Skkn phương pháp giúp học sinh lớp 12 giải nhanh dạng bài toán liên quan đến ứng dụng các đồng vị phóng xạ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH LỚP 12 GIẢI NHANH
DẠNG BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ỨNG DỤNG CÁC ĐỒNG
VỊ PHÓNG XẠ

Người thực hiện: Nguyễn Thị Kiều Oanh
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật lý

THANH HĨA, NĂM 2022

1

skkn


MỤC LỤC
TT
1

Mục

Trang

Mở đầu

1

1.1

Lý do chọn đề tài

1

1.2

Mục đích nghiên cứu

2

1.3

Đối tượng nghiên cứu

2

1.4

Phương pháp nghiên cứu

2

Nội dung sáng kiến

3

2.1

Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

3

2.2

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

5

2.3

Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

6

2.4

Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động
giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.

16

Kết luận, kiến nghị

16

3.1

Kết luận

16

3.2

Kiến nghị

17

2

3

Tài liệu tham khảo
Danh mục các đề tài sáng kiến kinh nghiệm của tác giả

2

skkn


1.2.

1 Lý do chọn đề tài:

Trong chương trình vật lí 12, bài tập về ứng dụng các đồng vị phóng xạ có
tính thực tế rất cao: trong ngành khảo cổ học, trong sinh học và trong y học. Tuy

nhiên trong q trình dạy và học các dạng bài tốn về ứng dụng các đồng vị
phóng xạ lại chưa được giáo viên và học sinh chú ý nhiều, hệ thống bài tập cịn
ít dẫn đến đa số các em khơng làm được hoặc phương pháp giải chưa đủ tối ưu
nên mất nhiều thời gian để làm bài tập phần này. Do đó việc lĩnh hội kiến thức
lý thuyết, vận dụng lý thuyết để có kỹ năng giải và làm chủ cách giải các dạng
toán về phần này là một vấn đề khơng dễ, địi hỏi người thầy phải chủ động về
kiến thức và phải có phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập một cách
ngắn gọn, dễ hiểu, dễ nhớ mới có thể đáp ứng được u cầu.
Bản thân tơi là giáo viên trực tiếp giảng dạy mơn vật lí ở trường phổ
thông, với kiến thức và bằng kinh nghiệm thực tiễn của mình, tơi ln trăn trở
phải tìm ra được một giải pháp tối ưu để hệ thống kiến thức về lý thuyết kết hợp
với các bài tập điển hình, sau đó phân chúng thành những dạng cơ bản từ đó đưa
ra phương pháp giải cho từng dạng.
Chính vì vậy, tôi chọn đề tài “PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH LỚP 12 GIẢI
NHANH DẠNG BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ỨNG DỤNG CÁC ĐỒNG VỊ
PHĨNG XẠ’’ cho SKKN của mình với hy vọng rằng tập tài liệu này giúp ích
cho các em học sinh trong quá trình kiểm tra, thi cử để đạt kết quả cao hơn, cũng
như bồi dưỡng hứng thú, tạo niềm tin và niềm vui trong học tập cho học sinh.
Trong đề tài này các bài tập đã được hệ thống lại và phân dạng đầy đủ,
lôgic, xúc tích và ý nghĩa vật lí của mỗi bài cũng được nhấn mạnh đồng thời
cũng đảm bảo được tính thực tiễn và tính cập nhật theo đề thi mới của bộ GDĐT. Nên tôi tin chắc rằng sau khi giáo viên hướng dẫn học sinh tự học như tiến
trình trong đề tài của tơi thì hiệu quả học tập sẽ được nâng lên rõ rệt vì tất cả bài
đều đã được phân loại thành dạng có phương pháp giải cụ thể, dễ hiểu, ngắn
gọn, ví dụ minh hoạ rõ ràng.
1.3.

Mục đích nghiên cứu.

* Đối với giáo viên: Dùng các kiến thức này để làm phong phú và hấp dẫn
hơn các bài giảng liên quan.

* Đối với học sinh: Giúp các em hiểu sâu thêm những kiến thức đã được
học trên lớp, biết thêm nhiều kiến thức mới có liên quan, đồng thời phần nào có
thể cảm nhận được vẻ đẹp của mơn Vật lí mà các em u thích.
1

skkn


1.4.

Đối tượng nghiên cứu.

- Học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Trãi trong năm học 2021- 2022.
- Lý thuyết về ứng dụng các đồng vị phóng xạ.
- Phân loại các dạng bài tập phần ứng dụng đồng vị phóng xạ và đưa ra
phương pháp giải.
1.5.

