Title Vật Lý 12 - CHỦ ĐỀ 29 HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ.doc ✅

Trang 1 CHỦ ĐỀ 29: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Các công thức cơ bản: Đặt t k T , ta có: kt oomm.2m.e ; kt ooNN.2N.e - Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành và bằng số hạt được tạo thành: t ooNNNN1e Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: totommmm1e Phần trăm chất phóng xạ còn lại: kt oo Nm 2e Nm   Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: kt oo Nm 121e Nm   Tỉ lệ số nguyên tử của hạt nhân con và hạt nhân mẹ tại thời điểm t: kcon me N 21 N Chú ý: Nếu ttTe1 , ta có: 000NN1etNtHt Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh các Câu hỏi trắc nghiệm: Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T Còn lại: 0NN hay 0mm 12 212 312 412 512 612 Đã rã: 00NNN 12 34 78 1516 3132 6364 Tỉ lệ % đã rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375% Tỉ lệ (tỉ số) hạt đã rã và còn lại 1 3 7 15 31 63 Tỉ lệ (tỉ số) hạt còn lại và đã bị phân rã 1 13 17 115 131 163 2. Tính khối lượng hạt nhân con tạo thành và thể tích khí hêli sinh ra (phóng xạ  ): con con me m.A mm Atao thanh   ; me m V.22,4 A   3. Tính thời gian và tính tuổi: a) Tính thời gian khi cho biết 0N hoặc 0m hoặc các dữ kiện khác mà ta tìm được N hoặc m oo 22 Nm tT.logTlog Nm      Công thức trên còn dùng để tính tuổi thực vật nhờ định vị C14: lúc đó ta xem 0N là số nguyên tử có trong mẫu sống, N là số nguyên tử trong mẫu cổ. b) Tính thời gian khi cho biết tỉ số c m N N hoặc c m m m conconme 22 memecon Nm.A tT.log1T.log1 Nm.A   
Trang 2  Công thức trên còn dùng để tính tuổi khoáng vật: đá, quặng Poloni,… 4. Tính chu kì bằng máy đếm xung: Một mẫu phóng xạ A ZX ban đầu trong 1t phút có 1N hạt nhân bị phân rã, sau đó t phút (kể từ lúc t0 ) trong 2t phút có 2N hạt nhân bị phân rã. Ta có chu kì bán rã chất phóng xạ: 12 2 21 t T Nt log. Nt      Nếu 21tt thì: 1 2 2 t T N log N      5. Bài toán hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác nhau hoặc các bài toán khác: Viết biểu thức số hạt hoặc khối lượng còn lại của các chất phóng xạ Thiết lập tỉ số của số hạt hoặc khối lượng các chất phóng xạ 6. Các loại tia phóng xạ: Phóng xạ Alpha  Phóng xạ Bêta: có 2 loại là   và  Phóng xạ Gamma  Bản chất Là dòng hạt nhân Hêli 4 2He   : là dòng êlectron 01e   : là dòng êlectron 01e Là sóng điện từ có  rất ngắn 1110m , cũng là dòng phôtôn có năng lượng cao. Phương trình AA44 ZZ22XYHe  Rút gọn: A4 A Z2 ZXY  Vd: 2262224 88862RaRnHe Rút gọn 222 226 86 88RaRn   : AA0 ZZ11XYe Ví dụ: 14140 671CNe   : AA0 ZZ11XYe Ví dụ: 12120 761Ce Sau phóng xạ  hoặc  xảy ra quá trình chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản  phát ra phôtôn. Tốc độ 7v2.10ms. 8vc3.10ms. 8vc3.10ms. Khả năng Ion hóa Mạnh Mạnh nhưng yếu hơn tia  Yếu hơn tia  và  Khả năng đâm xuyên + maxS8cm trong không khí; + Xuyên qua vài m trong vật rắn. + maxS vài m trong không khí. + Xuyên qua kim loại dày vài mm. + Đâm xuyên mạnh hơn tia  và  . + Có thể xuyên qua vài m bê- tông hoặc vài cm chì. Trong điện trường Lệch Lệch nhiều hơn tia alpha Không bị lệch Chú ý Trong chuỗi phóng xạ  thường kèm theo phóng xạ  nhưng không tồn tại đồng thời hai loại  . Còn có sự tồn tại của hai loại hạt AA00 ZZ110XYev nơtrinô. Không làm thay đổi hạt nhân.
