CHƯƠNG 6 MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUAN HỌC CHƯƠNG 1 DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1 Dao động cơ học điều hoà là chuyển động của một vật mà li độ biến đổi theo định luật dạng sin hoặc cosin theo thời gian x = Acos(t + )[.]
CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Dao động học điều hoà chuyển động vật mà li độ biến đổi theo định luật dạng sin cosin theo thời gian: x = Acos(t + ) A biên độ, tần số góc, (t + ) pha, pha ban đầu Chu kì dao động: Tần số dao động: Mỗi dao động điều hoà biểu diễn vectơ quay có độ dài biên độ A, vectơ quay quanh O với vận tốc góc , vào thời điểm ban đầu t = 0, vectơ hợp với trục Ox góc pha ban đầu Hình chiếu vectơ quay lên trục Ox li độ dao động Một vật khối lượng m, dịch chuyển khỏi vị trí cân (VTCB) O đoạn x, chịu tác dụng lực F = - kx vật dao động điều hoà quanh O với tần số góc Biên độ dao động A pha ban đầu phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu cách chọn gốc thời gian Dao động tự dao động xảy hệ tác dụng nội lực, sau hệ kích thích ban đầu Hệ có khả thực dao động tự gọi hệ dao động Mọi dao động tự hệ dao động có tần số góc gọi tần số góc riêng hệ Con lắc lị xo; lắc đơn Trái Đất; lắc vật lí Trái Đất hệ dao động Dưới bảng đặc trưng số hệ dao động Hệ dao Con lắc lò xo động Cấu trúc Con lắc đơn Hòn bi (m) gắn vào Hòn bi (m) treo vào đầu sợi Vật rắn (m, I) lò xo (k) dây (l) quay quanh trục nằm ngang - Con lắc lò xo Dây treo thẳng đứng ngang: lị xo khơng biến dạng VTCB Con lắc vật lí - Con lắc lị xo dọc: lị xo biến dạng QG (Q trục quay, G trọng tâm) thẳng đứng Lực tác Lực phục hồi lò Trọng lực hịn bi lực Mơmen dụng xo: căng dây treo: trọng lực vật rắn lực F = - kx s li độ cung trục quay: x li độ dài M = - mgdsin li độ góc Phương trình động lực học chuyển động x" + 2x = s" + 2s = " + 2 = x = Acos(t + ) s = s0cos(t + ) = 0cos(t + ) Tần số góc Phương trình dao động Cơ Dao động tự khơng có ma sát dao động điều hồ, có ma sát dao động tắt dần, ma sát lớn dao động không xảy Nếu tác dụng ngoại lực tuần hoàn tần số f lên hệ dao động có tần số riêng f0 sau thời gian chuyển tiếp, hệ dao động với tần số f ngoại lực, dao động gọi dao động cưỡng Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào mối quan hệ tần số ngoại lực tần số dao động riêng Khi tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ biên độ dao động đạt giá trị cực đại, tượng cộng hưởng Tổng hợp hai dao động điều hoà phương cộng hai hàm x x2 dạng cosin Nếu hai hàm có tần số dùng phương pháp Fresnel: vẽ vectơ quay biểu diễn cho dao động thành phần, xác định vectơ tổng, suy dao động tổng hợp CHƯƠNG 2: SÓNG CƠ HỌC- ÂM HỌC Sóng học dao động học lan truyền môi trường liên tục Trong sóng truyền đi, phần tử sóng dao động chỗ xung quanh VTCB Q trình truyền sóng q trình truyền lượng Phương trình sóng cho ta xác định li độ dao động phần tử môi trường cách gốc toạ độ khoảng x thời điểm t Phương trình sóng có dạng: Trong A biên độ sóng, w tần số góc, T chu kì sóng, v vận tốc truyền sóng, l bước sóng Sóng có tính chất tuần hồn theo thời gian Sau khoảng thời gian chu kì T tất điểm sóng lặp lại chuyển động cũ, nghĩa toàn sóng có hình dạng cũ Sóng có tính chất tuần hồn theo khơng gian