Phương pháp nghiên cứu.

Để hoàn thành đề tài này tôi chọn phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Đọc các sách giáo khoa phổ thông, các
sách đại học, sách tham khảo phần bài tốn về ứng dụng các đồng vị phóng xạ.
- Phương pháp thống kê: Chọn các bài tốn có trong chương trình phổ
thơng và gần gũi với đời sống hằng ngày.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong quá trình giảng
dạy và thực tế đời sống.

2

skkn


2. Nội dung
2.2.

Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm:

KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
1. Khái niệm
Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phá phân
rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác
Người ta quy ước gọi hạt nhân phóng xạ là hạt nhân mẹ và hạt nhân sản phẩm
phân rã là hạt nhân con.
2. Đặc điểm
Q trình phân rã phóng xạ chỉ do các ngun nhân bên trong gây ra và hồn
tồn khơng chịu tác động của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất,...
3. Các tia phóng xạ
3.1. Tia
Hạt nhân mẹ X phân rã tạo thành hạt nhân con Y, đồng thời phát ra tia phóng xạ
theo phản ứng:

- Bản chất là dịng hạt nhân

mang điện tích dương, vì thế khi bay vào điện

trường giữa hai bản của tụ điện thì sẽ bị lệch về bản tụ âm.
- Ion hóa chất khí mạnh, khả năng đâm xun yếu (khơng xun qua được tấm
bìa dày cỡ 1 mm).
- Hạt phóng ra từ hạt nhân có vận tốc khoảng

khí khoảng 8 cm.
- Phóng xạ

và bay ngồi khơng

làm hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn.

3.2. Tia
Tia

gồm 2 loại:

- Tia

hay: là loại tia phổ biến, có bản chất là chùm electron mang điện tích

Hạt này được sinh ra khi bên trong hạt nhân có sự biến đổi

Ở đây

là hạt phản nơtrinô.
3

skkn


- Tia

hay

hiếm hơn

bản chất là chùm hạt có khối lượng như electron

nhưng mang điện tích
gọi là các pozitron. Hạt này được sinh ra khi bên
trong hạt nhân có sự biến đổi

Ở đây

là hạt nơtrinơ.

3.3. Tia
Tia có bản chất là sóng điện từ có bưóc sóng rất ngắn. Đây là chùm photon
mang năng lượng lớn, có khả năng đâm xuyên rất mạnh và là tia nguy hiểm với
con người. Khả năng đâm xuyên lớn hơn nhiều so với tia

và tia

4. Định luật phóng xạ
4.1. Đặc tính của q trình phóng xạ
- Có bản chất là q trình biến đổi hạt nhân.
- Có tính tự phát và khơng điều khiển được, khơng phụ thuộc vào tác động của
các yếu tố phụ thuộc vào mơi trường bên ngồi như nhiệt độ, áp suất...
- Là một quá trình ngẫu nhiên: với một hạt nhân phóng xạ cho trước, thời điểm
phân hủy của nó là khơng xác định. Ta chỉ có thể nói đến xác suất phân hủy của
hạt nhân đó. Như vậy ta khơng thể khảo sát sự biến đổi của một hạt nhân đơn lẻ.
4.2. Định luật phóng xạ
4.2.1. Chu kỳ bán rã (T).
Mỗi mẫu chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã,

là khoảng thời gian mà một nửa lượng chất phóng xạ bị phân rã thành hạt nhân
nguyên tử khác.
4.2.2. Định luật phóng xạ.
- Xét một mẫu phóng xạ.
+) N o là số hạt nhân ban đầu của mẫu.
t

+) N là số hạt nhân còn lại sau thời gian t là: N  N o .2 T  N o .e t .
Với  

ln 2 1
 s  gọi là hằng số phóng xạ, đặc trưng cho từng chất phóng xạ.
T

Trong mục 1, 2, 3 và 4 tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 1,2, 3 và 5

4

skkn


Số hạt nhân phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ
4.2.3. Hoạt độ phóng xạ (H).
- Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất
phóng xạ, được đo bằng số phân rã trong 1 giây. Kí hiệu: H, đơn vị Becơren
(Bq) hoặc Curi (Ci)
1 giây rã/giây = 1 Bq; 1Ci  3,7.1010 Bq.
- Độ phóng xạ H giảm theo thời gian với quy luật: H  t   

