BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 PHẦN 1 : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG §1. GIAO THOA ÁNH SÁNG 1. Hiệu đường đi từ S 1 và S 2 đến M Với D >> a, x thì : D 1 – D 2 = D x.a (1) 2. Vò trí vân sáng và vân tối • M là vân sáng : D 1 – D 2 = Kλ (2) (1) và (2) ⇒ x = K a D.λ (K = 0, ±1, …) • M là vân tối : D 1 – D 2 = (2K + 1) 2 λ (3) (1) và (3) ⇒ x = (2K + 1) a2 D.λ (K = 0, ±1 …) a) Lưỡng lăng kính Fresnel S 1 S 2 = 2(n –1) A. HS (A : tính bằng Radian) b) Bán thấu kính Billet a = S 1 S 2 = 21 OO. d 'd 1       + c) Gương Fresnel a = S 1 S 2 = OS.2α (α : tính bằng Radian) S S O M D D 1 2 a x S A A H S S 1 2 S a S S 1 2 1 a 2 d d ' O M 2 M 1 S S S 1 2 B.46 : Hạt prôton chuyển động đến va chạm vào hạt nhân Liti Li 7 3 đứng yên. Sau va chạm xuất hiện hai hạt nhân X giống nhau bay với vận tốc có cùng độ lớn nhưng hợp nhua 1 góc ϕ. a. X là hạt nhân gì ? Viết phương trình phản ứng. b. Biết động năng của hạt nhân Prôtôn và X lần lượt là : W H = 8,006 MeV, W X = 2,016 MeV ; Khối lượng của chúng là : m H = 1,008u , m X = 4,003u. Tính ϕ. ĐS : ϕ = 120 0 // BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 §2. VỊ TRÍ VÂN SÁNG – VÂN TỐI – KHOẢNG CÁCH VÂN • Vò trí vân sáng : x = K. a D.λ (K = 0, ±1, ±2, …) • Vò trí vân tối : x = (2K + 1) a2 D.λ (K = 0, ±1, …) • Khoảng cách vân : i = a D §3. TÌM SỐ VÂN QUAN SÁT ĐƯC TRÊN MÀN • Xác đònh bề rộng giao thoa trường trên màn : L • Số khoảng cách vân i trên nửa giao thoa trường trên màn : i2 L = n.p    tiên đầu phânthập số là p nguyên phầnlà n • Số vân sáng trên giao thoa trường trên màn : 2n + 1 • Số vân tối là :    ≥+ < 5,0 pnếu )1n(2 0,5 pnếu 2n B.63 : Hạt α chuyển động với động năng W α = 3,3 MeV đập vào hạt nhân Be 9 4 đang đứng yên và gây phản ứng sau : Be 9 4 + α → n +  a. Điền vào ô trống tên của hạt nhân còn thiếu. b. Phản ứng trên tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng. c. Biết rằng hai hạt nhân sinh ra có cùng vận tốc. Tính động năng của chúng. Biết : m Be = 9,012194 ; m α = 4,0015u m n = 1,00867u ; m C = 11,9967u ; u = 931MeV/C 2 ĐS : ∆E ≈ 7,7 MeV ; W n ≈ 0,85 MeV ; W C = 10,15MeV B.64 : Radon Rn 222 86 là chất phóng xạ. a. Tính số khối A và nguyên tử số Z của hạt nhân con X sinh ra. b. Có nhận xét gì về hướng và độ lớn vận tốc các hạt sinh ra. c. Biết sự phóng xạ này kèm theo năng lượng W = 12,68 MeV tỏa ra. Tính tổng động năng (W α + W X ) sinh ra. d. Tính động năng các hạt sinh ra (W α + W X ) (khi tính lấy tỷ số khối lượng các hạt gần bằng tỉ số khối của chúng : 2 1 2 1 A A m m = ) ĐS : c) 12,68 MeV ; d) W α = 12,45 MeV ; W X = 0,23 MeV B.65 : Người ta dùng prôton bắn phá hạt nhân Beri Be 9 4 đứng yên. Hai hạt sinh ra là α và X. a. Viết phương trình phản ứng. b. Biết hạt α có vận tốc vuông góc với vận tốc prôton và có động năng lần lượt là W α = 4MeV , W H = 5,45MeV. Tính động nhân của hạt nhân X. c. Tính năng lượng mà phản ứng xảy ra. Biết : m H = 1,00783u ; m α = 4,00260u ; m Li = 6,01513u (Chú ý : không biết m Be ) ĐS : W α = 3,575 MeV BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 BÀI TẬP B.1 : Hai khe Young cách nhau 0,5mm. Nguồn sáng cách đều các khe phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm. Vân