng xạ giảm theo thời
gian theo định luật hàm số mũ
với số mũ âm.
l`=2VvN ! Để đặc trưng
cho tính phóng xạ mạnh hay yếu
của một lượng chất phóng xạ,
người ta dùng đại lượng gọi là độ
phóng xạ (hay hoạt độ phóng xạ),
được xác định bằng N #O0P

+ Độ phóng xạ của một lượng
chất phóng xạ giảm theo thời
gian theo cùng quy luật hàm số
mũ, như số hạt nhân (số nguyên
tử) của nó.
3=&![LQ1o7pVvN 7/de
10
Hs đọc SGK
+ Nêu định nghĩa
+ Nguyên tử đánh dấu. Nhờ
phương pháp nguyên tử đánh
dấu, người ta có thể biết được
chính xác nhu cầu với các
nguyên tố khác nhau của cơ
thể trong từng thời kì phát triển
của nó và tình trạng bệnh lí của
các bộ phận khác nhau của cơ
thể, khi thừa hoặc thiếu những
nguyên tố nào đó.
+ Sử dụng phương pháp xác
định tuổi theo lượng cácbon 14
để xác định niên đại của các cổ
vật khai quật được.
+ Đồng vị phóng xạ là gì? Thế
nào là đồng vị phóng xạ tự
nhiên và nhân tạo?
Yêu cầu hs đọc SGK
+ Nêu các ứng dụng của đồng
vị phóng xạ ?
+ Muốn theo dõi sự di chuyển

khi cây chết
(=o7pVvN 7/
de
`=o7pVvN
Các đồng vị phóng xạ của một
nguyên tố hóa học có cùng tính
chất hóa học như đồng vị bền của
nguyên tố đó.
l`+/deH1o7p
VvN
- Đồng vị
60
27
Co
phát ra tia
gamma có khả năng đâm xuyên
lớn được dùng để tìm khuyết tật
trong chi tiết máy.
- Đồng vị
32
15
P
phát ra tia

β
được
dùng để làm nguyên tử đánh dấu
trong khoa học.
- Đồng vị
14

- Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng toả ra hay thu vào trong phản
ứng hạt nhân.
(.0!
- Viết được các phương trình phản ứng hạt nhân và phóng xạ.
- Tính được năng lượng trong phản ứng hạt nhân.
&(12!
''(+3-456!
(78!WTranh vẽ 54.1. Bảng hệ thống tuần hoàn
(3! - Ôn lại khái niệm phản ứng hoá học và các định luật bảo toàn trong cơ học.
'''(9+3:+3;<=>?<@3A+!
B(3;<=>5B=C-
 (2
/
)
D.05<;I (8
/
) Sự phóng xạ là gì? Nêu các tia phóng xạ và bản chất của chúng. Công
thức định luật phóng xạ.
Độ phóng xạ là gì? Nêu công thức liên hệ giữa độ phóng xạ và số hạt nhân của chất phóng xạ.
 !"#
5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/
3=!l$VR/ 
15 + Hs đọc SGK và nêu kết luận
Phản ứng hạt nhân là mọi quá
trình dẫn đến sự biến đổi hạt
nhân
Có hai loại phản ứng hạt nhân:
- Sự tự phân rã của hạt nhân
không bền dẫn đến hạt nhân

`.O!
Phản ứng hạt nhân là mọi quá
trình dẫn đến sự biến đổi hạt
nhân
Có hai loại phản ứng hạt nhân:
- Sự tự phân rã của hạt nhân
không bền dẫn đến hạt nhân khác
- Các hạt nhân tương tác với nhau
dẫn đến sự biến đổi chúng thành
các hạt nhân khác
Tổng quátta có thể viết:
A + B

C + D (1)
A, B: Hạt nhân tương tác
C, D: Hạt nhân sản phẩm
Trong trường hợp phóng xạ:
A

B + C (2)
A: hạt nhân mẹ, B: hạt nhân con
C: có thể là hạt
α
hoặc
β
l`wR/  8
1o7pVRN  !
α
+
27