Những điểm phương truyền sóng cách khoảng nguyên lần bước sóng l dao động pha, có nghĩa thời điểm cách khoảng bước sóng theo phương truyền sóng hình dạng sóng lại lặp lại trước Sóng dừng xuất dây đàn hồi có hai đầu cố định chiều dài dây số nguyên lần nửa bước sóng Khi có sóng dừng dây xuất điểm bụng (dao động với biên độ cực đại), điểm nút (dao động với biên độ cực tiểu - đứng yên) Khoảng cách hai điểm bụng liên tiếp hai điểm nút liên tiếp nửa bước sóng, khoảng cách điểm bụng điểm nút liên tiếp phần tư bước sóng Hiện tượng giao thoa xảy hai sóng kết hợp giao Khi tượng giao thoa xảy mặt nước mặt nước xuất vân giao thoa, hệ vân bao gồm vân cực đại cực tiểu xen kẽ với Hai sóng kết hợp hai sóng gây từ hai nguồn sóng có tần số lệch pha khơng đổi Sóng âm dao động phát từ nguồn âm, truyền qua khơng khí vào tai làm cho màng nhĩ dao động gây cảm giác âm Âm có đặc tính khách quan, phụ thuộc vào tính chất dao động âm: tần số (độ cao), biên độ dao động (cường độ), âm sắc (dạng đồ thị) Sự cảm thụ âm cịn phụ thuộc vào đặc điểm sinh lí tai người (độ to âm, mức cường độ âm) Siêu âm có tần số lớn, có nhiều ứng dụng quan trọng kĩ thuật y học CHƯƠNG 3: DAO ĐỘNG ĐIỆN- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Hiệu điện xoay chiều hiệu điện biến đổi điều hoà theo thời gian: u = U0sin(wt + ju) Khi đặt hiệu điện xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch điện, mạch có dao động điện cưỡng Đó dịng điện xoay chiều biến đổi tần số (nói chung) lệch pha hiệu điện Dòng điện xoay chiều dòng điện có cường độ biến đổi điều hồ theo thời gian: i = I0sin(wt + i) Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều nhỏ giá trị biên độ tương ứng lần: ; ; Công thức dùng cho đoạn mạch xoay chiều bất kì: - Cơng suất toả nhiệt: PR = RI2 - Công suất tiêu thụ: P = UIcos(ju – ji) - Cơng thức định luật Ơm: Các cơng thức dùng cho đoạn mạch RLC nối tiếp: - Hiệu điện hiệu dụng: - Tổng trở: - Độ lệch pha hiệu điện u cường độ dịng điện i: - Hệ số cơng suất: - Điều kiện xảy tượng cộng hưởng điện: Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ tượng cảm ứng điện từ có hai phận phần ứng phần cảm Suất điện động máy phát điện xác định theo định luật cảm ứng điện từ: Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống ba dòng điện xoay chiều pha, gây ba suất điện động tần số, biên độ lệch pha Đối với máy phát điện xoay chiều ba pha, ba cuộn dây phần ứng giống đặt lệch 120 o vòng tròn Nếu nối mạng điện xoay chiều ba pha với ba cuộn dây giống đặt lệch 120o vịng trịn ta thu từ trường quay Nguyên tắc hoạt động động không đồng ba pha dựa tượng cảm ứng điện từ tác dụng từ trường quay Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều phương pháp biến đổi dao dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Dụng cụ chỉnh lưu thường dùng điôt bán dẫn Dòng điện sau chỉnh lưu dòng điện chiều nhấp nháy Máy biến thiết bị làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, dùng để tăng giảm hiệu điện xoay chiều mà không làm thay đổi tần số Nếu điện trở cuộn dây bỏ qua hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây: Nếu điện hao phí máy biến khơng đáng kể cường độ dịng điện qua cuộn dây tỉ lệ nghịch với hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn: Công suất hao phí đường dây tải điện có điện trở R , U hiệu điện P công suất truyền trạm phát điện Để giảm điện hao phí, người ta thường dùng máy biến làm tăng hiệu điện trước truyền tải máy biến giảm hiệu điện nơi tiêu thụ tới giá trị cần thiết CHƯƠNG 4: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ- SÓNG ĐIỆN TỪ Dao động điện từ điều hoà xảy mạch LC sau tụ điện tích điện lượng q0 khơng có tác dụng điện từ bên ngồi lên mạch Đó dao động điện từ tự Biểu thức dao động điện từ tự là: q = q0cos(t + ) Nếu chọn gốc thời gian vào lúc q = q (khi i = 0) ta có q=q0cost Tần số góc riêng mạch LC là: Trong trình dao động điện từ có chuyển hố qua lại lượng điện lượng từ mạch Tổng chúng, lượng tồn phần mạch, có giá trị khơng đổi Trong mạch RLC có toả nhiệt hiệu ứng Jun – Len-xơ nên lượng toàn phần giảm theo thời gian, biên độ dao động giảm theo dao động tắt dần Nếu điện trở R mạch nhỏ, dao động coi gần tuần hồn với tần số góc Điện trở tăng dao động tắt nhanh, vượt giá trị đó, q trình biến đổi mạch phi tuần hoàn Nếu chế thích hợp đưa thêm lượng vào mạch chu kì, bù lại lượng tiêu hao, dao động mạch trì Mỗi biến thiên theo thời gian từ trường, sinh khơng gian xung quanh điện trường xốy biến thiên theo thời gian, ngược lại, biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian không gian xung quanh Từ trường điện trường biến thiên theo thời gian không tồn riêng biệt, độc lập với nhau, mà biểu trường tổng quát, nhất, gọi điện từ trường Q trình lan truyền khơng gian điện từ trường biến thiên tuần hồn q trình sóng, sóng gọi sóng điện từ Sóng điện từ truyền chân khơng có vận tốc c = 300 000km/s, sóng điện từ mang lượng, sóng ngang (các vectơ vng góc với vng góc với phương truyền sóng), truyền chân khơng phản xạ, khúc xạ, giao thoa Sóng vơ tuyến điện sử dụng thông tin liên lạc đài phát thanh, dao động âm tần dùng để biến điệu (biên độ tần số) dao động cao tần Dao động cao tần biến điệu phát xạ từ anten dạng sóng điện từ máy thu thanh, nhờ có anten thu, thu dao động cao tần biến điệu, sau dao động âm tần lại tách khỏi dao động cao tần biến điệu nhờ q trình tách sóng, đưa loa CHƯƠNG 5: QUANG HỌC Nguyên lí, định luật Nguyên lí tính thuận nghịch chiều truyền sáng: Định luật truyền thẳng ánh sáng Định luật phản xạ ánh sáng Định luật khúc xạ ánh sáng Nội dung Nếu AB đường truyền ánh sáng ánh sáng từ A đến B từ B đến A Trong môi trường suốt đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng - Tia phản xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ góc tới i' = i - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới - Đối với cặp mơi trường suốt xác định tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) số không đổi n21 Số phụ thuộc vào chất hai môi trường, gọi chiết suất tỉ đối môi trường chứa tia khúc xạ (mơi trường 2) với Hình vẽ mơi trường chứa tia tới (môi trường 1) sini/ sin r = n21 Hiện tượng phản xạ toàn phần a) Hiện tượng: Hiện tượng ánh sáng truyền tới mặt phân cách hai môi trường suốt bị phản xạ hoàn toàn trở lại gọi tượng phản xạ toàn phần b) Điều kiện xảy tượng phản xạ tồn phần: - ánh sáng có hướng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang (hướng từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn: n1 > n2 ) - Góc tới lớn góc giới hạn phản xạ tồn phần (i ³ igh) c) Góc giới hạn phản xạ toàn phần: Các quang cụ Khái niệm Gương phẳng Gương cầu lõm Gương Là phần mặt phẳng, nhẵn, phản xạ tốt ánh sáng Là phần mặt cầu, có dạng chỏm cầu, phản xạ tốt ánh sáng Mặt phản xạ hướn g tâm mặt cầu Mặt Đặc điểm ảnh, đường truyền ánh sáng - ảnh vật đối xứng qua gương - Vật thật cho ảnh ảo, vật ảo cho ảnh thật - Vật thật nằm tâm gương: Cho ảnh thật, ngược chiều, nhỏ vật, nằm khoảng từ tâm gương đến tiêu điểm - Vật khoảng từ tâm gương tới tiêu điểm: Cho ảnh thật, ngược chiều, lớn vật, nằm tâm gương - Vật thật nằm khoảng từ tiêu điểm đến đỉnh gương: Cho ảnh ảo, chiều, lớn vật, nằm sau gương - Vật ảo sau gương: Cho ảnh thật, chiều, bé vật, nằm khoảng từ tiêu điểm đến đỉnh gương - Vật thật trước gương: Công thức quy ước +) d' = - d +) k = -1 Công thức gương cầu: +) Quy ước: - Vật thật: d > - Vật ảo : d < - ảnh thật: d' > - ảnh ảo: d' < - Gương cầu lõm: f > - Gương cầu lồi: f < +) Công thức độ phóng đại: - Vật ảnh chiều: k > - Vật ảnh ngược chiều k < Khái niệm cầu lồi Lăng kính Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì phản xạ hướn g ngược phía tâm mặt cầu Là khối chất suốt hình lăng trụ đứng, có tiết diện tam giác Là khối chất suốt giới hạn hai mặt cầu, mặt cầu, mặt phẳng Đặc điểm ảnh, đường truyền ánh sáng Công thức quy ước Cho ảnh ảo, chiều, bé vật, khoảng từ đỉnh gương đến tiêu điểm +) +) Qua lăng kính ánh sáng +) đơn sắc bị lệch phía +) +) đáy sin i1 = n.sin r1 sin i2 = n.sin r2 A = r1 + r2 D = i1 + i2 - A Dmin khi: i1 = i2 +) - Vật thật cách kính >2f: +) Cơng thức thấu kính: Cho ảnh thật, ngược chiều, bé vật, nằm khoảng từ f đến 2f Quy ước: sau kính - Vật thật: d > Chùm - Vật thật nằm - Vật ảo : d < khoảng từ 2f đến f: Cho - ảnh thật: d' > sáng ảnh thật, ngược chiều, - ảnh ảo: d' < tới lớn vật, sau kính, - Thấu kính hội tụ: f > song song, cách kính lớn 2f - Thấu kính phân kì: f < - Vật thật khoảng +) Cơng thức độ phóng đại: cho chùm từ F đến O: Cho ảnh ảo, ló hội chiều, lớn vật, nằm trước kính tụ Quy ước: - Vật ảo sau kính: Cho - Vật ảnh chiều: k > ảnh thật, chiều, nhỏ vật, nằm - Vật ảnh ngược chiều k < khoảng từ O đến F sau kính +) Cơng thức chế tạo: Chùm - Vật thật trước kính: Cho sáng ảnh ảo, chiều, tới trước kính, nằm Quy ước: song khoảng từ F đến O - Mặt lồi: R > song - Mặt lõm: R < cho - Mặt phẳng: R = ¥ Khái niệm Đặc điểm ảnh, đường truyền ánh sáng Công thức quy ước chùm ló phân kì CHƯƠNG 6: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC Mắt Máy ảnh Thu Thu ảnh thật vật cần quan ảnh thật sát rõ nét võng mạc vật cần chụp Công dụng rõ nét phim Cấu tạo Thành phần Chức Tạo ảnh Vật kính thật vật TKHT hệ cần chụp kính có độ tụ rõ nét dương (1) phim Điều chỉnh khoảng cách ống kính (2) từ kính đến phim Phim (3) Buồng tối (4) Cửa sập (5) Thành phần Chức Tạo ảnh thật Thủy tinh thể vật cần (1) quan sát phim Điều chỉnh độ Hệ đỡ thủy cong điều tinh thể (2) chỉnh độ tụ, thủy tinh thể Là nơi tập trung đầu dây Ghi lại hình Võng mạc (3) thần kinh thị ảnh cần chụp giác ghi nhận thông tin vật Bảo vệ phim Dịch thủy tinh không bị lộ (4) sáng Chắn sáng Dịch thủy tinh chiếu qua ống (5) kính vào Mắt Máy ảnh phim, mở chụp