N

 .N o .e  t   N  t 
t

t
 H o   N o

T


H

H
.2
 H o .e   t , với H o là độ phóng xạ ban đầu.
o
 t
 H  t    N  t 

2.2. Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:
Với hình thức đề thi trắc nghiệm môn vật lý của những năm gần đây
ngày một dài và khó hơn. Hơn thế nữa, yêu cầu của xã hội ngày càng cao nên
nội dung đề thi luôn phải đáp ứng được sự sàng lọc và phân hóa rõ nét, chính vì
vậy u cầu kiến thức ngày một cao là tất yếu. Mặt khác, với hình thức thi này,
thời gian dành cho mỗi câu hỏi và bài tập là rất ngắn chỉ có 1,25 phút. Nếu học
sinh khơng được cung cấp các công thức tổng quát và các cơng thức hệ quả của
mỗi dạng bài tập để tìm ra kết quả nhanh nhất thì khơng thể đủ thời gian để hoàn
thành tốt bài làm trong các kỳ thi và kiểm tra.
Ngồi những khó khăn chung như trên thì phần bài tập về ứng dụng các đồng vị
phóng xạ ln là một phần khó đối với học sinh trong chương trình Vật lí
THPT, khi đọc đề học sinh thường khơng định hướng được cách giải chứ chưa

nói đến giải nhanh, chính xác để phù hợp với một đề thi TNKQ như hiện nay.

5

skkn


2.3. Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
Trong đề tài này, tơi xin chia bài tốn ứng dụng các đồng vị phóng xạ thành 7
dạng cơ bản :
DẠNG 1: BÀI TỐN VỀ ĐỘ PHĨNG XẠ CỦA LƯỢNG CHẤT
Phương pháp


 H 0  N 0  
 Độ phóng xạ ban đầu: 
 N0 .
 T 
ln 2

 Độ phóng xạ ở thời điểm t: 
 H  H 0e

 ln 2 

t
 T 

 Với m0(g) là khối lượng chất phóng xạ ngun chất thì:
 Nếu chất phóng xạ chứa trong hỗn hợp thì:

m0 = mhh. Phần trăm
H0 

 Chú ý: 
H

N 0
t 0

N
t

 ln 2 

t
 T 

.
 ln 2 
t
T 

N N 0 



e
t
t 0
H  H 0 .e

Ví dụ 1: Cho biết chu kỳ bán rã của 224 Ra là 3,7 ngày và NA = 6,02.1023. Một
nguồn phóng xạ 224 Ra có khối lượng 35,84 g thì độ phóng xạ là
A. 3,7 (Ci).
B. 5,6 (Ci).
C. 3,5 (Ci).
D. 5,4 (Ci).
Giải: Áp dụng công thức:
ln 2   35,84.10 6 

 1Ci 
 ln 2 
 ln 2   m 0 

 H0  
N

N

 5, 6  Ci 
 A 

 NA .
 0 


10 
224
 T 
 T   A me 

 3, 7.86400  
 3, 7.10 


.

Chọn B.

Ví dụ 2: 224 Cm là một nguyên tố phóng xạ với hằng số phóng xạ `m21.10 -9 (s-1).
Ban đầu một mẫu có độ phóng xạ bằng 104 (phân rã/s) thì độ phóng xạ sau 3650
ngày là
A. 0,68 (Bq). B. 2,21.10 (Bq). C. 6,83.103 (Bq). D. 6,83.102 (Bq).
Giải:Áp dụng công thức:

 H  H 0e t  104.e 1,21.10

Ví dụ 3: Chất phóng xạ
Một đồng vị khác

59
27

9

.3650.86400

60
27

 6,83.103  Bq  . Chọn C.

Co có chu kỳ bán rã 5,33 năm (1 năm có 365 ngày).

Co khơng có tính phóng xạ. Một loại Coban tự nhiên là hỗn

hợp của hai đồng vị 2760 Co và 2759 Co với tỉ lệ khối lượng tương ứng là 1:49. Biết N A
= 6,02.1023. Độ phóng xạ ban đầu của 15 g hỗn hợp là
A. 274 (Ci).

B. 275 (Ci).

C. 336 (Ci).

D. 97,4 (Ci).
6

skkn


Giải:

Chọn C.
Ví dụ 4: Một khối phóng xạ có độ phóng xạ ban đầu H 0, gồm hai chất phóng xạ
có số hạt nhân ban đầu bằng nhau. Chu kỳ bán rã của chúng lần lượt là T 1 = 2h
và T2 = 3h. Sau 6h thì độ phóng xạ của khối chất còn lại là
A. 7H0/40.

B. 3H0/16.

C. 9H0/40.

D. 5H0/16.

Giải:
H0 

ln 2
ln 2
6
N0 
N 0  N 0 ln 2  H 0
T1
T2
5
ln 2

H

ln 2


t

t
7H 0
ln 2
ln 2
N 0 e T1 
N 0 e T2 


T1
T2
40

Chú ý:

Chọn A.

