Đang tải... (xem toàn văn)
Phần 1 cuốn giáo trình Vật lý lý sinh giới thiệu tới người đọc các kiến thức y vật lý cơ bản bao gồm: Cơ học; nhiệt động học; điện và từ; quang học; nguyên tử, phân tử và phóng xạ hạt nhân. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
lộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO rl>ẠI H Ọ C T H Á I N G U Y Ê N TẠO NGUYÊN M I N H TÂN B ộ GIÁO DỤC VÀ Đ Ả O TẠO ĐẠI H Ọ C THÁI NGUYÊN NGUYỄN M I N H TÂN G I Á O V Ậ T L Ý T R Ì N H L Ý S I N N H À XUẤT BẢN Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G I A HÀ N Ộ I H S Á C H Đ Ư Ợ C X U Ấ T B Ả N B Ở I s ự TÀI T R Ợ C Ủ A D ự ÁN GIÁO D Ụ C Đ Ạ I H Ọ C M Ụ C L Ụ C Trang Lời nói đấu P H Ầ N ì N H Ữ N G K I Ê N T H Ú C Y V Ậ T L Í c B Ả N C h u ô n g C o h ọ c - 11 Ì C c k h i n i ệ m v đ i l ợ n g v ậ t lý c b ả n 11 C h ọ c c h ấ t l u 21 D a o đ ộ n g v s ó n g 27 C h u n g N h i ệ t đ ộ n g h ọ c 33 Ì T h u y ế t đ ộ n g h ọ c p h n t , c c đ ị n h luật t h ự c n g h i ệ m v ề c h ấ t k h í 33 C c t h ô n g s ố v c c n g u y ê n lý n h i ệ t đ ộ n g c b ả n 36 C c h i ệ n t ợ n g n h i ệ t đ ộ n g c b ả n 46 C h u ô n g Đ i ệ n v T 51 Ì Đ i ệ n t r n g , đ i ệ n t h ế , h i ệ u đ i ệ n t h ế , n g u n đ i ệ n v d ò n g đ i ệ n 51 T c d ụ n g t d ò n g đ i ệ n 56 T r n g đ i ệ n t , s ó n g đ i ệ n t 60 C h u ô n g Q u a n g h ọ c 65 Ì B n chất n h s n g 65 P h n x , k h ú c x , n h i ễ u x v g i a o t h o a n h s n g 68 3.Hiệu ứng quang điện 75 C h n g N g u y ê n t , p h â n t v P h ó n g x h t n h â n 79 Ì H t c b ả n , N g u y ê n tử, P h â n tử, H t n h â n 79 P h ó n g x h t n h â n 84 Đ ị n h l u ậ t p h â n r ã p h ó n g x , t í n h c h ấ t c c tia p h ó n g x 89 P H À N l i CO SỞ LÝ SINH Y H Ọ C C h u ô n g N ă n g l ợ n g v s ự s ố n g 93 95 Ì P h n g t r ì n h c b ả n v ề c â n b ằ n g nhiệt v c c q u trình b i ế n đ ổ i lượng thể người 95 T r n g thái d n g v dịch c h u y ể n E n t r o p i c c h ệ t h ố n g s ố n g N ă n g l ợ n g c c p h ả n ứ n g h ó a sinh 99 loi C h n g V ậ n c h u y ể n c ủ a v ậ t c h ấ t t r o n g c t h ể s i n h v ậ t Ì C c p h â n t , i o n v d u n g d ị c h t r o n g c t h ể 106 106 C c h i ệ n t ợ n g v ậ n c h u y ể n v ậ t chất c b ả n t r o n g c t h ể sinh v ậ t no C c c c h ế v ậ n c h u y ể n c ủ a v ậ t c h ấ t qua m n g t ế b o 115 C h n g L ý s i n h t u ầ n h o n 126 Ì H o t đ ộ n g c ủ a h ệ t u ầ n h o n 126 M c h m u , c c h ế v ậ n c h u y ể n m u t r o n g h ệ t h ố n g m c h m u 129 N h ữ n g y ế u t ố n h h n g đ ế n t u ầ n h o n m u 135 C h u ô n g L ý s i n h h h ấ p 140 Ì H o t đ ộ n g h ô h ấ p c t h ể 140 C c h ế v ậ n c h u y ể n k h í t r o n g h o t đ ộ n g h ô h ấ p 143 N h ữ n g y ế u t ố ả n h h n g t i h o t đ ộ n g h ô h ấ p 148 C h n g C c h i ệ n t ợ n g đ i ệ n S i n h v ậ t 151 1.Các loại đ i ệ n t h ế sinh v ậ t c b ả n 151 C c h ê p h t s i n h v l a n t r u y ề n c ủ a c c l o i đ i ệ n t h ế s i n h v ậ t 155 C c h ế d ẫ n t r u y ề n h n g p h ấ n t t h ầ n k i n h đ ế n c 157 PHẦN H I M Ộ T VÀI P H Ư Ơ N G PHÁP LÝ SINH ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC 167 C h u ô n g P h n g p h p đ o g h i đ i ệ n t i m 169 Ì S ự h ì n h t h n h đ t h ị đ i ệ n t i m , đ i ệ n t â m đ v ý n g h ĩ a c c s ó n g 169 P h n g p h p đ o g h i đ i ệ n t i m 172 C h u ô n g T c d ụ n g c ủ a d ò n g đ i ệ n l ê n c t h ể v ứ n g d ụ n g t r o n g y h ọ c Ì T c d ụ n g d ò n g đ i ệ n lên c t h ể 177 Ú n g d ụ n g t r o n g k ỹ thuật đ i ệ n c h â m 180 C h u ô n g P h o n g p h p  m v S i ê u â m , ứ n g d ụ n g t r o n g y học Ì Đ i c n g v ề s ó n g â m v s i ê u â m ứ n g d ụ n g c ủ a â m v s i ê u â m t r o n g c h ẩ n đ o n v đ i ề u trị 177 183 183 189 C h u ô n g T c d ụ n g c ủ a n h s n g l ê n c t h ể , ứ n g d ụ n g t r o n g y s i n h h ọ c l T c d ụ n g n h s n g lên c t h ể K ỹ t h u ậ t Laser, ứ n g d ụ n g t r o n g Y h ọ c C h u ô n g B ứ c x l o n h ó a v ú n g d ụ n g t r o n g c h u ẩ n đ o n h ì n h ả n h 198 198 203 213 Ì T c d ụ n a c ủ a b ứ c x l o n h ó a l ê n c t h ể 213 P h n g p h p X - q u a n g t r o n g c h u ẩ n đ o n h ì n h ả n h 216 C h u ô n g P h n g p h p c ộ n g h ỏ ì i g t h t n h â n 222 Ì C sớ v ậ t lý c ủ a p h n g p h p c ộ n g h n g t h t n h â n 222 P h n g p h p c h ụ p c ắ t l p c ộ n g h n g t h t n h â n 227 C h u ô n g P h n g p h p p h ó n g x ứ n g d ụ n g t r o n g x t r ị 231 Ì P h n g p h p p h ó n g x đ n h d ấ u 231 Ư n g d ụ n e p h n g p h p c h i ế u x t r o n g y h ọ c v n ô n g s i n h h ọ c 235 C h u ô n g P h o ' n g p h p q u a n g p h ổ h ấ p t h ụ p h â n t 239 Ì Sự hấp t h ụ n h s n g c ù a m ô i t r n g vật c h t 239 Ư n g d ụ n g c ủ a q u a n g p h ổ h ấ p t h ụ p h â n t 242 TÀI L I Ệ U T H A M KHẢO 247 L Ờ I Vật lý - Lý sinh ngành N Ó I Đ À U khoa học, sử dụng công cụ Vật lý đê phát làm sáng tỏ chất, chế, động lực tượng, cứu tác động tác nhân kiêu nguyên lý chung Với tiêu chí lấy người dạy - học tiên tiến, nhằm phục pháp, Y - Dược học làm