Tóm tắt lý thuyết Quang và hạt nhân

12 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 QUANG HỌC DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ c. Máy biến thế : d. Truyền tải điện năng : 1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2. Năng lượng mạch dao động : 1. Đònh luật phản xạ ánh sáng : 2. Gương cầu : a. Công thức xác đònh vò trí : b. Độ phóng đại của ảnh : * Hiệu điện thế : * Công suất hao phí trên đường dây : * Cường độ dòng điện : Nếu H = 100% và hệ số công suất hai mạch sơ cấp và thứ cấp bằng nhau thì I , I' : cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch sơ cấp và thứ cấp U,U' và N, N' : Hiệu điện thế và số vòng của cuộn sơ cấp, thứ cấp N' > N ⇔ U' > U : Máy tăng thế N' < N ⇔ U' < U : Máy hạ thế R : Tổng điện trở đường dây P : Công suất cần truyền tải U : Hiệu điện thế ở 2 đầu dây tải - Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ bằng góc tới : i' = i ' d 1 d 1 f 1 += Vật thật, ảnh thật (ở trước gương) : d, d' > 0 Vật ảo, ảnh ảo (ở sau gương) : d, d' < 0 Gương cầu lõm Gương cầu lồi 0 2 R f >= 0 2 R f <−= d ' d 'B'A K −== AB K > 0 : Ảnh cùng chiều vật K < 0 : Ảnh ngược chiều vật 13 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 c. Sự phản xạ toàn phần : a. Độ tụ (D) và tiêu cự (f) của thấu kính : b. Công thức xác đònh vò trí vật, ảnh : c. Độ phóng đại của ảnh : 4. Lăng kính : 5. Thấu kính mỏng : 3. Sự khúc xạ ánh sáng - Hiện tượng phản xạ toàn phần : a. Đònh luật khúc xạ ánh sáng : b. Sự liên hệ giữa chiết suất và vận tốc truyền ánh sáng : - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới - Đối với cặp môi trường trong suốt nhất đònh, tỉ số giữa sin góc tới (sini)với sin của góc khúc xạ (sinr) luôn luôn là một số không đổi n 21 : Chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1) Môi trường (1) : Môi tường chứa tia tới Môi trường (2) : Môi tường chứa tia khúc xạ 1 2 21 n n n rsin isin == 1 2 v v 2 1 n n = v c n = với c = 3.10 8 .m/s ; * Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn (n 1 ) sang môi trường chiết quang kém (n 2 ) * Góc tới (i) lớn hơn góc giới hạn (i gh ) : i > i gh Với sini gh = < 1 1 n 2 n * Nếu tia sáng truyền từ môi trường chiết suất n ra ngoài không khí : sini gh = n 1 * Tại I sini 1 = nsinr 1 * Tại R sini 2 = nsinr 2 * Góc chiết quang A = r 1 + r 2 * Góc lệch D = i 1 + i 2 − A * Nếu góc tới i và góc chiết quang A nhỏ : ( ≤ 10 0 ) i 1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; A = r 1 + r 2 ; D = (n − 1)A * Khi có góc lệch cực tiểu : D = D min thì : i 1 = i 2 r 1 = r 2 = A 2 D min = 2i 1 − A A 2 sin = nsin D min + A 2 * Tiêu cựï = (n − 1)( + ) 1 f 1 R 1 1 R 2 * Độ tụ D = ; f(m) ; D (Điốp) 1 f - n : Chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính với môi trường trong đó đặt thấu kính - R 1 , R 2 : Bán kính hai mặt thấu kính Quy ước : - Mặt cầu lồi R > 0 , mặt cầu lõm R < 0 , mặt phẳng R = ∞ - Thấu kính hội tụ : f > 0, D > 0 - Thấu kính phân kỳï : f < 0, D < 0 1 f = + 1 d 1 d ' Quy ước : - Vật thật (trước thấu kính) : d > 0 - Vật ảo (sau thấu kính) : d < 0 - Ảnh thật (sau thấu kính) : d' > 0 - Ảnh ảo (trước thấu kính) : d' < 0 K = = − A'B' AB d' d K > 0 : Ảnh cùng