N 0

ln 2
H 0  t
t
N N 0  lnT2 t
H  H0 e T
0


.e

t
t 0
H  N
t


Ví dụ 5: Một mẫu phóng xạ 31Si ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân
rã nhưng sau đó 5,2 giờ (kể từ t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử bị
phân rã. Tính chu kỳ bán rã của 31Si
A. 2,6 giờ.

B. 3,3 giờ.

C. 4,8 giờ.

D. 5,2 giờ.

Giải:
Chọn A.

DẠNG 2: SỐ HẠT BỊ PHÂN RÃ TRONG THỜI GIAN NGẮN
Phương pháp

Lý thuyết:
 Để tìm quan hệ về số hạt bị phân rã trong thời gian ngắn t  T thì ta
 H  H 0e
xuất phát từ CT tính độ phóng xạ: 

 ln 2 

t
 T 





N  N 0  

e


t  t 0 

ln 2 
t
T 

.
 Trong đó: N 0 là số hạt bị phân rã trong thời gian ở lúc đầu t 0 ; N là số
hạt bị phân rã trong thời gian t ở thời điểm t.
7

skkn


Ví dụ 1: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ Cơban có 1014 hạt nhân phân rã trong
ngày đầu tiên. Biết chu kỳ bán rã của Côban là T = 4 năm. Sau 12 năm, số hạt
nhân của nguồn này phân rã trong hai ngày là
A. 2,5.1013 hạt nhân.

B. 3,3. 1013 hạt nhân,

C. 5,0. 1013 hạt nhân.

D. 6,6. 1013 hạt nhân.

Giải: Áp dụng cơng thức:
.
Hay

. Chọn A.

Ví dụ 2: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ X có 1020 hạt nhân phân rã trong 2 giờ
đầu tiên. Sau ba chu kỳ bán rã T (biết T cỡ triệu năm), số hạt nhân của nguồn
này phân rã trong thời gian
là 375.1015. Tính
A. 6 h.

B. 4 h.

C. 3 h.

D. 9 h.

Giải: Áp dụng công thức:

Chọn A.
Ví dụ 3: Tại thời điểm t1, độ phóng xạ của một mẫu chất là x, ở thời điểm t2 là y.
Nếu chu kỳ bán rã của mẫu là T thì số hạt phân rã trong thời gian t2 - t1 là
A. (x − y)ln2/T.

B. xt1 − yt2.

C. x − y.

D. (x − y)T/ln2.

Giải:

. Chọn D.

8

skkn


Ví dụ 4: Hai chất phóng xạ (1) và (2) có chu kỳ bán rã và hằng số phóng xạ
tương ứng là T1 và T2 ; λ1 và λ2 và số hạt nhân ban đầu N2 và N1. Biết (1) và (2)
không phải là sản phẩm của nhau trong quá trình phân rã. Sau khoảng thời gian
bao lâu, số hạt nhân của hai chất bằng nhau?
A.

B.

C.

D.

Giải:
. Chọn A.
Ví dụ 5: Một chất phóng xạ α có chu là bán rã T. Khảo sát một mẫu chất phóng
xạ này ta thấy: ở lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ này phát ra 8n
hạt α. Sau 414 ngày kể từ lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ chỉ
phát ra n hạt α , Giá trị của T là
A. 3,8 ngày.

B. 138 ngày.

C. 12,3 năm.

D. 2,6 năm.

Giải:
* Từ

Chọn B.

DẠNG 3: BÀI TOÁN ỨNG DỤNG CHỮA BỆNH UNG THƯ
Phương pháp

Lý thuyết:
Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định một

N  N 0  


nguồn phóng xạ tức là N  N 0 nên thay vào CT 
e
t  t 0 
được:

Với:

thời gian chiếu xạ lần đầu;

ln 2 
t
T 

ta

thời gian chiếu xạ sau thời gian t.

Ví dụ 1: Trong điều trị bệnh ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác
định nào đó từ một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã 5,25 năm. Khi nguồn được
sử dụng lần đầu thì thời gian cho một liều chiếu xạ là 15 phút. Hỏi sau 2 năm thì
thời gian cho một lần chiếu xạ là bao nhiêu phút ?
A. 13,0phút.

B. 14,1 phút.

C. 10,7 phút.

D. 19,5 phút.
9

skkn


Giải:
ln 2

ln 2
.2
t
N N 0  lnT2
1
1  lnT2 t

e



e
 t  t 0 e T  15.e 5,25  19,5 (phút).
t
t 0
t t 0

Chọn D.

