Rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát huy tính sáng tạo của học sinh lớp 12 khi giải quyết bài toán liên quan đến ứng dụng

MỤC LỤC
Trang
1. Lời mở đầu.

2

1.1. Lí do chọn đề tài.

2

1.2. Mục đích nghiên cứu.

2

1.3. Đối tượng nghiên cứu.

2

1.4. Phương pháp nghiên cứu.

2

1.5. Những điểm mới của SKKN.

3

2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.

3

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

3

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

3

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

14

3. Kết luận, kiến nghị.

15

3.1. Kết luận.

15

3.2. Kiến nghị.

16

1


1. Lời mở đầu:
1.1 lí do chọn đề tài.
Chương hạt nhân nguyên tử là chương cuối của chương trình vật lí 12

cơ bản, luôn chiếm một phần không nhỏ trong đề thi tuyển sinh và đề thi THPT
quốc gia.
Đồng vị phóng xạ có ứng dụng cao trong thực tế, trong y học; trong sinh
học và trong ngành khảo cổ học. Tuy nhiên các bài tập về các đồng vị phóng xạ
lại chưa được giáo viên và học sinh để ý nhiều chưa tạo được hệ thống bài tập
đầy đủ thể hiện được những ứng dụng quan trọng của các đồng vị phóng xạ.
Chính vì thế tôi chọn đề tài “ Rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát huy
tính sáng tạo của học sinh lớp 12 khi giải quyết bài toán liên quan đến ứng
dụng các đồng vị phóng xạ”. Với đề tài này tôi mong góp phần nâng cao chất
lượng học tập môn vật lí, phát huy tính chủ động, tư duy sáng tạo tăng sự hứng
thú cho học sinh khi học vật lí 12 để nâng cao kết quả thi THPT của học sinh
trong trường THPT Tĩnh gia 3.

1.2. Mục đích nghiên cứu.
Đưa ra được hệ thống lí thuyết, hệ thống bài tập, phương pháp giải,
phương pháp giải nhanh các bài tập phần các đồng vị phóng xạ.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Các tính chất, đặc điểm của đồng vị phóng xạ, định luật phóng xạ, độ
phóng xạ, các công thức liên quan, kiến thức toán học liên quan hỗ trợ giải
nhanh các bài tập của dạng bài toán về đồng vị phóng xạ.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Sử dụng phương pháp xây dựng cơ sở lí thuyết. Tìm hiểu thiết kế bài tập,
thu thập thông tin qua thái độ hứng thú học tập bằng phiếu khảo sát, thu nhận
kết quả bằng bài kiểm tra đánh giá thường xuyên.
1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.
Bổ túc được phần toán học liên quan cho học sinh nhằm giúp học sinh
nhớ và vận dụng tốt kiến thức đã được học. Sau phần hướng dẫn phương pháp
tôi cố gắng đưa ra được những công thức mang tính tổng quát, sử dụng được cho
nhiều trường hợp khác nhau. Nhận xét, chỉ ra được những ứng dụng thực tế qua
từng ví dụ điển hình.

2


2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Qua thực tế giảng dạy học sinh 12 phần hạt nhân nguyên tử nói chung
và phần phóng xạ nói riêng tôi thấy các em thường gặp các khó khăn sau đây:
+ Kiến thức về số mũ và logrit, biết đổi toán học của phần này của không
ít học sinh cảm thấy khó khăn.
+ Khả năng phân tích và phối hợp các kiến thức với nhau chưa tốt.
+ Kỹ năng phân loại các dạng toán và tìm mối liên hệ giữa các bài toán
chưa tốt.
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Khảo sát chất lượng của học sinh 12A7, 12A8, 12A2 năm học
2018- 2019 của trường THPT Tĩnh Gia 3 cho thấy việc học tập các bài tập về
các đồng vị phóng xạ chỉ được một số học sinh lớp 12A2 là làm tốt nhưng chưa
nhanh còn lại một bộ phận học sinh làm được nhưng kết quả không đúng và
thường mất điểm những bài tập dạng này, nhất là học sinh lớp 12A7, 12A8.
Từ những vấn đề trên tôi áp dụng sáng kiến vào thực tế giảng dạy và
bước đầu đã thu được kết quả tốt trong năm 2018-2019 vừa qua.
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
Để thực hiện đề tài này tôi sử dụng các tiết ôn tập và tự chọn qua đó củng
cố lí thuyết và rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát huy khả năng tư duy sáng
tạo cho học sinh.
Trong các tiết ôn tập và tự chọn tôi cho học sinh ôn tập kiến thức cơ bản,
tìm hiểu thêm về phương pháp xác định tuổi cổ vật qua intenet ở nhà, còn tại lớp
hướng dẫn các em tìm hiểu sâu hơn về kiến thức phóng xạ đồng vị phóng xạ,
hướng dẫn phương pháp, làm các bài tập ví dụ, còn phần bài tập vận dụng được
giao về nhà để các em tự luyện.