giao thoa hứng được trên màn E cách các khe là 2m. Tìm khoảng cách giữa hai vân sáng (hay hai vân tối) liên tiếp. ĐS : i = 2mm B.2 : Quan sát giao thoa ánh sáng trên màn E người ta đo được khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là 1,5mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn 2m, khoảng cách giữa hai khe 1mm. Tính bước sóng dùng trong thí nghiệm. ĐS : i = 0,75µm B.3: Người ta đếm được trên màn 12 vân sáng trải dài trên bề rộng d=13,2mm. Tính khoảng cách vân. ĐS : i = 1,2 mm B.4 : Trong giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe a = 0,9mm, màn E cách hai khe D = 2m. Khoảng cách từ vân sáng thứ nhất đến vân sáng thứ 11 là 15mm. Tính bước sóng ánh sáng. ĐS : i = 0,675µm B.5 : Trong giao thoa ánh sáng, bước sóng dùng trong thí nghiệm λ = 0,5µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1mm. Tìm khoảng cách giữa màn và hai khe để trên màn tại vò trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc 5. Để tại đó là vân sáng bậc 2, phải dời màn một đoạn bao nhiêu ? Theo chiều nào ? ĐS : 1,5m B.6 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khoảng cách giữa hai khe sáng a = 0,3mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn D = 1m, khoảng vân đo được i = 2mm. a. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm. b. Xác đònh vò trí của vân sáng bậc 5. ĐS : 0,6µm , ±10mm Tính năng lượng cực đại tỏa ra bởi phản ứng hạt nhân ở câu hỏi theo đơn vò J và MeV. ĐS : c) ∆E ≈ 5,93 MeV B.59 : Có quá trình tự phân rã sau đây hay không ? a. Be 7 4 → He 3 2 + He 4 2 b. U 238 92 → He 4 2 + Th 230 90 Biết : m (Be) = 7,01693u ; m ( ) He 3 2 = 3,01603u m ( ) He 4 2 = 4,00150u ; m (U) = 233,99040u m (Th) = 229,9737u B.60 : Tính ra MeV và Jun năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1g He 4 2 từ prôton và nơtrôn. Biết : m p = 1,0073u ; m n = 1,0087u m He = 4,0013up ; u = 931 MeV/C 2 ĐS : e = 68,8.10 10 J B.61 : Đồng vò U235 chiếm tỉ lệ 0,72% của Urani thiên nhiên và là đồng vò dễ phân hạch nhất. Cứ mỗi phân hạch của U235 kèm theo năng lượng 200MeV. a. Cho rằng ta tách U235 từ 1kg Urani thiên nhiên (thực tế rất công phu, tốn kém) để gây phản ứng phân hạch. Hỏi năng lượng tỏa ra. b. Tính khối lượng étsăng tương đương, biết năng suất tỏa nhiệt của étsăng là q = 4,6.10 7 J/kg ĐS : a) E ≈ 59.10 10 J ; b) m ≈ 12,8.10 3 kg B.62 : Bắn hạt prôton (có động năng w đ = 1,6MeV) vào hạt nhân Liti Li 7 3 đứng yên ta có phản ứng : p + Li 7 3 → 2(X) a. Viết phương trình phản ứng và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân X. b. Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ? c. Tính động năng của hạt nhân X. Biết : m p = 1,0073u ; m Li = 7,0144u ; m α = 4,0015u ; 1u = 931 MeV/C 2 ĐS : ∆E = 17,41 MeV ; W đ( α ) ≈ 9,5 MeV BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 B.7 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khoảng cách giữa hai khe sáng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm λ = 0,5 µm. a. Tính khoảng vân. b. Xác đònh vò trí vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 5. Tính khoảng cách giữa chúng (biết chúng ở cùng một phía so với vân trung tâm). ĐS : 0,25mm ; 0,625mm B.8 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc bằng khe Young, trên màn cách hai khe 3m người ta đếm được 12 vân sáng liên tiếp trên một bề rộng d = 5,5mm. Tính khoảng cách giữa hai khe sáng, biết ánh sáng dùng trong thí nghiệm có bước sóng λ = 0,65 µm. ĐS : a = 3,9mm B.9 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe S 1 , S 2 được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,65 µm. Biết khoảng cách giữa hai khe S 1 S 2 = a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1,5m. a. Tính khoảng vân i . b. Xác đònh vò trí của vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 7. c. Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 6. ĐS : a) 0,4875mm ; c) 5,85mm B.10 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young có : a = 1mm, D = 3m, khoảng vân đo được i = 1,5mm. a. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. b. Xác đònh vò trí của vân sáng thứ 3 và vân tối thứ 4. B.11 : Trong giao thoa với khe Young có : a = 1,5mm, D = 3m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 cùng một phía vân trung tâm là 3mm. a. Tính bước sóng λ dùng trong thí nghiệm. b. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 8 cùng một phía vân trung tâm. c. Tìm số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa có bề rộng 11mm. ĐS : a) 0,5 µm , b) 5mm c) 11 B.56 : Cho các phản ứng sau đây : Al 27 13 + He 4 2 → Si 30 14 + x N 14 7 + x → H 1 1 + O 17 8 a. Xác đònh hạt nhân x. b. Các phản ứng trên tỏa hay thu năng lượng. c. Tính năng lượng tỏa (hay thu) của mỗi phản ứng. Biết m Al = 26,99010u ; m α = 4,00388u m Si = 29,98325u ; m P = 1,00814u m N = 14.00752u ; m O = 17,00453I u = 931 MeV/C 2 B.57 : Urani U 238 92 sau một loạt phóng xạ đã biến thành chì Pb 206 82 kèm theo các hạt α và β. a. Viết phương trình phản ứng. b. Tính số nguyên tử U 238 92 bò phân rã trong 1 năm. c. Tính thể tích khí Hêli thu được trong 1 năm ở điều kiện tiêu chuẩn. Biết : + Chu kỳ bán rã của U238 thành chì là T = 4,6.10 9 năm. + Thể tích khí ở đktc là V 0 = 22,4 l/mol + x <<1 thì e -x ≈ 1 – x ĐS : ∆N(t) ≈ 3,8.10 11 nguyên tử V(He) ≈ 113.10 -12 I B.58 : a. Hãy cho biết thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử Pôlini Po 210 84 như thế nào ? b. Nguyên tử trên đây có tính phóng xạ. Nó phóng ra một hạt α và biến đổi thành nguyên tố chì Pb. Hãy chỉ ra các đònh luật bảo toàn đơn giản mà các phản ứng hạt nhân phải tuân theo và viết phương trình phản ứng. Cho biết cấu tạo của hạt nhân Pb. c. Những phép đo chính xác cho thấy 210 Po = 209,93730u ; 4 He = 4,001506u ; 206 Pb = 205,9294424 với u = 1,66055.10 -27 kg. BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 B.12 : Thí nghiệm giao thoa ánh sáng được thực hiện với nguồn sáng đơn sắc bước sóng λ. Khoảng cách hai nguồn kết hợp bằng 0,5mm. Trên màn quan sát, tại vò trí M cách vân trung tâm 1mm, ta có một vân sáng bậc hai. Vân sáng này chuyển thành vân tôi lần đầu khi ta tăng từ từ khoảng cách D từ hai nguồn đến màn thêm 3 50 cm. a) Tính bước sóng λ. b) Với vò trí sau của hai nguồn, ta phải thay đổi khoảng cách hai nguồn thế nào để tại M ta lại có một vân sáng bậc hai ? B.13 : Trong giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 3m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5µm. Bề