Ví dụ 2: Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia  để diệt tế
bào bệnh. thời gian chiếu xạ lần đầu là t  20 phút. Cứ sau một tháng thì bệnh
nhân phải tới bệnh viện để chiếu xạ. Biết đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã là
T = 4 tháng và vẫn dùng nguồn phóng xạ như lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 4
phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượn tia
 như lúc đầu
A. 40 phút.

B. 24,2 phút.

C. 20 phút.

D. 33,6 phút.

Giải:
Lần 2 thì t = 1 tháng, lần 3 thì t = 2 tháng, lần 4 thì t = 3 tháng:
(phút)

Chọn D.

Ví dụ 3: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều lượng
xác định nào đó từ một nguồn phóng xạ với chu kỳ bán rã là 4 năm. Khi nguồn
được sử dụng lần đầu thì thời gian cho một lần chiếu xạ là t 0 . Cứ sau 1 năm
bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Tính t 0 ? Biết lần
chiếu xạ thứ 4 mất thời gian 20 phút.
A. 15,24 phút. B. 11,89 phút.

C. 20,18 phút.

D. 16,82 phút.

Giải:
(phút)

Chọn B.

DẠNG 4: BÀI TỐN TÍNH TUỔI CỦA THIÊN THỂ
Phương pháp

Lý thuyết:
 Giả sử khi mới hình thành một thiên thể tỉ lệ hai đồng vị U238 và U235 là
a:b (số hạt nguyên chất tương ứng là aN 0 và bN0). Số hạt còn lại hiện nay
lần lượt là:



N1  aN 0 e

 ln 2 


t
 T1 

N 2  bN 0 e

 ln 2 

t
 T2 

 ln 2 ln 2 

N  a    t

 1    e T2 T1  
 t ?
N2  b 

Ví dụ 1: Hiện nay trong quặng thiên nhiên có U238 và U235 theo tỉ lệ số
nguyên tử là 140:1. Giả thiết ở thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ trên là 1:1.
10

skkn


Tính tuổi của Trái Đất biết chu kỳ bán rã của U238 và U235 là T 1 = 4,5.109 năm
và T2 = 0,713.109 năm.
A. 6.109 năm.

B. 5,5. 109 năm.

C. 5. 109 năm.

D. 6,5. 108 năm.

Giải:
 ln 3
t

 1 1
 1 1
T
t ln   
t ln   
 N1  aN 0 .e 1
N1
140
 T2 T1 

e

 e  T2 T1   t  6.109 (năm) 

ln 2
N2
1

t

T2

 N 2  bN 0 .e

Chọn A.

Ví dụ 2: Hiện nay Urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ là 235 U và 238 U với
tỉ lệ số hạt 235 U và 238 U là 7/1000. Biết chu kỳ bán rã của 235 U và 238 U là T1 =
7.108 năm và T2 = 4,5.108 năm. Cách đây bao nhiêu năm thì Urani tự nhiên có tỉ
lệ số hạt 235 U và 238 U là 3/100 ?
A. 2,74 tỉ năm.

B. 1,74 tỉ năm.

C. 2,22 tỉ năm.

D. 3,15 tỉ năm.

Giải:
Số hạt U 235 và U238 cò lại lần lượt là:

(tỉ năm)

Chọn B.

Ví dụ 3: Một mẫu quặng Urani tự nhiên gồm 235 U với hàm lượng 0,72% và phần
còn lại là 238 U . Hãy xác định hàm lượng của 235 U và thời kỳ Trái Đất được tạo
thành cách đây 4,5 tỉ năm. Biết chu kỳ bán rã của 235 U và 238 U là T1 = 0,704 tỉ
năm và T2 = 4,46 tỉ năm
A. 22%.

B. 24%.

C. 23%.

D. 25%.

Giải:

Trong mục các loại bài tập dạng 1,2,3 và 4 tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 2, 3 và 5

Chọn C

DẠNG 5: BÀI TỐN TUỔI CỦA HỊN ĐÁ
Phương pháp
11

skkn


Lý thuyết:
 Giả sử khi mới hình thành một hịn đá, chỉ có U238. Cứ sau mỗi hạt U238
bị phân rã tạo ra một Bb206. Đến thời điểm t, số hạt U238 còn lại và số
hạt Pb238 tạo thành lần lượt là:

 Ta có tỉ lệ về khối lượng:

Ví dụ 1: Hạt nhân

238
92

.

