Đang tải... (xem toàn văn)
tóm tắt kiến thức lý 12 tham khảo
Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG I : DAO ĐỘNG CƠ CHƯƠNG II : SÓNG CƠ 20 CHƯƠNG III : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 28 CHƯƠNG IV : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 33 CHƯƠNG V : SÓNG ÁNH SÁNG 42 CHƯƠNG VI : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 49 CHƯƠNG VII : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 56 Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 1/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH CHƯƠNG : DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Dao động: a Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hoàn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hòa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) theo thời gian 2π t Chu kì, tần số, tần số góc: ω=2πf= ; T= (t thời gian để vật thực n dao động) T n Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m + A = xmax: Biên độ (ln có giá trị dương) + Quỹ đạo dao động đoạn thẳng dài L = 2A + (rad/s): tần số góc; (rad): pha ban đầu; + (t + ): pha dao động + xmax = A, |x|min = Phương trình vận tốc: v = x’= - Asin(t + ) + v chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương : v > 0, theo chiều âm : v < 0) + v sớm pha π so với x + Tốc độ: độ lớn vận tốc |v|= v + Tốc độ cực đại |v|max = A vật vị trí cân (x = 0) + Tốc độ cực tiểu |v|min= vật vị trí biên (x= A ) Phương trình gia tốc: a = v’= - 2Acos(t + ) = - 2x + a có độ lớn tỉ lệ với li độ ln hướng vị trí cân + a ln sớm pha π so với v ; a x ngược pha + Vật VTCB: x = 0; vmax = A; amin = + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; amax = A2 Nhanh dần Chậm dần Chiều dương v > -A a hướng VT cân CB a hướng VT cân vmax amax A amax Chiều âm v < * Sự đổi chiều đại lượng: Chậm dần + Các vectơ a , F đổi chiều qua VTCB * Khi từ vị trí cân O vị trí biên: Nhanh dần + Vectơ v đổi chiều qua vị trí biên + Nếu a v chuyển động chậm dần + Vận tốc giảm, ly độ tăng động giảm, tăng độ lớn gia tốc, lực kéo tăng * Khi từ vị trí biên vị trí cân O: +Nếu a v chuyển động nhanh dần + Vận tốc tăng, ly độ giảm động tăng, giảm độ lớn gia tốc, lực kéo giảm Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 2/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH * Ở khơng thể nói vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” dao động loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hòa gia tốc a số Nhận xét: - Một chu kỳ dao động vật quãng đuờng S = 4A - Chiều dài quỹ đạo chuyển động vật L = 2A - Vận tốc đổi chiều vị trí biên, đạt cực đại cân theo chiều dương, cực tiểu cân theo chiều âm - Gia tốc đổi ln hướng vị trí cân Gia tốc cực đại vị trí biên âm, cực tiểu vị trí biên dương Các hệ thức độc lập: 2 x v v 2 + =1 A = x + ω A Aω a) đồ thị (v, x) đường elip a) b) đồ thị (a, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ b) a = - 2x 2 a2 v a v + = A = + ω4 ω2 Aω Aω c) đồ thị (a, v) đường elip c) d) đồ thị (F, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ d) F = -kx 2 F2 v2 F v e) + =1 A = + mω ω kA Aω e) đồ thị (F, v) đường elip Chú ý: * Với hai thời điểm t1, t2 vật có cặp giá trị x1, v1 x2, v2 ta có hệ thức tính A & T sau: 2 ω= x12 - x22 v 22 - v12 x1 v x v = 2 A + Aω = A + Aω A2 Aω v 22 - v12 x2 - x2 T = 2π 12 22 2 x1 - x v2 - v1 x2 v - x2 v v A = x12 + = 22 22 v2 - v1 ω Đồ thị dao động x v A Aω t t -A -Aω Đồ thị li độ theo thời (x – t) Đồ thị vận tốc theo thời gian (v – t) a ωA Aω2 t A -A x -ω A -Aω2 Đồ thị gia tốc theo li độ Đồ thị a - x Đồ thị gia tốc theo thời gian Đồ thị a - t v Aω -A Aω2 A Aω -Aω x -Aω v -Aω2 Đồ thị vận tốc theo li độ Đồ thị v - x Đồ thị gia tốc theo vận tốc Đồ thị a - v 10 Các dạng dao động có phương trình đặc biệt: Biên độ: A a) x = a ± Acos(t + φ) với a = const Tọa độ VTCB: x = A Tọa độ vt biên: x = a ± A b) x = a ± Acos2(t + φ) với a = const Biên độ: A ; ’=2; φ’= 2φ Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 3/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH B PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: Tính thời gian đường dao động điều hòa a) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 đến x2: * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ T 3600 Δt = = T 3600 t ? b) Tính quãng đường thời gian t: t ; n số dao động nguyên; Biểu diễn t dạng: t nT t khoảng thời gian lẻ ( t T ) s Tổng quãng đường vật thời gian t: S n.4A Với s quãng đường vật khoảng thời gian t , ta tính việc vận dụng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ: Ví dụ: Với hình vẽ bên s = 2A + (A - x1) + (A- x ) Nếu t T s A Các trường hợp đặc biệt: ; suy T Nế u t s A Nếu t nT s n4 A T Neáu t nT s n4 A A DẠNG 2: Tính tốc độ trung bình vận tốc trung bình S với S quãng đường vật khoảng thời gian t Δt 4A 2v max Tốc độ trung bình n chu kì : v tb = = T π Δx x2 - x1 Vận tốc trung bình: v = với x độ dời vật thực khoảng thời gian t = Δt Δt Tốc độ trung bình: v tb = Độ dời n chu kỳ Vận tốc trung bình n chu kì DẠNG 3: Tính thời gian chu kỳ để |x|, |v|, |a| nhỏ lớn giá trị (Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay) a) Thời gian chu kỳ vật cách VTCB khoảng nhỏ x1 t = 4t1 = x arcsin ω A lớn x1 t = 4t = x arccos ω A b) Thời gian chu kỳ tốc độ nhỏ v1 t = 4t1 = v arcsin ω Aω lớn v1 t = 4t = v arccos ω Aω (Hoặc sử dụng công thức độc lập từ v1 ta tính x1 tính trường hợp a) c) Tính tương tự với toán cho độ lớn gia tốc nhỏ lớn a1 !! DẠNG 4: Tìm số lần vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 Trong chu kỳ, vật qua vị trí biên lần vị trí khác lần (chưa xét chiều chuyển động) nên: Bước 1: Tại thời điểm t1, xác định điểm M1 ; thời điểm t2, xác định điểm M2 Bước 2: Vẽ chiều chuyển động vật từ M1 tới M2, suy số lần vật qua xo a + Nếu Δt < T a kết quả, Δt > T Δt = n.T + to số lần vật qua xo 2n + a + Đặc biệt: vị trí M1 trùng với vị trí xuất phát số lần vật qua xo 2n + a + Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 4/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH DẠNG 5: Tính thời điểm vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n Bước 1: Xác định vị trí M0 tương ứng vật đường tròn thời điểm t = & số lần vật qua vị trí x đề yêu cầu chu kì (thường 1, lần) Bước 2: Thời điểm cần tìm là: t = n.T + to ; Với: + n số nguyên lần chu kì xác định phép chia hết số lần “gần” số lần đề yêu cầu với số lần qua x chu kì lúc vật quay vị trí ban đầu M0, thiếu số lần 1, 2, đủ số lần đề cho + to thời gian tương ứng với góc quét mà bán kính OM0 quét từ M0 đến vị trí M1, M2, lại để đủ số lần DẠNG 6: Tính quãng đường lớn nhỏ Trước tiên ta so sánh khoảng thời gian t đề cho với nửa chu kì T/2 Lo ại 1: Bài toán xác định Smax – Smin vật khoảng thời gian t (t < T ) A Tìm Smax: Smax = 2A.sin với φ = ω.Δt B Tìm Smin: Smin = 2A(1 - cos ) với φ = ω.Δt T Loại 2: Tìm Smax - Smin vật khoảng thời gian Δt (T > Δt > ) A Tìm Smax: 2 Smax = 2A[1+ cos ] với Δφ = ω.Δt B Tìm Smin: 2 Smin = 2A(2 - sin ) với Δφ = ω.Δt BẢNG TÍNH NHANH CÁC GIÁ TRỊ CỰC ĐẠI – CỰC TIỂU CỦA QUÃNG ĐƯỜNG 2T 3T 5T T T T T Δt T 6 Smax A 2A+A A A 2A 2A+ A 2A +A 4A Smin 2A - A 2A- A Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 A 2A 4A -A 4A - A 3A 4A - Trang 5/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH Loại 3: Tìm Smax - Smin vật khoảng thời gian Δt ( Δt > T) Smax: Δt = nT + t* Smax = n.4A + Smax( t ) * Smin: Δt = nT + t* Smax = n.4A + Smin( t ) * -A 3A A 2 • • B- KT- • HDT T T 12 A O • • CB NB- • NB+ T 12 T 12 T T T T T T + Tính tốc độ trung bình lớn nhỏ nhất: v tbmax Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 A A 3A • • HD+ A • x KT+ B+ T T T 12 Smax S v tbmin ; với Smax , Smin tính t t - Trang 6/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO DẠNG 1: Đại cương lắc lò xo Phương trình dao động: x = Acos(t + ) Chu kì, tần số, tần số góc độ biến dạng: + Tần số góc, chu kỳ, tần số: k m l0 ; T 2 m k ; f A k 2 m Fđh mg k P + k = m ω2 Chú ý: 1N/cm = 100N/m + Nếu lò xo treo thẳng đứng: T m k l CB g Với Nhận xét: Chu kì lắc lò xo + tỉ lệ với bậc m; tỉ lệ nghịch với bậc k + phụ thuộc vào m k; khơng phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu) A x Trong khoảng thời gian, hai lắc thực N1 N2 dao động: m2 N1 = m1 N2 Chu kì thay đổi khối lượng: Lò xo K gắn vật nặng m1 dao động với chu kỳ T1 Còn gắn vật nặng m2 dao động với chu kỳ T2 a Xác định chu kỳ dao động vật gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 T T1 T2 2 b Xác định chu kỳ dao động vật gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 + + mn T T12 T22 Tn2 c Xác định chu kỳ dao động vật gắn vật có khối lượng m = a m1 + b.m2: T aT1 b.T2 2 Chu kì thay đổi độ cứng: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l cắt thành lò xo có độ cứng k1, k2, chiều dài tương ứng l1, l2… có: kl = k1l1 = k2l2 (chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với l lò xo) Ghép lò xo: * Nối tiếp: = + + treo vật khối k k1 k2 * Song song: k = k1 + k2 + … treo