trung Dựa chương đôi tượng nguyên Y, Dược giảng có liên cùa phương pháp chúng Y khoa thời đồng thời có thê làm tơi biên soạn Giáo trình niên Bộ môn, đông thời tham Đại học Y khoa Hà Nội, Đại học Huế, Cao đẳng Y tế Hà Nội quan trình khung sử dụng, điểm Điều dưỡng, thường Học viện Quân y, Học viện ngành đổi sang đào tạo theo tín chỉ, kịp Vật lý Lý sinh trường nhiều tài liệu chuyên diêm tâm theo quan học có liên quan, Vật lý - Lý sinh này, dựa Quốc gia Hà Nội, kỳ thuật y - sinh học đại triển khai việc chuyển tài liệu tham kháo cho ngành tìm học nhu câu học tập sinh viên ngành khảo giáo trình nghiên vật lý lên cấu trúc chức sinh lý thê; phương ứng dụng rộng rãi trình sơng; Bộ Giáo dục & Đào tạo quy định trình biên soạn chúng tơi ln gắng đặc tn thủ góp q báu xác tắc: ỉ Cơ ban Phong phú Hiện đại Chúng hệ thong tinh thực thiết trân trọng giản cảm ơn tiếp thu đáng PGS TS: Nguyễn Hồng Thủi; Các nhà chun giang viên Trường giáo trình mơn: khơng thầy cô giáo, Nguyễn Văn Tư, Nguyễn Trường Giang, - Đại học Thái Nguyên Văn Sơn, ThS Nguyễn trình Phạm Văn Thiện biền soạn tránh song khỏi thiếu sót Chúng đồng nghiệp sách hồn Trung, ThS Nguyên Đại học Y Dược Mặc dù cố gắng, chắn Thành ý kiến đóng hạn chế khách mong muốn quan chù quan, trân trọng biết ơn bạn sinh viên vê ý kiên nhận xét, góp ý để nên thiện Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2009 Nguyễn M i n h T â n P H NHỮNG KIẾN THỨC Y - VẬT LÝ BẢN Ẩ N ì • Chương Ì C H Ọ C MỤC TIÊU - B ô s u n g v h ệ t h ố n g h ó a n h ữ n g k i ế n t h ứ c học bản: khái niệm, đại lượng, định luật, h i ệ n tượng, q u trình đ ộ n g học đ ộ n g lực học - R è n l u y ệ n k ĩ n ă n g k h i q u t h ó a v tái h i ệ n k i ế n thức đ ã học, v ậ n d ụ n g v o việc học tập n g h i ê n c ứ u m ô n học - H ì n h t h n h ý t h ứ c l i ê n h ệ k i ế n t h ứ c v ậ t lý v i c c h i ệ n t ợ n g t h n g g ặ p thực tế Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ BẢN • • • • Chuyến động tịnh tiến, chuyển động quay Chuyến động tịnh tiến chuyển động khơng có thay đổi h n g , c ò n c h u y ế n đ ộ n g q u a y n h ữ n g c h u y ể n đ ộ n g c ó s ự t h a y đ ổ i h n g c ủ a vật thể C h u y ể n đ ộ n g tịnh tiến Chuyển đ ộ n g quay Đại l ợ n g Ký h i ệ u Đ n vị Quãng đường s m V ậ n tốc V Gia tốc Đại lượng Kỷ hiệu Đ n vị Góc oe rad m/s V ậ n tốc g ó c co rad/s a m/s Gia tốc g ó c p rad/s Khối l ợ n g m Kg M ô m e n q u n tính J kgm Lực F N M ô m e n lực M kgm /s Xung l ợ n g p kgm/s M ô m e n xung l ợ n g L kgm /s Động Wd Jun Wq Jun N ă n g l ợ n g quay 2 2 C h u y ể n đ ộ n g q u a y c h u y ể n đ ộ n g m q u ỹ đ o c ủ a m ọ i đ i ể m c ủ a v ậ t t h ể đ ề u q u ỳ đ o t r ị n , c ó t â m n ằ m t r ê n c ù n g m ộ t đ n g t h ẳ n g ( t r ụ c q u a y ) Chuyển li đ ộ n g quay c ũ n g đ ợ c m ô tả b i c c đ i l ợ n g đ ộ n g học n h g ó c quay v ậ n tốc g ó c , gia t ó c g ó c v c c đ i l ợ n g đ ộ n g l ự c h ọ c n h m ô m e n q u n t í n h m ô m e n lực, m ô m e n x u n g lượng v.v Giữa chuyến động tịnh tiến chuyển động quay đại lượng đặc trưng c ó t n g ứ n g n h b ả n g Khối luông Cơ học cố điển coi khối lượng vật thể lượng vật chất vật thể N ó b ă n g t ô n g c c k h ô i l ợ n g t ấ t c ả n g u y ê n t , p h â n t t o n ê n v ậ t K h ố i l ợ n g m ộ t h n g số đ ặ c t r n g cho v ậ t t h ể N g i ta đ o k h ố i l ợ n g v ậ t t h ê b ấ t k ỳ b ằ n g c c h so s n h n ó v i k h ố i l ợ n g đ ã b i ế t ( đ n v ị k h ố i l ợ n g ) qua p h é p c â n Đ n v ị k h ố i l ợ n g đ ợ c c h ọ n k i l ô g a m ( k g ) M ộ t lít n c n g u y ê n chất ° c c ó k h ố i lượng Ì kilogam N ế u quan t â m t i chất tạo n ê n v ậ t t h ể c ó t h ể đặc t r n g chất n y b n g m ộ t đ i l ợ n g g ọ i k h ố i l ợ n g r i ê n g Đ ó t ỷ sổ g i ữ a k h ố i l ợ n g m v t h ể t í c h V c ủ a v ậ t t h ế ấ y K ý h i ệ u p: p=ệ(kg/m ) Vì thể tích V phụ thuộc điều kiện bên áp suất, nhiệt độ v.v nên khối lượng riêng phụ thuộc đại lượng M ộ t k h ố i l ợ n g c ó t í n h c h ấ t đ ó t í n h hấp dẫn v tính ỳ ( q u n t í n h ) T í n h hấp dẫn thể h i ệ n chỗ: n ế u c ó k h ố i lượng m i m đặt c c h m ộ t khoảng r t h ì g i ữ a c h ú n g x u ấ t h i ệ n m ộ t l ự c h ấ p d ẫ n F t í n h t h e o b i ê u t h ứ c : F = G t r o n g đ ó : G = , 10"" m mim r 2 g ọ i h ằ n g s ố h ấ p d ẫ n Đ n v ị c ủ a l ự c F kgs Nevvton ( N ) n ế u m tính b n g k g v r tính b n g m é t Lực hấp dần tác dụng từ m, lên m đồng thời từ m lên m, Nếu 2 k h ố i l ợ n g n y k h ố i l ợ n g t r i đ ấ t M v b n k í n h t r i đ t R t h ỉ đ ộ l n l ự c F t r o n g t r n g h ợ p n y t r ọ n g l ợ n g p c ủ a v ậ t k i a ^ F = P = G đó: g gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s 12 M.m —7-=g.m R t ứ s â u t r o n g k i m l o i , m ộ t p h ầ n n ă n g l ợ n g h ấ p t h ụ đ ợ c c ò n bị t i ê u hao t r o n g q u t r i n h t b ê n t r o n g đ ế n b ề m ặ t k i m l o i D o đ ó đ ộ n g n ă n a c ủ a c h ú n o k h i đ ã t h o t k h i k i m l o i b é h n đ ộ n g n ă n g c ù a c c đ i ệ n t b ề m ặ t đ ã t h o t k h ỏ i k i m l o i đ ó V ậ y đ ộ n g