Giáo án Vật lý 12 - PHẢN ỨNG HẠT NHÂN potx

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

I / MỤC TIÊU :
 Hiểu phản ứng hạt nhân.
 Nắm được các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân để viết
đúng các phản ứng hạt nhân.
 Hiểu quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ.
 Hiểu và tính được năng lượng trong phản ứng hạt nhân.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Bảng tuần hoàn
2 / Học sinh :
Ôn tập phản ứng hóa học và các định luật bảo toàn đã học trong
cơ học.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Quan sát đồ thí nghiệm 72.1


GV : Giới thiệu sơ đồ thí nghiệm của
Rutherford
HS : Nêu định nghĩa.
HS : A + B  C + D
HS : A và B là các hạt tương tác, C
và D là các hạt sản phẩm.
HS : A  B + C
HS : A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân
con, C là hạt  hoặc 
HS : Frédéric và Irène Joliot  Curie

Hoạt động 2 :
HS : Viết phương trình phản ứng hạt
nhân có đầy đủ các số khối.
HS : A + B  C + D

HS : Xem SGK trang 300.

HS : Xem SGK trang 300.

HS : Xem SGK trang 300.
HS : Xem SGK trang 301.
GV : Phản ứng hạt nhân là gì ?
GV : Phản ứng hạt nhân có thể viết
dưới dạng tổng quát như thế nào ?
GV : Nêu tên gọi các hạt.
GV : Sự phóng xạ là trường hợp
riêng của phản ứng hạt nhân.
GV : Giới thiệu phản ứng hạt nhân
nhân tạo đầu tiên.

GV : Phản ứng hạt nhân là một quá
trình vật lý, trong đó hệ các hạt
tương tác A và B được xem là hệ kín,
nên ta có các định luật bảo toàn sau
đây :
GV : Phát biểu nội dung định luật
bảo toàn số nuclôn ( số khối ).
GV : Phát biểu nội dung định luật
bảo toàn điện tích ( nguyên tử số ).
GV : Định luật bảo toàn năng lượng.

GV : Định luật bảo toàn động lượng.

Hoạt động 3 :
HS :
4
2
He
HS : A  4

HS : Z  2

HS : Lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn.

HS :
0
1
e
HS : A

HS : Z + 1

HS : Tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn.

HS :
0
1
e
HS : A

GV : GV nhấn mạnh cho học sinh

thấy không có sự bảo toàn về khối
lượng.
GV : Viết phương trình phân rã .
GV : Hạt nhân con có số khối được
xác định như thế nào ?
GV : Hạt nhân con có nguyên tử số
được xác định như thế nào ?
GV : Em có nhận xét gì về vị trí của
hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?
GV : Viết phương trình phân rã 

.
GV : Hạt nhân con có số khối được
xác định như thế nào ?
GV : Hạt nhân con có nguyên tử số
được xác định như thế nào ?
GV : Em có nhận xét gì về vị trí của
hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?
GV : Viết phương trình phân rã 
+
.
GV : Hạt nhân con có số khối được
HS : Z  1

HS : Lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn.
Hoạt động 4 :
HS : Tổng khối lượng của các hạt
nhân tương tác lớn hơn tổng khối
lượng của các hạt nhân tạo thành.
HS : Tổng khối lượng của các hạt

nhân tương tác nhỏ hơn tổng khối
lượng của các hạt nhân tạo thành.
xác định như thế nào ?
GV : Hạt nhân con có nguyên tử số
được xác định như thế nào ?
GV : Em có nhận xét gì về vị trí của
hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?
GV : Khi nào thì phản ứng tỏa nhiệt
?
GV : Giới thiệu công thức xác định
năng lượng tỏa.
GV : Khi nào thì phản ứng thu nhiệt
?
GV : Giới thiệu công thức xác định
năng lượng thu.


IV / NỘI DUNG :
1. Phản ứng hạt nhân
a) Định nghĩa
Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi
chúng thành các hạt khác.
A + B  C + D
trong đó A, B là các hạt tương tác, còn C, D là các hạt sản phẩm.
Sự phóng xạ
A  B + C
trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân con và C là hạt  hoặc 
b) Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
a) Định luật bảo toàn số nuclôn (Số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân,

tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản
phẩm.
b) Định luật bảo toàn 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.
c) Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần : Tổng năng lượng toàn phần
của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.
3. Quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ
a) Phân rã 

4 '
2 '
A A
Z Z
X He Y
 

Trong phân rã , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con “lùi” hai ô trong
Bảng tuần hoàn
b) Phân ra 
-

0 '
1 '
A A
Z Z
X e Y


 
Trong phân rã 

-
, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con tiến một ô trong
Bảng tuần hoàn.
c) Phân rã 
+


0 '
1 '
A A
Z Z
X e Y


 

Vậy quy tắc dịch chuyển của phân rã 
+
là : Trong phân rã 
+
, so với
hạt nhân mẹ thì hạt nhân con lùi một ô trong Bảng tuần hoàn.
d) Phân rã 
Phân rã này không làm biến đổi hạt nhân mà đi kèm các phân rã  và
. Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích, thì nó chuyển từ
mức kích thích E
2
xuống mức thấp hơn E
1
, đồng thời phóng ra một phôtôn

có tần số f xác định bởi hệ thức E
2
– E
1
= hf. Hiệu E
2
– E
1
có trị số lớn, nên
phôtôn  phát ra có tần số rất lớn và bước sóng rất nhỏ ( < 10
-11
m)
4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân A + B  C + D vì các hạt nhân A, B, C, D có
các độ hụt khối khác nhau, nên tổng khối lượng nghỉ M
o
= m
A
+ m
B
của các
hạt nhân A + B không bằng tổng khối lượng M = m
C
+ m
D
của các hạt nhân
sinh ra C + D.
a) M < M
o

Phản ứng tỏa một lượng năng lượng
Q = (M
o
– M)c
2

dưới dạng động năng của các hạt C và D, hoặc năng lượng của phôtôn
.

b) M > M
o

Tổng năng lượng nghỉ của các hạt A + B, nhỏ hơn tổng năng lượng
nghỉ của các hạt sinh ra C + D. Do đó, phản ứng không thể tự nó xảy ra
được. Muốn cho phản ứng có thể xảy ra ta phải cung cấp cho các hạt A và B
một năng lượng W dưới dạng động năng.

V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 75 + 76