vật khối lượng thì: 1 = + + T T1 T2 lượng thì: T2 = T12 + T22 (chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với bình phương T ta có cơng thức này) DẠNG 2: Lực hồi phục, lực đàn hồi & chiều dài lò xo vật dao động Lực hồi phục: nguyên nhân làm cho vật dao động, hướng vị trí cân biến thiên điều hòa tần số với li độ Lực hồi phục CLLX không phụ thuộc khối lượng vật nặng Fhp = - kx = -mω2 x (Fhpmin = 0; Fhpmax = kA) Chiều dài lò xo: Với l0 chiều dài tự nhiên lò xo a Con lắc lò xo nằm ngang - VTCB: vị trí lò xo khơng bị biến dạng (ℓ0 = 0) - Do VTCB lò xo không biến dạng, nên chiều dài cực đại cực tiểu lò xo q trình dao động l max l0 A , ℓ0 chiều dài tự nhiên lò xo l l0 A Tại vị trí cân bằng: Fđhmin = + Fđh = Fph = kx = k l (x = Tại vị trí biên dương: Fđhmax = kA ℓ0 ( ℓ0 = 0) m + A VTCB A Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 -A Tại vị trí biên âm: Fđhmax = kA ℓmin = ℓ0 - A ℓmax = ℓ0 + A m l : độ biến dạng; đơn vị mét) VTCB m + A -A VTCB A - Trang 7/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH DAO ĐỘNG CƠ Chú ý: - Lực tác dụng vào điểm treo Q thời điểm có độ lớn lực đàn hồi ngược chiều - Lực kéo hợp lực lực đàn hồi trọng lực: + Khi lắc lò xo nằm ngang: Lực hồi phục có độ lớn lực đàn hồi (vì VTCB lò xo khơng biến dạng) + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng: Lực kéo hợp lực lực đàn hồi trọng lực b Con lắc lò xo treo thẳng đứng Tính thời gian lò xo dãn - nén chu kì: a Khi A > l (Với Ox hướng xuống): Trong chu kỳ lò xo dãn (hoặc nén) lần - Thời gian lò xo nén tương ứng từ M1 đến M2 : 2α với: OM Δ tn = cosα = = ω OM1 A - Thời gian lò xo dãn tương ứng từ M2 đến M1 : t d = T - t n = 2(π - α) ω b Khi l ≥ A (Với Ox hướng xuống): Trong chu kỳ td = T; tn = Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 8/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH DẠNG 3: Năng lượng dao động điều hoà CLLX Lưu ý: Khi tính lượng phải đổi khối lượng kg, vận tốc m/s, ly độ mét a Thế năng: Wt = kx2 = mω2x2 = mω2 A2cos2(ωt + φ) 2 2 b Động năng: Wđ = mv = mω2 A2sin2(ωt + φ) c Cơ năng: W Wt kA Wd m 2 A2 const Nhận xét: + Cơ bảo toàn tỉ lệ với bình phương biên độ + Khi tính động vị trí có li độ x thì: Wđ = W – Wt = k(A2 - x2 ) + Dao động điều hồ có tần số góc , tần số f, chu kỳ T Wđ Wt biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T/2 + Trong chu kỳ có lần Wđ = Wt, khoảng thời gian hai lần liên tiếp để Wđ = Wt là T/4 + Thời gian từ lúc Wđ = Wđ max (Wt = Wt max) đến lúc Wđ = Wđ max /2 (Wt = Wt max /2) T/8 a max v max A + Khi W nW W Wđ Wt (n 1)Wt x ;a ;v đ t n n 1 n + Khi x A n Wđ Wt A ( )2 x n2 1 v0 Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 9/62 - DAO ĐỘNG CƠ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH DẠNG 4: Viết phương trình dao động điều hồ x = Acos(t + φ) (cm) * Cách 1: Ta cần tìm A, φ thay vào phương trình Cách xác định : Xem lại tất công thức học phần lý thuyết Ví dụ: v 2 = 2πf = = T A2 x 2 Cách xác định A: = a max a = x Ngoài công thức biết như: A = A x2 ( = v max A A= x2 ( ω= A= * thả bng nhẹ A = l0 - d v ) * truyền cho vật vận tốc v x = l0 - d A= x2 ( x2 ( v ) @ Nếu d l0 v x ( )2 * thả bng nhẹ A = l0 + d * truyền cho vật vận tốc v x = l0 + d c) Kéo vật xuống đến vị trí lò xo giãn đoạn d * thả bng nhẹ thì: A = d - l * truyền cho vật vận tốc v thì: x = d - l A= 2W , lò xo treo k d) Đẩy vật lên đoạn d @ Nếu d < l0 b) Đưa vật đến vị trí lò xo khơng biến dạng * thả bng nhẹ thì: A = l * truyền cho vật vận tốc v thì: x = l k g g = (CLLX) ; ω = (CLĐ) m l Δl v = v max = a max = Fmax = l max l = ) k 2 thẳng đứng ta cần ý thêm trường hợp sau: a) Kéo vật xuống khỏi VTCB đoạn d * thả bng nhẹ (v = 0) thì: A = d * truyền cho vật vận tốc v thì: x = d A= x2 ( v ) v ) Cách xác định : Dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0 * Nếu t = : x cos A v ; v - x = x0, xét chiều chuyển động vật x A cos v0 A sin - x = x0 , v = v0 tanφ = -v φ=? x0 ω a A cos(t ) x1 A cos(t ) φ = ? φ =? v1 A sin(t ) v1 A sin(t ) * Nếu t = t0 : thay t0 vào hệ * Cách khác: Dùng máy tính FX570 ES Xác định kiện: tìm , thời điểm ban đầu (t = 0) tìm x0 v0 ; Với ( v0 A2 x02 ) Chú ý: lấy dấu “+” vật chuyển động theo chiều dương + Mode + Nhập: x0 - v0 i (chú ý: chữ i máy tính – bấm ENG) ω + Ấn: SHIFT = Máy tính hiện: A Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 10/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Do trùng N vạch nên số vân sáng quan sát là: N = (N1 + N2) - N Với (N1 + N2) tổng số vân sáng hai xạ c) Số vân tối trùng số vân tối quan sát xạ toàn trường giao thoa L đoạn MN (xM < xN) Tương tự câu a) ta có: k1 + 0,5 λ p p.