Đang tải... (xem toàn văn)
Viết phương trình phản ứng : phải nắm vững phần hóa tính các chất, suy nghĩ xem loại hợp chất đó có thể tác dụng được với những tác chất nào ? Chuỗi phản ứng : Nắm vững cả hóa tính và điều chế, mối quan hệ giữa các chất, sự thay đổi mạch cacbon,…kết hợp với điều kiện phản ứng để suy luận tìm công thức các chất (đối với dạng khó), nhớ cân bằng và ghi rõ điều kiện nếu có.Nhận diện hóa chất : nắm được thuốc thử cần dùng, dấu hiệu, và viết phương trình phản ứng kèm dấu hiệu.Giải thích hiện tượng, chứng minh : viết được phản ứng xảy ra ở từng giai đoạn, chú ý sự tạo kết tủa – bay hơi hay sự thay đổi màu sắc, mùi, …
Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Ch-ơng 1: dao động Chuyên đề 1: lắc lò xo dao động dao động tuần hoàn a Dao động Dao động chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân Vị trí th-ờng vị trí vật đứng yên Ví dụ: Khi có gió nhẹ hoa lay động cành Quả lắc đồng hồ treo t-ờng đung đ-a sang trái, sang phải Vị trí đứng yên Lúc gió lay cành Đồng hồ không chạy b Dao động tuần hoàn Dao động tuần hoàn dao động mà trạng thái chuyển động vật đ-ợc lặp lặp lại nh- cũ sau khoảng thời gian Ví dụ: Cứ sau khoảng thời gian định 0,5s lại qua vị trí thấp chuyển động từ trái sang phải Bài toán lắc lò xo nằm ngang a Định nghĩa lắc lò xo Con lắc lò xo gồm vật nặng khối l-ợng m, gắn vào đầu lò xo có khối l-ợng không đáng kể có độ cứng k, đầu lò xo cố định Bỏ qua lực cản ma sát b Thiết lập ph-ơng trình động lực học vật dao động lắc lò xo nằm ngang Xét lắc lò xo đặt nằm ngang Hình vẽ Chọn trục Ox nằm ngang, chiều d-ơng h-ớng sang phải, gốc tọa độ O vị trí cân Kéo vật khỏi vị trí cân Tại vị trí x Vật chịu tác dụng lực: Trọng lực Giỏo viờn thc hin P mg Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Phản lực N Lực đàn hồi F k x áp dụng định luật II Niutơn, ta có: P N Fdh ma (1) Chiếu (1) lên trục Ox: Fdh ma Fdh kx Về độ lớn: kx ma av x ' Mà '' kx mx" mx '' kx x" Đặt k x0 m k m x" x (2) (2) ph-ơng trình động lực học dao động (2) ph-ơng trình vi phân cấp li độ x Nghiệm (2) là: x A cos(t ) Hoặc x A sin(t (3) (4) ) (3), (4) ph-ơng trình dao động điều hòa c Định nghĩa dao động điều hòa Dao động điều hòa dao động đ-ợc mô tả định luật dạng sin ( hay cos) (5) x A cos(t ) Hoặc x A sin(t ) Trong đó: A, , số d Các đại l-ợng đặc tr-ng dao động điều hòa Từ ph-ơng trình (5): x : li độ dao động hay độ lệch vật khỏi vị trí cân Tọa độ x vật đ-ợc tính từ vị trí cân đến vị trí ta khảo sát (m) A: biên độ dao động vật, tức giá trị cực đại li độ Giỏo viờn thc hin Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 cos(t ) Biên độ dao động A d-ơng (m) T : chu kỳ dao động, thời gian vật thực đ-ợc dao động toàn phần, khoảng thời gian T ngắn sau trạng thái dao động vật lặp lại nh- cũ (s) f : tần số dao động, số lần dao động mà vật thực đ-ợc 1s , có đơn vị héc (Hz) tần số góc ( vận tốc góc), đại l-ợng trung gian cho phép ta ( Rad s ) xác định chu kỳ tần số 2f T (6) (t ) pha dao động, xác định trạng thái dao động vật thời điểm t bất kỳ, hay xác định li độ x vật dao động ( với biên độ dã cho) (Rad) : pha ban đầu, xác định trạng thái dao động vật thời điểm t=0 (rad) Chú ý: Trong dao động cụ thể A có giá tri xác định tùy thuộc vào kích thích dao động Đối với lắc lò xo nằm ngang Chu kỳ dao động Tần số dao động T f 2 m k (7) k m (8) Chu kỳ tần số lắc lò xo nằm ngang không phụ thuộc vào yếu tố bên ma phụ thuộc vào dặc tính hệ dao động là: Khối l-ợng m vật (kg) Độ cứng k lò xo ( N m ) 3.Bài toán lắc lò xo treo thẳng đứng a Thiết lập ph-ơng trình động lực học lắc lò xo treo thẳng đứng Xét lắc lò xo treo thẳng đứng