n ă n g cua c c đ i ệ n t m ặ t n g o i k h i đ ã t h o t đ ộ n g n ã n s cực đ i Đ ộ n g n ă n g cực đ i n y đặc t r n g cho n ă n g l ợ n g m đ i ệ n t nhận từ ánh sáng T b i ể u t h ứ c A n h x t a n h , ta t h ấ y đ ộ n g n ă n g c ự c đ i ban đ ầ u c ủ a q u a n a đ i ệ n t đ ố i v i m ỗ i k i m l o i x c đ ị n h ( A x c đ ị n h ) c h ỉ p h ụ t h u ộ c v o t â n s ô V (hay b c s ó n g X) cứa n h s n g m k h ô n g p h ụ t h u ộ c v o c n g đ ộ n h s n g 78 Chương N G U Y Ê N T Ử , P H Ả N T Ử V À P H Ó N G X Ạ H Ạ T N H  N MỤC TIÊU - B ô s u n g v h ệ t h ố n g h ó a n h n g k i ế n t h ứ c c b ả n v ề nguyên nhân, tứ hạt h i ệ n t ợ n g p h ó n g x v c c đ ị n h l u ậ t liên quan - U n g d ụ n g n g h i ê n cứu m ô n học v bảo v ệ m ô i t r n g - N h ậ n t h ứ c đ ợ c t i ề m n ă n g to l n c ũ n g n h n h ữ n a n g u y c t i ề m â n t r o n s v i ệ c s d ụ n s p h ó n g x v n ă n g l ợ n a hạt n h â n Bài HẠT CO BẢN, NGUYÊN TỬ, PHÂN TỦ, HẠT NHÂN Hạt V ậ t c h t đ ợ c tạo n ê n t hạt c b n N h ữ n g hạt n y k h ô n g thê p h â n tích đ ợ c n ữ a n h i ê n t í n h c h t c b n c h ú n g t í n h c ó t h ê c h u y ê n h ó a l ầ n Đ ặ c t r n g c h ú y ế u c c h t c b n là: k h ô i l ợ n g n g h i đ i ệ n t í c h s p i n v t h i gian s ố n a C c h t c b ả n đ ợ c chia l m l o i : P h o t o n C c h t n h ẹ , l e p t o n C c h t t r u n a b ì n h v ề k h ố i l ợ n a m e z o n C c h t n ặ n g , Barion P h o t o n m ộ t h t c b ả n dặc b i ệ t N ó p h ầ n t c b ả n m a n g t n g t c đ i ệ n từ c c hạt m a n g đ i ệ n B n thân n ó k h n g c ó đ i ệ n tích N ó c ó m m e n quay spin b n g P h o t o n c h i c ó t h ể t n t i t r o n g c h u y ể n đ ộ n e v i v ậ n t ố c c = l o m/s K h ố i l ợ n g n g h ỉ n ó b n g N ă n g l ợ n g p h o t o n đ ợ c x c đ ị n h b i t ầ n số cua n ó qua h ệ t h ứ c : w = hv v i : V t â n s ô ; h l ợ n g t t c d ụ n g P l a n c k hay c ò n g ọ i h ằ n g số P l a n c k , V t ầ n số 79 K h ố i l ợ n g n ó : m = —Y = —- v i X b c s ó n g c ĂC Xung lượng nó: mC = — = — C Ả T í n h g i n đ o n k h n g chí đ ặ c t r n g cho n h ữ n g hạt c b ả n c ấ u tạo n ê n vật c h t m c ò n đ ặ c t r n g c h o n ă n g l ợ n g m ộ t q u t r ì n h t u ầ n h o n M ộ t s ó n g điện từ tạo thành từ lượng tử n ă n g lượng: w = hv T r o n g h ệ t h ố n g n g u y ê n t , n ă n g l ợ n g đ ợ c h ấ p t h ụ hay p h t x d i d n g c c l ợ n g t n ă n g l ợ n g đặc t r n g P h ổ h ấ p t h ụ hay p h t x n h ữ n g h ệ n h v ậ y tạo t h n h t n h ữ n g v c h t n g ứ n g v i m ộ t t ầ n số x c đ ị n h Đ i ệ n tử, n g u y ê n t v p h â n t c ó n h ữ n g m ứ c n ă n g l ợ n g g i n đ o n x c định t r o n g h ệ n g u y ê n t M ộ t q u t r ì n h c h u y ể n g i ữ a n h ữ n g m ứ c n ă n g l ợ n g n y dẫn t i v i ệ c h ấ p t h ụ hay p h t x h i ệ u số n ă n g l ợ n g c ủ a n h ữ n g m ứ c â y hVi2 = W i - w 2 N g u y ê n t , h t n h â n Tất chất cấu tạo từ nguyên tử M ỗ i n g u y ê n t g m m ộ t n h â n ( h t n h â n ) v m ộ t l ó p v ỏ ( h ì n h 1.1) n h â n v v ỏ đ ề u đ ợ c t o t h n h b i c c h t c b ả n C c h t c b ả n c ủ a n h â n g ọ i c c n u c l e o n , g m c c p r o t o n v n e t r o n v ỏ n g u y ê n t đ ợ c c ấ u t o t c c e l e c t r o n , p h ầ n t c b ả n m a n g đ i ệ n t í c h â m (-1) ( t r o n g đ n v ị e = , C ) I9 M ẩ u nguyên tử3Li - N h â n g m proton ( đ i ệ n tích d n g ) v netron, đ ợ c bao quanh b i electron ( đ i ệ n tích â m ) - r : b n k í n h n h â n , cỡ 10"' m n - r : b n k í n h n g u y ê n tử, cỡ 10""m nt • Notron o Proton • Electron Hình 1.1 Mẫu nguyên tử Ư H t n h â n n g u y ê n t c ò n g ọ i n u c l i d Đ ể đ ặ c t r n g v ậ t lý c h o h t n h â n n g i ta d ù n g hai đ i l ợ n g : số t h ứ t ự z v sổ k h ố i A s ố t h ứ t ự c h í n h số p r o t o n n u c l i d , n ó t r ù n g v i số t h ứ t ự n g u y ê n t ố t r o n g b ả n g t u ầ n h o n s ố k h ố i c h o b i ế t số n u c l e o n n u c l i d H i ệ u số g i ữ a s ố k h ố i v s ố t h ứ t ự c h í n h số netron n h â n 80 Thỉ dụ: He d ù n g đ ể h t n h â n n g u y ê n t H e l i g m p r o t o n ( Z = ) , netron ( A - z = - - 2), n h â n n y g m nucleon ( A = 4) N ó i chung đ ể ký h i ệ u m ộ t h t n h â n b ấ t k ỳ n g i ta t h n g v i ế t : z X A P r o t o n p h ầ n t c b ả n m a n g đ i ệ n t í c h d n g đ n v ị ( + 1) K h ô i l ợ n g c ủ a n ó m p = 1836,12 m o , s p i n b ằ n g 1/2 N e t r o n h t c ó đ i ệ n t í c h b n g 0, s p i n b ằ n g 1/2 N e t r o n t ự c ó k h ố i l ợ n g 1836,6 m (m k h ố i l ợ n g c ủ a đ i ệ n t , m = Ì , 108 Ì o k g ) N ó c ó t í n h p h ó n g x v i c h u k ỳ b n r ã T x ấ p x ỉ 1040 g i â y n —> p + e" + V V - phản netron Vì proton mang đ i ệ n tích d n g n ê n c h ú n g có lực đẩy tĩnh đ i ệ n lực n y c ó x u h n g p h v ỡ h t n h â n T u y n h i ê n t r o n g t h ự c t ế h t n h â n m ộ t c ấ u t r ú c h ế t sức b ề n v n g , t r o n g n h â n c ó m ộ t l o i l ự c r ấ t m n h l i ê n k ế t c c n u c l e o n l i , đ ó c h í n h l ự c h t n h â n L ự c h t n h â n c h ỉ t c d ụ n g t r ê