Chng Vi mụ n V mụ Nguyn Thanh H - 0972 64 17 64 Chơng 10 - Từ vô cùng nhỏ đến vô cùng lớn. i. Hệ thống kiến thức trong chơng 1) Hạt sơ cấp (hạt cơ bản) là hạt nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử, có những đặc trng chính là: + Khối lợng nghỉ m 0 (hay năng lợng nghỉ E 0 = m 0 c 2 ). + Điện tích Q, Q = e, e là điện tích nguyên tố. + Spin: là đặc trng lợng tử: êléctron, prôtôn, nơtron có spin s = 1/2; photon có spin s = 1. + Mômen từ riêng: đặc trng về từ tính. + Thời gian sống trung bình T: có 4 hạt không phân rã gọi là các hạt bền (prôton, êléctron, phôtôn, nơtrino), còn tất cả các hạt khác không bền và phân rã thành hạt khác, riêng nơtron thời gian sống dài, khoảng 932s, còn lại thời gian sống ngắn cỡ 10 -24 đến 10 -6 s. + Ngời ta thờng sắp xếp các hạt sơ cấp đã biết thành các loại theo khối lợng tăng dần: phôtôn; leptôn; mêzôn và barion. Mêzôn và barioon có tên chung là hađrôn. + Tơng tác của các hạt sơ cấp là tơng tác hấp dẫn; tơng tác điện từ; tơng tác yếu là tơng tác chịu trách nhiệm trong phân rã (Ví dụ: n p + e - + ); tơng tác mạnh là tơng tác giữa các hađrôn nh tơng tác giữa các nuclôn tạo nên hạt nhân. + Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp gồm hạt và phản hạt. Phản hạt có cùng khối lợng nghỉ và spin nh hạt nhng có điện tích và các tích khác bằng về độ lớn và trái dấu. Trong quá trình tơng tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tợng huỷ một cặp hạt + phản hạt thành các hạt khác, hoặc, cùng một lúc sinh ra một cặp hạt + phản hạt: e - + e + + ; + e - + e + . + Tất cả các hađron đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac. Có 6 loại quac (kí hiệu là u, d, s, c, b, t), mang điện tích 3 e , 3 e2 . Các hạt quac đã đợc quan sát thấy trong thí nghiệm, nhng đều ở trạng thái liên kết. Các barion: là tổ hợp của ba hạt quac. prôtôn là tổ hợp của (u, u, d), nơtrn là tổ hợp của (u, d, d) 2) Hệ mặt trời gồm mặt trời, 9 (8) hành tinh lớn (quanh đa số hành tinh này có các vệ tinh chuyển động - Trái Đất có mặt trăng), hàng ngàn tiểu hành tinh, các sao chổiTất cả các hành tinh đều chuyển động quanh mặt trời theo cùng một chiều (chiều thuận) và gần nhe trong cùng một mặt phẳng. Mặt trời và các hành tinh đều tự quay quanh mình nó và theo chiều thuận (trừ Kim tinh). Mặt trời có cấu tạo thành hai phần: quang cầu và khí quyển. Khí quyển Mặt Trời đợc phân ra hai lớp: sắc cầu và nhật hoa. ở thời kì hoạt động của mặt trời, trên mặt trời có xuất hện nhièu hiện tợng nh vết đen, bùng sáng, tai lửa. Nhiệt độ ngoài mặt trời khoảng 6 000K. Trái Đất là một hành tinh trong hệ Mặt Trời . Trái Đất có khối lợng khoảng 6.10 24 kg, bán kính khoảng 6400km. Trái đất vừa tự quay, vừa quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo gần nh tròn, có bán kính 15.10 7 km hay 1 đơn vị thiên văn. Trục trái đất nghiêng gốc 23 0 27 so với mặt phẳng quỹ đạo. 3) Sao là thiên thể nóng sáng, gống nh