2.3.1. Bổ túc toán học phần số mũ, logarit
+ lne =1
+

1
= a- x
x
a

+ eln x = x

3


2.3.2. Hệ thống lại kiến thức đã học.
Giúp học sinh hệ thống lại kiến thức đã học về phóng xạ, các đặc điểm
của phóng xạ.
2.3.2.1. Khái niệm và đặc điểm
1. Định nghĩa phóng xạ
Là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững tự nhiên hay
nhân tạo. Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo
sự phóng ra bức xạ đện từ. Hạt nhân tự phân hủy ℓà hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo
thành gọi ℓà hạt nhân con.
2. Các dạng phóng xạ
A
X � A-4
Y + 42 He
a) Phóng xạ :
Z
Z-2

- Bản chất ℓà dòng hạt nhân He mang điện tích dương, vì thế bị ℓệch về bản
tụ âm
- Iôn hóa chất khí mạnh, vận tốc khoảng 20000km/s và bay ngoài không
khoảng vài cm.
- Phóng xạ  ℓàm hạt nhân con ℓùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn
A
X � Z+A1 Y + - 01 e
b) Phóng xạ -:
Z
- Bản chất ℓà dòng eℓectron, vì thế mang điện tích âm và bị ℓệch về phía tụ
điện dương.
- Vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, bay được vài mét trong không khí và có
thể xuyên qua tấm nhôm dài cỡ mm.
- Phóng xạ - ℓàm hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với
hạt nhân mẹ.
A
X � Z-A1 Y + +01 e
c) Phóng xạ +:
Z
- Bản chất ℓà dòng hạt pozitron, mang điện tích dương, vì thế ℓệch về bản tụ
âm.
- Các tính chất khác tương tự -.
- Phóng xạ + ℓàm hạt nhân con ℓùi 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn
d) Phóng xạ :
- Tia  ℓà sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (< 10-11 m) và ℓà hạt phôtôn có
năng ℓượng cao.
- Tia  có khả năng đâm xuyên tốt hơn tia  và  rất nhiều.
- Tia  thường đi kèm tia  và , khi phóng xạ  không ℓàm hạt nhân biến đổi.
- Tia  gây nguy hại cho sự sống.
*** Chú ý: Một chất đã phóng xạ  thì không thể phóng xạ ; và ngược

ℓại.
2. Định ℓuật phóng xạ
a) Đặc tính của quá trình phóng xạ:
- Có bản chất ℓà một quá trình biến đổi hạt nhân.
4


- Có tính tự phát và không điều khiển được, không chịu tác động của các yếu
tố bên ngoài.
- Là một quá trình ngẫu nhiên.
b) Định ℓuật phóng xạ
Theo số hạt nhân:
-t

- Công thức xác định số hạt nhân còn ℓại: N = N0e
Trong đó:  =

=

N0
t

-

= N 0.2

t
T

2T

ln2
gọi ℓà hằng số phóng xạ
T

t: thời gian nghiên cứu
T: chu kỳ bán rã
- Công thức xác định số hạt nhân bị phân rã: N = N0 - N = N0(1 -

1
t
T

)