n k h o ả n g c c h c ự c n g ă n (lo - m ) , g i trị c ủ a t c d ụ n g k h ô n g p h ụ t h u ộ c v o đ i ệ n t í c h ( t n g t c g i ữ a c c c ặ p p - p , p - n v n - n n h n h a u ) L ự c h t n h â n c ó g i trị r ấ t l n , k h c h ẳ n v i l ự c culong lực hấp dẫn T n g t c g i ữ a c c n u c l e o n t r o n g n h â n đ ợ c g ọ i t n g t c m n h K h i x c đ ị n h k h ố i l ợ n g h t n h â n n g i ta n h ậ n t h ấ y r ằ n g : k h ố i l ợ n g M n h â n l u ô n l u ô n n h ỏ h n t ổ n g k h ố i l ợ n g c ủ a c c n u c l e o n h ợ p t h n h H i ệ n t ợ n g n y g ọ i h i ệ n t ợ n g h ụ t k h ố i Đ ộ h ụ t k h ố i A m đ ợ c suy t c ô n g t h ứ c : Am = [Zmp + (A - Z) mn] - M C ó t h ể g i ả i t h í c h đ ợ c h i ệ n t ợ n g n y n ế u s d ụ n g b i ể u t h ứ c A n h x t a n h v ề s ự t n g đ n g g i ữ a k h ố i l ợ n g m v n ă n g l ợ n g w v ậ t t h ê b t k ỳ : W = mC K h i c h a tạo t h n h hạt n h â n z p r o t o n , ( A - Z ) n o t r o n c ó n ă n g tổng lượng cộng: w , = [Zmp + (A - Z) mn] K h i nucleon kết hợp c l i v i thành hạt n h â n n ă n g lượng tương ứng: w = MC Đ ộ hụt khôi A m ứng v i n ă n g lượng A W = W j - w = Am.c có tác dụng g i ữ c c nucleon t r n g thái liên k ế t v i C ó n h ữ n g n u c l i d c ù n g số t h ứ t ự n h n g k h c số k h ố i N h ữ n g h t n h â n n y t o n ê n n h ữ n g n g u y ê n t c ù n g v ị trí t r o n g b ả n g t u â n h o n c c n g u y ê n t ổ , đ ó 81 c c đ n g v ị C ò n hai n u c l i d đ ợ c g ợ i đ n g k h ố i n ế u c h ú n g c ó c ù n g số k h ố i C ó t h ê s p x é p tát c ả c c h t n h â n v o c ù n g m ộ t b ả n g g ọ i b n g n u c l i d : ổ n đ ị n h v k h ô n g ô n đ ị n h L o i k h ô n g ổ n đ ị n h g ọ i n u c l i d p h ó n g x Phân tử Những nguyên tử mà lớp vỏ neoài khơng đóng kín hay đ ó n g k í n m ộ t p h ầ n c ó x u h n g k ế t h ợ p v i n h a u cho l i ê n k ế t m i tạo t h n h , c ó l p v ỏ đ ó n g , k í n hay b ê n v ữ n g h n L i ê n k é t đ ó đ ợ c phàn v ậ y n g u y ê n t h y d r o liên k é t v i n h a u đ ê t o t h n h m ộ t phàn tư Như tứ H đ ợ c bao q u a n h b i đ i ệ n t ứ V i e l e c t r o n n y l p v ỏ t h ứ n h ấ t đ ợ c đ ó n a k í n T ô n e k h ô i l ợ n g c c n g u y ê n t t o n ê n p h â n t g ọ i khôi lượng phân tử N g u y ê n tử tạo t h n h t lớp v ỏ tích đ i ệ n â m v n h â n tích đ i ệ n d n g C c điện tích n y c ó đ ộ l n b ằ n g v t â m đ i ệ n c ũ n g t r ù n g Ngay phân tử xây dựng cách đ ổ i xứng (như H t â m điện â m d n g t r ù n g N h ữ n g C H ) phân tử m m e n l ỡ n g cực t h n g x u y ê n Ớ n h ữ n g p h â n t c ó c ấ u tạo k h ô n g đ ố i x ứ n g n h N H , H tâm đ i ệ n k h ô n g trùng T r o n g đ i ệ n t r n g t â m điện 2 t í c h c ó t h ê t c r i n h a u v s i n h m ô m e n l ỡ n g c ự c c ả m ứ n g t ý l ệ v i c n g đ ộ đ i ệ n t r n g E: Pi = a E t r o n g đ ó : a h ệ s ô p h â n cực Ớ phân tử phân cực, điện trường, mômen lưỡng cực tổng m ô m e n l ỡ n g cực c ả m ứ n g v m ô m e n l ỡ n g cực t h n g x u y ê n N ế u g ọ i N số c c p h â n t đ i l ợ n g p = N a E đ ợ c g ọ i đ ộ p h â n cực, t r o n g đ ó a c ó t h ế x c đ ị n h qua p h é p đ o h n g số đ i ệ n m ô i Đ ố i v i c h ấ t k h í ta c ó p h n g trình Clausius - Mosotti: £- Ì TI „ = —Na, s + T k h i £ X Ì £ = Ì + i a N Liên kết Giữa nguyên tử phân tử có lực tác dụng: lực hút (lực C u l o n g , g i a m theo b ì n h p h n g k h o ả n g c c h ) , c ó t h ề g â y n ê n b i đ i ệ n t í c h m ô m e n l ỡ n g cực c c p h â n t Ở đ â y c ó t h ể đ ề c ậ p đ ế n m ô m e n hay thườne x u y ê n c ũ n g n h m ô m e n c ả m ứ n g sinh b i c c n g u y ê n t b ê n cạnh Đ ộ dài tác d ụ n g lực đ â y h t n h â n r ấ t b é , c h ú n g g i ả m t h e o l ũ y t h a bậc khoàna cách K h o ả n g cách bên v ữ n g n g u y ê n tử xác định đ i ể m m đ ó 82 n ă n g lượng toàn phần cực t i ể u N ế u n ă n g l ợ n g t o n p h ầ n v ợ t g i trị n ă n g l ợ n g p h â n l y W p l l i ê n k ế t g i ữ a c c n g u y ê n t bị tan r ã T ù y theo d n g l i ê n k ế t n g i ta c h i a k i ể u l i ê n k ế t h ó a h ọ c C c l i ê n k é t t h n g c ó t r o n g t ự n h i ê n t h n g c h u y ể n t i ế p hay t ổ h ợ p n h ữ n g k i ể u n y : - Liên kết lon ( l i ê n k ế t t ĩ n h đ i ệ n , liên k ế t c ự c , l i ê n k ế t dị c ự c ) : M ộ t n g u y ê n t n h m ộ t e l e c t r o n cho m ộ t n g u y ê n t k h c n h ậ n l ấ y , v ậ y n g u y ê n t n h ậ n Ì c â u h ì n h k h í trơ H a i n g u y ê n t b â y g i t í c h đ i ệ n v h ú t n h a u , ví d ụ : N a c r + - Liên cực, kết hóa trị ( l i ê n k ế t c ặ p e l e c t r o n , l i ê n k ế t n g u y ê n t , l i ê n k é t k h ô n g liên k ế t đ n g cực): N h ữ n g n g u y ê n t ứ v i l i ê n k ế t h ó a trị c ó n h ữ n g cặp e l e c t r o n c h u n g , ví d ụ l i ê n k ế t H l H : H - Liên kết kim loại (liên k ế t t n g phần): M i liên k ế t n y g i ữ c c n g u y ê n tử t r o n g k i m l o i v i n h a u C c e l e c t r o n l i ê n k ế t c ó đ ộ l i n h đ ộ n g cao v đ i ề u đ ó s i n h k h ả n ă n g d ầ n đ i ệ n v d ẫ n n h i ệ t t ố t c c k i