rộng vùng giao thoa quan sát L = 3cm (không đổi). a. Xác đònh số vân sáng, số vân tối quan sát được trên giao thoa trường. b. Thay ánh sáng đơn sắc λ bằng ánh sáng đơn sắc λ’ = 0,6µm. Số vân sáng quan sát được tăng hay giảm. Tính số vân sáng quan sát được lúc này. c. Vẫn dùng ánh sáng λ. Di chuyển màn quan sát xa hai khe. Số vân sáng quan sát được tăng hay giảm ? Tính số vân sáng khi màn cách hai khe D’ = 4m. ĐS : a) 40 b) 33 c) 31 B.14 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young, nguồn sáng phát ra hai đơn sắc có bước sóng λ 1 = 0,5µm, λ 2 = 0,6µm. Hai khe Young cách nhau 1,5mm, màn ảnh cách hai khe 1,5m. a. Mô tả hiện tượng giao thoa quan sát được trên màn. b. Xác đònh vò trí của vân sáng bậc 4 ứng với hai đơn sắc trên. Khoảng cách giữa hai vân sáng này là bao nhiêu (xét một bên vân trung tâm) ? B.15 : Trong bài trên (λ 1 = 0,5µm, λ 2 = 0,6µm, a = 1,5mm, D = 1m). Hãy xác đònh vò trí các vân sáng của hai hệ vân trùng nhau (không kể vân trung tâm). B.16 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young có a = 1,2mm, λ = 0,6µm. Trên màn ảnh người ta đếm được 16 vân sáng trải dài trên bề rộng 18mm. B.52 : Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn. 1. Hãy tính năng lượng liên kết riêng của U 235 92 2. Một trong các phản ứng phân hạch có thể xảy ra của U235 là tạo thành Ce 140 58 , Nb 93 41 đồng thời kèm theo các hạt nơtrôn và electrôn. a. Viết phương trình phản ứng. b. Năng lượng liên kết riêng của Ce 140 58 là 8,45 MeV, của Nb là 8,7MeV. Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 kg U 235. Biết khối lượng các hạt nhân : m U = 234,97u ; m p = 1,0073u ; m n = 1,0087u ; 1 u = 931MeV/C 2 ĐS : 2b) 7,36.10 13 (J) B.53 : Xác đònh các hạt nhân x trong các phản ứng sau đây : a) F 19 9 + p → O 16 8 + x b) Li 6 3 + x → T 3 1 + α c) p + Mn 55 25 → Fe 55 26 + x d) B 10 5 + x → α + Be 8 4 ĐS : a) He 4 2 b) n 1 0 c) n 1 0 d) H 2 1 (hay D) B.54 : Urani phân ra thành radi theo chuỗi phóng xạ sau đây : U 238 92 → α Th → −β Pa → −β U → α Th → α Ra Ghi đầy đủ Z và A của các hạt nhân ĐS : U 238 92 → α Th 234 90 → −β Pa 243 91 Ra 226 88 ← α Th 230 90 ← α U 234 92 B.55 : Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn. Hãy tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri (D hoặc H 2 1 ) Biết m P = 1,0073u ; m n = 1,0087u ; m D = 2,0136u ; u = 931MeV/C 2 β - BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 a. Tính khoảng cách từ hai khe đến màn. b. Thay bằng ánh sáng đơn sắc khác có bước sóng λ’, trên vùng quan sát trên người ta đếm được 21 vân sáng. Tính λ’. c. Tại vò trí cách vân trung tâm 6mm là vân sáng hay vân tối ? (Bậc) thứ mấy ứng với hai ánh sáng đơn sắc trên. B.17 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai bước sóng λ 1 = 0,6µm và λ 2 . Trên màn ảnh người ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân ứng với λ 1 trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân ứng với λ 2 . Tính bước sóng λ 2 dùng trong thí nghiệm. B.18 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ = 0,55 µm. a. Khi thay bằng ánh sáng có bước sóng λ’ người ta thấy khoảng vân tăng lên 1,2 lần. Tính λ’. b. Nếu chiếu đồng thời hai ánh sáng