(n + 0,5) λD λD = = = x = (k1 + 0,5) = p(n + 0,5) k + 0,5 λ1 q q.(n + 0,5) a a (Bài tốn có nghiệm p ; q đờng thời hai số ngun lẻ hai vân sáng trùng vân tối trùng của hệ vân ngược lại) Cho x nằm vùng khảo sát ( - L L x xM x xN ) tìm n ; ta biết số vân tối 2 trùng ( N ) vị trí trùng Số vân tối quan sát là: N = (N1 + N2) - N Với (N1 + N2) tổng số vân tối hai xạ d) Số vị trí trùng vân sáng vân tối xạ toàn trường giao thoa L đoạn MN (xM < xN) + Vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ : x = k1 λ1D λD = k + 0,5 a a qk1 = p k + 0,5 (Bài tốn có nghiệm p số ngun chẵn) + Vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ : x = k1 + 0,5 λ1D λD = k2 a a q k1 + 0,5 = pk (Bài tốn có nghiệm q số nguyên chẵn ) CHỦ ĐỀ 3: CÁC LOẠI QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA BỨC XẠ Máy quang phổ: Là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng phức tạp tạo thành thành phần đơn sắc Máy quang phổ gồm có phận chính: + Ống chuẩn trực: để tạo chùm tia song song + Hệ tán sắc: để tán sắc ánh sáng + Buồng tối: để thu ảnh quang phổ Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 48/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH Các loại quang phổ loại tia xạ: QP vạch QP vạch hấp QP liên tục phát xạ thụ Định nghĩa Nguồn phát Tính chất Ứng dụng Là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Các chất rắn, chất lỏng chất khí áp suất lớn bị nung nóng - Khơng phụ thuộc chất vật, phụ thuộc nhiệt độ vật - Nhiệt độ cao, miền phát sáng vật mở rộng vùng ánh sáng có bước sóng ngắn Đo nhiệt độ vật Là hệ thống vạch màu riêng rẽ nằm tối Là hệ thống vạch tối riêng rẽ quang phổ liên tục Các chất khí hay áp suất thấp bị kích thích nóng sáng Do chiếu chùm ánh sáng qua khối khí hay nung nóng nhiệt độ thấp nhiệt độ của nguồn sáng trắng Nguyên tố khác có quang phổ vạch riêng khác số lượng, vị trí màu sắc, độ sáng tỉ đối vạch (vạch quang phổ khơng có bề rộng) LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng dài bước sóng tia đỏ (dài 0,76m) Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng ngắn bước sóng tia tím (ngắn 0,38m) Là sóng điện từ có bước sóng ngắn, từ 10-8m ÷ 10-11m Mọi vật có nhiệt độ cao nhiệt độ mơi trường lò than, lò điện, đèn dây tóc… Các vạch tối xuất vị trí vạch màu của quang phổ vạch phát xạ - Tác dụng nhiệt - Gây số phản ứng hóa học - Có thể biến điệu sóng cao tần - Gây tượng quang điện số chất bán dẫn Xác định thành phần (nguyên tố), hàm lượng thành phần vật - Sấy khô, sưởi ấm - Điều khiển từ xa - Chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh - Quân (tên lửa tự động tìm mục tiêu, camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại…) Các vật bị nung nóng đến 2000oC; đèn thủy ngân, hồ quang điện - Tác dụng lên phim ảnh, Làm ion hóa khơng khí, gây phản ứng quang hóa, quang hợp, gây tượng quang điện - Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào da, diệt khuẩn… - Bị nước thủy tinh hấp thụ mạnh - Khử trùng nước uống, thực phẩm - Chữa bệnh còi xương - Xác định vết nức bề mặt kim loại Ống rơnghen, ống cu-lít-giơ - Khả đâm xuyên mạnh - Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa khơng khí, làm phát quang nhiều chất, gây tượng quang điện hầu hết kim loại - Tác dụng diệt vi khuẩn, hủy diệt tế bào - Chiếu điện, chụp điện dùng y tế để chẩn đoán bệnh - Chữa bệnh ung thư - Kiểm tra vật đúc, dò bọt khí, vết nứt kim loại - Kiểm tra hành lí hành khách máy bay Phát tia hồng ngoại tia tử ngoại Chú ý: Mặt trời nguồn phát quang phổ liên tục quang phổ của mặt trời mà ta thu mặt đất lại quang phổ vạch hấp thụ của khí mặt trời Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 49/62 - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH Thang sóng điện từ: Miền SĐT Sóng vơ tuyến Tia hồng ngoại (m) 3.104 10-4 10-3 7,6.10-7 Tia tử ngoại Ánh sáng nhìn thấy 7,6.10-7 3,8.10-7 Tia X 3,8.10-7 10-9 Tia Gamma 10-8 10-11 Dưới 10-11 DẠNG : Tia Rơn-ghen Ở ta xét tốn xi, ngược liên quan đến điện áp UAK, động elecron, bước sóng ngắn (hoặc tần số lớn nhất) mà ống Rơn-ghen phát 1/ Tính bước sóng ngắn tia X phát ra: - Theo định luật bảo toàn lượng: Năng lượng dòng electron = lượng tia X + Nhiệt (nhiệt lớn so với lượng tia X) ε = ε X +Q ε X hc hc hc ε ε λX λX λX ε - Ta có: Năng lượng dòng electron = động chùm electron đập vào đối Katốt ε = Wd = e.U AK λ X h.c eU AK - + F A K Nước làm nguội F hc Suy bước sóng ngắn tia X phát là: λ Xmin = e.U AK ’ Tia X 2/ Tính nhiệt lượng làm nóng đối Katốt: Nhiệt lượng làm nóng đối Katốt tổng động quang electron đến đập vào đối Katốt : Q = W = N.Wđ = N.