Bài: Phóng xạ tích hợp Giáo dục Môi trường

III.- Một số bàI soạn vật lí tích hợp GDMT
BàI 26: Thế Năng
(SGS cơ bản)
A. Sơ đồ lôgic xây dựng kiến thức Thế năng
có tích hợp GDMT


Thế năng trọng trường
Trọng trường
Định nghĩa
thế năng
trọng trường
Biểu thức
= mgz
Biến thiên thế năng và công của
trọng lực
= (M) - (N)
GDMT:
Nước chảy ở nơi đất dốc
Sinh công bào mòn đất, gây
sạt lở (sói mòn và làm đất
bạc mầu). Trồng cây chống
sói mòn,
Thế năng trọng trường Thế năng đàn hồi
Thế năng
A. Bài soạn
I.Mục tiêu
1.Kiến thức:
- Hiểu khái niệm trọng trờng và biểu hiện của trọng trờng. Khái niệm
trọng trờng đều;
- Phát biểu đợc định nghĩa thế năng trọng trờng của một vật và viết đợc

công thức thế năng này. Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của
trọng lực;
- Nêu đợc đơn vị đo thế năng;
- Hiểu đợc công thức công của lực đàn hồi, công thức tính thế năng đàn
hồi.
- Hiểu đợớc sự biến thiên thế năng của nớc trong tự nhiên có thể sinh
công có ích song cũng có thể gây ra tác động có hại .
2. Kĩ năng:
- Vận dụng đợc các khái niệm trọng trờng, thế năng trọng trờng, công
của trọng lực, thế năng đàn hồi để giải thích các hiện tợng trong đời
sống và tự nhiên;
- Vận dụng đợc các công thức tính thế năng trọng trờng, công thức
MN
A
=
t
w
(M) -
t
w
(N), công thức tính thế năng đàn hồi ;
- Giáo dục môi trờng: Giải thích tác động làm sói mòn đất khi nớc chảy
và biện pháp khắc phục. Giải thích vai trò của cây cối trong việc chống
sói mòn đất.
3. Thái độ:
Quan tâm trồng cây, ý thức bảo vệ rừng.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Biên soạn nội dung câu hỏi 1-4 SGK thành các câu trắc nghiệm;
- Dụng cụ thí nghiệm về thế năng của trọng trờng, của lực đàn hồi.

- Chuẩn bị các hình ảnh về sói mòn đất, hình ảnh về tác dụng chống sói
mòn đất của rừng (có đợc một đoạn video ngắn về lũ thì tốt).
2. Học sinh
- Làm thí nghiệm về thế năng của lực đàn hồi;
3. Gợi ý ứng dụng CNTT
- Hình ảnh thế năng của nớc trong nhà máy thuỷ điện, búa máy, Hình
ảnh về sói mòn đất, về sự tàn phá của nớc lũ, về tác dụng cản lũ của rừng
- Hình ảnh thế năng vật đàn hồi.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
-Đ ộng năng là gì? Công của lực tác
dụng và độ biến thiên động năng?
- Nhận xét câu trả lời của bạn
- Cho nhận xét: Biến thiên động năng
của một vật đang rơi?
-Nêu câu hỏi và yêu cầu HS trả lời
- Nhận xét đánh giá
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu khái niệm trọng tr ờng
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc mục 1. Trọng trờng và cho nhận
xét về biểu hiện của trọng trờng.
- Lấy các ví dụ thực tế về biểu hiện của
trọng trờng, sự sinh công của trọng lực
- Yêu cầu HS đọc mục 1.
-Hớng dẫn HS tìm hiểu các khái niệm
trọng lực, trọng trờng, trọng trờng đều;
- Yêu cầu HS lấy ví dụ và nhận xét
Hoạt động 3 ( phút): Thế năng trọng tr ờng. Biểu thức tính thế năng trọng trờng.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Đọc ví dụ về sự sinh công của búa
máy. Tìm các ví dụ tơng tự và khái
quát, tự nêu đợc kháI niệm thê năng
trọng trờng.
- Đọc SGK và nêu lên biểu thức tính thế
năng trọng trơng
- Nhận xét câu trả lời của bạn. Trả lời
câu hởi C3.
-Yêu cầu và hớng dẫn HS đọc SGK , đa
ra các câu hỏi gợi ý.
-Hớng dẫn HS đọc SGK và rút ra công
thức tính thế năng trọng trờng
t
w
= mgz. Nhận xét câu trả lời của HS.
Kết luận về thế năng trọng trờng
Hoạt động 4 ( phút): Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Sử dụng công thức (26.2) để tính công
của trọng lực khi một vật có khối lợng
m rơi tử điểm M có độ cao
M
z
tới
điểm N có độ cao
N
z
. Phát biểu kết
luận khái quát và các hệ quả. Trả lời
câu hỏi C4, C5