Hình Giỏo viờn thc hin Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Chon trục Ox thẳng đứng, chiều d-ơng h-ớng thẳng đứng từ xuống d-ới Gốc tọa độ O vị trí cân (VTCB) Tại VTCB O: Vật chịu tác dụng lực Trọng lực P m g Lực đàn hồi F0 k.l Trong l độ dãn lò xo khỏi vị trí cân (m) l l l0 Với l : chiều dài tự nhiên lò xo (m) l: chiều dài lò xo treo vật nặng lắc lò xo vị trí cân P F0 P F0 ĐKCB P F0 Về độ lớn mg kl Hay mg l Kéo vật khỏi VTCB đoạn x Tại vị trí x Vật chịu tác dụng lực (9) + Trọng lực P m g + Lực đàn hồi F k (l x) Với ( x l ) độ biến dạng lò xo áp dụng định luật II Niutơn ta có: P F ma (10) Chiếu (10) lên trục Ox ta đ-ợc Giỏo viờn thc hin P F ma mg k ( x l ) ma mg kx kl ma Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 kx mx" k x x" m Hay Đặt k m x" x (11) (11) ph-ơng trình động lực học dao động Nghiệm (11) x A cos(t ) Hoặc x A sin(t (12) ) Kết luận: Nh- chứng tỏ lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa b Công thức tính biên độ dao động chiều dài tự nhiên xo Gọi l chiều dài tự nhiên lò xo (m) l : chiều dài lò xo vị trí x (m) (m) l độ dãn lò xo x : li độ vật (m) Chiều dài lò xo đ-ợc tính theo công thức: l l0 l x (13) Dấu "+" ứng với vật chuyển động chiều với chiều d-ơng ta chọn l l0 l x Dấu "-" ứng với vật chuyển động chiều với chiều d-ơng ta chọn l l0 l x Khi đó, chiều dài lớn lò xo là: l Max l0 l A (14) Chiều dài nhỏ lò xo là: l Min l0 l A (15) Lấy (14) -(15) A l Max l Min (16) (16) công thức tính biên độ dao động lắc lò xo treo thẳng đứng Giỏo viờn thc hin Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Lấy (14) +(15) l0 l Max l Min 2l (17) (17) công thức tính chiều dài tự nhiên lắc lò xo treo thẳng đứng l l Max l Min 2l0 (18) (18) công thức tính độ dãn lò xo Chú ý: lắc lò xo nằm ngang Vì treo vật lò xo không giãn, nên l Chiều dài lò xo l l0 x Chiều dài cực đại lò xo là: l Max l0 A Chiều dài cực tiểu lò xo là: l Min l0 A c Công thức tính độ dãn lò xo Từ (9) l mg k (19) (18) công thức tính độ dãn lò xo l phụ thuộc vào đặc tr-ng hệ dao động (k,m) gia tốc trọng tr-ờng g Từ (10) ( m ) s2 k l m g l g Hay l g (20) (20) công thức tính tốc độ góc Đồ thị (li độ) dao động điều hòa Hình Giỏo viờn thc hin Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Vận tốc dao dộng điều hòa a Định nghĩa: vận tốc đạo hàm bậc li độ theo thời gian v x' b Công thức: Giả sử ph-ơng trình li độ x A cos(t ) (21) Ph-ơng trình vận tốc v x ' A sin(t ) Hay v A cos(t ) c So sánh (5) (21) Vận tốc biến đổi điều hòa chu kỳ ly độ so với li độ Vận tốc sớm pha vị trí biên x A v vị trí cân x vMax A Gia tốc dao động điều hòa a Định nghĩa: gia tốc đạo hàm cấp vận tốc theo thời gian, đạo hàm cấp li độ theo thời gian a v ' x" b Công thức a A cos(t ) x (22) c Nhận xét Gia tốc trái dấu với li độ có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ Gia tốc ng-ợc pha với li độ Tại vị trí biên x A aMax A Tại vị trí cân bằng: x a Hệ thức liên hệ A, , v, x độc lập t Từ (5) : x A cos(t ) x x2 cos (t ) A A Từ (21): v A sin(t ) cos(t ) sin(t ) v v2 sin (t ) A ( A ) (23) (24) Lấy (23) (24) Giỏo viờn thc hin x2 v2 A A Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 x x2 ( ) A (25) (25) hệ thức liên hệ A, , v, x, độc lập t v ( A x ) + Từ (25) (26) Khi x = v A Khi vật qua vị trí cân vật đạt giá trị cực đại Khi x A v Vật vị trí biên vận tốc bị triệt tiêu Biểu diễn dao động điều hòa véctơ quay Biểu diễn dao động điều hòa x A cos(t ) Tại t=0, x OM có + Gốc O + OM A + (OM , Ox) Tại t bất kì, x OM ' có + Gốc O hình + OM ' A + (OM ' , Ox) (t ) Kết luận: độ dài đại số chiếu trục Ox véc tơ quay OM biểu diễn dao động điều hòa li độ x dao