Trong q trình đó, chu kỳ bán rã của

238
92

U biến đổi thành hạt nhân

206
82

4,47.109 năm. một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.10 20 hạt nhân
6,239.1018 hạt nhân

206
82

206
82

U sau một chuổi phân rã biến đổi thành hạt nhân

và tất cả lượng 20682 Pb có mặt trong đó đều là sản phẩm của
đá khi được phát hiện là
A. 3,3.108 năm.

B. 6,3.109 năm.

238

92

C. 3,5.107 năm.

Pb là

238
92

Pb . Giả sử khối đá lúc mới hình thành khơng chứa

Pb .

U và

206
82

Pb

U . Tuổi của khối

D. 2,5.106 năm.

Giải:
(năm)
Ví dụ 2: Đồng vị

238
92

Chọn A

U sau một loạt phóng xạ  và  biến thành

phương trình phản ứng

238
92

206
82

Pb theo


U 
 206
82 Pb  8  6 . Chu kỳ bán rã của quá trình đó

là 4,6.109 năm. Giả sử chỉ có một loại đá chỉ chứa 23892 U và không chứa 20682 Pb . Nếu
hiện nay tỉ lệ các khối lượng của Uran và Chì trong đá ấy là 37 thì tuổi của hịn
đá là bao nhiêu
A. 0,1 tỉ năm.

B. 0,2 tỉ năm.

C. 0,3 tỉ năm.

D. 0,4 tỉ năm.

Giải:
(tỉ năm)

Chọn B.

DẠNG 6: BÀI TOÁN TUỔI CỦA CỔ VẬT CÓ NGUỒN GỐC SINH VẬT
Phương pháp
12

skkn


Lý thuyết:
 Gọi H và H0 lần lượt là độ phóng xạ của cổ vật và của mẫu mới tương tự
về khối lượng về thể loại.
 Nếu xem H0 cũng chính là độ phóng xạ lúc đầu của cổ vật thì:

 H  H 0e

 ln 2 

t
 T 

.

 Chú ý:
 Khối lượng mẫu mới = k.(khối lượng cổ vật)

.

 Khối lượng cổ vật = k.(khối lượng mẫu mới)

.

Ví dụ 1: Bằng phương pháp Cacbon 14 (chu kỳ bán rã của C14 là 5600 năm).
Người ta đo được độ phóng xạ của một đĩa gỗ của người Ai Cập cổ là 0,15 Bq.
Độ phóng xạ của một khúc gỗ vừa mới chặt có cùng khối lượng là 0,25 Bq. Tuổi
của đĩa cổ là
A. 4100 năm.

B. 3700 năm.

C. 2500 năm.

D. 2100 năm.

Giải: Áp dụng cơng thức:
năm. Chọn A.
Ví dụ 2: Phân tích một tượng gỗ cổ người ta thấy rằng độ phóng xạ

của nó

bằng 0,2385 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ mới chặt có khối lượng gấp đơi
khối lượng của tượng gỗ cổ đó. Đồng vị C14 có chu kỳ bán rã là T = 5600 năm.
Tính tuổi tượng tượng gỗ đó là
A. 35000 năm. B. 2,11 nghìn năm. C. 7,71 nghìn năm. D. 13312 năm.
Giải:
. Chọn B.

Ví dụ 3: Một ngôi mộ cổ vừa mới khai quật. Một mẫu ván quan tài của nó chứa
50 g Cacbon có độ phóng xạ là 457 phân rã/phút. Biết rằng độ phóng xạ của cây
cối đang sống vào khoảng 3000 phân rã/phút tính trên 200 g Cacbon. Chu kỳ
bán rã của C14 là 5600 năm. Tuổi của ngôi mộ cổ đó là
A. 9,2 nghìn năm. B. 1,5 nghìn năm. C. 2,2 nghìn năm.

D. 4 nghìn năm.
13

skkn


Giải: Ta so sánh độ phóng xạ 1 g mẫu mới (3000/200) và 1 g cổ vật (457/50)
nên
H  H0 e



ln 2
t
T



ln 2
t
457 3000  5600

e
 t  4.103

50
200

(năm)



Chọn D.

DẠNG 7: BÀI TỐN ĐO THỂ TÍCH MÁU TRONG CƠ THỂ SỐNG
Phương pháp

Lý thuyết:
 Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống, ban đầu người ta đưa vào máu
một lượng chất phóng xạ
chờ cho đến thời điểm t để chất
phóng xạ phân bố đều vào tồn bộ thể tích máu V (lúc này tổng lượng
chất phóng xạ chỉ cịn

) thì người ta lấy ra V 1

thể tích máu để xác định lượng chất phóng xạ chứa trong V 1 này (N1; n1;
H1). Ta có:

;

;

.