+ A
2
= A
3
+ A
4
Bảo toàn điện tích:
Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
+ Nhắc lại một số khái niệm về
hệ kín trong vật lí có các định
luật bảo toàn nào suy ra các
định luật bảo toàn trong phản
ứng hạt nhân
+ C3: Viết định luật bảo toàn
số nuclôn và định luật bảo toàn
điện tích cho phản ứng hạt
nhân sau:
A A
A3 A4
1 2
Z Z Z Z
1 2 3 4
A B C D+ → +

phân rã β
-
210 0 210
83 1 84
Bi e Po


→ +
phân rã β
+
30 0 30
15 1 14
P e Si
+
→ +
+ Trong các phân rã α và β.
+ Viết phương trình phân rã α.
+ Hạt nhân con có số khối
được xác định như thế nào ?
+ Hạt nhân con có nguyên tử
số được xác định như thế nào ?
Em có nhận xét gì về vị trí của
hạt nhân con trong bảng tuần
hoàn ?
+ Viết phương trình phân rã β
-

+ Hạt nhân con có số khối
được xác định như thế nào?
+ Hạt nhân con có nguyên tử

+ Viết phương trình phân rã γ
&(xQydpQLr
VvN
`wzα
4 '
2 '
A A
Z Z
X He Y→ +
Trong phân rã α, so với hạt nhân
mẹ thì hạt nhân con “lùi” hai ô
trong Bảng tuần hoàn
l`wβ
W
0 '
1 '
A A
Z Z
X e Y


→ +
Trong phân rã β
-
, so với hạt nhân
mẹ thì hạt nhân con tiến một ô
trong Bảng tuần hoàn.
`wzβ
b
0 '

1
= hf. Hiệu E
2
– E
1
có trị số lớn, nên phôtôn γ
phát ra có tần số rất lớn và bước
&'()*"+,-./012334
 Z&
Nếu hạt nhân con sinh ra ở
trong trạng thái kích thích sẽ
xảy ra phân rã γ
+ Hạt nhân con có số khối
được xác định như thế nào?
Hạt nhân con có nguyên tử số
được xác định như thế nào?
+ Vậy phân rã γ xảy ra khi
nào?
sóng rất nhỏ (λ < 10
-11
m)
3=![LQ]S^VR/ 
25
+ Vì năng lượng toàn phần
được bảo toàn nên theo hệ thức
Anh-xtanh ta có phản ứng tỏa
ra một lượng năng lượng:
W = (m
0
– m)c

+ GV thông báo: Dựa vào
năng lượng liên kết riêng của
các hạt nhân có số nuclôn A
khác nhau cho thấy có thể xảy
ra hai loại phản ứng hạt nhân
tỏa năng lượng.
+ C4 tính năng lượng tỏa ra
khi 1kg
235
92
U
bị phân hạch
theo phản ứng:
1 235 94 140 1
0 92 38 54 0
n U Sr + Sr + 2 n+ →
&(]S^VR/
 
Xét phản ứng hạt nhân
A + B

C + D
Đặt m
0
= m
A
+ m
B
m = m
C

+ Phản ứng hạt nhân tỏa năng
lượng xảy ra khi các hạt sinh ra
bền vững hơn các hạt tương tác
ban đầu.
+ Có hai loại phản ứng hạt nhân
tỏa năng lượng
- Hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp
với nhau thành một hạt nhân
nặng hơn. Phản ứng tổng hợp hạt
nhân.
- Một hạt nhân rất nặng hấp thụ
một nơtron và vỡ thành hai hạt
nhân có số khối A vào loại trung
bình. Sự phân hạch.
+(W3;<=>.D3X+'D3A+
@A9 BC(10
/
)
Tiết1. Viết định luật bảo toàn số nuclôn và định luật bảo toàn điện tích cho phản ứng hạt nhân sau:
A A
A3 A4
1 2
Z Z Z Z
1 2 3 4
A B C D+ → +
Tiết 2: Trong dãy phân rã phóng xạ
235 207
92 82
X Y→
có bao nhiêu hạt α, β được phát ra?