trên, xác đònh vò trí mà các vân sáng trùng nhau. Cho a = 1,1mm, D = 1,8m. B.19 : Một nguồn sáng đơn sắc S cách khe Young 0,1m phát ra một bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,6µm. Hai khe cách nhau a = 2mm, màn cách hai khe 2m. a. Tính số vân sáng quan sát được trên giao thoa trường có bề rộng L = 25,8mm. b. Cho nguồn S di chuyển theo phương S 1 S 2 , về phía S 1 một đoạn 2mm. Hệ vân giao thoa trên màn E di chuyển theo chiều nào ? Một đoạn bao nhiêu ? B.20 : Hai khe Young cách nhau a = 1,2mm. Người ta thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc λ = 0,5µm. a. Khi khe sáng S dời ngang lên phía trên 2mm, hệ vân giao thoa trên màn di chuyển một đoạn bằng 20 khoảng vân. Xác đònh khoảng cách từ nguồn S đến hai khe. b. Nếu cho nguồn S di chuyển đến gần hai khe (theo phương vuông góc S 1 S 2 ) thì hệ vân thay đổi ra sao ? c. Giữ S cố đònh, dòch chuyển hai khe đến gần màn thì hệ vân thay đổi ra sao ? B.50 : Một trong các phản ứng phân hạch của Urani U 238 92 là sinh ra hạt nhân molip đen Mo 95 42 và Lan tan La 139 57 đồng thời kèm theo một số hạt nơtrôn và electrôn. a. Hỏi có bao nhiêu hạt nơ trôn và electrôn mới sinh ra. Viết phản ứng phân hạch nói trên. b. Tính ra Jun năng lượng mà một phân hạch tỏa ra. c. Lấy giá trò vừa tính làm năng lượng trung bình tỏa ra khỉ phân chia 1 hạt nhân U (thật ra U có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau) thì cần phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để có năng lượng bằng năng lượng tỏa ra khi 1kg U bò phân hạch. d. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nhiên liệu bằng urani nói trên (với giả thiết ở câu c) có công suất 50000 kw, hiệu suất 40%. Tính lượng U cần dùng trong 1 năm. Biết : Khối lượng hạt nhân : m U = 234,99u m Mo = 94,88u ; m La = 138,87u m n = 1,0087u ; bỏ qua khối lượng e - Năng suất tỏa nhiệt của than : q = 2,9.10 7 J/kg - Đơn vò khối lượng nguyên tử : u = 1,66055.10 -27 kg ĐS : ∆E ≈ 3,5.10 -11 J ; m ≈ 3,09.103 tấn ; m U ≈ 440 kg B.51 : Biết trong nước thường có 0,015% nước năng D 2 O a. Tính số nguyên tử Đơteri (D hoặc H 2 1 ) có trong 1kg nước thường. b. Nguyên tử D được dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch như sau : D + D → T + p Tính năng lượng có thể thu được từ 1 kg nước thường nếu toàn bộ đơteri thu được đều dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch. c. Cần bao nhiêu kg dầu để tỏa năng lượng nói trên. Biết : + Khối lượng các hạt nhân : m D = 2,0136u ; m T = 3,016u ; m P = 1,0073u + Đơn vò khối lượng nguyên tử : u = 931 MeV/C 2 + Năng suất tỏa nhiệt của dầu : q = 3.10 7 J/kg BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 B.21 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe S 1 S 2 được chiếu sáng bằng bức xạ đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 4m. Trên màn, người ta đo được khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 4,8mm. a. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm. b. Đặt sau khe S 1 một bản mỏng, phẳng có hai mặt song song, dày e = 5µm. Lúc đó, hệ vân trên màn dời đi một đoạn x 0 = 6mm (về phía khe S 1 ). Tính chiết suất của chất làm bản song song. B.22 : Khe Young khoảng cách hai khe a = 1mm được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm. Tại vò trí cách vân trung tâm 4,2mm ta có vân sáng hay tối ? Bậc (hoặc vân) thứ mấy ? Biết khoảng cách từ hai khe đến màn D = 2,4m. B.23 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young, biết S 1 S 2 = a = 1mm, nguồn S cách S 1 S 2 1m và màn (E) cách hai khe 2m. Ánh sáng dùng thí nghiệm có bước sóng λ = 0,6µm. a. Tính khoảng vân i . b. Di chuyển nguồn S một đoạn y theo phương S 1 S 2 người ta thấy vân trung tâm di chuyển đến trùng với vân sáng thứ 5. Tính y. B.24 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa, khoảng cách giữa hai khe a = 4mm, màn (E) cách hai khe D = 2m. a. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm. Biết khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 là 1,2mm. b. Đặt bản song song bằng thủy tinh có chiết suất n 1 = 1,5 sau một khe Young thì thấy hệ vân trên màn di chuyển một đoạn nào đó. Thay bản song song trên bằng bản khác có cùng bề dày thì thấy hệ vân trên màn di chuyển một đoạn gấp 1,4 lần so với lúc đầu. Tính chiết suất n 2 của bản thứ hai. B.25 : Trong giao thoa bằng khe Young, khoảng cách từ màn đến hai khe gấp 2 lần khoảng cách từ hai khe đến nguồn S. Nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Sau một trong hai khe người ta đặt một bản song song dày e = 20 µm, chiết suất n = 1,5 thì thấy vân trung tâm dời đến vò trí vân sáng thứ 20. B.46: Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ và bao nhiêu lần phóng xạ β cùng loại thì hạt nhân Th 232 90 biến đổi thành hạt nhân Pb 208 82 . Hãy xác đònh loại hạt β đó. B.47 : a) So sánh sự phóng xạ và sự phân hạch. b) Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân urani U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vò thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV ; của U234 là 7,63 MeV ; của Th230 là 7,70 MeV. ĐS: 14 MeV B.48 : Urani U 238 92 sau một chuỗi phóng xạ α và β đã biến thành thì Pb 206 82 a. Hỏi chuỗi phóng xạ trên có bao nhiêu phóng xạ α và β ? b. Tóm tặt chuỗi trên bằng một phản ứng có dạng : U 238 92 → Pb 206 82 + X + Y Hãy viết đầy đủ phản ứng. c. Có một loại đá ban đầu chỉ chứa hoàn toàn là Urani. Đến nay trong loại đá ấy đã có chì với tỷ lệ khối lượng )Pb(m )U(m = 37. Hỏi tuổi của đá ấy, coi rằng chu kỳ bán rã của Urani đã biến thành chì là T = 4,6.10 9 năm. ĐS : t = 2.10 8 năm B.49 : Cho phản ứng hạt nhân : T 3 1 + D 2 1 → X + n a. Xác đònh hạt nhân X. b. Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 1 gam X. c. Biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là q = 1,25.10 7 J/kg Tính lượng than cần thiết để có năng lượng tỏa ra giống như khi tổng hợp được 1 gam X. Biết : m T = 3,01605u ; m D = 2,0141104u m α = 4,00260u ; m n = 1,00867u ; u = 931 MeV/C 2 ĐS : E ≈ 26,5.10 23 MeV. BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55 a. Tính λ. b. Phải di chuyển nguồn S như thế nào để hệ vân trở về vò trí như khi chưa đặt bản. B.26 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young, khi màn cách hai khe một đoạn D 1 người ta nhận được một hệ vân. Dời màn đến vò trí D 2 người ta thấy hệ vân trên màn có vân tối thứ k – 1 trùng với vân sáng thứ k của hệ vân lúc đầu. a. Xác đònh 