m l o i Phơ phân tử Ngồi lượng mà nguyên tử có nhờ cách xếp electron c c p h â n t ứ c ò n c ó n ă n g l ợ n g dao đ ộ n g v n ă n g l ợ n g q u a y N ă n g l ợ n g q u a y v dao đ ộ n ? c ũ n g n h t ấ t c ả n ă n g l ợ n g h ệ n g u y ê n t đ ề u đ ợ c l ợ n g t ứ h ó a K h i c h u y ể n t t r n g t h i n ă n g l ợ n g n y sang t r n g t h i n ă n g l ợ n g k h c x ả y s ự h ấ p t h ụ hay b ứ c x s ó n g đ i ệ n t n ằ m t r o n g v ù n g n h ì n t h â y hay v ù n g h ô n g n g o i T r o n g k h i c c n g u y ê n t x u ấ t h i ệ n p h ổ v c h t h ì c c p h â n t ứ ta c ó p h ố v ù n g ( p h ố q u a y - d a o đ ộ n g ) T p h ổ n y c ó t h ể t ì m t h ấ y c c sô liệu p h â n tứ Các đại phân tử Nhờ liên kết, số lớn phân tử gốc phân tử xuất đại phân tử hay c c cao p h â n t v i k h ố i l ợ n g p h â n t t n g đ ố i l n c ỡ 103 đ ế n 106 T h u ộ c đ i p h â n t k ỹ t h u ậ t c ó c c c h ấ t d ẻ o , c h ấ t keo, s ợ i t ổ n g h ợ p , c c c h ấ t đ n h i C h ú n g c ấ u t o t m ộ t số l n c c đ n g p h â n n h n h a u v n ó i c h u n g ỉa c ó c ấ u t r ú c đ o n g i ả n h n n h i ề u n ế u so v i c c đ i p h â n t s i n h v ậ t n h a x i t n h â n hay p r o t e i n v ề t í n h c h ấ t , c c đ i p h â n t ứ k h c xa c c c h ấ t c ó t r ọ n g l ợ n g p h â n t t h ấ p C h ú n g tồn v ù n g nhiệt đ ộ từ - ° c t i + ° c Ở c c đ i p h â n t sinh v ậ t v ù n g n h i ệ t đ ộ n y b é h n , c h ú n g t h ể h i ệ n qua đ ộ d ẫ n đ i ệ n b é v đ ộ d ẫ n nhiệt thấp C c c h ấ t đ i p h â n t c ó t h ể k ế t t i n h hay v đ ị n h h ì n h Đ n g c h ú ý n g a y p h â n l c ó thể c ó v ù n g tinh thê, k h i n h ữ n g chất c ó trọng 83 l ợ n g p h â n t t h ấ p p h ả i c ó r ấ t n h i ề u p h â n t t h a m gia t o t h n h m ộ t t i n h t h ể c ấ u t r ú c n h ữ n g v ù n g t i n h t h ể c ó t h ể đ ợ c n g h i ê n c ứ u n h p h n g p h p p h â n t í c h cấu t r ú c R n g h e n M ộ t p o l y m e r đ ợ c đặc t r n g b i đ ộ p o l y m e r h ó a hay khôi l ợ n g p h â n t t n g đ ố i T r o n g c c p o l y m e r t ổ n g h ợ p , c c p h â n t r i ê n g b i ệ t m ộ t c h ấ t c ó k h ố i l ợ n g p h â n t t n g đ ố i k h c n h a u v v ậ y c ó t n t i s ự p h â n p h ố i t r ọ n g l ợ n g p h â n tử D o c ó m ặ t m ộ t số l n c c n g u y ê n t c ũ n g n h p h â n tử m ộ t đ i p h â n t sinh vật n ê n c h ú n g c ó t h ể t n t i rát nhiều dạng h ì n h học k h c Ở đ i p h â n t sinh vật, c h ẳ n g h n c c protein c ó t n t i m ộ t trật t ự xác đ ị n h đ ợ c t h ể h i ệ n qua c c b ậ c c ấ u t r ú c c ấ u t r ú c b ậ c m ộ t t h ể h i ệ n t r o n g t r ậ t t ự t u y ế n t í n h c c g ố c a x i t a m i n n ố i v i n h a u b ằ n g c c l i ê n k ế t p e p t i t N h ữ n g sợi n y tạo n ê n cấu t r ú c bậc hai, c h ẳ n g h n n ó c ó d n g x o ắ n a, đ ó c c n h ó m amin n h ó m cacboxyl đ ợ c liên k ế t v i b ằ n g c c liên k ế t h y d r o (liên k ế t n ộ i p h â n t ) M ộ t c ấ u t r ú c k h ả d ĩ k h c b ậ c h a i c ủ a c c p r o t e i n d n g |3 n h Fibrin D ã y Protein t n t i m ộ t trạng thái d ã n dài v k h ô n g p h ả i đ ợ c nối n ộ i p h â n t n h t n h x o ă n oe m l n ô i g i ữ a c c p h â n t b ă n g c â u h y d r o v đ i ề u đ ó g i ú p cho c ấ u t r ú c đ ợ c ổ n định T r o n g m ộ t p h â n t c ó t h ế t n t i đ o n xoan a v c c c u ộ n cạnh nhau, t c c y ế u t ố cấu t r ú c c b ả n n y tạo nên c ấ u t r ú c b ậ c cao h n - c ấ u t r ú c b ậ c ba V i ệ c g i ả i t h í c h đ ầ y đ ủ đ ế n n a y m i đ t số protein Hemoglobin, Myoglobin, Ribonucleaza Lysozym P h â n tử H e m o g l o b i n tạo t h n h b ố n đ n vị t n g tự n h M y o g l o b i n c h ú n g tạo t h n h cấu t r ú c bậc b ố n C c t í n h chất sinh h ọ c c c p h â n t sinh vật l i ê n q u a n c h ặ t c h ẽ v i c ấ u h ì n h c h ú n g , t ứ c c c c ấ u t r ú c b ậ c cao K h i thay đ ố i c c t h a m s ố m ô i t r n g , c h ẳ n g h n t ă n g n h i ệ t đ ộ , c c c ấ u t r ú c b ậ c cao b ị p h h ủ y ( b i ế n t í n h ) Đ i ể m n ó n g c h ả y đ i ể m c ó t h ể b i ế n d n g x o ắ n t h n h c u ộ n Bài PHÓNG XẠ HẠT NHÂN Hiện tượng phóng xạ ĩ Khái niệm H i ệ n t ợ n g p h ó n g x h i ệ n t ợ n g hạt n h â n n g u y ê n t t ự b i ế n đ ổ i (tự p h â n rã) đ ê trở t h n h hạt n h â n n g u y ê n tố k h c h o ặ c t Ì t r n g t h i c ó n ă n g l ợ n g cao v ê t r n g t h i c ó m ứ c mức n ă n g lượng thấp Trong trình b i ê n đ i đ ó h t n h â n p h t t i a c ó n ă n g l ợ n g cao g ọ i t i a p h ó n g x h a y xạ hạt n h â n C ó hai l o i p h ó n g x : P h ó n g x t ự n h i ê n v p h ó n g x n h â n t o P h ó n g x c c đ ô n g v ị t r o n g đ i ê u k i ệ n t ự n h i ê n g ọ i p h ó n g x t ự n h i ê n P h ó n g x t c c đ n g v ị t r o n g c c p h ả n ứ n g h t n h â n g ọ i p h ó n g x n h â n t o 84 1.2 Các dạng phân rã phóng xạ thường gặp K h i c h ù m tia p h ó n g x qua đ i ệ n t t r n g t h ì c h ú n g bị t c h t h n h ba c h ù m tia: - Chùm t h ứ n h ấ t bị l ệ c h v ề p h í a cực dương, g i ô n g n h d ò n g c c đ i ệ n t í c h â m : đ ó c h ù m tia p" - C h ù m t