động chx OM OP A cos(t ) Chú ý: chiều d-ơng chiều l-ợng giác ( ng-ợc chiều kim đồng hồ) 10 lực dao động điều hòa Hợp lực tác dụng lên vật F ma mx" m A2 cos(t ) Nguyên nhân làm cho lắc lò xo dao động điều hòa lực đàn hồi F k x Giỏo viờn thc hin Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 a Đối với lắc lò xo nằm ngang Lực đàn hồi tác dụng vào lắc có độ lớn F kx Khi đó, lực đàn hồi cực đại FMax kA Lực đàn hồi cực tiểu FMIn (27) (khi vật vị trí biên) (28) ( vật vị trí cân bằng) (29) b Đối với lắc lò xo treo thẳng đứng Lực đàn hồi tác dụng lên lắc trình dao động có độ lớn F k ( x l ) ( chiều "+" lắc h-ớng xuống) (30) F k ( x l ) ( chiều "+" lắc h-ớng xuống) (31) Với l độ biến dạng lò xo vật cân (m) Lực có Ph-ơng thẳng đứng Chiều ng-ợc với h-ớng biến dạng lò xo Độ lớn F k ( x l ) F k ( x l ) Trong trình dao động có lúc lực đàn hồi lực nén ( lò xo có chiều dài ngắn chiều dài tự nhiên), có lúc lực đàn hồi lực kéo (lò xo có chiều dài dài chiều dài tự nhiên) Vì ta cần phân biệt tr-ờng hợp sau: TH1: A l Trong trình dao động lò xo sinh lực kéo + Lực kéo đàn hồi cực đại FdhMax k ( A l ) (32) lúc lò xo có chiều dài dài + Lực đàn hồi cực tiểu: FdhMin k (l A) (33) lúc lò xo có chiều dài ngắn TH2: A l + Lực kéo đàn hồi cực đại FdhMax k ( A l ) (34) lúc lò xo có chiều dài dài + Lực nén đàn hồi cực đại FdhMax k ( A l ) (35) lúc lò xo có chiều dài ngắn + Lực đàn hồi cực tiểu FdhMin Giỏo viờn thc hin (36) lúc vật vị trí x l Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 TH3: A l + Lực kéo đàn hồi cực đại FdhMax k ( A l ) (36) lúc lò xo có chiều dài dài + Lực đàn hồi cực tiểu FdhMin (37) lúc vật vị trí x l 11 Năng l-ợng dao động điều hòa a Định nghĩa Cơ vật ( lắc lò xo) tổng động vật W Wd Wt b Công thức Giả sử vật dao động điều hòa với ph-ơng trinh x A cos(t ) Ph-ơng trình vân tốc v A sin(t ) Khi đó: Động vật Wd 1 mv m A sin (t ) kA2 sin (t ) 2 (38) Động cực đại vật WdMax 1 mvMax kA2 m A 2 2 (39) Thế vật là: Wt 2 kx kA cos (t ) m A cos (t ) 2 (40) Thế cực đại vật : Wt 1 kxMax kA2 m A 2 2 (41) Cơ vật W Wd Wt kA m A 2 (42) (31) công thức tính vật (đơn vị J) c Nhận xét Trong suốt trình dao động vật đ-ợc bảo toàn tỉ lệ với bình ph-ơng biên độ dao động Cơ vật dao động điều hòa vật vị trí biên động vật vị trí cân W WdMax WtMax Giỏo viờn thc hin 10 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Laze thủy tinh Laze rắn, laze khí Laze bán dẫn loại đ-ợc dùng phổ biết ứng dụng + Tia laze có -u đặc biệt thông tin vô tuyến ( nh- truyền thông cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ) + Tia laze đ-ợc dùng nh- dao mổ phẫu thuật mắt, để chữa số bệnh da + Tia laze đ-ợc dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng + Tia laze đ-ợc dùng để khoan, cắt, tôi, xác vật liệu công nghiệp IV Hấp thụ phản xạ lọc lựa ánh sáng Hấp thụ ánh sáng a Định nghĩa Hấp thụ ánh sáng t-ợng môi tr-ờng vật chất làm giảm c-ờng độ chùm sáng truyền qua b Định luật hấp thụ ánh sáng C-ờng độ chùm sáng đơn sắc truyền qua môi tr-ờng hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ độ dài d đ-ờng tia sáng I I e d Với I c-ờng độ chùm sáng chiếu tói tr-ờng đ-ợc gọi hệ số hấp thụ môi tr-ờng c Hấp thụ lọc lựa Các ánh sáng có b-ớc sóng khác bị môI tr-ờng hấp thụ nhiều khác Sự hấp thụ ánh sáng môi tr-ờng có tính chọn lọc, hệ số hấp thụ môi tr-ờng phụ thuộc vào b-ớc sóng ánh sáng Mọi chất hấp thụ có chon lọc ánh sáng Những chất hầu nh- không hấp thụ ánh sáng miền quang phổ đ-ợc gọi gần suốt với miền quang phổ Những vật không hấp thụ ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ đ-ợc gọi vật suốt không màu Những vật hấp thụ hoàn toàn ánh