- Yêu cầu HS đọc mục 3. và cho nhận
xét; Hớng dẫn HS thảo luận.
- Nhận xét các câu trả lời của HS, đa ra
kết luận
Hoạt động 5 ( phút):Tích hợp GDMT sói mòn đất, sự tàn phá của n ớc lũ..
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Nêu các ví dụ lợi dụng thế năng dòng
nớc, các tác động có hại của thế năng
của nớc ( cối giã gạo nớc, cọn nớc, nhà
máy thuỷ điện; sói mòn đất, sự tàn phá
của nớc lũ, biện pháp chống sói mòn
đất và hạn chế tác hại của lũ )
-Nhận xét câu trả lời của HS, giới thiệu
hình ảnh nhà máy thuỷ điện, sói mòn
đất, ruộng bậc thang , vai trò của rừng.
Hớng dẫn HS tự tìm hiểu thêm
Hoạt động 6 ( phút): Thế năng đàn hồi. Công của lực đàn hồi. Thế năng đàn
hồi
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
-Nhắc lại các hiểu biết về thế năng đàn
hồi đã học ở lớp 8. Cho các ví dụ thực
tế khi một vật biến dạng thì sinh công.
-Đọc SGK, phát biểu công thức tính
công của lực đàn hồi.
- Phát biểu định nghĩa về thế năng đàn
hồi, nêu biểu thức
- Đặt câu hỏi để kiểm tra hiểu biết của
HS về thế năng đàn hồi đã học ở lớp 8,
yêu cầu HS cho ví dụ.
-Yêu cầu HS phân tích hình vẽ 26.4,

đọc SGK và giảI thích ý nghĩa của công
thức 26.6.
- Yêu cầu HS khát quát, phát biểu thế
năng đàn hồi và đa ra biểu thức tính.
Hoạt động 7 ( phút): Vận dụng, củng cố
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
-Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế
năng: a. trọng trờng; b. đàn hồi.
- Nhận xét câu trả lời của bạn
- Nhận xét, đánh giá câu trả lời của HS.
Phát biểu kết luận.
Hoạt động 8 ( phút):H ớng dẫn về nhà
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Những chuẩn bị cho bài sau.
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà
- Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau.
IV. Giới thiệu một số tài liệu phục vụ GDMT
1. Công thức đơn giản tính công suất của nhà máy thuỷ điện:
công xuất của một máy thủy điện đợc xác định bởi chiều cao của thác nớc h, lu l-
ợng của dòng chảy trong một đơn vị thời gian