2

“Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo
định ℓuật hàm số mũ.”
Bảng tính nhanh phóng xạ (Số hạt ban đầu ℓà N0)
Thời gian t
1T
2T
3T
4T
5T
6T
N0
N0
N0

N0
N0
N0
N
(Số hạt còn lại)
2
4
8
16
32
64
ΔN
(Số hạt bị phân rã)
Tỉ số

DN
N

N0
2

3N 0
4

7N 0
8

15N 0
16

31N 0
32

63N0
64

1

3

7

15

31

63

- Công thức tính số hạt nhân khi biết khối ℓượng: N =
Trong đó:

m
.N
M A

m: khối ℓượng (g)
M: ℓà khối ℓượng moℓ
NA = 6,02.1023 ℓà số Avogadro

Theo khối ℓượng

- Xác định khối ℓượng còn ℓại:

m = m0e -t =

m0
t
T

-

= m0.2

t
T

2

Xác định khối ℓượng bị phân rã:
Theo số moℓ
- Xác định số mol còn ℓại:

t

m = m0 - m = m0(1 - 2- T )
n = n0e -t =

n0
t
T

-

= n0.2

t
T

2

- Xác định số mol bị phân rã:

t

n = n0 - n = n0(1 - 2- T )
5


2.3.3. Phân loại các bài tập.
Tôi chia bài tập phần các đồng vị phóng xạ thành các dạng bài tập như sau:
Dạng 1: Tính tuổi cổ vật có nguồn gốc sinh học.
Dạng 2: Tính tuổi của thiên thể, nham thạch, đá.
Dạng 3: Đo thể tích máu trong cơ thể sống.
Dạng 4:. Ứng dụng chữa bện ung thư.
Cụ thể, các dạng gồm phương pháp bài tập ví dụ; hướng dẫn giải và cuối cùng là
phần bài tập vận dụng có đáp án.
Dạng 1: Tính tuổi cổ vật có nguồn gốc sinh học.
*Phương pháp:
Các nhà khảo cổ học đã sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng cácbon
14 để xác định niên đại của các cổ vật có nguồn gốc sinh vật khai thác được.
Định tuổi bằng cabon Tuổi cabon là phương pháp xác định tuổi của vật thể chứa

vật liệu hữu cơ bằng cách sử dụng các tính chất của phóng xạ và các đồng vị
phóng xạ của cabon. Phương pháp này được phát triển vào thập niên 1940 bởi
Willard Libby người đạt giải nobel về hoá học vào năm 1960. Trên thực tế
phương pháp dựa trên phóng xạ của cabon 14 được tạo ra liên tục trong khí
quyển bởi phản ứng giữa bức xạ vũ trụ và khí nitơ trong khí quyển. Sau đó
carbon 14 kết hợp với khí oxi trong khí quyển tạo ra phóng xạ carbon dioxide,
được tích hợp vào thực vật vào quang hợp; động vật bằng cách ăn thực vật. Khi
động vật và thực vật chết đi, nó sẽ làm carbon ngừng trao đổi với môi trường, tại
thời điểm này lượng carbon 14 sẽ giảm đi bởi vì sự phân rã phóng xạ. Khi đo
lượng carbon 14 trong một mẫu thử động vật hoặc thực vật có thể xác định được
tuổi của chúng cũng như khi đo một khối gỗ hoặc một mảnh xương. Những mẫu
càng cũ thì lượng carbon 14 càng ít bởi vì chu kỳ bán rã của carbon 14 ( khoảng
thời gian sau đó một nửa mẫu đã cho là sẽ bị phân rã) là khoảng 5370 năm. Tuổi
đời của mẫu cũ nhất được xác định bằng phương pháp này có tuổi đời khoảng
50.000 năm về trước, mặc dù phương pháp chuẩn bị đặc biệt sẽ cho phép phân
tích chính xác những mẫu cũ hơn. Những nghiên cứu đã được tiến hành từ
những năm 1960 để xác định được tỉ lệ carbon 14 trong khí quyển trong 50000
năm qua. [1]
* Ví dụ 1: Bằng phương pháp cacbon 14 (chu kỳ bán rã của C14 là 5600 năm)
người ta đo được số phân rã trong một giây của một đĩa gỗ của người Ai cập cổ
là 0,15 ; số phân rã trong một giây của một khúc gỗ vừa mới chặt có cùng khối
lượng là 0,25 . Tuổi của đĩa cổ là
6