sáng nhìn thấy có màu đen Những vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy đ-ợc gọi vật suốt có màu Phản xạ ( tán xạ) lọc lựa Giỏo viờn thc hin 104 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Những vật phản xạ ( tán xạ) mạnh ánh sáng có b-ớc sóng dài, nh-ng lại phản xạ (hoặc tán xạ) yếu ánh sáng có b-ớc sóng ngắn Đó phản xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa Khi chiếu chùm ánh sáng trắng vào vật, vật có khả phản xạ ( tán xạ) lọc lựa nên ánh sáng phản xạ (hoặc tán xạ) ánh sáng màu Các vật thể khác có màu sắc khác chúng đ-ợc cấu tạo từ vật liệu khác Khi chiếu ánh sáng trắng vào vật, vật hấp thụ số ánh sáng đơn sắc phản xạ, tán xạ, cho truyền qua ánh sáng đơn sắc khác Màu sắc vật phụ thuộc vào ánh sáng đơn sắc rọi vào nói vật có màu hay màu khác ta giả định đ-ợc chiếu sáng chùm ánh sáng trắng Giỏo viờn thc hin 105 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Ch-ơng VIII: hạt nhân nguyên tử Chuyên đề 1: cấu tạo hạt nhân nguyên tử - phóng xạ A Lý thuyết I Cấu tạo hạt nhân Cấu tạo hạt nhân a Cấu tạo hạt nhân Hạt nhân có kích th-ớc nhỏ ( chừng 10 14 m đến 10 15 m ) Nh-ng thực tế chứng tỏ rằng, có cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi nuclôn Nuclôn gồm hai loại: + prôtôn + Nơtrôn + Prôtôn: kí hiệu p, có khối l-ợng m p 1,67262.10 27 kg , mang điện tích nguyên tố d-ơng +e + Nơtrôn: kí hiệu n, có khối l-ợng mn 1,67493.10 27 kg , không mang điện tích Số prôtôn hạt nhân số thứ tự Z nguyên tử bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ép Z đ-ợc gọi nguyên tử số ( gọi điện tích hạt nhân, có giá trị số điện tích hạt nhân) Số khối A tổng số nuclôn hạt nhân Số nơtrôn hạt nhân : N=A-Z b Kí hiệu hạt nhân Hạt nhân nguyên tử nguyên tố có kí hiệu hóa học X đ-ợc kí hiêu A là: Z X Trong đó: X kí hiệu hóa học hạt nhân nguyên tử A số khối Z số prôtôn Ví dụ: Kí hiệu hạt nhân hêli He Trong đó: Số khối A= Số prôtôn Z= Số nơtrôn N=A-Z= Chú ý: Kí hiệu A Z X dùng cho hạt sơ cấp nh- 1 P n c Kích th-ớc hạt nhân Coi hạt nhân nguyên tử nh- cầu bán kính R Giỏo viờn thc hin 106 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 R 1,2.10 15 A (1) Đồng vị Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chứa số prôtôn Z ( có vị trí bảng tuần hoàn), nh-ng có số nơtrôn N khác Ví dụ: Hiđrô có ba đồng vị + Hiđrô th-ờng 11 H chiếm 99,99% hiđrô thiên nhiên + Hiđrô nặng 12 H gọi đơteri 12 D chiếm 0,015% hiđrô thiên nhiên + Hiđrô siêu nặng 13 H gọi triti 31T , hạt nhân không bền, thời gian sống khoảng 10 năm Các đồng vị đ-ợc chia làm hai loại: + đồng vị bền + đồng vị phóng xạ 3.Đơn vị khối l-ợng nguyên tử a Trong vật lý hạt nhân, khối l-ợng th-ờng đ-ợc đo đơn vị khối l-ợng nguyên tử, kí hiệu u Đơn vị u có giá trị khối l-ợng đồng vị cacbon 12 12 C 1u 1,66055.10 27 kg Một nguyên tử có số khối A có khối l-ợng xấp xỉ Au b Từ hệ thức Anh-xtanh E mc m E c2 Khối l-ợng đo đơn vị l-ợng chia cho c Cụ thể eV c2 MeV c2 1u = 931,5 MeV Do đó: m p 1,007276u 938 MeV c2 mn 1,008665u 939 MeV c2 me 5,486.10 u 0,511 MeV c2 c2 Lực hạt nhân Lực hạt nhân lực t-ơng tác nuclôn hạt nhân, có tác Giỏo viờn thc hin 107 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 dụng liên kết nuclôn với Lực hạt nhân lực tĩnh điện, không phụ thuộc vào điện tích nuclôn Lực hạt nhân loại lực mạng lực, nh-ng có tác dụng khoảng cách hai nuclôn hoạc nhỏ kich th-ớc hạt nhân Bán kính tác dụng lực hạt nhân vào khoảng 10 15 m II Phóng xạ Hiện t-ợng phóng xạ a Định nghĩa Hiện t-ợng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác gọi lag t-ợng phóng xạ b Chú ý: trình phân rã phóng xạ nguyên nhân bên gây hoàn toàn không chịu