3 12!def/mQ  7]S^]8\$
5!Hạt nhân
Co
60
27
có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của
nơtron là 1,0087u.
a) Cấu tạo hạt nhân
Co
60
27
b) Độ hụt khối của hạt nhân
Co
60
27
?
c) Năng lượng liên kết của hạt nhân
Co
60
27
?
d) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Co
60
27
?
10 b Hs giải
+
m∆
~m

liên kết của hạt nhân & năng
lượng liên kết riêng của hạt
nhân?
a)
A
Z
X
=
Co
60
27
Z = 27 prôtôn và số nơtrôn là N
= A-Z = 60-27 = 33
b)

m∆
~m
0
– m
~[Zm
p
+ (A – Z)m
n
] – m
= 4,5442u
c)
E∆
~
m∆
c

nguyên tử/mol.
c) Tính tỉ số giữa khối lượng pôlôni và khối lượng hạt nhân X trong mẫu trên sau 4 chu kỳ phân rã.
30 + Viết phương trình phản ứng
+ Hạt nhân
4
2
He
+ A =206 ; Z = 82
+
A
Z
X
=
206
82
Pb
có 82 prôtôn và
số nơtrôn là N= 206-82 = 124
b)
+ H = λ N
+ N = N
o
2.
-t/T
= N
o
.2
-3
= N
o

o
15N
16
=
o
A
Po
m
15
N
16 A
+ Khối lượng X sinh ra sau
khoảng thời gian t =4T:
m
X
=∆N.
X
A
A
N
=
o X
Po
15m A
16A
+
Po
X
m
m

+ Khối lượng X sinh ra sau
khoảng thời gian t =4T?
Hướng dẫn hs: Số hạt nhân
chì tạo thành bằng số hạt
nhân Pôlôni phân rã trong
cùng thời gian trên.
+
Po
X
m
m
?
`$VSJ[VR/
210
84
Po

4
2
He
+
A
Z
X
Theo định luật bảo toàn số khối:
210 = 4 + A

A = 206
Theo định luật bảo toàn điện tích:
84 = 2 + Z

+ Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau
t=3T: N = N
o
2.
-t/T
= N
o
.2
-3
= N
o
/8
+ Độ phóng xạ :
H = λ N =
0,693
T
N =
A o
0,693.N m
8AT

2,084.10
11
Bq
c)
+ Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau
t=4T: N = N
o
2.
-t/T

o X
A
15N A
16N
Khối lượng Polôni còn lại:
m
Po
= N.
A
A
N
=
o
A
N A
16N
Po
X
m
m
=
X
A 210
15A 15.206
=
= 0,068
&'()*"+,-./012334
 ZZ
+(W3;<=>.D3X+'D3A+
(+HT\$/!•"V`

= Y
o
.e
-
λ
t
Trong đó: + Y
0
: N, m, H ở thời điểm ban đầu (t
0
= 0)
+ Y: N, m, H ở thời điểm t (sau khoảng thời gian t)
+ T: Chu kỳ bán rã
+ λ =
0,693
T
hằng số phóng xạ
wSJVVR[T lpVz•]S^mlpVz`
+f/]8Oa]S^mVvN 7T v]S^mVvN 712
VvN :
m N H→ ¬  → ¬ 
B

 ~  3 ~€
B
'!EX.'33'Y)
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

6
là một chất phóng xạ, nó phóng ra tia β
-
có chu kỳ bán rã là 5600 năm.
a) Viết phương trình của phản ứng phân rã.
b) Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của mật mẫu Pôlôni chỉ còn 1/8 lượng chất ban đầu của mẫu đó.
c) Trong cây cối có chất phóng xạ
C
14
6
. Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và một mẫu gỗ cổ đại đã
chết có cùng khối lượng lần lượt là 0,25 Bq và 0,215 Bq. Xác định xem mẫu gỗ cổ đại đã chết cách đây
bao nhiêu lâu? Cho biết : ln(1,186) = 0,1706.
25
+ Hạt
0
1
e

+ Biến đổi nơtrôn thành
prôtôn.
+ Viết phương trình phản ứng
+14 = 0 + A

A = 14
+ 6 = -1 + Z

Z = 7.
+ Dựa vào bảng hệ thống
tuần hoàn X là

hạt nhân X?
b)
+ Viết công thức phóng xạ
theo m?
+ Lập tỉ số m
0
/m. Dựa vào giả
thiết

t?
+ Nêu phương pháp giải tổng
a)
Phương trình phân rã:
14
6
C

0
1
e

+
A
Z
X
+
0
0
ν
Theo định luật bảo toàn số khối:

0
0
ν
b)
m = m
0
. 2
-t/T


0
m
m
= 2
t/T
Giả thiết
0
m
m
= 8 = 2
3
&'()*"+,-./012334
BÀI: BÀI TẬP
VỀ PHÓNG XẠ & PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
 Z%

