เหลืออีก 2 วันกับการสอบ PAT ก่อนนอนอย่าลืมสวดมนต์ แล้วก่อนออกจากบ้านไปสอบอย่าลืมก้าวเท้าซ้ายนะคะ 😀 ล้อเล่นค่ะ ถึงจะใกล้สอบแล้ว แต่พี่บิวก็ยังไม่หยุดชวนน้องๆ ทวงคืนคะแนน วันนี้พี่บิวจะพาน้องๆ ไปทวงคะแนน PAT2 เรื่อง ฟิสิกส์นิวเคลียร์ เรื่องนี้เป็นอีกเรื่องที่ข้อสอบไม่ยาก ข้อสอบ PAT2 มักออกพวกครึ่งชีวิต, ปฏิกิริยาของรังสีแอลฟ่า, เบต้า, แกมมา รวมถึงพลังงานยึดเหนี่ยวภายในนิวเคลียส ถ้าพร้อมแล้วมาดูตัวอย่างข้อสอบกันเลยค่ะ
ทบทวนสูตรฟิสิกส์นิวเคลียร์
ครึ่งชีวิต
\(N=N_0({\frac{1}{2}})^{\frac{t}{T_{1/2}}}\)
การสลายตัวของธาตุกัมมัมตรังสี
1. การสลายตัวให้อนุภาคอัลฟา \({He}_2^4\)
\({{X}_Z^A}\longrightarrow\)\({{Y}_{Z-2}^{A-4}}+\)\({He}_2^4\)
2. การสลายตัวให้อนุภาคเบตา \(e_{-1}^0\)
\({{X}_Z^A}\longrightarrow\)\({{Y}_{Z+1}^A}+\)\(e_{-1}^0\)
3. การสลายตัวให้รังสีแกมมา ไม่ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่
พลังงานยึดเหนี่ยว
\(BE = {\Delta}mc^2\)
โดยที่ \(N = \) สารกัมมันตรังสีที่เหลือ
\(N_0 =\) สารกัมมันตรังสีเริ่มต้น
\(t =\) จำนวนเวลาที่สลายตัว
\(T_{1/2} =\) เวลาครึ่งชีวิต
\(BE =\) พลังงานยึดเหนี่ยว \((J)\)
\(m =\) มวลพร่อง \((Kg)\)
\(c =\) ความเร็วแสง \(3 \times 10^8\)
มวล \(1\,\,u =\) \(1.66 \times 10^{-27}\)\(Kg\)
พลังงาน \(1\,\,Mev =\)\(1.6 \times 10^{-13}\)
ตัวอย่างข้อสอบ PAT2 ก.พ.61
สารกัมมันตรังสีชนิดหนึ่งมีค่าครึ่งชีวิต 15 นาที ช่วงเวลาที่ใช้ในการสลายตั้งแต่เหลือสาร 70% จนกระทั่งเหลือ 34% ของปริมาณตั้งต้น เป็นเวลาประมาณกี่นาที กำหนด ln2=0.693 ln3=1.099 ln7=1.946 ln8=2.079 ln10=2.303 ln34=3.526
1. 8 2. 16 3. 24 4. 32 5. 40
อ่านโจทย์ข้อนี้จบพี่บิวขอตอบตัวเลือกที่ 2 เลย ทำไมพี่บิวตอบข้อนี้โดยไม่ต้องคิดเยอะเลย
ก็เพราะว่าโจทย์อยากรู้ว่าสาร 70% สลายตัวเหลือ 34% ใช้เวลาประมาณกี่นาที โจทย์บอกว่าสารตัวนี้มีค่าครึ่งชีวิต 15 นาที แล้วครึ่งนึงของ 70 คือ 35 หมายความว่าถ้าสลายตัวเหลือ 34 ก็ต้องใช้เวลาใกล้เคียงกับ 15 ใช่ไหมคะ แถมตัวเลือกในข้อนี้ก็ยังให้ตอบแบบห่างๆ กันมาด้วย พี่บิวก็เลือก 16 เป็นคำตอบของข้อนี้ไปเลย
การคาดเดาของพี่บิวถูกไหมมาดูเฉลยข้อนี้แบบเต็มๆ กันค่ะ
โจทย์ให้ \(N=70,\)\(\,\,{N_0} = 34,\)\(\,\,{T_{1/2}} = 15,\)
จากสูตร \(N=N_0({\frac{1}{2}})^{\frac{t}{T_{1/2}}}\)
จากตรงนี้พี่บิวได้จัดรูปสมการตามค่า ln ที่โจทย์ให้มา แล้วแทนค่าตัวเลขลงไป ตัวเลขจะยากสักหน่อยขอให้น้องๆ ระวังคิดเลขผิดด้วยนะคะ
จากคำตอบ t =15.6494 เมื่อปัดเศษแล้วจะได้คำตอบเป็น 16 ซึ่งตรงกับที่พี่บิวคาดการณ์ไว้ตอนแรกเลย
แค่แทนสูตรเดียวก็ได้คำตอบแล้ว แถมถ้าน้องๆ สังเกตดีๆ ก็สามารถตอบได้เลยแบบไม่ต้องคำนวณ โจทย์ง่ายๆ แบบนี้น้องๆ ต้องทวงคะแนนคืนมาให้ได้นะคะ
ถ้าน้องๆ สงสัยตรงไหน หรืออยากถามโจทย์เพิ่มเติม สามารถเข้ามาคุยกับพี่บิวได้ที่ line @schooldekd หรือ facebook : schooldekd
ส่วนน้องคนไหนที่อ่านหนังสือไม่ทัน พี่บิวแนะนำคอร์สตะลุยโจทย์แบบเร่งรัดแบบปาฎิหาริย์ข้ามคืน คอร์สพิชิต TCAS ตะลุยโจทย์ฟิสิกส์ สอนโดย อ.หลิน อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ที่จะสอนพร้อมสอดแทรกเทคนิคการทำโจทย์ และชี้จุดควรระวังในการทำข้อสอบให้กับน้องๆ ด้วย โค้งสุดท้ายแบบนี้ต้องติวแบบเร่งด่วนเท่านั้นค่ะ อย่าพลาดโอกาศในการเพิ่มคะแนนในการสอบครั้งนี้นะคะ