1 2 D D . Áp dụng với k = 1 b. Khi đó, các vân sáng bậc mấy của hệ vân thứ nhất trùng với vân tối thứ mấy của hệ vân thứ hai. B.27 : Hai khe Young cách nhau a = 2mm, cách màn D = 2m. a. Người ta chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc λ 2 = 0,45µm. Xác đònh các vò trí trên màn mà vân sáng của hai hệ vân trùng nhau. b. Chiếu tới khe một thành phần đơn sắc thứ ba có bước sóng λ 3 = 0,6µm. Đònh vò trí mà cả ba vân sáng trùng nhau trên màn. B.28 : a. Trong thí nghiệm Young, nếu thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng thì hiện tượng giao thoa quan sát được trên màn sẽ ra sao ? b. Cho a = 2mm, D = 1,6m, λ đ = 0,75µm, λ t = 0,4µm. Hãy xác đònh khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 màu đỏ và vân sáng bậc 1 màu tím (bề rộng của quang phổ bậc 1) ; bề rộng của quang phổ bậc 3 trên màn. (Chỉ xét các vân sáng ở cùng phía vân trung tâm). B.29 : Trong thí nghiệm với khe Young có a = 2mm, D = 1,6m người ta chiếu tới khe bằng ánh sáng trắng. Hãy xác đònh bước sóng của các bức xạ bò tắt tại vò trí M cách vân sáng trung tâm 3,5mm. B.30 : Giao thoa với khe Young có a = 0,5mm, D = 2m. Nguồn sáng được dùng là ánh sáng trắng. (λ đ = 0,75µm, λ t = 0,4µm). a. Tính bề rộng của quang phổ bậc 1 và bậc 3. b. Xác đònh bước sóng của những bức xạ bò tắt tại vò trí cách vân trung tâm 0,72cm. B.31 : Thực hiện giao thoa ánh sáng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4µm đến 0,76µm. Khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát bằng 1m. Bề rộng giao thoa trường trên màn bằng 4mm và bề rộng của quang phổ bậc 1 đo được là 0,18mm. a) Tính ra MeV năng lượng mà một phân hạch tỏa ra. b) U235 có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau, nếu lấy kết quả tìm được ở câu (a) làm giá trò trung bình của năng lượng tỏa ra trong một phân hạch thì 1 gam U235 phân hạch hoàn toàn tỏa ra bao nhiêu năng lượng ? Tính khối lượng étxăng tương đương, biết năng suất tỏa nhiệt của étxăng là 46 x 10 6 J/kg. ĐS : 1,92 x 10 3 kg étxăng B.43: Xét phản ứng kết hợp : D + D → T + p Biết các khối lượng hạt nhân m D = 2,0236u ; m T = 3,016u , m p = 1,0073u. Bỏ qua khối lượng của các electron. a) Tính năng lượng mà một phản ứng tỏa ra. b) Tính năng lượng có thể thu được từ 1kg nước thường nếu dùng toàn bộ đơtêri rút ra làm nhiên liệu hạt nhân. Cần bao nhiêu étxăng để có năng lượng ấy (năng suất tỏa nhiệt của étxăng là 46 x 10 6 J/kg) ? ĐS : 56,96kg B.44 : Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho 1 nucleon. a) Hãy tính năng lượng liên kết riêng của hạt α biết các khối lượng m α = 4,0015u , m p = 1,0073u , m n = 1,0087u b) Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam heli. Lấy N A = 6,022 x 10 23 mol -1 , He = 4,003u ĐS : a) 7,10 MeV/nucleon ; b) 68,60 x 10 10 J B.45: Bắn hạt α vào hạt nhân 7 N 14 đứng yên, ta có phản ứng : α + 7 N 14 → 8 O 17 + p Giả sử các hạt sinh ra có cùng vận tốc. a) Phản ứng này thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng ? b) Tính động năng các hạt sinh ra theo động năng W α của hạt α. c) Tính cụ thể (ra MeV) W α . Biết các khối lượng hạt nhân m α = 4,0015u ; m N = 13,9992 ; m O = 16,9947u ĐS : a) –1,21 MeV , b) 0,0124 W α , c) 0,0193 MeV