tác động yếu tố phụ thuộc tr-ờng nh- nhiệt độ, áp suất Quá trình phân rã phóng xạ trình dẫn đến biến đổi hạt nhân c Quy -ớc Hạt nhân phóng xạ hạt nhân mẹ Hạt nhân sản phẩm phân rã hạt nhân Các tia phóng xạ Tia phóng xạ tia không nhìn thấy đ-ợc, nh-ng có tác dụng nh-: kích thích số phản ứng hóa học, ion hóa không khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào Có ba loại tia phóng xạ: + tia anpha (kí hiệu ) + tia bêta ( kí hiệu ) + tia gamma ( kí hiệu ) a Tia anpha: (kí hiệu ) Tia hạt nhân nguyên tử heli ( 24 He , đ-ợc giải phóng từ hạt nhân với tốc độ khoảng 2.10 m s Tia làm ion hóa mạnh nguyên tử đ-ờng l-ợng nhanh Tia đ-ợc tối đa khoảng 8cm không khí không xuyên qua đ-ợc tờ bìa dày 1mm b Tia bêta (kí hiệu ) Giỏo viờn thc hin 108 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Tia tia phóng xạ với tốc độ lớn, đạt xấp xỉ bầng vận tốc ánh sáng Tia làm ion hóa môi tr-ờng nh-ng yếu tia Tia đ-ợc quãng đ-ờng dài hơn, tới vài mét không khí xuyên qua nhôm dày vài milimet Tia có hai loại: + + + Tia loại phổ biến, êlectron ( kí hiệu 10 e hay e ) Ví dụ, đồng vị phóng xạ C phân rã 12 + Tia loại hiếm, pôritron hay êlectron d-ơng (kí hiệu e hay e ), có khối l-ợng nh- êlectron nh-ng mang điện tích nguyên tố d-ơng Ví dụ, đồng vị phóng xạ C phân rã 11 Chú ý: nhà vật lý ng-ời áo, Pao-li tiên doán tồn hạt sơ cấp phân rã nơtrinô ( kí hiệu ) hạt phản nơtrinô ( kí hiệu ~ ) Các hạt không mang điện tích, có khối l-ợng nghỉ 0, chuyển động với tốc độ xấp xỉ bàng tốc độ ánh sáng c Tia gamma (kí hiệu 00 ) Tia sóng điện từ có b-ớc sóng ngắn ( d-ới 10 11 m ), hạt phôtôn có l-ợng cao Tia có khả xuyên thấu lớn nhiều so với tia Trong phân rã hạt nhân trạng thái kích thích, phóng xạ tia trở trạng thái Định luật phóng xạ a Định luật phóng xạ Mỗi chất phóng xạ đ-ợc đặc tr-ng thời gian T gọi chu kì bán rã, sau chu kì số nguyên tử chất biến đổi thành chất khác b Công thức biểu thị định luật Gọi m0 khối l-ợng chất phóng xạ thời điểm ban đầu ( t=0) Gọi N số nguyên tử chất phóng xạ thời điểm ban đầu ( t=0) Giỏo viờn thc hin 109 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Thực nghiêm chứng tỏ rằng: sau khoảng thời gian xác định T nửa số hạt nhân có bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác Tại thời điểm ban đầu: t=0 số nguyên tử chất phóng xạ N Tại thời điểm t=T số nguyên tử lại N0 Tại thời điểm t=2T số nguyên tử lại N0 Tại thời điểm t=nT số nguyên tử lại N N e t N e ln t T N t T N0 2n (2) Với N số nguyên tử chất phóng xạ thời điểm t ( số nguyên tử) ln 0,693 T T (3) số phóng xạ ( s ) T chu kì bán rã (s) (2) hàm mũ với số mũ âm thời gian t Vì khối l-ợng tỉ lệ với số hạt, nên khối l-ợng chất phóng xạ giảm theo thời gian với quy luật m m0 e t m0 e Ln T m0 t T (4) Với m khối l-ợng chất phóng xạ thời điểm t (Kg) Từ (2) (4) Trong trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo quy luật hàm số mũ c Độ phóng xạ (H) Định nghĩa: Độ phóng xạ ( H) hay hoạt độ phóng xạ l-ợng chất phóng xạ đại l-ợng đặc tr-ng cho tính chất mạnh hat yếu độ phóng xạ đặc tr-ng cho tốc độ phân rã,đ-ợc xác định số hạt nhân phân rã 1s Đơn vị becơren ( kí hiệu Bq) 1Bq= phân rã/ giây Ngoài ra: độ phóng xạ có đơn vị curi (kí hiệu Ci) 1Ci= 3,7.1010 Bq Công thức: Giỏo viờn thc hin 110 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Độ phóng xạ H chất phóng xạ giảm theo thời gian theo quy luật hàm số mũ giống nh- số hạt nhân ( số nguyên tử) t H N .N e t .N T t H H e t (5) H N (6) Với H .N độ phóng xạ ban đầu ( t=0) (5) công thức tính độ phóng xạ H nguyên tử thời điểm t Kết luận: độ phóng xạ l-ợng chất phóng xạ thời điểm t tích số phóng xạ số l-ợng