Trang 3 AA00 ZZ110XYev phản nơtrinô CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Chất phóng xạ 210Po , ban đầu có 2,1g. Xác định số hạt nhân ban đầu? A. 236,02.10 hạt B. 233,01.10 hạt C. 226,02.10 hạt D. 216,02.10 hạt Giải Áp dụng: 2321 A m2,1 N.N.6,02.106,02.10 M210  Chọn đáp án D Ví dụ 2: 210Po có chu kì bán rã là 138 ngày, ban đầu có 2010 hạt. Hỏi sau 414 ngày còn lại bao nhiêu hạt? A. 203,33.10 hạt B. 201,25.10 hạt C. 191,25.10 hạt D. 181,25.10 hạt Giải Ta có: 20 180 414k 138 N10 N1,25.10 2 2   Chọn đáp án D Ví dụ 3: 210Po có chu kì bán rã 138 ngày, ban đầu có 20g. Hỏi sau 100 ngày còn lại bao nhiêu hạt? A. 10g B. 12,1g C. 11,2g D. 5g Giải Ta có: 0100k 138 m20 m12,1g 2 2   Chọn đáp án B Ví dụ 4: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 200 ngày. Ban đầu có 100g hỏi sau bao lâu chất phóng xạ trên còn lại 20g? A. 464,4 ngày B. 400 ngày C. 235 ngày D. 138 ngày Giải Ta có: om m 2tT.log464,4 ngày  Chọn đáp án A Ví dụ 5: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 200 ngày, tại thời điểm t lượng chất còn lại là 20%. Hỏi sau bao lâu lượng chất còn lại 5%? A. 200 ngày B. 40 ngày C. 400 ngày D. 600 ngày Giải Ban đầu còn lại 20%, đến khi còn lại 5% tức là giảm 4 lần  Sau 2 chu kì bán rã. t2T2.200400 ngày.  Chọn đáp án C
Trang 4 Ví dụ 6: 238U phân rã thành 206Pb với chu kì bán rã 94,47.10 năm. Một khối đá được phát hiện chứa 46,97mg 238U và 2,315mg 206Pb . Giả sử khối đá khi mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238U . Tuổi của khối đá đó hiện nay là bao nhiêu? A. 92,6.10 năm B. 62,5.10 năm C. 83,57.10 năm D. 73,4.10 năm Giải Gọi 0m là số hạt ban đầu của Uranni. Gọi N là số hạt còn lại tại thời điểm nghiên cứu 0 Uk m m 2 UPb U m nn M   tạo thành k0Pbk0Pb PbPbPbPbk UUU 1 m1.M m21.Mm 2 mn.MM MM2.M        0 k UU kk Pb0PbPb k U m mM 2 mm21.M21.M 2.M   kkUPbUPb UPbUPb M.mM.m 21211,056943 m.Mm.M 2klog1,0569430,0798975 8 t3,57.10 năm  Chọn đáp án C Ví dụ 7: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 200 ngày, tại thời điểm t lượng chất còn lại là 20%. Hỏi sau bao lâu lượng chất còn lại 5%? A. 200 ngày B. 40 ngày C. 400 ngày D. 600 ngày Giải Ban đầu còn lại 20%, đến khi còn lại 5% tức là giảm 4 lần  Sau 2 chu kì bán rã.  Chọn đáp án C Ví dụ 8: 238U phân rã thành 206Pb với chu kì bán rã 94,47.10 năm. Một khối đá được phát hiện chứa 46,97mg 238U và 2,315mg 206Pb . Giả sử khối đá khi mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238U . Tuổi của khối đá đó hiện nay là bao nhiêu? A. 92,6.10 năm B. 62,5.10 năm C. 83,57.10 năm D. 73,4.10 năm Giải Gọi 0m là số hạt ban đầu của Uranni. Gọi N là số hạt còn lại tại thời điểm nghiên cứu 0 Uk m m 2 U00k 1 mmmm1 2    