t
m
: N =

t
mgh
.
INCLUDEPICTURE " />1/Dap_thuy_dien_Hoa_Binh.JPG/250px-Dap_thuy_dien_Hoa_Binh.JPG" \* ME
RGEFORMATINET
p thy in Hũa Bỡnh v mt phn lũng h Hũa Bỡnh
Hình ảnh đập nước thuỷ điện
3.Tài liệu đọc thêm
Thuỷ điện và các vấn đề môi trờng sinh thái
Sự phát điện của nhà máy điện cũng có thể ảnh hưởng đến môi trường
của dòng sông bên dưới. Thứ nhất, nước sau khi ra khỏi turbine thường chứa rất
ít cặn lơ lửng, có thể gây ra tình trạng xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông.
Thứ hai, vì các turbine thường mở không liên tục, có thể quan sát thấy sự thay
đổi nhanh chóng và bất thường của dòng chảy. Tại Grand Canyon, sự biến đổi
dòng chảy theo chu kỳ của nó bị cho là nguyên nhân gây nên tình trạng sói mòn
cồn cát ngầm. Lượng oxy hoà tan trong nước có thể thay đổi so với trước đó.
Cuối cùng, nước chảy ra từ turbine lạnh hơn nước trước khi chảy vào đập, điều
này có thể làm thay đổi số lượng cân bằng của hệ động vật, gồm cả việc gây hại
tới một số loài. Các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện ở các vùng nhiệt đới có
thể sản sinh ra một lượng lớn khí methane và carbon dioxide. Điều này bởi vì
các xác thực vật mới bị lũ quét và các vùng tái bị lũ bị tràn ngập nước, mục nát
trong một môi trường kỵ khí và tạo thành methane, một khí gây hiệu ứng nhà
kính mạnh. Methane bay vào khí quyển khí nước được xả từ đập để làm quay
turbine. Theo bản báo cáo của Uỷ ban Đập nước Thế giới (WCD), ở nơi nào
đập nước lớn so với công suất phát điện (ít hơn 100 watt trên mỗi km2 diện tích
bề mặt) và không có việc phá rừng trong vùng được tiến hành trước khi thi
công đập nước, khí gas gây hiệu ứng nhà kính phát ra từ đập có thể cao hơn
những nhà máy nhiệt điện thông thường. Ở các hồ chứa phương bắc Canada và
Bắc Âu, sự phát sinh khí nhà kính tiêu biểu chỉ là 2 đến 8% so với bất kỳ một
nhà máy nhiệt điện nào.

Một cái hại nữa của các đập thuỷ điện là việc tái định cư dân chúng sống trong vùng hồ
chứa. Trong nhiều trường hợp không một khoản bồi thường nào có thể bù đắp được sự gắn bó
của họ về tổ tiên và văn hoá gắn liền với địa điểm đó vì chúng có giá trị tinh thần đối với
họ. Hơn nữa, về mặt lịch sử và văn hoá các địa điểm quan trọng có thể bị biến mất, như dự án
Đập Tam Hiệp ở Trung Quốc, đập Clyde ở New Zealand và đập Ilisu ở đông nam
Thổ Nhĩ Kỳ.Một số dự án thuỷ điện cũng sử dụng các kênh, thường để đổi hướng dòng
sụng ti dc nh hn nhm tng ỏp sut cú c. Trong mt s trng hp, ton b dũng
sụng cú th b i hng tr li lũng sụng cn. Nhng vớ d nh vy cú th thy ti Sụng
Tekapo v Sụng Pukaki. Nhng ngi ti gii trớ ti cỏc h cha nc hay vựng x nc
ca nh mỏy thu in cú nguy c gp nguy him do s thay i mc nc, v cn thn trng
vi hot ng nhn nc v iu khin p trn ca nh mỏy. Vic xõy p ti v trớ a lý
khụng hp lý cú th gõy ra nhng thm ho nh v p Vajont ti í, gõy ra cỏi cht ca 2001
ngi nm 1963.
Canh tỏc vựng t dc
Rung bc thang Sa Pa . (Nguồn: Bỏch khoa ton th m Wikipedia ).
Bài 60. Nguyên tăc hoạt động
của động cơ nhiệt và máy lạnh.
Nguyên lí II nhiệt động lực học
( Vật lí 10 nâng cao)
A. Mục tiêu:
1. Kiến thức
- Biết đợc nguyên tăc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; hiểu về
nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công hay
nhận vào ở một số máy thờng gặp;
- Hiểu đợc nguyên lí II NĐLH và chiều diễn biến của các quá trình trong tự
nhiên, bổ xung cho nguyên lí I NĐLH nh thế nào. Phát biểu đợc nguyên lí
II NĐLH;
- GDMT: HS hiểu đợc các chất thải và tác nhân của động cơ nhiệt và máy
lạnh gây ô nhiễm môi trờng.
2. Kĩ năng