* Hướng dẫn:
Số phân rã trên một giây tỉ lệ với số hạt của chất phóng xạ tại thời điểm khảo sát
vì vậy
-

N = N 02

t
T
-

� 0,15 = 0,25.2
޻ t 4100 năm

t
T

Ví dụ 2: Phân tích một tượng gỗ cổ (đồ cổ) người ta thấy rằng số phóng xạ btrong một giây của nó bằng 0,385 lần số phóng xạ trong một giây của một khúc
gỗ mới chặt có khối lượng gấp đôi khối lượng của tượng gỗ đó. Đồng vị 14C có
chu kỳ bán rã là 5600 năm. Xác định tuổi của tượng gỗ trên
* Hướng dẫn:
Số phân rã trên một giây tỉ lệ với số hạt của chất phóng xạ tại thời điểm
khảo sát vì vậy
Nm�i - Tt
Nc�=
2
2
Nm�i - Tt
� Nc� =
2
{
k
0,385N
m�
i

2,11.103 năm.

޻ t

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 (chỉ có C14 là phóng xạ). Biết
rằng độ phóng xạ của cây cối đang sống vào khoảng 3000 phân rã/phút tính trên
200 g cacbon. Chu kì bán rã của C14 khoảng 5600 năm. Tuổi của ngôi mộ cổ đó
là
* Hướng dẫn:
Số phân rã trên phút của 50 gam mẫu mới là
3000.

50
= 750 phân rã/phút
200

Số phân rã trên một giây tỉ lệ với số hạt và khối lượng của chất phóng
xạ tại thời điểm khảo sát vì vậy
-

N=N 02

t
T
-

� 457 = 750.2
� t = năm

t
T

Dạng 2: Xác định tuổi của thiên thể, nham thạch, đá
*Phương pháp:
7


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 aN0 và bN0). Số hạt còn lại hiện nay lần lượt là
t
�
�
�
�
T1
�1 - 1 �
�
�t
�
�
N1 = a.N0 .2
N1
a �
�
�
T2 T1 �
�
�

�
�
= 2
� giá trị của thời gian t
�
t
�
N2
b
�
T2
�
N = b.N 0 .2
�
�2

* Ví dụ 4: Hiện nay trong quặng thiên nhiên có cả 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.
Tính tuổi của Trái đất, biết chu kì bán rã của U238 và U235 lần lượt là
T1= 4,5.109 năm T2 = 0,713.109 năm. [2]
* Hướng dẫn:
t
�
�
T1
�
N1 = N 0.2
�
�
t

�
�
T2
�
N = N 0.2
�
�2
�
�1

1�
�

�
t�
�
� �
N1
�
�
T2 T1 �
�
�
=2
N2
�
�1

1�
�

�
t�
�
�
140
�
�
0,713 4,5�
�
�
=2
1
޻ t 6.109 năm.

* Ví dụ 5: Một mẫu quặng Uran tự nhiên gồm U235 với hàm lượng 0,72% và
phần còn lại là U238. Hãy xác định hàm lượng của U235 vào thời kì Trái Đất
được tạo thành cách đây 4,5 tỉ năm. Cho biết chu kì bán rã của các đồng vị U235
và U238 lần lượt là 0,704 tỉ năm và 4,46 tỉ năm.
* Hướng dẫn:
Gọi m1,m2,m10, m20, T1,T2 lần lượt là khối lượng của U 235 lúc sau, U 238 lúc
sau, U 235 lúc đầu, U 238 lúc đầu, chu kỳ bán rã của U 235, U 238.
t
�
�
T1
�
m1=m10.2
�
�

t
�
�
T2
�
m =m20.2
�
�2

�
�1

1�
�

�
�1

1�
�

�
�
� �
m1
m10 t�
�
�
T2 T1 �
�

�
=
2
m2
m20
�1

�
1 �

�
�
�
�
� � �
�
�
m20 m2 t�
0,72 - 4,5�
�
�
�
�
T2 T1�
4,46 0,704�
�
�
=
2
=

2
� 0,303
m10
m1
99,28

8


� %m10 =

0,303
� 0,23 = 23%
1,303

Vậy hàm lượng U235 là 23 %
* Ví dụ 6: Một kĩ thuật dùng để xác định tuổi của các dòng nham thạch xa xưa
có tên là kĩ thuật Kali- Argon. Đồng vị phóng xạ kali 40 (K40) có chu kì bán rã
là 1,28 tỉ năm phân rã β tạo thành đồng vị Argon 40 (Ar 40). Do argon là khí
nên không có trong dòng nham thạch nó thoát ra. Nhưng khi nham thạch hoá
rắn, toàn bộ Ar tạo ra trong phân rã được giữ lại tro đó. Một nhà địa chất phát
hiện được một viên nham thạch sau đó đo đạc và phát hiện ra tỉ lệ số nguyên tử
Ar và K là 0,12. Xác định tuổi của viên nham thạch.[2]
* Hướng dẫn giải:
Gọi N0 là số nguyên tử K 40 ban đầu
Sau khi phân rã số hạt kali còn lại là
-

N = N0 2

t
T

Số hạt argon được tạo thành là
ΔN = N 0 - N

Theo bài ra ta có
N -N
ΔN
= 0
= 0,12
N
N
�

N0
=1,12
N
t

� 2t = 1,12
� t = 209 (triệu năm)
* Ví dụ 7: Hạt nhân Na phân rã β và biến thành hạt nhân A với chu kì bán rã là

15 giờ. Lúc đầu, mẫu Natri là nguyên chất. Tại thời điểm khảo sát thấy tỉ số khối
lượng A và khối lượng natri có trong mẫu là 0,75. Xác định tuổi của mẫu natri
* Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng phóng xạ
23

Na � b+ 23A

Gọi N,N 0,T lần lượt là Số hạt còn lại , số hạt ban đầu của Na. Theo bài ra ta có
9


mA
=0,75
mNa
23.N A
�
= 0,75
23.N Na
N
�
= 0,75
N0 - N
-

N 0.2

�

t
T

-

N0 - N0.2
-

�

2

t
T

-

1- 2

t
T

t
T

= 0,75

= 0,75

�t =

Dạng 3: Đo thể tích máu trong cơ thể sống
* Phương pháp
Để xác định thể tích máu có trong cơ thể sống, ban đầu người ta đưa vào
máu một lượng chất phóng xạ với số hạt ban đầu N0, số mol ban đầu n 0, độ
phóng xạ ban đầu H0 chờ cho đến thời điểm t để chất phóng xạ phân bố đều vào
t

t

toàn bộ thể tích máu V (lúc này tổng lượng chất phóng xạ chỉ còn N 2- T , n 2- T
0
0
thì người ta lấy ra V1 thể tích máu để xác định lượng chất phóng xạ chứa trong
V1 này (N1, n1).
�N - t
N1
�
0
T
.2
=
�
�
V1
�V
Ta có: �
t
�
n0 - T
n
�
.2 = 1
�
�
V1
�

�V

Nếu lúc đầu đưa vào máu V 0 thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ với
nồng độ CM0 thì n0 = V0C M 0 và lượng nước chứa trong thể tích V 0 sẽ thẩm thấm
V0C M 0 - Tt
n
2 = 1
ra ngoài nên không làm thay đổi thể tích máu:
V
V1

* Ví dụ 8: Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống bác sĩ đã cho vào V 0 lít
một dung dịch chứa 24Na, biết đồng vị 24Na là chất phóng xạ có chu kì bán rã T
với nồng độ CM0 mol/lit. Sau thời gian hai chu kì người ta lấy V 1 lít máu của
bệnh nhân thì tìm thấy n1 mol 24Na . Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả
thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu.[2]
Hướng dẫn:
10