h ứ hai bị l ệ c h v ề p h í a cực â m , giống n h d ò n g c c đ i ệ n t í c h d n g : đ ó c h ù m tia p + - C h ù m t h ứ ba bị l ệ c h v ề p h í a c ự â m : c h ù m tia oe Hình 2.1 Đường chùm tia điện từ trường - C h ù m t h ứ t đ i t h ẳ n g k h ô n g bị l ệ c h t r o n g đ i ệ n t t r n g : đ ó c h ù m t i a y ( h ì n h Ì ) * Phân rã bêta âm (negatron P'): T r o n g đ i ề u k i ệ n n h ấ t đ ị n h , m ộ t số n g u y ê n t ố hoa h ọ c n h ấ t đ ị n h t r o n g h t n h â n c ó số n t r o n n h i ề u h n số p r o t o n c ó t h ể x ả y h i ệ n t ợ n g b i ế n m ộ t n t r o n t h n h m ộ t p r o t o n đ n g t h i p h t m ộ t hạt e l e c t r o n ( h t P") S đ p h â n r ã n e g a t r o n (P") S đ ô p h â n rã p h ó n g x 32 p P (14,2 ngày)\ l P'(l,71MeV) 100%' ,32 1S Z+|Y Phương trình biến đổi phân rã P": X -> Y + P" + Q A Z A z+1 B ả n c h ấ t c ủ a p h â n r ã n y là: n —» p + P" + Q B ứ c x P" l m t ă n g đ i ệ n t í c h hạt n h â n n h n g k h ô n g l m thay đ ổ i sổ k h ố i n ó * Phản rã bêta dương (pozitron ff) T r o n g n h ữ n g đ i ề u k i ệ n n h ấ t đ ị n h , m ộ t s ố n g u y ê n t ố hoa h ọ c c ó s ố p r o t o n n h i ề u h n s ố n t r o n c ó t h ể x ả y h i ệ n t ợ n g b i ế n m ộ t p r o t o n t h n h m ộ t n t r o n đ n g t h i p h t h t p o z i t r o n ( P ) H t p o z i t r o n c ó k h ố i l ợ n g đ ú n g b n g k h ố i + l ợ n g đ i ệ n t , đ i ệ n t í c h b ă n g đ i ệ n t í c h đ i ệ n t n h n g t r i d â u , v ì v ậ y n ó đ ợ c g ọ i đ i ệ n t d n g Sơ đồ phân rã p Sơ đồ phân rã N + 13 N (10 p h ú t ) 100%p (l,20MeV) + 13 85 P h n g t r ì n h b i ế n đ ố i p h â n rã [ T : zX A ^z.,Y A + p + + Q B n c h t p h â n r ã n y là: p -> n + p Bức xạ p + + + Q d ẫ n đ ế n v i ệ c g i ả m đ i ệ n tích hạt n h â n m ộ t đ n vị n h u n g k h ô n g l m thay đ ố i số k h ố i n ó * Phân rã anpha (a) L o i p h â n r ã n y c h ỉ x ả y t r o n g p h m v i c c h t n h â n c ủ a n h n e n g u y ê n t c ó k h i l ợ n g n g u y ê n t ứ l n T r o n g q u t r ì n h n y , h t n h â n p h t hạt a n p h a H t a c h í n h h t n h â n c ủ a n g u y ê n t H e l i S ự p h â n r ã n y l m g i ả m k h ô i l ợ n g v đ i ệ n t í c h h t n h â n m ộ t c c h đ n g k ể ( k h ố i l ợ n g g i ả m 4, đ i ệ n tích g i ả m 2) S đ p h â n rã a S đ p h â n r ã a 88 R a 2 Ra 226 ct 4,79MeV 93,5% A-4 222 0,18MeV P h n g t r ì n h b i ế n đ ổ i p h â n r ã ct: Z X A ->Z Y - + He A 2 + Q C c h t a n p h a p h t t c ù n g m ộ t l o i p h â n r ã c ù n g m ộ t l o i h t n h â n c ó n ă n g l ợ n g g i ố n g n h a u Đ ó đ ặ c đ i ể m đ n n ă n g c h ù m tia a n p h a * Phát xạ tia gamma (ỵ) từ hạt nhân T r n g h ợ p h t n h â n c h u y ể n t t r n g t h i bị k í c h t h í c h v ề t r n g t h i c b ả n hay v ê t r n g t h i bị k í c h t h í c h ứ n g v i m ứ c n ă n g l ợ n g t h ấ p h n , t h t n h â n p h t tia g a m m a B ả n c h ấ t tia g a m m a s ó n g đ i ệ n t c ó b c s ó n g c ự c n e ẳ n V ì v ậ y q u t r ì n h p h t x tia g a m m a k h ô n g l m t h a y đ ổ i t h n h p h ầ n c ấ u t o h t n h n m c h ỉ l m thay đ ổ i t r n g t h i n ă n g l ợ n g c ủ a n ó S đ ô p h n rã p h ó n g x C o v T h 86 Đ a s ô c c h t n h â n m i đ ợ c t o t h n h sau c c p h â n r ã Ị3 , oe đ ê u t r n g t h i bị k í c h t h í c h V ì v ậ y sau p h â n r ã n y t h n g c ó p h t tia g a m m a D o đ ó c ầ n l u ý r n g k h i c ó h i ệ n t ợ n g p h ó n g x x ả y m ộ t h t n h â n , h t n h â n đ ó c ó t h ê bị b i ế n đ ổ i n h i ề u h n m ộ t l â n đ ó c ó t h ê p h t n h i ê u tia p h ó n g x N h v ậ y tia p h ó n g x những, tia đ ợ c p h t t h t n h â n bị b i ê n đ ô i p h ó n g x , c ó n ă n g l ợ n g cao B ả n c h ấ t tia p h ó n g x c ó t h ê h t v i m t í c h đ i ệ n ( c ó k h ố i l ợ n g t ĩ n h ) n h c c tia p* hay a , c ó t h ể l ợ n g t n ă n g l ợ n g cao s ó n g đ i ệ n t v i b c s ó n g c ự c n g a n n h tia g a m m a Các đon vị đo phóng xạ 2.1 Độ phóng xạ (li), hay độ phóng xạ nuclid (A) Đ ộ p h ó n g x ( H hay A ) m ộ t l ợ n g c h ấ t p h ó n g x đ i l ợ n g đ ặ c t r n g cho t í n h p h ó n g x m n h hay y ế u L đ i l ợ n g đ ợ c đ o b ằ n g tỉ s ô g i ữ a lượng n g u y ê n t bị p h â n r ã ( A N ) v i k h o ả n g t h i g i a n ( Á t ) p h â n r ã số n g u y ê n t đ ó : H ( A ) = AN/Át N ó c ũ n g b n a số p h â n r ã t r o n g m ộ t g i â y Đ n vị đ o B e r q u e r e n ( B q ) : Ì B q m ộ t p h â n r ã t r o n g m ộ t g i â y M Ộ I d o n vị k h c C u r i ( G i ) : Ì G i * , l o Bq, tương đương độ phóng xạ cua l g R a d i t r o n g Ì g i â y Đ ộ p h ó n g x 11(1) g i ả m theo t h i g i a n v i c ù n g q u y l u ậ t v i s ố n g u y ê n t N(t) Thật vậy: H(t) = - dN(t)/dt = - d(N e" X l H ( t ) = À No e ' Ằ X = ) / t = -(-Ả N e" Ă ).di/át l A.N(t) 87 N g h ĩ a là: Đ ộ p h ó n g x b ằ n g số n g u y ê n t n h â n v i h n g số p h â n r ã N ế u g ọ i Ho đ ộ p h ó n g x ban đ ầ u (t = ) : Ho = À No t h ì ta c ó q u i l u ậ t g i ả m đ ộ p h ó n g x : H ( t ) = Ho e Ầ t N ế u đ ộ p h ó n g x b ằ n g Ì B q = H ( t ) , t h ì số n