- Nhận biết và phân biệt đợc nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ
phận phat động, sinh công ra hay nhận vào ở một số máy hay gặp trong
thực tế;
- GDMT: biết phân tích các tác động gây ô nhiễm môi trờng từ các động cơ
nhiệt và máy làm lạnh, các biện pháp khác phục (tiếng ồn, hiệu ứng nhà
kính, vai trò của cây xanh ).
3. Thái độ
B. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Một số hình vẽ trong SGK. Các t liệu về ô nhiễm môi trờng: ô nhiễm tiếng
ồn, ô nhiễm không khí, hiệu ứng nhà kính,..
- Gợi ý ứng dung CNTT: Các loại động co nhiệt, máy lạnh .
- Một số máy nhiệt trong thực tế.
2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8.
C. Sơ đồ xây dựng kiến thức
1. Động cơ nhiệt

2. Máy lạnh
d.Tổ chức các hoạt động dạy học
(Học viên nghiên cứu SGK và biên soạn)
Động cơ nhiệt
Nguyên
tắc hoạt động
Hiệu suất
Nguồn nóng
Tác nhân
Nguồn lạnh
Sinh
công A

Khí thải gây
ô nhiễm môi trư
ờng
Máy lạnh
Nguyên tắc
hoạt động
Nguồn nóng
Tác nhân
Nguồn lạnh
Nhận
công
A
Hiệu năng
Môi chất lạnh
gây ô nhiễm
môi trường
E. T liÖu GDMT

Hiệu ứng nhà kính
(Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia)
Hiệu ứng nhà kính
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng Pháp, do Jean
Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi
năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà
bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không
gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không
phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.Hiệu ứng này đã được sử dụng từ lâu
trong các nhà kính trồng cây. Ngoài ra hiệu ứng nhà kính còn được sử dụng
trong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời một cách thụ động để tiết kiệm chất
đốt sưởi ấm nhà ở.

Hiệu ứng nhà kính khí quyển
Các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt
đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài. Một số phân tử
trong bầu khí quyển, trong đó trước hết là điôxít cacbon và hơi nước, có thể hấp
thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển.
Hàm lượng ngày nay của khí đioxit cacbon vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng
nhiệt độ thêm khoảng 30 °C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này
nhiệt độ trái đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15°C.
Có thể hiểu một cách sơ lược như sau : ta biết nhiệt độ trung bình của bề
mặt trái đất được quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu
xuống trái đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ nhiệt của
mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí
CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất vào vũ trụ là bước sóng
dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 + hơi nước trong
khí quyên hấp thụ. Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển
bao quanh trái đất tăng lên. Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ
nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của trái đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh
CO2 còn có một số khí khác cũng được gọi chung là khí nhà kính như NOx,
Metan, CFC.
Ở thời kỳ đầu tiên của lịch sử trái đất, các điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ
có thể xuất hiện vì thành phần của điôxít cacbon trong bầu khí quyển nguyên
thủy cao hơn, cân bằng lại lượng bức xạ của mặt trời lúc đó yếu hơn đến
khoảng 25%. Cường độ của các tia bức xạ tăng lên với thời gian. Trong khi đó
đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất, thông qua sự quang hợp, lấy đi một phần khí
điôxít cacbon trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu tương đối ổn định
Khí nhà kính
Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài
(hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh
sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng ấm. Các
khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC.

Tỷ lệ phần trăm các khí gây hiệu ứng nhà kính:
• CO2: 50%
• CFC: 20%
• CH4: 16%
• O3: 8%
• N2O: 6%
Tỷ lệ phần trăm các hoạt động của loài người làm tăng nhiệt độ trái đất:
• Sử dụng năng lượng:50%
• Công nghiệp: 24%
• Nông nghiệp:13%
• Phá rừng: 14%
Hiệu ứng nhà kính nhân loại
Từ khoảng 100 năm nay con người tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy
cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của mặt trời. Sự thay đổi
nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây (điôxít cacbon tăng
20%, mêtan tăng 90%) đã làm tăng nhiệt độ lên 2°C.
Không nên nhầm lẫn hiệu ứng nhà kính nhân loại với việc làm tổn thất
đến lớp khí ôzôn ở tầng bình lưu cũng do loài người gây ra.
Những ảnh hưởng có thể xảy ra do hiệu ứng nhà kính nhân loại
Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ
các khí nhà kính do loài người gây ra, hiệu ứng nhà kính nhân loại, sẽ làm tăng
nhiệt độ trên toàn cầu (sự nóng lên của khí hậu toàn cầu) và như vậy sẽ làm
thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên kế đến.
Giả thuyết này bị phủ nhận bởi một số người gọi là nhà phê bình khí hậu
mà con số các nhà khoa học trong họ đã giảm đi rõ rệt trong những năm vừa
qua.
Sau đây là một số hậu quả liên đới với việc thay đổi khí hậu do hiệu ứng
này có thể gây ra:
- Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiêu, nước
cho kỹ nghệ và cho các máy phát điện, và sức khỏe của các loài thủy sản có thể

bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sự tăng
khí bốc hơi. Mưa tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn. Khí hậu thay đổi có
thể làm đầy các lòng chảo nối với sông ngòi trên thế giới.
- Các tài nguyên bờ biển: Chỉ tại riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán tăng 50
cm vào năm 2100, có thể làm mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000
dặm vuông đất ướt.
- Sức khỏe: Số người chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu
kì dài hơn trước. Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh
truyền nhiễm.
- Nhiệt độ tăng lên làm tăng các quá trình chuyển hóa sinh học cũng như hóa
học trong cơ thể sống, gây nên sự mất cân bằng.
- Lâm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy ra hơn.
- Năng lượng và vận chuyển: Nhiệt độ ấm hơn tăng nhu cầu làm lạnh và giảm
nhu cầu làm nóng. Sẽ có ít sự hư hại do vận chuyển trong mùa đông hơn,
nhưng vận chuyển đường thủy có thể bị ảnh hưởng bởi số trận lụt tăng hay bởi
sự giảm mực nước sông.
- Xa hơn nữa nếu nhiệt độ của quả đất đủ cao thì có thể làm tan nhanh băng
tuyết ở Bắc Cực và Nam Cực và do đó mực nước biển sẽ tăng quá cao, có thể
dẫn đến nạn hồng thủy.
Các nỗ lực hiện tại để giảm trừ Hiệu ứng nhà kính nhân loại
Một trong những cố gắng đầu tiên của nhân loại để giảm mức độ ấm dần
do khí thải kỹ nghệ là việc các quốc gia đã tham gia bàn thảo và tìm cách kí kết
một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto. Tuy nhiên, hiệp ước này không
được một số nước công nhận, trong đó quan trọng nhất là Mỹ với lí do là hiệp
định này có khả năng gây tổn hại cho sự phát triển kinh tế của Hoa Kỳ.
Tuy nhiên, về phía nội bộ nước Mỹ và các nước tiên tiến khác, nhiều nỗ
lực để giảm khí độc mà chủ yếu thải ra từ xe máy nổ và các nhà máy kỹ nghệ
đã được áp dụng khá mạnh mẽ. Ở Hoa Kỳ, hầu hết các tiểu bang đều có luật bắt
buộc các phương tiện giao thông dùng động cơ nổ phải có giấy chứng nhận qua
được các thử nghiệm định kì về việc đạt tiêu chuẩn nhả khói của hệ thống xe.

Sự suy giảm ôzôn (Nguồn: Bách khoa toàn thư mở Wikipedia)
Sự suy giảm tầng ôzôn là hiện tượng giảm lượng ôzôn trong tầng bình
lưu. Từ năm 1979 cho đến năm 1990 lượng ôzôn trong tầng bình lưu đã suy
INCLUDEPICTURE "
imedia.org/wikipedia/vi/thumb/d/d6/
Lo_Thung_Ozon_Lon_Nhat_Sept_2000.jp
g/200px-Lo_Thung_Ozon_Lon_Nhat_Sept
_2000.jpg" \* MERGEFORMATINET
Hình chụp
lỗ thủng
ôzôn lớn
nhất ở
Nam Cực
từ trước
đến nay vào
tháng 9
năm 2000.
giảm vào khoảng 5%. Vì lớp ôzôn ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại
không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái đất, sự suy giảm ôzôn đang được quan
sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đã trở thành một mối quan tâm
toàn cầu, dẫn đến việc công nhận Nghị định thư Montreal hạn chế và cuối cùng
chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất các hợp chất cácbon của clo và flo
(CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng
ôzôn khác như tetraclorit cácbon, các hợp chất của brôm (halon) và
methylchloroform.
Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ
thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực Trái
đất, những nơi mà ôzôn bị suy giảm vào mùa Xuân (cho đến 70% ở 25 triệu
km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tái tạo trở lại vào mùa
hè. Nồng độ clo tăng cao trong tầng bình lưu, xuất phát khi các khí CFC và các

khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy, chính là nguyên nhân gây ra sự
suy giảm này.
Trong các thảo luận chính trị công khai "suy giảm tầng ôzôn" đồng nghĩa
với lý thuyết cho rằng xu hướng suy giảm ôzôn toàn cầu, được gây ra vì thải
các khí CFC, sẽ tạo điều kiện cho các bức xạ cực tím đến mặt đất nhiều hơn.
Cường độ gia tăng của các bức xạ cực tím đang được nghi ngờ chính là
nguyên nhân gây ra nhiều hậu quả trong sinh học, thí dụ như gia tăng các khối
u ác tính, tiêu hủy các sinh vật phù du trong tầng có ánh sáng của biển.
Tạo thành ôzôn
Ôzôn trong bầu khí quyển được tạo thành khi các tia cực tím chạm phải
các phân tử ôxy (O
2
), chứa hai nguyên tử ôxy, tạo thành hai nguyên tử ôxy đơn,
được gọi là ôxy nguyên tử. Ôxy nguyên tử kết hợp cùng với một phân tử ôxy
tạo thành ôzôn (O
3
). Phân tử ôzôn có hoạt tính cao, khi bị tia cực tím chạm
phải, lại tách ra thành phân tử ôxy và một ôxy nguyên tử, một quá trình liên tục
gọi là chu kỳ ôxy-ôzôn.
Trước khi bắt đầu xu hướng suy giảm ôzôn, lượng ôzôn trong tầng bình
lưu được giử ổn định nhờ vào cân bằng giữa tạo thành và phân hủy các phân tử
ôzôn nhờ vào tia cực tím.
Phân hủy ôzôn
Ôzôn có thể bị phá hủy bởi các nguyên tử clo, flo hay brôm trong bầu khí
quyển. Các nguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất định, đặc biệt là
chlorofluorocacbon (CFC), đi vào tầng bình lưu và được giải phóng bởi các tia
cực tím.
Quan trọng nhất là các nguyên tử clo được tạo thành như thế sẽ trở thành
chất xúc tác hủy diệt các phân tử ôzôn trong một chu kỳ khép kín. Trong chu kỳ
này, một nguyên tử clo tác dụng với phân tử ôzôn, lấy đi một nguyên tử ôxy

(tạo thành ClO) và để lại một phân tử ôxy bình thường. Tiếp theo, một ôxy
nguyên tử tự do sẽ lấy đi ôxy từ ClO và kết quả cuối cùng là một phân tử ôxy
và một nguyên tử clo, bắt đầu lại chu kỳ. Một nguyên tử clo đơn độc sẽ phân
hủy ôzôn mãi mãi nếu như không có các phản ứng khác mang nguyên tử clo ra
khỏi chu kỳ này bằng cách tạo nên các nguồn chứa khác như axít clohydric và
clo nitrat (ClONO
2
).
Phản ứng của nguyên tử clo trong các nguồn chứa này thông thường
chậm nhưng được gia tăng khi có các đám mây tầng bình lưu ở địa cực, xuất
hiện trong mùa Đông ở Nam Cực, dẫn đến chu kỳ tạo thành lỗ thủng ôzôn theo
mùa.
Các nguyên nhân của lỗ thủng ôzôn
Lỗ thủng ôzôn Nam Cực là phần của tầng bình lưu Nam Cực mà mức độ
ôzôn hiện tại đã giảm xuống chỉ còn 33% so với các trị trước năm 1975. Lỗ
thủng ôzôn xuất hiện vào mùa xuân ở Nam Cực, từ tháng 9 cho đến đầu tháng
12, khi gió tây mạnh bắt đầu thổi tuần hoàn trên lục địa và tạo thành bầu chứa
khí quyển. Trong các "gió xoáy địa cực" này, hơn 50% ôzôn vùng phía dưới
của tầng bình lưu bị phân hủy trong mùa xuân.
Ánh sáng mặt trời ở các vùng địa cực dao động nhiều hơn ở các nơi khác
và trong ba tháng mùa Đông hầu như là tối tăm không có bức xạ mặt trời. Nhiệt
độ không khí ở vào khoảng -80°C hay lạnh hơn gần như trong suốt mùa Đông
đã tạo nên các đám mây ở tầng bình lưu trên địa cực. Các phần tử của những
đám mây này bao gồm axít nitric hay nước đóng băng tạo nên bề mặt cho các
phản ứng hóa học gia tăng tốc độ phân hủy các phân tử ôzôn.
Như đã giải thích ở phần trên, nguyên nhân chính của giảm sút ôzôn ở
Nam Cực và các nơi khác là sự hiện diện của các khí gốc có chứa clo (trước
nhất là các CFC và các hợp chất clo với các bon liên quan) bị phân giải khi có
tia cực tím tạo thành các nguyên tử clo trở thành chất xúc tác phân hủy ôzôn.
Sự giảm sút ôzôn do clo là chất xúc tác có thể xảy ra ở trạng thái khí nhưng sẽ