Màn chắn có lỗ trịn đường kính thay đổi (6) Điều chỉnh Điều chùm chiếu phim chỉnh Lịng đen, Điều chỉnh sáng có cường độ sáng vào (6) vào mắt - Cơ đỡ thủy tinh thể dãn co lại để thay đổi tiêu cự làm cho ảnh vật cần quan sát rõ nét võng mạc Đó điều tiết - Điểm xa trục thủy tinh thể mà mắt quan sát gọi điểm cực Điều chỉnh khoảng cách từ vật viễn Khi quan sát điểm cực kính đến phim để ảnh vật viễn mắt điều tiết cần chụp rõ nét - Điểm gần trục phim thủy tinh thể mà mắt cịn quan sát gọi điểm cực cận Khi quan sát điểm cực viễn mắt phải điều tiết cực đại - Góc trơng nhỏ mà mắt phân biệt hai điểm vật gọi suất phân li mắt Các tật mắt Đặc điểm Khái niệm Cách sửa Cận thị fmax < OV Thủy tinh thể q phồng Nhìn xa khơng rõ Điểm cực cận gần mắt Viễn thị fmax > OV Thủy tinh thể q dẹt Nhìn gần khơng rõ Quan sát vô phải điều tiết Mắt cận thị mắt không điều tiết, tiêu điểm rơi trước võng Mắt viễn thị mắt không điều tiết, tiêu điểm rơi sau võng mạc mạc Đeo kính phân kì có tiêu cự phù hợp Đeo kính hội tụ có tiêu cự phù để nhìn xa vơ mà hợp điều tiết: f = - OCV 3 Kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn Khái niệ m Cấu tạo Kính lúp Là dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt để quan sát vật nhỏ Nó có tác dụng làm tăng góc trơng ảnh cách tạo ảnh ảo lớn vật nằm giới hạn nhìn rõ mắt Kính hiển vi Kính thiên văn Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trơng ảnh vật nhỏ, với độ bội giác lớn nhiều so với độ bội giác kính lúp Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trơng ảnh vật xa + Vật kính thấu kính hội tụ có độ tụ ngắn, để tạo ảnh thật lớn vật + Thị kính thấu kính có tiêu cự ngắn, để quan sát ảnh Là thấu kính hội tụ vật kính với vai trị có tiêu cự ngắn kính lúp + Hai thấu kính ghép đồng trục, khoảng cách chúng khơng đổi + Ngồi có phận tụ quang để chiếu sáng cho vật, thường gương cầu lõm + Thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự dài, để tạo ảnh thật vật tiêu điểm ảnh + Vật kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, để quan sát ảnh vật kính với vai trị kính lúp + Vật kính thị kính lắp đồng trục khoảng cách chúng thay đổi Độ +) G = bội +) GCC = giác +) G¥ = +) G = +) GCC = +) G¥ = +) G = +) G¥ = CHƯƠNG 7: TÍNH CHẤT SĨNG CỦA ÁNH SÁNG Hiện tượng tán sắc ánh sáng tượng chùm sáng trắng truyền qua lăng kính bị phân tích thành thành phần đơn sắc khác nhau: tia tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng vận tốc truyền ánh sáng môi trường suốt phụ thuộc vào tần số ánh sáng Vì chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào tần số (và bước sóng ánh sáng) ánh sáng có tần số nhỏ (bước sóng dài) chiết suất môi trường bé ánh sáng đơn sắc ánh sáng có bước sóng (tần số) màu sắc định; khơng bị tán sắc qua lăng kính ánh sáng trắng tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác Hiện tượng tán sắc ánh sáng ứng dụng máy quang phổ để phân tích thành phần cấu tạo chùm ánh sáng nguồn sáng phát Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng ánh sáng, quan sát ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ, gần mép vật suốt không suốt, gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng Hai sóng ánh sáng kết hợp gặp giao thoa với nhau; Vân giao thoa (trong