ε với N = I.t tổng số quang electron đến đối Katốt e Kết hợp với Q = m.c.(t2 - t1) ; với c nhiệt dung riêng kim loại làm đối Katốt Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 50/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 1: QUANG ĐIỆN NGỒI Thí nghiệm Hertz tượng quang điện a) Thí nghiệm ▪ Chiếu chùm ánh sáng tử ngoại phát từ hồ quang vào kẽm tích điện âm (tấm kẽm thừa electron) gắn diện nghiệm ta thấy hai điện nghiệm cụp lại, kẽm điện tích âm ▪ Chắn chùm tia từ ngoại từ hồ quang kính tượng khơng xảy ▪ Thay kẽm tích điện âm kẽm tích điện dương, tượng không xảy Thay kẽm kim loại khác tích điện âm tượng xảy bình thường Kết luận: Khi chiếu chùm ánh sáng thích hợp có bước sóng ngắn vào bề mặt kim loại làm cho electron bề mặt kim loai bị bật Hiện tượng gọi tượng quang điện Các e bị bật gọi e quang điện b) Khái niệm tượng quang điện Hiện tượng electron bị bật chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào kim loại gọi tượng quang điện ngoài, hay gọi tắt tượng quang điện 2) Thí nghiệm với tế bào quang điện a) Khái niệm tế bào quang điện Tế bào quang điện bình chân khơng (đã hút hết khơng khí bên trong), gồm có hai điện cực: ▪ Anot vòng dây kim loại ▪ Catot có dạng chỏm cầu kim loại ▪ Khi chiếu vào catốt tế bào quang điện ánh sáng đơn sắc có bước sóng thích I hợp mạch xuất dòng điện gọi dòng quang điện b) Kết thí nghiệm Ibảo hòa ▪ Với kim loại dùng làm catot, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ nhỏ giới hạn λ0 tượng xảy ▪ Cường độ dòng quang điện phụ thuộc vào UAK theo đồ thị sau: + UAK > 0: Khi UAK tăng I tăng, đến giá trị đó, I đạt đến giá trị bão hòa Lúc UAK tăng I không tăng Uh O + UAK < 0: I không triệt tiêu mà phải đến giá trị UAK = Uh < U ♥ Chú ý: ▪ Muốn cho dòng quang điện triệt tiêu phải đặt AK hiệu điện hãm Uh < 0, trị số của Uh phụ thuộc vào bước sóng λ của chùm sáng kích thích ▪ Dòng quang điện bão hòa tất electron bứt khỏi Catot đến Anot ▪ Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích mà khơng phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích mv02max ▪ Độ lớn của Uh tính từ biểu thức của định lý động năng: eU h , e = –1,6.10–19 C điện tích của electron, m = 9,1.10–31kg khối lượng của electron Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 51/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Các định luận Định luật : Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng λ0 λ0 gọi giới hạn quang điện kim loại λ≤ λ0 Chú ý: Nếu chiếu đồng thời xạ λ1 , λ xạ gây tượng quang điện ta tính tốn với xạ có bước sóng bé Tên kim loại Bạc (Ag) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Nhôm (Al) Canxi (Ca) Natri (Na) Kali (K) Xesi (Cs) Giới hạn quang điện (λ0) 0,26 μm 0,3 μm 0,35 μm 0,36μm 0,43 μm 0,5 μm 0,55 μm 0,58 μm Định luật : Đối với ánh sáng thích hợp ( có λ≤ λ0 ) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích, mà khơng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích Định luật : Động ban đầu cực đại electron quang điện khơng phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại làm catot (hay λ0) Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ phát xạ có giá trị hồn tồn xác định, gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ ε : ε = hf = hc λ Trong đó: h = 6,625.10-34 J.s gọi số Plăng Giới hạn quang điện: λ hc kim loại đặc trưng riêng kim loại bước sóng A lớn của ánh sáng kích thích Trong đó: A cơng êléctrơn (đơn vị: Jun) Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn) Anh-xtanh + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng ε = hf + Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn + Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm sáng dù yếu chứa nhiều phôtôn nhiều nguyên tử, phân tử phát Vì ta nhìn thấy chùm sáng liên tục + Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt Trong tượng quang học, tính chất sóng thể rõ tính chất hạt lại mờ, ngược lại Thể tính chất sóng Thể tính chất hạt ● Hiện tượng giao thoa ● Hiện tượng quang điện ● Hiện tượng nhiễu xạ ● Hiện tượng gây phát quang ● Hiện tượng tán sắc… ● Tính đâm xun, gây ion hóa chất khí… Cơng suất xạ nguồn sáng: P = n f ε Với nf số phôtôn nguồn phát 1s MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP Phương trình Einstein a Giới hạn quang điện: 0 hc ; 1eV 1,6.10 19 J A( J ) Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 52/62 - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH b Động năng: W0 ñM mv0 M (J ) c Phương trình Einstein: hc hf A Max mv m 9,1.10 31 kg c 3.10 m / s h 6,625.10 34 Js Dòng quang điện bão hòa: I bh n e (Trong n số e bứt 1giây) Công suất xạ nguồn: P N N Hiệu suất lượng tử: H hc (W ) Nε số phôtôn đến Katot giây n 100% N Xét vật lập điện, có điện cực đại VMax khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động mv0 Max điện trường cản có cường độ E tính theo cơng thức: eVMax eEd Max Vận tốc quang e tới Anot Với U hiệu điện anốt catốt, vA vận tốc cực đại electron đập vào anốt, vK = v0Max vận tốc ban đầu cực đại electron rời catốt thì: eU mv A 2 mvK Hiệu điện hãm Uh - Là hiệu điện A K để triệt tiêu dòng quang điện UAK = - Uh < - Phương trình xác định hiệu điện hãm: eU h Wd0max hc mv 02 max A hc Wñ A mevA X Bước sóng nhỏ tia X: W W e.U ; W hc hc AK ñ K ñ K đ A 0 Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc v từ trường B + R mv , eB sin = (v,B) + Xét electron vừa rời khỏi catốt v = v0Max + Khi v B sin R mv eB Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại VMax, … tính ứng với xạ có Min (hoặc fMax) 10 Bán kính lớn quang e đập vào anot bật từ K bị chiếu sáng Uh R 2d U AK d : khoảng cách A K với Uh : Hiệu điện ha~m U : Hiệu điện A vaø K AK 11 Electron chuyển động thẳng điện, từ trường: f L Fd v0max Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 E B - Trang 53/62 - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH CHỦ ĐỀ 2: MẪU BO Tiên đề (Tiên đề trạng thái dừng): Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ khơng hấp thụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ hấp thụ lượng của nguyên tử ): Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ nguyên tử phát phơtơn có lượng hiệu En – Em: = hfnm = En – Em Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En – Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Chú ý: Nếu phơtơn có lượng hf mn mà E n < hf mn < E m nguyên tử không nhảy lên mức lượng mà trạng thái dừng ban đầu En hấp thụ xạ hfmn Em hfnm Hệ quả: Ở trạng thái dừng electron nguyên tử chuyển động quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng - Đối với nguyên tử Hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp: rn = n2r0 , với n số nguyên r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo Bán kính K (n = 1) r0 L (n = 2) r0 M (n = 3) r0 N (n = 4) 16 r0 Hấp thụ lượng Trạng thái (tồn bền vững) O (n = 5) 25 r0 P (n = 6) 36 r0 Trạng thái kích thích (chỉ tồn thời gian cỡ 10-8s) Bức xạ lượng 13,6 (eV) Với n N* n2 → Năng lượng ion hóa ngun tử hi đrơ từ trạng thái bản: E0 = 13,6(eV) = 21,76.10-19 J Tính lượng electron quỹ đạo dừng thứ n: En = - Quỹ đạo Năng lượng K (n = 1) 13,6 12 L (n = 2) 13,6 22 M (n = 3) 13,6 32 Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: Cho bước sóng tính bước sóng khác: N (n = 4) O (n = 5) 13,6 42 hc = Em - En λ mn 13,6 52 λ mn = P (n = 6) 13,6 62 hc Em - En 1 ; f = f + f (như cộng véctơ) 13 12 23 = + λ 13 λ 12 λ 23 -1 với R H = 1,09.10 m (máy tính fx 570 ES: bấm SHIFT 16 ) 1 RH( - ) n m Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: rn = n2r0 ; với r0 = 5,3.10-11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Khi electron chuyển mức lượng, tìm số vạch phát ra: - Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm Hoặc dùng công thức: λ = - Hoặc dùng công thức: N = Chứng minh: N C2n n(n -1) ; với n số vạch mức lượng n! n(n 1) ; C2n tổ hợp chập n n !2! 9* Tính vận tốc tần số quay electron chuyển động quỹ đạo dừng n: Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 54/62 - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH Lực Culông electron hạt nhân giữ vai trò lực hướng tâm k k 2,2.106 = Vận tốc electron: v = e (m / s) ; với me rn n Tần số quay electron: ω = 2π.f = v rn f e2 v2 = m nên: e rn2 rn 2 k = 9.10 (Nm / C ) -31 me = 9,1.10 kg v 2π.rn 10* Cường độ dòng điện phân tử electron chuyển động quỹ đạo gây ra: I = q e e = = ω t T 2π (vì electron chuyển động quỹ đạo tròn nên t = T) Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 55/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 3: QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG PHÁT QUANG & LAZE I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn tượng quang điện a) Chất quang dẫn: chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp b) Hiện tượng quang điện trong: * Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất bán dẫn, làm giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện gọi tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở pin quang điện Chú ý: ● Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới chất bán dẫn, với tượng quang điện ngồi phải kim loại ● Bức xạ hồng ngoại gây tượng quang điện số chất bán dẫn Trong khơng thể gây tượng quang điện kim loại Quang điện trở - Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện - Quang điện trở ứng dụng mạch điều khiển tự động Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện * Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Được lắp đặt sử dụng miền núi, hải đảo, nơi xa nhà máy điện II HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Khái niệm phát quang Hiện tượng xảy số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Chất có khả phát quang gọi chất phát quang Ví dụ: Nếu chiếu chùm ánh sáng tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu lục (hình vẽ) Ở đây, ánh sáng tử ngoại ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang Thành đèn ống thơng thường có phủ lớp bột phát quang Lớp bột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích ánh sáng giàu tia tử ngoại thủy ngân đèn phát lúc có phóng điện qua - Huỳnh quang : phát quang chất lỏng chất khí , có đặc điểm ánh sáng phát quang tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích, ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích kthq - Lân quang : phát quang chất rắn , có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích , ứng dụng chế tạo loại sơn biển báo giao thơng, tượng phát sáng … Chú ý: ☻ Ngồi tượng quang – phát quang có tượng phát quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – phát quang (ở đèn LED); phát quang catơt (ở hình ti vi) ☻ Sự phát sáng đèn ống quang - phát quang vì: đèn ống có tia tử ngoại chiếu vào lớp bột phát quang phủ bên thành ống đèn ☻ Sự phát sáng đèn dây tóc, nến, hồ quang quang - phát quang - Đặc điểm phát quang : Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 56/62 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Đặc điểm tượng phát quang: - Nó kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích - Bước sóng ' ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng kích thích: λ > λ (hay ε < ε f < f) ' ' ' III SƠ LƯỢC VỀ LAZE Định nghĩa, đặc điểm, phân loại ứng dụng laze - Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng - Một số đặc điểm tia laze: + Tia laze có tính đơn sắc cao + Tia laze chùm sáng kết hợp (các phơtơn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) + Tia laze có cường độ lớn Chú ý: Tia laze khơng có đặc điểm cơng suất lớn, hiệu suất của laze nhỏ - Các loại laze: + Laze rắn, laze rubi (biến đổi quang thành quang năng) + Laze khí, laze He – Ne, laze CO2 + Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As, sử dụng phổ biến (bút bảng) - Một vài ứng dụng laze: Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực + Y học: dùng dao mổ phẩu thuật mắt, chữa bệnh ngồi da… + Thơng tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin cáp quang… + Cơng nghiệp: khoan, cắt, tơi, xác vật liệu công nghiệp SO SÁNH Hiện tượng quang điện 0 = hf e- Kim loại Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 Hiện tượng quang điện ' '0 = hf’ e- Bán dẫn - Trang 57/62 - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH CHƯƠNG : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu hạt nhân nguyên tử : Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt sơ cấp gọi nuclôn gồm: Ki hiệu Hạt sơ cấp (nuclon) Prôtôn: Nơtrôn: Khối lượng theo kg p 11H mp = 1,67262.10 27 kg Khối lượng theo u 1u =1,66055.10 -27 kg mp =1,00728u n 01n mn = 1,67493.10 27 kg mn =1,00866u Điện tích khơng mang điện tích +e A 1.1 Kí hiệu hạt nhân: Z X - A = số nuctrôn : số khối - Z = số prơtơn = điện tích hạt nhân (ngun tử số) - N A Z : số nơtrôn 1.2 Bán kính hạt nhân nguyên tử: - + Nguyên tử Hidrơ, Hạt nhân có nuclơn prơtơn R 1, 1015 A3 (m) - + + Hạt nhân Hêli có nuclơn: prơtơn nơtrơn Ví dụ: + Bán kính hạt nhân H H: R = 1,2.10-15m + Bán kính hạt nhân 27 13 Al Al: R = 3,6.10-15m 2.Đồng vị ngun tử có số prơtơn ( Z ), khác số nơtrơn (N) hay khác số nuclơn (A) Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị: 11H ; 12 H ( 12 D) ; 13 H ( 31T ) + Đồng vị bền : thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị + Đồng vị phóng xạ ( khơng bền): có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo 3.