 Nếu lúc đầu đưa vào máu V0 thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ với
nồng độ CM0 thì ta có
và lượng nước chứa trong thể tích
V0 sẽ thẩm thấu ra bên ngồi nên khơng làm thay đổi thể tích máu

Ví dụ 1: Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống bác sĩ đã cho vào V0 (lít)
một dung dịch chứa Na24 là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T với nồng độ CM0
(mol/lít). Sau thời gian 2T người ta lấy V1 (lít) máu của bệnh nhân thì tìm thấy
n1 (mol) Na24. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả thiết chất phóng xạ
được phân bố đều vào máu.
A. V0V1CM0/n1. B. 2 V0V1CM0/n1. C. 0,25 V0V1CM0/n1. D. 0,5V0V1CM0/n1.
Giải: Ta áp dụng cơng thức:
. Chọn C.
Ví dụ 2: Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống bác sĩ đã cho vào 1 (ml)
một dung dịch chứa
là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 8,06 giờ có độ phóng

14

skkn


xạ 4.10-6 Ci. Sau 1 giờ người ta lấy 1 (ml) máu của bệnh nhân thì độ phóng xạ
của lượng máu này là 7,8.10-10 Ci. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả
thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu.
A. 4,71 lít.

B. 8,32 lít.

C. 2,15 lít.

D. 6,52 lít.

Giải: Ta áp dụng cơng thức:
(lít). Chọn A.

Trong mục các loại bài tập dạng 5,6 và 7 tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 3,4 và 5

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.
Nội dung sáng kiến kinh nghiệm trên đã được kiểm nghiệm qua thực tế
giảng dạy của tôi trong các năm qua, tôi cảm thấy rất tự tin và tơi thấy nó có
hiệu quả tốt đối với học sinh. Cụ thể như: trong năm học 2021 – 2022 tôi đã trực
15

skkn


tiếp dạy vật lí các lớp 12 C1, 12 C3 và đã tiến hành áp dụng nội dung đề tài này thu
được kết quả như sau:
Kết quả điểm kiểm tra phần ứng dụng đồng vị phóng xạ
Lớp
thực
nghiệm
12C1
(SS 49)

Kết quả
<5

5 -> 8

0 em 19 em
0%

38,8 %

Lớp
đối
chứng

8 trở
lên
30 em

12C3
61,2 % (SS 48)

Kết quả
<5

5 -> 8

Ghi
8 trở lên chú

18 em

25 em

5 em

35,5 % 52,1 %

10,4 %

- Qua thực tế cho thấy, tỉ lệ bài xếp loại khá, giỏi của lớp thực nghiệm
cao hơn lớp đối chứng, số bài bị điểm thấp không nhiều. Điều đó cho thấy ở lớp
thực nghiệm, khả năng tổng hợp, ghi nhớ kiến thức tốt hơn so với lớp đối chứng.
Các em có khả năng nhớ được những kiến thức lí thuyết một cách hệ thống, đây
chính là hiệu quả từ việc trong quá trình dạy – học các em đã ôn tập củng cố bài
bằng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm giúp các em hiểu bài, lĩnh hội kiến thức.
- Khi sử dụng đề tài này vào thực tế giảng dạy tơi cảm thấy rất tự tin vì tất
cả các bài toán đều đã được phân loại thành dạng có phương pháp giải cụ thể, dễ
hiểu ngắn gọn, ví dụ minh hoạ rõ ràng. Và đã đạt được những kết quả nhất định:
học sinh tích cực tham gia giải bài tập, nhiều em tiến bộ nhanh, nắm vững kiến
thức cơ bản tạo hứng thú say mê học tập trong bộ mơn Vật lý. Từ đó phát huy
được khả năng tự giác, tích cực của học sinh, giúp các em bồi dưỡng khả năng
tự học tự phân dạng được cho các dạng tốn tiếp theo trong chương trình
3. Kết luận, kiến nghị
3.1. Kết luận:
Qua thực tế sử dụng chuyên đề “PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH
LỚP 12 GIẢI NHANH DẠNG BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN ỨNG DỤNG
CÁC ĐỒNG VỊ PHĨNG XẠ’’ trong q trình giảng dạy, tơi rút ra được nhiều
ưu điểm như sau:
- Đối với giáo viên: Dùng tài liệu này để dạy kiến thức bài toán liên quan
đến ứng dụng các đồng vị phóng xạ rất dễ vì bài tập đã được phân loại rõ ràng,
đầy đủ.
- Đối với học sinh: giúp các em tự học dưới sự tổ chức và hướng dẫn của
giáo viên được trình bày theo các bước lơgic như trong đề tài đã góp phần hình