thí nghiệm Y-âng) vạch sáng tối xen kẽ cách đặn, có khoảng vân i = lD/a Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng ứng dụng để đo nhiệt độ nguồn sáng Quang phổ vạch hấp thụ phát xạ nguyên tố khác khác Những vạch tối quang phổ vạch hấp thụ nguyên tố nằm vị trí vạch màu quang phổ vạch phát xạ ngun tố Ngồi quang phổ nhìn thấy cịn có xạ khơng nhìn thấy: tia hồng ngoại (có bước sóng từ vài minimét đến 0,75mm), tia tử ngoại (có bước sóng từ 4.10-7m đến 10-9m), tia X (có bước sóng từ 10 -9m đến 10-12m) Các xạ phát điều kiện định: tia hồng ngoại vật bị nung nóng phát ra, cịn tia X phát từ mặtđối catơt ống tia X Các xạ có nhiều tính chất cơng dụng khác Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X sóng điện từ có bước sóng khác CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Hiện tượng quang điện: Khi chiếu chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp vào kim loại làm cho êlectron mặt kim loại bị bứt ra, tượng quang điện ngồi Các định luật quang điện: a) Định luật 1: Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn, bước sóng l0 l0 gọi giới hạn quang điện kim loại: l £ l0 b) Định luật 2: Đối với ánh sáng thích hợp (l £ l0) cường độ dòng quang điện bão hồ tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích c) Định luật 3: Động ban đầu cực đại êlectron quang điện không phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại Thuyết lượng tử ánh sáng "Chùm ánh sáng chùm hạt, hạt phôtôn Phôtôn có vận tốc ánh sáng, có động lượng xác định mang lượng xác định e = hf, phụ thuộc vào tần số f ánh sáng, mà khơng phụ thuộc khoảng cách từ đến nguồn sáng Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát đơn vị thời gian." Công thức Anh-xtanh tượng quang điện với A cơng êlectron khỏi kim loại, v0max vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện Hiện tượng quang điện ứng dụng tế bào quang điện, dụng cụ để biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện Hiện tượng quang dẫn tượng giảm mạnh điện trở bán dẫn bị chiếu sáng Trong tượng quang dẫn, ánh sáng giải phóng êlectron liên kết để tạo thành êlectron dẫn lỗ trống tham gia trình dẫn điện Hiện tượng tượng quang điện Hiện tượng quang dẫn, tượng quang điện ứng dụng quang điện trở, pin quang điện Mẫu nguyên tử Bo Các tiên đề Bo a) Tiên đề 1: Nguyên tử tồn trạng thái dừng có mức lượng xác định b) Tiên đề 2: Khi chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng Em sang trạng thái, mức lượng En < Em ngun tử phát phơtơn có tần số f xác định bởi: Em – En = hf với h số Plăng Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng En mà hấp thụ phơtơn có tần số chuyển sang trạng thái Em Mẫu ngun tử Bo giải thích cấu tạo quang phổ vạch hiđrơ khơng giải thích cấu tạo nguyên tử phức tạp ánh sáng có lưỡng tính chất sóng – hạt Tính chất sóng thể rõ với ánh sáng có bước sóng dài, cịn tính chất hạt thể rõ với ánh sáng có bước sóng ngắn Màu sắc vật phụ thuộc vào hấp thụ lọc lựa phản xạ lọc lựa vật (phản xạ lọc lựa chất cấu tạo vật lớp chất phủ bề mặt vật) ánh sáng chiếu vào vật 10.Trong tượng phát quang, bước sóng ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ 11.Tia laze ánh sáng kết hợp, đơn sắc Chùm tia laze song song, có cơng suất