V0C M 0 - Tt
n
2 = 1
V
V1
t
VC
n
� 0 M0 2 T = 1
V

V1
VVC
� V = 0,25 1 0 M 0
n1

* Ví dụ 9: Để xác định thể tích máu trong cơ thể bệnh nhân bác sĩ đã cho vào 1
mililit một dung dịch chứa Iôt I-131 (Đồng vị I-131 là chất phóng xạ có chu kì
bán rã 8,06 giờ) có độ phóng xạ 14,8.104 phân rã trên giây. Sau 1 giờ người ta
lấy 1 mililit máu của bệnh nhân thì độ phóng xạ của lượng máu này là 28,68
phân rã trên giây. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả thiết chất phóng xạ
được phân bố đều vào máu. [2]
Hướng dẫn:
Số phân rã trên một giây tỉ lệ với số hạt của chất phóng xạ tại thời điểm
khảo sát vì vậy
N 0 - Tt
N
2 = 1
V
V1
4
14,810 - Tt
28,68
�
.2 =
V
10- 3
޻ V 4,71 lít.

Dạng 4:.Ứng dụng chữa bệnh ung thư
Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định một

D N D N 0 - Tt
=
2 ta
nguồn phóng xạ tức là D N = D N 0 nên thay vào công thức
Dt
D t0

được:
1
1 - Tt
=
2
D t D t0
t

� D t = D t02T

* Ví dụ 10: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác
định nào đó từ một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã là 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? [2]
11


Hướng dẫn:
D N D N0 - Tt
=
.2
Dt
D t0

1
1 Tt
�
=
2
D t D t0
t
T

2
5,25

� D t = D t02 = 15.2
� D t = 19,5phút.

* Ví dụ 11: Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia gama để
diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là D t = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì
bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Biết đồng vị
phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi D t << T ) và vẫn dùng nguồn
phóng xạ trong lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 4 phải tiến hành trong bao lâu để
bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượng tia gama như lần đầu?[2]
Hướng dẫn:
Khi bệnh nhân đi chiếu lần 2 thì t = 1 tháng, lần 3 thì t = 2 tháng, lần 4 thì
t = 3 tháng.
-

D t = D t02

t
T

3
4

= 20.2

D t = 33,635 phút.

Ví dụ 12: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định
nào đó từ một nguồn phóng xạ với chu kì bán rã là 4 năm. Khi nguồn được sử
dụng lần đầu thì thời gian cho một lần chiếu xạ là D t0 . Cứ sau 1 năm bệnh nhân
phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Tính D t0 biết lần chiếu xạ
thứ 4 chiếu trong thời gian 20 phút.
Hướng dẫn:

12


t

D t = D t02T �
t

3

� 20 = D t0.2T = D t0.24
� D t0 �11,89 phút.

3. Một số bài tập vận dụng.
Bài 1. Đồng vị Cacbon 146 C phóng xạ b- và biến thành nitơ . Viết phương trình

của sự phóng xạ đó. Nêu cấu tạo của hạt nhân nitơ. Mẫu chất ban đầu có
2x10-3 gam Cacbon 146 C . Sau khoảng thời gian 11200 năm. Khối lượng của
Cacbon 146 C trong mẫu đó còn lại 0.5 x 10-3 gam . Tính chu kì bán rã của cacbon
14
6 C . [3]
ĐS: 5600 năm.
Bài 2 Hạt nhân

14
6

C là chất phóng xạ - có chu kì bán rã là 5730 năm. Sau bao

lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng

1
lượng chất phóng xạ ban
8

đầu của mẫu đó.
ĐS: 17190 năm.
Bài 3. Biết đồng vị phóng xạ 146 C có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ
cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối
lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút.
Tính tuổi của mẫu gỗ cổ.
ĐS:17190 năm.
31
Si ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân
Bài 4. Một mẫu phóng xạ 14
rã, nhưng sau đó 5,2 giờ (kể từ lúc t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử

31
Si .
bị phân rã. Tính chu kỳ bán rã của 14

ĐS: 2,6 giờ.
Bài 6. Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t 1 mẫu
chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t 2 = t1 +
100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu.
Xác định chu kì bán rã của X. [3]
ĐS: 50s.
Bài 7. Chất phóng xạ poolooni

210
84

Po phát ra tia a và biến đổi thành chì

206
82

Pb .