thành phương pháp và nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin
và niềm vui trong học tập cho học sinh. Phát triển được tư duy độc lập, sáng tạo,
16

skkn


tiếp tục tận dụng các ưu điểm của phương pháp làm bài tự luận truyền thống dần
làm quen và rèn luyện kĩ năng làm bài thi trắc nghiệm.
Với những kiến thức vốn có và tiếp thu được trong q trình giảng dạy tơi đã
cố gắng trình bày sao cho hợp lí, đầy đủ các phần trong chương phù hợp với sách
giáo khoa. Tuy nhiên, do còn thiếu kinh nghiệm trong việc viết đề tài và khả năng
có hạn, nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Tác giả
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy, cô giáo. Hy vọng rằng, đề tài
này sẽ là nguồn tài liệu tham khảo có ích đối với giáo viên và học sinh THPT.
3.2. Kiến nghị:
Để việc áp dụng đề tài được hiệu quả tốt hơn thì
+ Trong quá trình hướng dẫn học sinh học lý thuyết và làm các dạng bài tập
giáo viên cần giúp các em hiểu và tự xây dựng được công thức chứ khơng chỉ
thuộc lịng mình cơng thức cuối cùng, điều này dẫn đến khi vào phòng thi sẽ quên
ngay hoặc nhớ nhầm công thức khi áp dụng làm bài.
+ Do thời gian dạy trên lớp cho phần này không nhiều mà nội dung kiến thức
vừa lớn lại vừa khó, đồng thời để bồi dưỡng khả năng tự học của học sinh thì giáo viên
chỉ cần hướng dẫn cho học sinh những nội dung cốt lõi nhất rồi cho học sinh về nhà tự
nghiên cứu chuyên đề sau đó chỉ cần trả lời những vấn đề học sinh còn khúc mắc.
Xin chân thành cảm ơn !
XÁC NHẬN CỦA THỦ
TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 10 tháng 5 năm 2022

Tơi xin cam đoan đây là SKKN của tôi viết,
không sao chép nội dung của người khác.
Người viết

17

skkn


4. Tài liệu tham khảo
[1]. Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình SGK lớp 12- mơn Vật lý - Bộ
GD và ĐT- Nxb GD - 2007.
[2]. Kinh nghiệm luyện thi Vật lý 12 tập 2 – Chu Văn Biên – Nhà xuất bản Đại học
Quốc Gia Hà Nội, 2020.
[3]. Bồi dưỡng học sinh giỏi tập 2 – Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên) – Nhà xuất bản
tổng hợp TP Hồ Chí Minh, 2013.
[4]. Chuyên đề Hạt nhân nguyên tử – Tăng Hải Luân.
[5]. Tuyển chọn các dạng toán hay lạ khó – Chu Văn Biên – Nhà xuất bản Đại học
Quốc Gia Hà Nội, 2016.

1

skkn


DANH MỤC
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH
NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP
CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN

Họ và tên tác giả:Nguyễn Thị Kiều Oanh
Chức vụ và đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Nguyễn Trãi.

TT

1.

Cấp đánh giá xếp
loại

Tên đề tài SKKN

(Ngành GD cấp
huyện/tỉnh; Tỉnh...)

Kết quả
đánh giá
xếp loại
(A, B, hoặc
C)

Năm học
đánh giá
xếp loại

Sử dụng phương pháp nguồn
tương đương để giải bài tập
điện một chiều nhanh gọn và
hiệu quả.

Sở GD&ĐT

C

2010

2.

Bài tốn tụ điện khơng mẫu
mực.

Sở GD&ĐT

B

2013

3.

Hướng dẫn học sinh giải các
bài tập định tính trong
chương động lực học lớp 10
một cách nhanh gọn và chính
xác.

Sở GD&ĐT

C

2016

Sở GD&ĐT

B

2019

Sở GD&ĐT

C

2020

4.

Phương pháp giải nhanh bài
tập TNKQ chương VII Vật lý
11 cơ bản giúp học sinh ôn
thi THPT Quốc gia

5.

Giải pháp giúp học sinh lớp

2

skkn


12 trường THPT Nguyễn Trãi

làm tốt bài tập phần sóng cơ
6.

Một số giải pháp nâng cao
hiệu quả làm bài tập phần
truyền tải điện năng cho học

Sở GD&ĐT

B

2021

sinh lớp 12 trường THPT
Nguyễn Trãi

3

skkn