0
Y
1
t ln

t = 3T = 17.190năm
c)
Gọi t là khoảng thời gian mẫu gỗ cổ
đại đã chết
H độ phóng xạ mẫu gỗ cổ đại đã
chết
H
0
độ phóng xạ của mẫu gỗ cổ đại
đã chết ở thời điểm ban đầu chính là
độ phóng xạ mẫu gỗ tươi
Ta có H = H
0
.e
-
λ
t


λt =ln
0
H
H

0
H
1
t ln
H
=

+Q&!Phóng xạ β
-


B(sự giải phóng êlectrôn (êlectron) từ lớp êlectrôn ngoài cùng của nguyên tử.
5(phản ứng hạt nhân không thu và không toả năng lượng.
+(phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
?(phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
+Q!Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T. Khối lượng của chất X còn lại sau
khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu bằng
B(3,2 gam. 5(1,5 gam. +(4,5 gam. ?(2,5 gam.
(+HT!•"V`
+f/1p]QVvN ! Y = Y
o
.2.
-t/T
= Y
o
.e
-
λ
t
Trong đó: + Y
0
: N, m, H ở thời điểm ban đầu (t
0
= 0)
+ Y: N, m, H ở thời điểm t (sau khoảng thời gian t)
+ T: Chu kỳ bán rã
+ λ =

lượng chất phóng xạ và số hạt nhân của chất phóng xạ.
 !"#
5('DEF35G'3A+
 3 12H3I 3 12H .$/
3 12!de1p]QlRVR/ s N1p]S^
}uQ7VR/ 
5&! Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt nhân
14
7
N
đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và một hạt
nhân X.
a) Tìm hạt nhân X và tính xem phản ứng đó thu vào hay toả ra năng lượng bao nhiêu MeV?
b) Giả sử hai hạt nhân sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng và vận tốc của prôtôn?
Cho m
α
= 4,0015u; m
X
= 16,9947u; m
N
= 13,9992u; m
p
= 1,0073u; m
n
= 1,0087u; 1u = 931MeV/c
2
25 + Viết phương trình phản ứng
+ Hạt nhân
4
2

.
Ta có m > m
0


p/ư thu năng
lượng
+ Viết phương trình phản
ứng?
+ Bản chất của hạt α ?
+ Vận dụng định luật bảo
toàn số khối và bảo toàn
điện tích, hãy xác định số
khối và điện tích của hạt
nhân X?
+ Nêu cấu tạo và tên gọi của
hạt nhân X?
+ So sánh tổng khối lượng
của các hạt nhân sản phẩm
và tổng khối lượng của các
hạt nhân ban đầu.
Trường hợp nào thì phản
ứng tỏa năng lượng, trường
hợp nào thì thu năng lượng?
a)
Phương trình phản ứng:
4
2
He
+

a
+ m
N
= 18,0007u
m = m
p
+ m
X
= 18,0020u
m > m
0


p/ư thu năng lượng
W = (m-m
0
).c
2
= 1,2103MeV
b)
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
m
0
c
2
+ W
α
= mc
2
+ W

m
⇒ =
+ HS thực hiện
b) hướng dẫn hs giải
+ Viết phương trình của
định luật bảo toàn năng
lượng.
+ Theo giả thiết hãy tìm
công thức liên hệ giữa W
X
và W
p
.
+ Giải phương trình tìm W
p

v
p
.
+t! v
O
& v
p
<< c nên
động năng W =
1
2
mv
2
Theo giả thiết: v

+
p
6
p
p
W
v 5,5.10 m / s
m
⇒ = ≈
3 12!de1LR]cQ}yO
10
+Q!Khi nói về phản ứng hạt nhân, phát biểu nào sau đây là 1t?
B(Tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
5(Tất cả các phản ứng hạt nhân đều thu năng lượng.
+(Tổng khối lượng nghỉ (tĩnh) của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
?(Năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
+Q!Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng m
B
và hạt α có khối
lượng m
α
. Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động năng của hạt α ngay sau phân rã bằng
A.
B
m
m
α
B.
2
B

He
m u=
,
1,0087
n
m u=
. Cho
2
1 931,5 /u MeV c=
. Năng lượng tỏa ra trong
phản ứng trên bằng:
A. 4,19MeV B. 2,72MeV C. 3,26MeV D. 5,34MeV
+Q!
210
84
Po
đứng yên, phân rã
α
thành hạt nhân X:
210 4
84 2
A
Z
Po He X→ +
. Biết khối lượng của các
nguyên tử tương ứng là
209,982876
Po
m u=
,

