Giáo án Vật Lí 12 Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân mới nhất

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Giới thiệu về chương

- HS ghi nhớ.

- HS nêu bản chất về sự chuyển động của mặt trăng, mặt trời và trái đất trong hệ mặt trời.

- HS đưa ra phán đoán.

TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - cấu tạo của các hạt nhân.

- các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtrôn.

- Giải thích được kí hiệu của hạt nhân.

- Định nghĩa được khái niệm đồng vị.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Nguyên tử có cấu tạo như thế nào?

- Hạt nhân có kích thước như thế nào?

(Kích thước nguyên tử 10^-9m)

- Hạt nhân có cấu tạo như thế nào?

- Y/c Hs tham khảo số liệu về khối lượng của prôtôn và nơtrôn từ Sgk.

- Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn, ví dụ của hiđrô là 1, cacbon là 6 …

- Số nơtrôn được xác định qua A và Z như thế nào?

- Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu như thế nào?

- Ví dụ:

→ Tính số nơtrôn trong các hạt nhân trên?

- Đồng vị là gì?

- Nêu các ví dụ về đồng vị của các nguyên tố.

- Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó có 2 đồng vị bền là  (khoảng 98,89%) và (1,11%), đồng vị có nhiều ứng dụng.

- 1 hạt nhân mang điện tích +Ze, các êlectron quay xung quanh hạt nhân.

- Rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 10⁴ ÷ 10⁵ lần (10^-14 ÷ 10^-15m)

- Cấu tạo bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn (gọi chung là nuclôn)

- Số nơtrôn = A – Z.

- Kí hiệu của hạt nhân của nguyên tố X:

- HS đọc Sgk và trả lời.

I. Cấu tạo hạt nhân

1. Hạt nhân tích điện dương +Ze (Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn).

- Kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 10⁴ ÷ 10⁵ lần.

2. Cấu tạo hạt nhân

- Hạt nhân được tạo thành bởi các nuclôn.

+ Prôtôn (p), điện tích (+e)

+ Nơtrôn (n), không mang điện.

- Số prôtôn trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số)

- Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối).

- Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z.

3. Kí hiệu hạt nhân

- Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu:

- Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp:

4. Đồng vị

- Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z,  khác nhau số A.

- Ví dụ: hiđrô có 3 đồng vị

a. Hiđrô thường  (99,99%)

b. Hiđrô nặng , còn gọi là đơ tê ri  (0,015%)

c. Hiđrô siêu nặng , còn gọi là triti , không bền, thời gian sống khoảng 10 năm.

- Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của êlectron → khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân.

- Để tiện tính toán → định nghĩa một đơn vị khối lượng mới → đơn vị khối lượng nguyên tử.

- Theo Anh-xtanh, một vật có năng lượng thì cũng có khối lượng và ngược lại.

- Dựa vào hệ thức Anh-xtanh → tính năng lượng của 1u?

- Lưu ý: 1eV = 1,6.10^-19J

- HS ghi nhận khối lượng nguyên tử.

- HS ghi nhận mỗi liên hệ giữa E và m.

E = uc²

 = 1,66055.10^-27(3.10⁸)² J

 = 931,5MeV

II. Khối lượng hạt nhân

1. Đơn vị khối lượng hạt nhân

- Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị

1u = 1,6055.10^-27kg

2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân

- Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c².

E = mc²

c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.10⁸m/s).

1uc² = 931,5MeV

→ 1u = 931,5MeV/c²

MeV/c² được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.

- Chú ý quan trọng:

+ Một vật có khối lượng m₀ khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với

Trong đó m₀: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.

+ Năng lượng toàn phần:

Trong đó: E₀ = m₀c² gọi là năng lượng nghỉ.

E – E₀ = (m - m₀)c² chính là động năng của vật.

HOẠT ĐỘNG 3:  Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về hạt nhân nguyên từ

A. Mọi hạt nhân của các nguyên tử đều có chứa cả proton và nơtron.

B. Hai nguyên tử của hai nguyên tố bất kì khác nhau có số nơtron hoàn toàn khác nhau.

C. Hai nguyên tử có số nơtron khác nhau là hai đồng vị

D. Hai nguyên tử có điện tích hạt nhân khác nhau thuộc hai nguyên tố khác nhau.

Câu 2: Tính chất hóa học của một nguyên tố phụ thuộc vào

A. khối lượng nguyên tử

B. điện tích của hạt nhân

C. bán kính hạt nhân

D. năng lượng liên kết

Câu 3: Tìm phát biểu sai. Hạt nhân _Z^AX có

A. Z proton

B. (A – Z) nơtron

C. điện tích bằng Ze

D. Z nơtron

Câu 4: Tìm phát biểu sai. Hạt nhân nguyên tử chì ₈₂²⁰⁶Pb có

A. 206 nuclôn

B. điện tích là 1,312.10^-18 C

C. 124 nơtron

D. 82 proton

Câu 5: Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi các hạt nhân của chúng có

A. số nuclôn giống nhau nhưng số nơtron khác nhau

B. số nơtron giống nhau nhưng số proton khác nhau

C. số proton giống nhau nhưng số nơtron khác nhau

D. khối lượng giống nhau nhưng số proton khác nhau

Câu 6: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật

A. bảo toàn năng lượng

B. bảo toàn động lượng

C. bảo toàn động năng

D. bảo toàn số khối

Câu 7: Phát biểu nào dưới đây là sai khi nói về lực hạt nhân?

A. Có giá trị lớn hơn lực tương tác tĩnh điện giữa các proton.

B. Có tác dụng rất mạnh trong phạm vi hạt nhân.

C. Có thể là lực hút hoặc đẩy tùy theo khoảng cách giữa cá nuclôn.

D. Không tác dụng khi các nuclôn cách xa nhau hơn kích thước hạt nhân.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình.

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu HS thảo luận C10 và C11

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập:

- GV chia  nhóm yêu cầu hs trả lời vào bảng phụ trong thời gian 5 phút:

Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân 

- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

2. Báo cáo kết quả hoạt  động và thảo luận

- Đại diện các nhóm treo bảng phụ lên bảng

- Đại diện các nhóm nhận xét kết quả

Vì đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử đồng vị  nên khối lượng của nguyên tử   là 12u.

→ Khối lượng tính ra u của hạt nhân   là:

m = 12u – 6m_e = 12u – 6.5,486.10^-4.u = 11,99670 u.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Vẽ sơ đồ tư duy cho bài học