1. Giải bài 1 trang 194 SGK Vật lý 12
Một hạt nhân \({}_Z^AX\) phóng xạ α, β–, β+, γ hãy hoàn chỉnh bảng sau:
Phương pháp giải
Để trả lời câu hỏi này cần nắm được định nghĩa của các phóng xạ: α, β–, β+, γ.
Hướng dẫn giải
– Phóng xạ α: \(({}_{ – 1}^0e):{}_Z^AX \to {}_{ – 1}^0e + {}_{Z + 1}^AY\)
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị.
– Phóng xạ β– : \(({}_2^4He):{}_Z^AX \to {}_2^4He + {}_{Z – 2}^{A – 4}Y\)
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối. Thực chất của phóng xạ β– là: \({}_0^1n \to {}_1^1p + {}_{ – 1}^0{e^ – } + {v_p}\) (νp là phản hạt nơtrinô).
– Phóng xạ β+: \(({}_{ + 1}^0e):{}_Z^AX \to {}_{ + 1}^0e + {}_{Z – 1}^AY\)
+ So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối.
+ Thực chất của phóng xạ β+ là một hạt prôtôn biến thành một hạt nơtrôn, một hạt pôzitrôn và một hạt nơtrinô
+ Bản chất của tia phóng xạ β+ là dòng hạt pôzitrôn (e+)
+ Hạt và phản hạt nơtrinô ν phải xuất hiện trong các phóng xạ β+, β– là do sự bảo toàn mômen động lượng
– Phóng xạ γ (hạt phôtôn):
+ Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E1 chuyển xuống mức năng lượng E2 đồng thời phóng ra một phôtôn có năng lượng: \(\varepsilon = h.f = \frac{{hc}}{\lambda } = {E_1} – {E_2}\)
+ Trong phóng xạ γ không có sự biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạ γ thường đi kèm theo phóng xạ α và β.
2. Giải bài 2 trang 194 SGK Vật lý 12
Chọn câu đúng. Quá trình phóng xạ hạt nhân:
A. thu năng lượng
B. tỏa năng lượng
C. không thu, không tỏa năng lượng
D. có trường hợp thu, có trường hợp tỏa năng lượng
Phương pháp giải
– Quá trình phóng xạ hạt nhân tỏa năng lượng
– Trong phản ứng toả năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn
– Các hiện tượng: phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch luôn là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Hướng dẫn giải
– Quá trình phóng xạ hạt nhân tỏa năng lượng
– Chọn đáp án B.
3. Giải bài 3 trang 194 SGK Vật lý 12
Trong số các tia: α, β–, β+, γ tia nào đâm xuyên mạnh nhất? Tia nào đâm xuyên yếu nhất?
Phương pháp giải
– Tia có bước sóng ngắn nhất thì năng lượng lớn nhất, khả năng đâm xuyên mạnh nhất và ngược lại
– Tia γ có bước sóng ngắn nhất, năng lượng lớn nhất
– Tia α có bước sóng dài nhất, năng lượng nhỏ nhất
Hướng dẫn giải
– Khả năng đâm xuyên tia γ là mạnh nhất vì bước sóng ngắn nhất, năng lượng lớn nhất
– Khả năng đâm xuyên tia α là yếu nhất vì bước sóng dài nhất, năng lượng nhỏ nhất.
4. Giải bài 4 trang 194 SGK Vật lý 12
Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân?
A. Phóng xạ α
B. Phóng xạ β–
C. Phóng xạ β+
D. Phóng xạ γ
Phương pháp giải
Bản chất của các phóng xạ:
a) Phóng xạ α: \({}_Z^AX \to {}_2^4He + {}_{Z – 2}^{A – 4}Y\)
Hạt nhân con ở vị trí lùi hai ô so với hạt nhân mẹ.
b) Phóng xạ β-: \({}_X^AX \to {}_{ – 1}^0e + {}_{Z + 1}^AY\)
Hạt nhân con ở vị trí tiến một ô so với hạt nhân mẹ.
c) Phóng xạ β+: \({}_Z^AX \to {}_{ + 1}^0e + {}_{Z – 1}^AY\)
Hạt nhân con ở vị trí lùi một ô so với hạt nhân mẹ.
d) Phóng xạ γ
Tia γ có bản chất là sóng điện từ nên không có sự biến đổi hạt nhân.
Hướng dẫn giải
– Quá trình phóng xạ γ không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân
– Chọn đáp án D.
5. Giải bài 5 trang 194 SGK Vật lý 12
Hãy chọn câu đúng. Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt phân hủy giảm đi vào thời gian t theo quy luật:
\(\begin{array}{l} A.\, – \alpha t + \beta (\alpha ,\beta > 0)\\ B.\,\frac{1}{t}\\ C.\,\frac{1}{{\sqrt t }}\\ D.\,{e^{ – \lambda t}} \end{array}\)
Phương pháp giải
Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt nhân giảm theo hàm mũ:
N = N0.e-λt
Hướng dẫn giải
– Số lượng hạt phân hủy giảm đi vào thời gian t theo quy luật: e-λt
– Chọn đáp án D.