hạt nhân phóng xạ chứa l-ợng chất thời điểm t Đồng vị phóng xạ ứng dụng a Đồng vị phóng xạ: có hai loại Đồng vị phóng xạ tự nhiên đồng vị phóng xạ có săn tự nhiên Đồng vị phóng xạ nhân tạo đồng vị đ-ợc chế tạo Các đồng vị phóng xạ nguyên tố hóa học có tính chất hóa học nh- đồng vị bền nguyên tố b ứng dụng Trong y học: ng-ời ta đ-a đồng vị phóng xạ khác vảo thể để theo rõi thâm nhập di chuyển nguyên tố định thể ng-ời, gọi nguyên tử đánh dấu Trong khoa học: sử dụng ph-ơng pháp xác định tuổi theo l-ợng bon 14 để xác định niên đại cổ vật gốc sinh vật khai quật đ-ợc Chuyên đề 2: phản ứng hạt nhân I Phản ứng hạt nhân Định nghĩa đặc tính a Định nghĩa Phản ứng hạt nhân t-ơng tác hai hạt nhân dẫn đến biết đổi chúng thành hạt khác Giỏo viờn thc hin 111 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 b Đặc tính: phản ứng hạt nhân đ-ợc chia làm hai loại + Phản ứng hạt nhân tự phát trình phân rã hạt nhân không bền vững hạt nhân khác 210 88 Ví dụ Po24 He 206 86 Pb + Phản ứng hạt nhân kích thích: trình hạt nhân t-ơng tác với , dẫn đến biết đổi chúng thành hạt khác c Tổng quát Hai hạt nhân A B t-ơng tác với biến đổi thành hạt nhân C D Khi ph-ơng trình phản ứng đ-ợc viết nh- sau: A+B C+D Trong đó: A, B hạt nhân tham gia phản ứng C, D hạt nhân tạo thành sau phản ứng Tr-ờng hợp riêng phản ứng hạt nhân phóng xạ A C+D Trong đó: A hạt nhân mẹ B hạt nhân C hạt Chú ý: + Năm 1909, Dơ-rơ-pho ng-ời tạo phản ứng hạt nhân: Ông cho chùm hạt , phóng từ nguồn phóng xạ 210Po , bắn phá nitơ không khí Kết là, nitơ bị phân rã biến đổi thành ôxi hiđrô He147Ni168O11H + Năm 1934, hai ông bà Giô-li-ô Quy-ri dùng hạt bắn phá nhôm, lần tạo đ-ợc đồng vị phóng xạ phôtpho 30 15 P có tính phóng xạ Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân tuân theo tất định luật bảo toàn vật lý a Định luật bảo toàn số nuclôn ( số khối A) Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn hạt t-ơng tác bằn tổng số nuclôn hạt sản phẩm AA AB AC AD b Định luật bảo toàn điện tích Tổng đại số điện tích hạt t-ơng tác tổng đại số điện tích hạt sản phẩm Giỏo viờn thc hin 112 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Z A Z B ZC Z D c Định luật bảo toàn l-ợng toàn phần ( bao gồm động l-ợng nghỉ) Tổng l-ợng toàn phần hạt t-ơng tác tổng l-ợng toàn phần hạt sản phẩm d Định luật bảo toàn động l-ợng Véctơ tổng động l-ợng hạt t-ơng tác véctơ tổng động l-ợng hạt sản phẩm PA PB PC PD m A v A mB v B mC vC mD v D Hay Chú ý: định luật bảo toàn khối l-ợng phản ứng hạt nhân Các quy tắc dịch chuyển a Phóng xạ A Z Trong đó: X 24 He ZA ' Y ' Z' Z A' A so với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí " lùi" hai ô bảng hệ thống tuần hoàn có số khối nhỏ đơn vị 226 88 Ra 24 He 222 86 Ra b Phóng xạ + Phóng xạ A Z Trong đó: X 10 e ZA ' Y ' Z ' Z A' A so với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí " tiến" ô bảng hệ thống tuần hoàn có số khối + Phóng xạ A Z Giỏo viờn thc hin X 10 e ZA ' Y ' 113 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Trong đó: Z ' Z A' A so với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí " lùi" ô bảng hệ thống tuần hoàn có số khối c Phóng xạ A Z X 00 ZAY Thực chất, hạt nhân mẹ trạng thái kích thích, chuyển xuống mức l-ợng thấp xạ sóng điện từ có l-ợng cao dòng phôtôn tia Phóng xạ kèm theo phóng xạ II Hệ thức Anh-xtanh l-ợng khối l-ợng Hệ thức Anh-xtanh l-ợng khối l-ợng Nếu vật có khối l-ợng m có l-ợng E tỉ lệ vói m , gọi l-ợng nghỉ (7) E mc Trong đó: c 3.108 m s vận tốc ánh sáng chân không m khối l-ợng vật ( Kg, u, MeV c2 ) E l-ợng nghỉ ( J, eV, MeV) Chú ý: MeV c2 1,7827.10 30 kg 1MeV 10 eV 1,6.10 13 J 1eV 1.6.10 19 