Đơn vị khối lượng nguyên tử - u : có giá trị 1/12 khối lượng đồng vị cacbon 126C - 12 12 g g 1, 66055 1027 kg 931,5 MeV / c ; 1MeV 1, 1013 J 23 12 N A 12 6, 0221.10 E Khối lượng lượng: Hệ thức Anhxtanh lượng khối lượng: E = mc2 => m = c 1u => khối lượng đo đơn vị lượng chia cho c2: eV/c2 hay MeV/c2 - Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng tăng m0 lên thành m với: m = m0 gọi khối lượng nghỉ m gọi khối lượng động 1 v2 c2 Tên gọi Kí hiệu Ghi p Công thức 1 H hay p prôtôn D 2 hiđrô nặng T 3 hiđrô siêu nặng α bêta trừ β- 1 e bêta cộng β+ 1 e nơtron nơtrinô n đơteri triti anpha Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 H hay D H hay T He - hiđrô nhẹ Hạt Nhân Hêli electron Pôzitôn (phản electron) n không mang điện không mang điện, m0 = 0, v ≈ c - Trang 58/62 - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: Thuyết tương đối - Cấu trúc hạt nhân m0 - Khối lượng nghỉ: m0 ; Khối lượng tương đối tính: m m0 v2 c2 - Năng lượng nghỉ: W0 = m0c2 ; Năng lượng toàn phần: W = mc2 - Động năng: Wđ = K = W – W0 = (m – m0)c2 A Z - Hạt nhân X , có A nuclơn ; Z prơtơn (A – Z) nơtrôn - Độ hụt khối: m = Zmp + (A – Z)mn – mhn - Năng lượng liên kết hạt nhân: Wlk = m.c2 ; với: uc 931,5 MeV - Năng lượng liên kết tính riêng: Wlk (đặc trưng cho tính bền vững của hạt nhân) A m N A A - Số hạt nhân m gam chất đơn nguyên tử: N Với NA = 6,02.1023hạt/mol (máy tính fx 570 ES: bấm SHIFT 24 ) DẠNG 2: Phóng xạ t , ta có: m T * Các cơng thức bản: Đặt k m k t m0 e ; N N0 k N0 e t Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành số hạt tạo thành: N N0 N N0 e λt Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: Phần trăm chất phóng xạ lại: N = m = 2-k = e-λt N m0 Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: Tỉ lệ số nguyên tử hạt nhân hạt nhân mẹ thời điểm t: ΔN N0 Chú ý: Nếu t 0: phản ứng tỏa lượng + Nếu b) Bài toán vận dụng định luật bảo tồn: * Tổng qt: dùng để tính góc phương chuyển động hạt E < 0: phản ứng thu lượng P3 * O P1 1 2 E = K3 + K - K1 * P4 = P12 + P32 - 2P1P3cosα1 * P12 = P32 + P42 - 2P3P4cosα P4 P3 P1 E = K3 + K - K1 * * TH1: Hai hạt bay theo phương vng góc Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 O P4 *P P32 P42 m1 K m3K3 m 4K - Trang 60/62 - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH * TH2: Hai hạt sinh có vectơ vận tốc E = K3 + K - K1 * * K3 K4 m3 m4 * m1v1 = m3.v3 + m4.v4 * TH3: Hai hạt sinh giống nhau, có động P3 * O P1 1 E = 2K K1 2K K1 α α * P1 = 2P3cos = 2P4cos 2 P4 * TH4: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành hạt con) * * E = K3 K3 K4 v3 v4 K4 m4 m3 Chú ý: Khi tính vận tốc hạt thì: - Động hạt phải đổi đơn vị J (Jun) (1MeV = 1,6.10-13J) - Khối lượng hạt phải đổi kg (1u = 1,66055.10-27kg) DẠNG 4: Năng lượng phân hạch – nhiệt hạch * So sánh phân hạch nhiệt hạch Phân hạch Nhiệt hạch Là phản ứng hạt nhân nặng vỡ Là phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ (số khối trung tổng hợp lại thành hạt nhân nặng vài Định nghĩa bình) vài nơtron nơtron Là phản ứng tỏa lượng Là phản ứng toả lượng Đặc điểm Điều kiện Ưu nhược k1 + k = 1: kiểm soát + k > 1: khơng kiểm sốt được, gây bùng nổ (bom hạt nhân) - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ - Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn - Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Gây nhiễm mơi trường (phóng xạ) Khơng gây nhiễm môi trường * Một số dạng tập: - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng : M0 M Tìm lượng toả xảy phản ứng: E = ( M0 – M ).c2 MeV - Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ): E = Q.N = Q - Hiệu suất nhà máy: H= m N (MeV) A A Pci (%) Ptp - Tổng lượng tiêu thụ thời gian t: A = Ptp T - Số phân hạch: ΔN = Ptp t A = ΔE ΔE - Nhiệt lượng toả ra: Q = m.q ; với q suất tỏa nhiệt nhiên liệu Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 - Trang 61/62 - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH - Gọi P công suất phát xạ Mặt Trời ngày đêm khối lượng Mặt Trời giảm lượng m E c P.t c2 ** MỘT SỐ DẠNG TỐN NÂNG CAO: * Tính độ phóng xạ H: H λN H o e t H o t T → Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ Đơn vị: 1Bq(Becoren) = 1phân rã/s Hoặc: 1Ci(curi) = 3,7.1010 Bq * Thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ: V0 = Thầy Đỗ Quang Ngọc - 0966096692 H0 t V ; Với V thể tích dung dịch chứa H TH - Trang 62/62 -