tăng đột ngột khi có sự hiện diện của các đám mây tầng bình lưu trên địa cực.
Các quá trình quang hóa tham gia tuy phức tạp nhưng đã được tìm hiểu tốt.
Quan sát chủ yếu là thông thường phần lớn các clo trong tầng bính lưu ở trong
các "hợp chất chứa" bền, chủ yếu là các hydro clorua (HCl) và clo nitrat
(ClONO
2
). Mặc dù vậy trong mùa Đông và Xuân Nam Cực các phản ứng trên
bề mặt của các phần tử mây chuyển hóa các hợp chất chứa này trở lại thành các
gốc tự do có hoạt tính cao, Cl và ClO. Các đám mây cũng có thể lấy đi NO
2
từ
khí quyển bằng cách biến đổi chúng thành axít nitric, ngăn không cho ClO vừa
được tạo thành có thể bị biến đổi trở lại ClONO
2
. Ánh sáng cực tím gia tăng
trong mùa xuân tạo cho các hợp chất clo phản ứng hủy diệt trên 17% ôzôn
trong khi các hợo chất brôm làm giảm sút thêm 33%. Vai trò của ánh sáng mặt
trời trong giảm sút ôzôn chính là lý do tại sao giảm sút ôzôn ở Nam Cực lớn
nhất vào mùa xuân. Trong mùa Đông, mặc dù có nhiều mây nhất, không có ánh
sáng trên địa cực để thúc đẩy các phản ứng hóa học. Phần lớn các ôzôn bị phá
hủy ở phía dưới của tầng bình lưu đối ngược với việc giảm sút ôzôn ít hơn rất
nhiều thông qua các phản ứng thể khí đồng nhất xảy ra trước hết là ở phía trên
của tầng bình lưu. Nhiệt độ sưởi ấm vào cuối Xuân phá vỡ các gió xoáy vào
trung tuần tháng 12. Khi ấm lên, không khí giàu ôzôn bay về các vĩ độ thấp, các
đám mây tầng bình lưu bị phá hủy, các quá trình làm giảm sút ôzôn ngưng lại
và lỗ thủng ôzôn được hàn gắn trở lại.
Hậu quả của giảm sút ôzôn
Vì tầng ôzôn hấp thụ tia cực tím từ mặt trời, giảm sút tầng ôzôn dự đoán
sẽ tăng cường độ tia cực tím ở bề mặt Trái Đất, có thể dẫn đến nhiều thiệt hại
bao gồm cả gia tăng bệnh ung thư da. Đấy là lý do dẫn đến Nghị định thư

Montreal. Mặc dù các giảm sút của ôzôn ở tầng bình lưu gắn liền với các CFC
và có nhiều lý lẽ trên lý thuyết để tin rằng giảm sút ôzôn sẽ dẩn đến tăng tia cực
tím trên bề mặt Trái Đất, chưa có nhiều quan sát trực tiếp chứng minh liên hệ
giữa giảm sút ôzôn và gia tăng tỷ lệ phát bệnh ung thư da ở con người.