lớn CHƯƠNG 9: VẬTL LÍ HẠT NHÂN Thuyết tương đối hẹp: a) Các tiên đề Anh-xtanh - Hiện tượng vật lí xảy hệ quy chiếu quán tính - - Vận tốc ánh sáng chân khơng có độ lớn c hệ quy chiếu quán tính c giới hạn vận tốc vật lí b) Một số kết thuyết tương đối Đội dài bị co lại dọc theo phương chuyển động Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên Khối lượng vật chuyển động với vận tốc v (khối lượng tương đối tính) là: - , với m0 khối lượng nghỉ Hệ thức Anh-xtanh lượng khối lượng: Nếu vật có khối lượng - m có lượng E tỉ lệ với m thông qua biểu thức Đối với hệ kín, khối lượng lượng nghỉ khơng thiết bảo tồn, lượng tồn phần (bao gồm động lượng nghỉ) bảo toàn Cơ học cổ điển trường hợp riêng học tương đối tính vận tốc chuyển động nhỏ so với vận tốc ánh sáng Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prơtơn (mang điện tích ngun tố dương), nơtron (trung hồ điện), gọi chung nuclơn, liênkết với lực hạt nhân mạnh có bán kính tác dụngrất ngắn Hạt nhân nguyên tố có ngun tử số Z chứa Z prơtơn N nơtron; A = Z + N gọi số khối Các nguyên tử mà hạt nhân có số prôtôn Z khác số nơtron N gọi đồng vị Đơn vị khối lượng nguyên tử u có trị số 1/12 khối lượng đồng vị ; u xấp xỉ khối lượng nuclôn, nên hạt nhân có số khối A có khối lượng xấp xỉ A(u) Hạt nhân phóng xạ bị phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác a) Tia phóng xạ gồm nhiều loại: Hạt hạt nhân Hạt - êlectron, kí hiệu e- Hạt + pơziton kí hiệu e+ Tia sóng điện từ có bước sóng ngắn (ngắn tia X) b) Chu kì bán rã T chất phóng xạ thời gian sau số hạt nhân lượng chất nửa số hạt nhân ban đầu N Số hạt nhân N khối lượng m chất phóng xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: , là số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kì bán rã: c) Độ phóng xạ H số phân rã 1s Nó số nguyên tử N nhân với H giảm theo định luật phóng xạ giống N: d) Trong phân rã hạt nhân lùi hai ô bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ Trong phân rã - + hạt nhân tiến lùi bảng hệ thống tuần hồn so với hạt nhân mẹ Trong phân rã hạt nhân không biến đổi mà chuyển từ mức lượng cao xuống mức lượng thấp Phản ứng hạt nhân tương tác hạt nhân dẫn đến biến đổihạt nhân a) Trong phản ứng hạt nhân, đại lượng sau bảo toàn: số nuclơn, điện tích, lượng tồn phần động lượng Khối lượng khơng thiết bảo tồn b) Khối lượng hạt nhân tạo thành từ nhiều nuclơn bé tổng khối lượng nuclơn, hiệu số m gọi độ hụt khối Sự tạo thành hạt nhân toả lượng tương ứng E = mc2, gọi lượng liên kết hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành nuclơn cần tốn lượng E) Hạt nhân có lượng liên kết riêng E/A lớn bền vững c) Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng M0 hạt nhân ban đầu khác tổng khối lượng M hạt sinh Nếu M > M phản ứng toả lượng Nếu M0 < M phản ứng hạt nhân thu lượng d) Có hai loại phản ứng hạt nhân toả lượng, lượng gọi lượng hạt nhân - Một hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hai hạt trung bình, với 2-3 nơtron (sự phân hạch) Nếu phân hạch có tính chất dây chuyền, toả lượng lớn Nó khống chế lò phản ứng hạt nhân - Hai hạt nhân nhẹ, kết hợp với thành hạt nhân nặng Phản ứng xảy nhiệt độ cao, nên gọi phản ứng nhiệt hạch Con người thực phản ứng dạng khơng kiểm sốt (bom H)