g u y ê n t t h i đ i ể m đ ó là: N(t) = H ( t ) / X =T/Ln2 G ọ i A số k h ố i t h ì k h ố i l ợ n g m ộ t n g u y ê n t b ằ n g : A / N A (N A - số A v o g a d r o ) D o v ậ y k h ố i l ợ n g c h ấ t p h ó n g x c ó đ ộ p h ó n g x b n g Ì B q là: M = N(t).A/N = T.A/Ln2.N A = T.A/0,693.6,023 l o 24 M 2.2 Liều A * 2,40.10" T.A xạ N h ữ n g b i ế n đ ố i x ả y t r o n g m ô i t r n g v ậ t c h ấ t n ó i c h u n g v c t h ể sống n ó i riêng k h i b ị c h i ế u x b i t i a Y, oe, p đ ề u p h ụ t h u ộ c v o n ă n g l ợ n g b ứ c x bị h ấ p t h ụ , số d i ệ n t í c h đ ợ c t o t r o n g q u t r ì n h i o n hoa Đ ể đ ặ c t r n g đ ị n h l ợ n g c h o n h ữ n g t h u ộ c t í n h n y n g i ta đ a k h i n i ệ m l i ề u b ứ c x * Liều hấp thụ xạ (DJ: m ộ t đ i l ợ n g v ậ t lý c h o b i ế t n ă n g l ợ n g b ứ c x bị h ấ p t h ụ t r o n g m ộ t đ n v ị k h ố i l ợ n g c ủ a m ô i t r n g bị c h i ế u x D n = AE/Am AE: N ă n g l ợ n g hấp t h ụ k h ố i l ợ n g A m N ế u g ọ i p k h ố i lượng r i ê n g , A V t h ể t í c h , ta c ó : D n = AE/p.AV Đ n v ị đ o g ọ i [ D ] = J / K g g ọ i G r a y ( G y ) n M ộ t đ n vị k h c k h t h ô n g d ụ n g r a d ( r o e n t g e n a b s o r b e d d o s e ) Ì r a d = 0,01 G y ( J / K g ) R õ r n g l i ề u h ấ p t h ụ p h ụ t h u ộ c v o t í n h c h ấ t b ứ c x v m ô i t r n g h ấ p t h ụ * Liều chiếu xạ D (hay X): đ i l ợ n g v ậ t lý c h o b i ế t s ố đ i ệ n t í c h c ù n g d ấ u c c c l o n đ ợ c t o t r o n g m ộ t đ n v ị k h ố i l ợ n g k h ô n g k h í k h ô d i t c d ụ n g c ủ a b ứ c x (tia X hay y ) D ( X ) = A Q / A m T h a y A m = p A V ta đ ợ c : C D c = AQ/p.AV Đ n v ị đ o : [De] = C u l ô n g / K i l ô g a m = C / K g 88 M ộ t đ n vị t h ô n g d ụ n g k h c R n g h e n ( R ) R n g h e n l i ề u c h i ế u c ủ a t i a X hay Ỵ s i n h t r o n g Ì e m k h n g khí điều k i ệ n tiêu chuẩn (0,001293 g k h ô n g k h í ° c d i p suất 760 m m H g ) m ộ t l ợ n g đ i ệ n t í c h â m v d n g b ă n g m ộ t đ n vị đ i ệ n t í c h ( « , l o cặp lon) 1R * 2.10" Hay: C/Kg l C / K g *3876R M ố i quan h ệ l i ề u c h i ế u D ( R ) l i ề u hấp t h ụ D C n (rad) đ ợ c t h ể h i ệ n qua h ệ t h ứ c : D„ = f D c f p h ụ t h u ộ c v o n g u y ê n t số, m ậ t đ ộ c h ấ t bị c h i ế u x V i n c v m ô t ê b o c the n g i c ó t h ế l ấ y f sa Ì Đ ố i v i m ô x n g f = - Bài ĐỊNH LUẬT PHÂN Rà PHĨNG XẠ, TÍNH CHÁT CỦA CÁC TIA PHĨNG XẠ ì Đ ị n h l u ậ t p h â n r ã p h ó n g x T r o n g m ộ t n g u n p h ó n g x sổ h t n h â n c ó t í n h p h ó n g x g i ả m d ầ n t h e o t h i g i a n S ố h t n h â n c ó t í n h p h ó n g x t h i đ i ể m t là: N = N e" u t r o n g đ ó : N = số n h â n p h ó n g x t h i đ i ể m t; No = số n h â n p h ó n g x t h i đ i ể m ban đ ầ u ; X = h n g số p h â n rã; t = thời gian N g i ta c ò n d ù n g m ộ t số đ i l ợ n g k h c đ ể b i ể u d i ễ n q u y l u ậ t p h â n r ã p h ó n g xạ, như: - Chu kỳ bán rã: c h u k ỳ b n r ã m ộ t n g u n p h ó n g x , k ý h i ệ u Tị/2 ( t h i g i a n b n r ã ) , t h i g i a n c ầ n t h i ế t đ ể số h t n h â n c ó t í n h p h ó n g x c ủ a n g u n đ ó g i ả m x u ố n g m ộ t n ứ a so v i ban đ â u : Ti./2 = In2/À = 0,693/X N h v ậ y , t h i g i a n b n r ã n g u n c h ỉ p h ụ t h u ộ c v o b ả n c h ấ t c ủ a n h â n c ó t í n h p h ó n g x n g u n đ ó V í d ụ : T|/2 I l 8,04 n g y , c ủ a hạt C o 5,26 n ă m , " T e 6,04 g i 89 - Toe độ phân rã phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ : Đ e b i ể u thị m ộ t c c h đ ị n h l ợ n g v ề m ộ t c h ấ t đ n g vị p h ó n g x , n e i ta d ù n g k h i n i ệ m h o t đ ộ ( a c t i v i t y ) , t h n g k ý h i ệ u b ằ n g c h ữ A : A = ẤN Đ o n vị đ o h o t đ ộ c u r i e ( C i ) , m i l l i c u r i e ( m C i ) , m i c r o c u r i e ( ị i C i ) h o ặ c theo quy đ ị n h SI ( s y s t e m i n t e r n a t i o n a l ) , đ n v ị đ o b e c q u e r e l ( B q ) Đ n vị B q n h ó , v ậ y t h n g d ù n g k i l o b e c q u e r e l ( k B q ) , m e g a b e c q u e r e l ( M B q ) l C i = , x l O p h â n rã / g i â y ; l m C i = , x l p h â n rã / g i â y Ì ỊiCi = 3,7x p h â n rã / g i â y ; l B q = Ì p h â n rã / g i â y l u L u ý r n g A k h ô n g p h ả i số tia p h ó n g x p h t t n g u ô n t r o n g m ộ t đ n vị t h i g i a n , k h i m ộ t hạt n h â n p h â n r ã c ó t h ể p h t n h i ề u h n m ộ t tia p h ó n g x - Mật độ xạ: M ậ t đ ộ b ứ c x t i Ì đ i ể m t r o n g k h ô n g g i a n số t i a p h ó n g x t r u y ề n qua m ộ t đ n v ị d i ệ n t í c h đ ặ t v u ô n g g ó c v i p h n g t r u y ê n tia t i d i ê m đ ó t r o n g m ộ t đ n vị t h i g i a n G i ả sử r n g m ộ t n ^ u n p h ó n g x n o đ ó c ứ m ỗ i đ n v ị t h i g i a n p h t n tia p h ó n g x N g u n p h ó n g x n g u n đ i ể m V ì c c tia p h t đ ề u t r ê n m ọ i h n g n ê n m ậ t đ ộ tia p h ó n g x t i m ộ t đ i ế m c c h n g u n m ộ t k h o n g R là: J = n / s = n/47ĩR T a t h ấ y n g a y m ậ t đ ộ b ứ c x tỉ l ệ n g h ị c h v i b ì n h p h n g k h o ả n g c c h tới nguồn - Cường độ xạ: C n g đ ộ b ứ c x t i m ộ t đ i ể m n o đ ó t r o n g k h ô n g g i a n n ă n g l ợ n g b ứ c x t r u y ề n qua m ộ t đ n vị d i ệ n t í c h v u n g g ó c v i p h n g t r u y ề n tia t i d i ê m đ ó t r o n g m ộ t đ n vị t h i g i a n K ý h i ệ u c n g đ ộ b ứ c x ì, ta c ó : ì = J.E t r o n g đ ó : E n ă n g l ợ n g m ỗ i t i a p h ó n g x T ấ t n h i ê n , n ế u c c t i a p h ó n g x c ó n ă n g l ợ n g k h ô n g đ n g ì đ ợ c tính theo c n g thức: ì = IE, Đ n vị c n g đ ộ x o i t r ê n m é t v u ô n g ( W / m ) 2 Tính chất tia phóng xạ Tia phóng xạ bao gồm hạt vi mơ tích điện (hạt oe, hạt p , p") + x đ i ệ n t (tia y) đ ợ c s i n h b i ế n đ ổ i c ủ a h t n h â n n g u y ê n t 2.1 Tính chất hạt a - C h ù m h t ót p h t t m ộ t c h ấ t p h ó n g x t h ì c ó n ă n g l ợ n g n h n h a u , n ê n n m r i ta n ó i c h ù m hạt oe c ó t í n h c h ấ t đ n n ă n g , h t a p h t t c c n g u y ê n t ố p h ó n g x k h c c ó n ă n g l ợ n g t 4-9 M e v 90 - K h n ă n g đ â m x u y ê n hạt a k h ô n g cao Q u ã n g c h y ( đ o n đ n g t h ự c h i ệ n q u t r ì n h o x y hoa) t r o n g c h ấ t k h í k h o ả n g 2,5-9 e m , t r o n g c t h ể k h o ả n g 0,04 m m Vì v ậ y c h í c ầ n m ộ t l p g i ấ y m ỏ n g c ó t h ể c ả n l i tia a - H t a c ó k h ả n ă n g l o n hoa r ấ t l n , t r ê n q u ã n g c h y n ó t r o n g c h t k h í c ó t h ế t o t 0 0 đ ế n 0 0 c ặ p l o n , t r u n g b ì n h t o 0 0 c ặ p i o n / Ì e m , c n g v ẻ c u ố i q u ã n g c h y k h ả n ă n g i o n hoa c n g t â n g l ê n - N ă n g l ợ n g h t t i g i ả m sau m i l â n i o n hoa v c u ô i c ù n g n h ậ n t h ê m điện tử đế biến thành n g u y ê n tử Heli - H t Oi hạt m a n g đ i ệ n n ê n q u ỹ đ o n ó t r o n g t t r n g m ộ t đ n g c o n g 2.2 Tính chất hạt p - Hạt p có v ậ n tốc k h o n g (1-3) l o m/s, tia c ó n ă n g l ợ n g l n n h ấ t đ t t i % v ậ n t ó c n h s n g H t (3 c c c h ấ t p h ó n g x c ó g i trị n ă n g l ợ n g c ự c đ i t r o n g k h o n g 1,1-3 Mev - D o k h ố i l ợ n g h t p n h ỏ n ê n k h i t n g t c v i v ậ t c h ấ t q u ỳ đ o hạt p m ộ t đ n g g ấ p k h ú c V ì t h ế k h ô n g x c đ ị n h đ ợ c q u ã n g c h y tia p m c h i x c đ ị n h đ ợ c c h i ề u d y l p v ậ t c h ấ t m n ó qua - K h ả n ă n g đ â m x u y ê n h t p t ố t h n h t Oi T r o n g k h ô n g k h í h t p c ó q u ã n g c h y t 10 e m đ ế n v i m é t , t r o n g c the n ó đ ợ c k h o ả n g m i n D o c h ù m p k h ô n g đ n n ă n g n ê n k h i s d ụ n g n g i ta c h ỉ c ầ n d ù n g m ộ t m i ế n g n h ô m c ó đ ộ d y m ó n g k h c đ ế lọc bớt nham thu đ ợ c m ứ c n ă n g l ợ n g m o n g m u ố n - K h ả n ă n g i o n h o a m ô i t r n g k é m h n so v i h t a , t r o n g k h n g k h í h t p t o t 10000 đ e n 0 l o n , t r u n g b ì n h n ó t o k h o ả n g 75 c ặ p i o n / Ì e m q u ã n g chạy - N ă n a l ợ n g c ủ a h t t i g i ả m sau m ỗ i l â n l o n hoa v c u ô i c ù n g đ t t i m ứ c n ă n g l ợ n g c h u y ê n đ ộ n g n h i ệ t k h n g c ị n k h ả n ă n g g â y i o n h o a v k í c h t h í c h n g u y ê n t H t P" t r t h n h m ộ t đ i ệ n t t ự h o ặ c k ế t h ợ p v i m ộ t l o n d n g hay m ộ t n g u y ê n t n o đ ó t r o n g v ậ t c h ấ t H t p + k ế t h ợ p v i m ộ t d i ệ n t t ự đ ể b i ế n t h n h l ợ n g t g a m m a - H t p bị t c d ụ n g t r o n g t t r n g , q u ỹ đ o h t |3" m ộ t đ n g c o n g n g ợ c c h i ề u v i q u ỹ đ o h t p + v hạt a 2.3 Tính chất tiaỴ - T i a y d ò n g p h o t o n c ó n ă n g l ợ n g l n , b c s ó n g n g ắ n N ă n g l ợ n g c ự c đ i t r o n g k h o n g 1,1-3,5 M e v 91 - T i a Y c ó k h n ă n g đ â m x u y ê n r ấ t l n , t r o n g k h n g k h í c ó t h ể đ i đ ợ c t 10 đèn h n g t r ă m mét, chất hữu n ó x u y ê n v o sâu n ó d ễ d n g x u y ê n qua c t h ể c o n n g i T h ự c t ế n g i ta d ù n g v ậ t l i ệ u c h ì v b ê t n g c ó đ ộ d y l n đ ể c ả n l i t i a y - K h ả n ă n g l o n h o a c ủ a tia y k h ô n g cao, t r ê n q u ã n g đ n g t r o n g k h ô n g k h í c h ỉ t o t l o đ ế n c ặ p i o n - K h i t c đ ộ n g v o m ô i t r n g v ậ t c h ấ t t h ì t r u y ề n h ế t n ă n g l ợ n g qua l ầ n t n g t c , sản p h m q u t r ì n h t n g t c l c c h t v i m ô t í c h đ i ệ n c ó n ă n g l ợ n g l n l i t i ê p t ụ c l o n hoa v ậ t c h ấ t V ì v ậ y tia y c ó t c d ụ n g l o n hoa s i n tiếp vật chất - T i a y c ó b ả n c h ấ t s ó n g đ i ệ n t n ê n t r o n g t t r n g n ó k h n g bị t c d ụ n g , đ n g đ i t i a m ộ t đ n g t h ẳ n g 92 ... thu đáng PGS TS: Nguyễn Hồng Thủi; Các nhà chuyên giang viên Trường giáo trình mơn: khơng thầy giáo, Nguyễn Văn Tư, Nguyễn Trường Giang, - Đại học Thái Nguyên Văn Sơn, ThS Nguyễn trình Phạm Văn... (HZ) 16 20 .10 Với tân số -? ?16 Hz: vùng hạ âm; ví dụ: sóng đàn hồi gây động đất, bão truyền nước biển V i t â n số 16 H z ^ H z : s ó n g â m : tai n g i b ì n h t h n g n g h e đ ợ c S i ì 1- 1... sang đào tạo theo tín chỉ, kịp Vật lý Lý sinh trường nhiều tài liệu chuyên diêm tâm theo quan học có liên quan, Vật lý - Lý sinh này, dựa Quốc gia Hà Nội, kỳ thuật y - sinh học đại triển khai việc