J Độ hụt khối Khối l-ợng m hạt nhân ZA X nhỏ l-ợng m so với tổng khối l-ợng nuclôn tạo thành hạt nhân L-ợng m gọi độ hụt khối hạt nhân m Zm p ( A Z )mn m (8) Trong đó: m p khối l-ợng prôtôn (u) mn khối l-ợng nơtrôn (u) m khối l-ợng hạt nhân (u) Giỏo viờn thc hin 114 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Năng l-ợng liên kết Theo thuyết t-ơng đối, hệ nuclôn ban đầu có l-ợng E0 Zm p ( A Z )mn c Còn hạt nhân đ-ợc tạo thành từ chúng có l-ợng E mc Vì l-ợng toàn phần đ-ợc bảo toàn, nên có l-ợng l-ợng Wlk E0 E m.c tỏa nuclôn liên kết tạo thành hạt nhân Ng-ợc lại, muốn tách hạt nhân thành nuclôn riêng rẽ, có tổng khối l-ợng Zm p ( A Z )mn m , ta phải tốn l-ợng Wlk m.c để thắng lực t-ơng tác chúng Định nghĩa l-ợng liên kết: l-ợng liên kết hạt nhân đ-ợc đo tích độ hụt khối hạt nhân với bình ph-ơng vận tốc ánh sáng Wlk m.c (9) Trong đó: Wlk gọi l-ợng liên kết nuclôn hạt nhân hay l-ợng liên kết hạt nhân (J, eV, MeV) m độ hụt khối (u, kg) Độ bền vững hạt nhân Năng l-ợng liên kết riêng hạt nhân l-ợng liên kết tính cho nuclôn Nó đặc tr-ng cho tốc độ bền vững hạt nhân Wlkr Trong đó: Wlk A (10) Wlkr l-ợng liên kết riêng (J, eV, MeV) Wlk l-ợng liên kết (J, eV, MeV) A số khối Hạt nhân có l-ợng liên kết riêng lớn bền vững III Năng l-ợng phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân A B C D Gọi m0 m A mB tổng khối l-ợng nghỉ hạt tham gia phản ứng Giỏo viờn thc hin 115 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Gọi m mC mD tổng khối l-ợng nghỉ hạt tạo thành phản ứng m0 m nghĩa hạt thu đ-ợc sau phản ứng bền vững hạt Nếu tham gia phản ứng gọi phản ứng hạt nhân tỏa l-ợng Năng l-ợng tỏa gọi l-ợng hạt nhân Qtoa (m0 m)c 2 Nếu (11) m0 m , nghĩa hạt thu đ-ợc sau phản ứng bền vững hạt tham gia phản ứng gọi phản ứng hạt nhân thu l-ợng Qthu (m m0 )c (12) Chú ý: theo định luật bảo toàn l-ợng phản ứng hạt nhân (m A mB )c WA WB (mC mD )c WC WD Trong đó: WA ,WB ,WC ,WD lần l-ợt động t-ơng ứng với hạt (m0 m)c WC WD WA WB + Nếu m0 m , phản ứng hạt nhân tỏa l-ợng Qtoa (m0 m)c WC WD WA WB (13) Năng l-ợng tỏa phản ứng hạt nhân d-ới dạng động hạt tạo thành ( d-ới dạng chênh lệch động hạt tạo thành so với hạt tham gia phản ứng) + Nếu m0 m , phản ứng hạt nhân thu l-ợng Qthu (m m0 )c (WC WD ) WA WB (13) Năng l-ợng thu vào phản ứng hạt nhân d-ới dạng động hạt tham gia phản ứng ( d-ới dạng chênh lệch động hạt tham gia so với hạt tạo thành sauphản ứng) + Sản phẩm phản ứng kèm theo tia Tia khối l-ợng nghỉ, không mang điện, nơtrôn Sự có mặt 00 để bảo toàn l-ợng Giỏo viờn thc hin 116 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 W hc hf (m A mB )c WA WB (mC mD )c WC WD W (m0 m)c WC WD W WA WB Hay Năng l-ợng tỏa phản ứng hạt nhân d-ới dạng động hạt tạo thành l-ợng xạ có IV Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa l-ợng Năng l-ợng tỏa phản ứng hạt nhân gọi l-ợng hạt nhân Phản ứng nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch kết hợp hạt nhân nhẹ nhẹ để tạo thành hạt nhân nặng kèm theo tỏa l-ợng Ví dụ H 12H 23He 01n 3,25MeV H 13H 24 He 01n 17,6MeV Phản ứng phân hạch Phản ứng phân hạch t-ợng hạt nhân nặng nặng hấp thụ đ-ợc nơtrôn bị tách thành hai hạt nhân có số khối trung bình đồng thời tỏa l-ợng A Z Giỏo viờn thc hin X 01n ZA' X ZA''''Y Q ' 117 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 Giỏo viờn thc hin 118 Tng Th Thu Hin [...]... lắc đơn ( Rad s ) l g là gia tốc trọng tr-ờng Giỏo viờn thc hin (5 ) 12 (m s2 ) Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 l là chiều dài sợi dây (m) s0 l. 0 là li độ cong của vật tai thời điểm ban đầu (t = 0). (m) 0 là li độ góc của vật tai thời điểm ban đầu (t = 0) (Rad) Do đó ta cũng có ph-ơng trình khác mô tả chuyển động của con lắc đơn liên quan đến li độ góc 0 cos(t ) (6 ) (5 ), (6 ) là ph-ơng... cos t 2 2 2d 2 ) Vậy, ph-ơng trình sóng tổng hợp tại M là: u M 2 A(cos (d 2 d1 ) (d 2 d1 ) ) cos t 2 2 Nhận xét: ( d 2 d1 ) 2 (d d ) Biên độ dao động tổng hợp tại M là: AM 2 A cos( 2 1 ) 2 Pha ban đầu của dao động tổng hợp là: 0 cos( Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi ( d 2 d1 ) ( d 2 d1 ) với k Z ) 1 k d 2 d1 (2 k 1) 2 2 2 Nh- vậy, khi... cos(t ) Ph-ơng trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là: u AM A cos(t 2d1 ) Ph-ơng trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là: u BM A cos(t 2d 2 ) ph-ơng trình dao động tổng hợp tại M là: u M u AM u BM A cos(t 2 A cos( 2d1 ) A cos(t 2d 2 ) (d 2 d1 ) (d 2 d1 ) ) cos t 2 2 Vậy, ph-ơng trình sóng tổng hợp tại M là: u M 2 A(cos (d 2 d1 ) (d 2 d1 ). .. của vật là WdMax 1 2 1 mvMax mgl 02 2 2 (2 0) + Thế năng của vật là: Wt mgl (1 cos ) mgl (1 1 Wt mgl Wt 2 2 ) mgl 2 s 1 g m s 02 cos 2 (t ) 2 2 l 2l 2 2 (2 1) 1 mgl 02 cos 2 (t ) 2 Thế năng cực đại của vật WtMax 1 1 mghMax mgl 02 2 2 (2 2) Cơ năng của vật là: W Wd Wt 1 1 mgl 02 m 2 s02 2 2 (3 2) (2 3) là công thức tính cơ năng của vật (J) Kết luận: + cơ năng của con lắc đơn luôn... tại O + OM A + OM, Ox Giỏo viờn thc hin 17 Tng Th Thu Hin Dao ng c Lý thuyt Vt Lý 12 3 Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp a Biên độ dao động áp dụng định lí hàm cos trong tam giác OM1 M 2 (OM ) 2 (OM1 ) 2 (M 1 M ) 2 2(OM1 ). (MM 1 ) cos(OM 1 M ) A2 A12 A22 2 A1 A2 cos( 2 1 ) (1 ) (1 ) là biểu thức tính biên độ dao động tổng hợp Kết luận: biên độ dao động tổng hợp phu thuộc... A cos(t u 2 A cos( 2d 2d 2 ) A cos(t ) cos(t 2 2d ) (1 ) ) (1 ) là ph-ơng trình sóng tổng hợp tại M (1 ) cho thấy, phần tử tại điểm M dao dộng điều hòa với thần số f và biên độ dao động là: a 2 A cos( 2d 2 (2 ) ) Biên độ dao động tại điểm M phụ thuộc vào khoảng cách d = MB từ điểm M đến đầu cố định của dây Nhận xét: Nếu khoảng cách d bằng một số nguyên lần nửa b-ớc sóng ( d k ) 2... trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là: u BM A cos(t 2d 2 ) Ph-ơng trình dao động tổng hợp tại M là: u M u AM u BM A cos(t 2 A cos 2d1 ) A cos(t 2d 2 ) (d 2 d1 ) (d 2 d1 ) cos t Vậy, ph-ơng trình sóng tổng hợp tại M là: u M 2 A cos (d 2 d1 ) (d 2 d1 ) cos t Nhận xét: ( d 2 d1 ) (d 2 d1 ) Biên độ dao động tổng hợp tại M là: AM 2 A cos Pha ban... trọng tr-ờng g nơi đặt con lắc (hay vĩ độ địa lý ) Chu kỳ dao động T Tần số dao động f 2 2 l g (7 ) 1 2 2 g l (8 ) Chú ý: Con lắc đơn đ-ợc coi là dao động điều hòa khi góc lệch nhỏ ( 1 , s l ) 3.Vận tốc trong dao động điều hòa Giả sử vật dao động điều hòa với ph-ơng trình s so cos(t ) Khi đó vận tốc của vật là v s ' .s0 sin(t ) Hay v .s0 cos(t 2 ) (9 ) (1 0) Chú ý: + khi vật ở vị trí biên... Lý thuyt Vt Lý 12 Cơ năng của vật tại vị trí M bất kỳlà W Wd Wt 1 2 mv mgl(1 cos ) 2 (1 7) (1 2) là công thức tính cơ năng của con lắc đơn tại vị trí M bất kỳ Xét một vật dao động với biên độ góc nhỏ ( 1 , s l ) Khi đó sin cos 1 2 sin 2 2 1 2 2 + Động năng của vật là 1 2 1 1 g mv m 2 s 02 sin 2 (t ) m l 2 02 sin 2 (t ) 2 2 2 l (1 9) 1 2 2 Wd mgl 0 sin (t ) 2 Wd Động năng... x u M A cos 2 ( ) T (6 ) Chú ý: Nếu ph-ơng trình sóng tại nguồn có dạng: u 0 A cos(t 0 ) A cos( 2 t 0 ) T (7 ) Thì ph-ơng trình sóng tại điểm M trên ph-ơng truyền sóng ( cùng chiều với trục Ox) có dạng: t x u M A cos 2 ( ) 0 T (8 ) Nh- vậy, sóng là quá trình biến thiên tuần hoàn theo thời gian, và trong không gian 3 Tính chất của sóng hình sin Từ ph-ơng trình (5 ), nhận thấy sóng