+ 4 định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
+ Qui tắc dịch chuyển trong phóng xạ:
a) Phân rã α:
YHeX
A
Z
A
Z
4
2
4
2


+→
b) Phân rã β
-
:
YeX
A
Z
A
Z 1
0
1 +−
+→
;
υ++→

epn

C
+ m
D
.
∆E = ∆mc
2
. ∆E > 0 toả NL; ∆E < 0 thu NL

'!EX.'33'Y)
&'()*"+,-./012334
 k
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
&'()*"+,-./012334
 k
 !#&#
$!"jZ
'()*+',-!
(.$/!
- Nêu được phản ứng phân hạch là gì và viết được một phương trình ví dụ về phản ứng này.
- Nêu được phản ứng dây chuyền là gì và điều kiện để phản ứng này xảy ra.
- Nêu được các bộ phận chính nhà máy điện hạt nhân.
(.0!
- Viết phương trình phản ứng phân hạch, nêu điều kiện có phản ứng hạt nhân dây chuyền.
- Biết nguyên lí hoạt động nhà máy điện nguyên tử.
&(12!
''(+3-456!
(78! - Vẽ hình 56.2, 56.3, 56.3 SGK. Hình 56.4 (lược bỏ chi tiết không cần thiết).
(3!WÔn tập lại những kiến thức bài phóng xạ và bài phản ứng hạt nhân.
'''(9+3:+3;<=>?<@3A+!

hạch
235
U
và phân rã trong
phóng xạ?
+ Nêu đặc điểm chung của
phản ứng phân hạch?
(IrV 
(IrV HQ!
Dùng nơtron nhiệt có năng luợng cỡ
0,01eV bắn vào
235
U
ta có phản
ứng phân hạch:
A A
1 235 1
1 2
0 92 Z 1 Z 2 0
1 2
n U X X k n+ → + +
l(=u1LQHVR
/V 
- Sau mỗi phản ứng có hơn 2 nơtron
được phóng ra.
- Mỗi phản ứng phân hạch đều giải
phóng ra năng lượng lớn gọi là năng
lượng hạt nhân.
3=![LQVR/V dQM
10 + Các nơtron sinh ra có thể

10
trung bình k sinh ra sau mỗi
phản ứng phải lớn hơn hoặc
bằng một (k

)
+ Nếu k<1 thì phản ứng dây
chuyền không xảy ra.

+ Nếu k=1 thì phản ứng dây
chuyền xảy ra với mật độ
nơtron không đổi.

+ Nếu k>1 thì dòng nơtron
tăng liên tục theo thời gian
dẫn đến vụ nổ nguyên tử gọi
là phản ứng dây chuyền
không điều khiển đuợc.
mãn điều kiện gì?
+ Nếu k < 1 phản ứng phân
hạch dây chuyền có thể xảy
ra không?
+ Nếu k = 1 phản ứng phân
hạch dây chuyền xảy ra như
thế nào?
+ Nếu k > 1 phản ứng phân
hạch dây chuyền xảy ranhư
thế nào?
- Nếu k<1 thì phản ứng dây
chuyền không xảy ra.

+ Dùng để sản xuất điện, chế
tạo bom nguyên tử ….
+ Cấu tạo chủ yếu là lò phản
ứng hạt nhân và các bộ phận
biến năng lưọng nhiệt thành
điện năng.
- Nêu khái niệm lò phản ứng
hạt nhân
- Dán sơ đồ phản ứng nơtron
nhiệt và chú thích hình vẽ.
- Đặt vấn đề: Do đặc điểm
của phản ứng phân hạch có
toả năng luợng lớn như vậy
năng lương được dụng dùng
để làm gì?
+ Hiện nay chủ yếu dùng để
sản xuất điện. Để chuyển hoá
nguồn năng luợng này thành
điện phải có nhà máy điện hạt
nhân. Nêu cấu tạo và nguyên
tắc hoạt đông của nhà máy
điện hạt nhân.
+ Trình diễn một số hình ảnh:
Phản ứng phân hạch, lò phản
ứng hạt nhân, nhà máy điện
hạt nhân.
&(•VR/ 
Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị
điều khiển phản ứng phân hạch dây
chuyền tự duy trì.

'!EX.'33'Y)
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
&'()*"+,-./012334


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status