Po là 138 ngày. Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni chuyên
Cho chu kì của 210
84
chất. Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu

13

là

1
. Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt
3

nhân chì trong mẫu là bao nhiêu? [1]
ĐS:

1
s. .
15

Bài 8. Chất phóng xạ urani 238 sau một loạt phóng xạ  v  thì biến thành chì
206. Chu kì bán rã của sự biến đổi tổng hợp này là 4,6 x 10 9 năm. Giả sử ban
đầu một loại đá chỉ chứa urani không chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng
của urani và chì trong đá là

mu
= 37 thì tuổi của đá là bao nhiêu?
m(Pb)

ĐS: 2.108 năm.
Bài 9. Trong quặng urani tự nhiên hiện nay gồm hai đồng vị U238 và U235.
U235 chiếm tỉ lệ 7,143 0 00 . Giả sử lúc đầu trái đất mới hình thành tỉ lệ 2 đồng vị
này là 1:1. Xác định tuổi của trái đất. Biết chu kì bán rã của U238 là
T1= 4,5.109 năm. Chu kì bán rã của U235 là T2= 0,713.109 năm [3]
ĐS: 6,04 tỉ năm.
Bài 10. Ngày nay tỉ lệ của U235 là 0,89 % urani tự nhiên, còn lại là U238. Cho
biết chu kì bán rã của chúng là 7,04.10 8 năm và 4,46.109 năm. Xác định tỉ lệ của

U235 trong urani tự nhiên vào thời kì trái đất được tạo thánh cách đây 4,5 tỉ năm
ĐS: 27,2%
Na có chu kì bán rã T
Bài 11. Tiêm vào máu bệnh nhân 10cm3 dung dịch chứa 24
11
-3
3
= 15giờ với nồng độ 10 mol/lít. Sau 6h lấy 10cm máu tìm thấy 1,5.10-8 mol
Na24. Coi Na24 phân bố đều. Thể tích máu của người bệnh bằng bao nhiêu?
ĐS: 5 lít.
Bài 12. Một bệnh nhân điều trị ưng thư bằng tia gama lần đầu tiên điều trị trong
10 phút . Sau 5 tuần điêu trị lần 2. Hỏi trong lần 2 phải chiếu xạ trong thời gian
bao lâu để bệnh nhân nhận được tia gama như lần đầu tiên . Cho chu kỳ bán rã
T = 70 ngày và xem t nhỏ hơn rất nhiều so với chu kỳ bán rã. [1]
ĐS: 14 phút.

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân đồng nghiệp và nhà trường.
2.4.1. Đối với bản thân.
Với tôi phải nghiên cứu sâu, kĩ về kiến thức chuyên môn và kiến thức
liên quan đến bài dạy. Nên từ đó đã xóa đi tính chủ quan của mình, dần theo thời
gian tôi đã tự bồi dưỡng cho mình kiến thức chuyên môn vững vàng hơn.
14


Những cách giải quyết vấn đề khác nhau của học sinh làm cho giáo viên
có nhiều kinh nghiệm trong dự đoán các tình huống và xử lí tình hống.
2.4.2 Đối với học sinh.
Theo tôi giá trị của đề tài này là ở chỗ khi các em được hướng dẫn, tìm
hiểu kĩ phần này các em có được nền kiến thức cơ bản vững chắc, có cái nhìn đa