chiều vật K < 0 : Ảnh ngược chiều vật 14 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 MẮT VÀ DỤNG CỤ QUANG HỌC TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG 1. Mắt : 2. Kính lúp : 3. Kính hiển vi : 4. Kính thiên văn : 1. Giao thoa sóng : Là sự gặp nhau của hai sóng kếp hợp. (f 1 > f 2 ) x * Sơ đồ tạo ảnh khi một người mang kính : * Nhìn cực cận (Mắt điều tiết tối đa) : O 1 O 2 = d' + d c * Nhìn cực viễn (Mắt không điều tiết ) : O 1 O 2 = d' + d v 1 f c = + 1 d c 1 d' m 1 f v = + 1 d v 1 d' m * Chữa bệnh cận thò : d = ∞ * Kính cận thò : Thấu kính phân kỳ * Mắt không có tật : d v = ∞ * Kính viễn thò : Thấu kính hội tụ - Độ bội giác - Độ bội giác G = = K tg α tg α 0 Đ d' +  tg α = A'B' d' +  tg α 0 = AB Đ Đ = OC c = d c ; ; - Ngắm chừng cực cận G c = K - Ngắm chừng vô cực G ∞ = Đ f 25 f Ghi chú : Vành kính lúp ghi x5 nghóa là : G = 5 = ⇔ f = 5cm G = tg α tg α 0 tg α 0 = AB Đ với Nếu ngắm chừng cực cận : G c = K c = K 1 K 2 Nếu ngắm chừng vô cực : G ∞ = δĐ f 1 f 2 δ = O 1 O 2 − f 1 − f 2 : Độ dài quang học của kính hiển vi Khi ngắm chừng vô cực : O 1 O 2 = f 1 + f 2 G ∞ = = tg α tg α 0 f 1 f 2 - Hiệu đường đi của hai sóng ánh sáng từ S 1 , S 2 tới M là : ax D d 2 − d 1 = λ D a d 2 − d 1 = k λ ⇒ x = k λ D a d 2 − d 1 = (k + ½ ) λ ⇒ x = (k + ½ ) - Tại M là vân ánh sáng : k = 0 : Vân sáng trung tâm (tại O) k = ± 1 : Vân sáng bậc 1 k = ± 2 : Vân sáng bậc 2 . . . - Tại M là vân tối k = 0 hay k = − 1 : Vân tối bậc 1 k = 1 hay k = − 2 : Vân tối bậc 2 - Khoảng vân : Khoảng cách giữa 2 vân sáng hay 2 vân tối liên tiếp : λ D a i = 15 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 LƯNG TỬ ÁNH SÁNG 2. Thang sóng điện từ : 1. Thuyết lượng tử : VẬT LÝ HẠT NHÂN 2. Hiện tượng quang điện : 4. Thuyết lượng tử trong nguyên tử Hydro (mẫu nguyên tử Bo (Bohr)) : 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử : a. Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện : b. Công thức Anhxtanh (Einstein) : c. Hiệu điện thế hãm (U h ) : d. Đònh lý động năng : (Bức xạ)(Hấp thụï) - Tia Gamma (γ) : dưới 10 −12 m - Tia Rơnghen (tia X) : 10 −12 m đến 10 −9 m - Tia Tử ngoại : 10 −9 m đến 4.10 −7 m - Ánh sáng nhìn thấy : 4.10 −7 m đến 7,6.10 −7 m - Tia Hồng ngoại : 7,6.10 −7 m đến 10 −3 m - Các sóng vô tuyến : 10 −3 m trở lên ∗ Lượng tử ánh sáng hay photon : ε = hf = hc λ h = 6,625.10 − 34 .Js : Hằng số Plank c = 3.10 8 . m /s : Vận tốc ánh sáng trong chân không f : Tần số ánh sáng λ : Bước sóng ánh sáng λ ≤ λ 0 - λ : Bước sóng của ánh sáng kích thích - A : Công thoát của e khỏi kim loại : Giới hạn quang điện của kim loại λ 0 = hc /A ε = hf = = A + mv hc λ 1 2 2 0max (m = 9,1.10 − 31 kg) v omax : Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện mv 1 2 2 0max E đ 0 max = : Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện Khi U AK ≤ U h ⇔ I = 0 ⇔ eU h = E đ 0 max mv 1 2 2 0max mv 1 2 2 max e U AK = − 3. Tia Rơnghen (Tia X) : Tần số cực đại (hay bước sóng cực tiểu) của tia X do ống Rơnghen phát ra ứng với toàn bộ động năng cực đại của electron biến thành năng lượng của photon tia X : mv 1 2 2 max ε = hf max = = hc λ min (Q = 0) ε mn = hf mn = = E m − E n hc λ mn ∗ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng, có năng lượng E m đến trạng thái dừng, có năng lượng E n thì nguyên tử phát ra một photon có năng lượng : Z : Nguyên tử số hay số proton bên trong hạt nhân N : Số nơtron trong hạt nhân A = N + Z : Số khối X A Z ∗ Các hạt nhân cùng số proton Z nhưng số khối A khác nhau gọi là đồng vò ∗ Đơn vò khối lượng nguyên tư û (u) b ằng 1 /12 khối lượng của C ⇒ u ≅ 1,66058.10 − 27 kg 12 6 16 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 2. Sự phóng xạ : 3. Phản ứng hạt nhânï : a. Các tia phóng xạ : b. Đònh luật phóng xạ : c. Độ phóng xạ : b. Các luật bảo toàn : d. Sự phân hạch và phản ứng nhiệt hạch (tỏa năng lượng) : Tia α ( ) He 4 2 Tia β − ( ) e 0 − 1 Tia β + ( ) e 0 1 Tia γ ( ) ε = hf = hc λ ; ; ; N = N 0 .e −λ t m = m 0 .e −λ t ∗ N 0 , m 0 : Số nguyên tử, khối lượng ban đầu (t = 0) của chất phóng xạ ∗ N, m : Số nguyên tư, khối lượng ở thời điểm t của chất phóng xạ ∗ : Hằng số phóng xạ , với T : Chu kì bán rã λ = = Ln2 T 0,693 T ∗ N 0 = m 0 . N A A N = m. N A A e − λt = 1 2 t/T ; ; H = H 0 .e − λ t = λ N H 0 = λ N 0 với Đơn vò H : Beccơren (Bq) = phân rã/giây Đơn vò khác : Curi (Ci) = 3,7.10 10 Bq H 0 : Độ phóng xạ lúc ban đầu (t = 0) H : Độ phóng xạ ở thời điểm t a. Phản ứng hạt nhân : A A 1 Z 1 B A 2 Z 2 C A 3 Z 3 D A 4 Z 4 + + ∗ Đònh luật bảo toàn số khối : ∗ Đònh luật bảo toàn điện tích : ∗ Đònh luật bảo toàn năng lượng : Tổng các dạng năng lượng của hệ trước và sau phản ứng bảo toàn. A 1 + A 2 = A 3 + A 4 Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 ∗ E = m.c 2 : Năng lượng nghỉ (Hệ thức Anhxtanh) ∗ W đ = : Động năng mv 2 1 2 Ghi chú : Không có đònh luật bảo toàn khối lượng của hệ ∗ Đònh luật bảo toàn động lượng : p A + p B = p C + p D ⇔ m A v A + m B v B = m C v C + m D v D c. Phản ứng tỏa và thu năng lượng : Gọi : M 0 = m A + m B ; M = m C + m D ∗ M < M 0 ⇔ Phản ứng tỏa năng lượng ∗ M > M 0 ⇔ Phản ứng thu năng lượng ∗ Sự phân hạch : Là hiện tượng một hạt nhân (loại rất nặng) hấp thụ nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình ∗ Phản ứng nhiệt hạch : Sự kếp hợp 2 hạt nhân rất nhẹ thành 1 hạt nhân nặng hơn U 235 92 U 236 92 X A Z 200MeV X' A' Z' n 1 0 k n 1 0 + + + + H 2 1 H 3 1 He 4 2 17,6MeV n 1 0 + + + Ví dụ : Ví dụ : 4. Năng lượng liên kết - Độ hụt khối của hạt nhân nguyên tử : ( X) A Z ∆ m = m 0 - m ∆ E = (m 0 - m)c 2 ∆ E' = ∆ E A ⇔ : Độ hụt khối của hạt nhân : Năng lïng liên kết của hạt nhân : Năng lïng liên kết riêng của hạt nhân với m 0 = Zm p + Nm n m = m x Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn, thì càng bền vững . = 15 Học nhanh Học nhanh VẬT LÝ CẤP 3 VẬT LÝ CẤP 3 LƯNG TỬ ÁNH SÁNG 2. Thang sóng điện từ : 1. Thuyết lượng tử : VẬT LÝ HẠT NHÂN 2. Hiện tượng quang điện : 4. Thuyết lượng tử trong nguyên tử. của hạt nhân nguyên tử : ( X) A Z ∆ m = m 0 - m ∆ E = (m 0 - m)c 2 ∆ E' = ∆ E A ⇔ : Độ hụt khối của hạt nhân : Năng lïng liên kết của hạt nhân : Năng lïng liên kết riêng của hạt nhân với m 0 . nhân (loại rất nặng) hấp thụ nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình ∗ Phản ứng nhiệt hạch : Sự kếp hợp 2 hạt nhân rất nhẹ thành 1 hạt nhân nặng hơn U 235 92 U 236 92 X A Z 200MeV X' A' Z' n 1 0 k