chiều về phóng xạ và ứng dụng của đồng vị phóng xạ, có mối liên hệ giữa lí
thuyết và ứng dụng thực tế trong vật lí có phương pháp và kĩ năng giải nhanh
các bài tập không chỉ phần hạt nhân nói chung và phần phóng xạ nói riêng.
Ban đầu học sinh chưa làm quen được phương pháp mới, các em còn nhút
nhát, thụ động và các em không tự phân tích được bài giải mà phải có sự gợi ý
của giáo viên nên kết quả tiết dạy không cao. Dần về sau học sinh hoạt động tích
cực và có tính tự giác, các em mạnh dạn đứng lên phân tích và tự trình bày bài
giải một cách logic, có khoa học.
Học sinh được làm các bài tập từ đơn giản đến phức tạp từ khó đến dễ sẽ
chắc chắn về kiến thức, hiểu được những ứng dụng thực tế có phương pháp làm
bài tập dẫn đến sự hứng thú và đam mê.
Qua quá trình giảng dạy, theo dõi các năm và so sánh ở những lớp cùng
khoá học theo phương pháp trên và không học theo phương pháp trên. Tôi nhận
thấy kết quả thông qua kiểm tra, đánh giá như sau:
TT

Mức độ

Dạy không theo phương pháp

Dạy theo phương pháp

1

Khá, giỏi

32%

55%

2

TB

52%

34%

3

Yếu, kém

16%

11%

2.4.3. Đối với đồng nghiệp.
Sau khi đứa ra thảo luận góp ý vói đồng nghiệp trong trường, sáng kiến
kinh nghiệm đã trở thành một tài liệu rất có ích cho việc các thầy cô bộ môn vật
lí dạy tốt và hiệu quả phần phóng xạ.

3. kết luận và kiến nghị
3.1. Kết luận.
Đối với các bài tập cần phải có sự tư duy như các dạng bài tập ở trên, thì
học sinh đôi lúc giải không đúng ý đồ của giáo viên. Khi đó giáo viên phải tôn
trọng và phân tích theo hướng giải của các em, sau đó chỉ rõ các ưu khuyết điểm
của hướng giải của hướng giải mà các em đưa ra.
15

Với hướng tiến hành này học sinh tiếp thu bài một cách tích cực và giải
quyết vấn đề một cách sáng tạo, khoa học. Kết quả thu được góp phần không
nhỏ, đáp ứng nhu cầu đổi mới phương pháp mà giáo dục đề ra.
3.2. Kiến nghị.
Việc nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn học là nhiệm vụ, trách
nhiệm cũng là lương tâm của các thầy, cô giáo. Với tinh thần đó tôi mong muốn
góp phần nhỏ trí tuệ của mình trong giảng dạy với các đồng nghiệp, mong tất cả
các thầy, cô giáo có nhiều sáng kiến kinh nghiệm hay góp phần nâng cao chất
lượng giảng dạy nói chung và bộ môn vật lí nói riêng.
Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn sẽ không tránh khỏi những
thiếu sót. Vì vậy, tôi mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các quý thầy cô
đồng nghiệp, để kinh nghiệm của tôi được hoàn thiện và thực sự mang lại hiệu
quả.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tĩnh gia, ngày 15 tháng 05 năm 2019
Người thực hiện

Phạm Thị Thuỷ

16


NHẬN XÉT CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 15 tháng 05 năm 2019
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.

Phạm Thị Thuỷ

17


TÀI LIỆU YHAM KHẢO

[1]

intenet

[2]

Chu Văn Biên, “Bí quyết ôn luyện thi đại học môn vật lí theo chủ đề”
NXB đại học quốc gia Hà Nội

[3]

Đề thi tuyển sinh

DANH MỤC CÁC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MÀ TÁC GIẢ ĐÃ ĐƯỢC
HỘI ĐỒNG KHOA HỌC NGHÀNH ĐÁNH GIÁ TỪ LOẠI C TRỞ LÊN
TT Tên SKKN

1

"Rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát
huy tính sáng tạo của học sinh lớp 12
khi giải quyết bài toán về truyền tải
điện năng"

Cấp đánh giá
Sở giáo dục
Thanh Hóa

Kết quả Năm đánh giá
đánh giá
2015-2016
C

18