mặt trời, nhng ở rất xa chúng ta. Có một số loại sao đặt biệt: sao biến quang, sao mới, punxa, sao nơtrơn Thiên hà là một hệ thống gồm hàng trăm tỉ ngôi sao. Có 3 loại thiên hà chính: thiên hà xoắn ốc, thiên hà elíp, thiên hà không định hình. Thiên hà chúng ta thuộc loại thiên xoắn ốc, chứa hàng vài trăm tỉ ngôi sao, có đờng kính khoảng 90 nghìn năm ánh sáng, là một hệ phẳng giống nh một cái đĩa. Hệ mắt trời của chúng ta cách trung tâm thiên hà khoảng 30 nghìn năm ánh sáng. 4) Thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang) cho rằng Vũ trụ đợc tạo ra bởi một vụ nổ vĩ đại cách đây khoảng 14 tỉ năm, hiện nay đang dãn nở và loãng dần. Tốc độ lùi xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta (định luật Hớp-bơn): = H.d, H = 1,7.10 -2 m/s.năm ánh sáng. 1 năm ánh sáng = 9,46.10 12 km, H là hằng số Hớp-bơn. Câu hỏi và bài tập Chủ đề 1: Các hạt sơ cấp 10.1. Chọn câu Đúng. Các loại hạt sơ cấp là: A. phôton, leptôn, mêzon và hadrôn. B. phôton, leptôn, mêzon và badrôn. C. phôton, leptôn, bariôn hadrôn. D. phôton, leptôn, nuclôn và hipêrôn. 10.2. Điện tích của mỗi hạt quac có một trong những giá trị nào sau đây? A. e; B. 3 e . C. 3 2e . D. 3 e và 3 2e 10.3. Phát biu nào di ây sai, khi nói về hạt sơ cấp? A. Hạt sơ cấp nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử, có khối lợng nghỉ xác định. B. Hạt sơ cấp có thể có điện tích, điện tích tính theo đơn vị e, e là điện tích nguyên tố. C. Hạt sơ cấp đều có mômen động lợng và mômen từ riêng. D. Mỗi hạt sơ cấp có thời gian sống khác nhau: rất dài hoặc rất ngắn. 10.4. Các hạt sơ cấp tơng tác với nhau theo các cách sau: A. Tơng tác hấp dẫn; B. tơng tác điện từ; C. Tơng tác mạnh hay yếu; D. Tất cả các tơng tác trên. 10.5. Hạt sơ cấp có các loại sau: A. phôtôn; B. Leptôn; C. hađrôn; D. Cả A, B, C. 10.6. Chọn câu sai: A. Tất cả các hađrôn đều có cấu tạo từ các hạt quac. Ngy mai bt u t hụm nay 1 Chng Vi mụ n V mụ Nguyn Thanh H - 0972 64 17 64 B. Các hạt quac có thể tồn tại ở trạng thể tự do. C. Có 6 loại hạt quac là u, d, s, c, b, t. D. Điện tích của các hạt quac bằng 3 e , 3 e2 ; 10.7. Năng lợng và tần số của hai phôtôn sinh ra do sự huỷ cặp êléctron pôzitôn khi động năng ban đầu các hạt coi nh bằng không là: A. 0,511MeV, 1,23.10 20 Hz; B. 0,511MeV, 1,23.10 19 Hz; C. 1,022MeV, 1,23.10 20 Hz; D. 0,511MeV, 1,23.10 19 Hz; B. 10.8. Trong quá trình va chạm trực diện giữa một êléctron và một pozitôn, có sự huỷ cặp tạo thành hai phôtôn có năng lợng 2,0MeV chuyển động theo hai chiều ngợc nhau. Tính động năng của hai hạt trớc khi va chạm. A. 1,49MeV; B. 0,745MeV; C. 2,98MeV; D. 2,235MeV. 10.9. Hai phôtôn có bớc sóng = 0,003 o A sản sinh ra một cặp êléctron pôzitôn. Xác định động năng của mỗi hạt sinh ra nếu động năng của pôzitôn gấp đôi động năng của êléctron. A) 5,52MeV & 11,04MeV; B. 2,76MeV & 5,52MeV; C. 1,38MeV & 2,76MeV; D. 0,69MeV & 1,38MeV. Chủ đề 2: Mặt Trời - Hệ Mặt Trời. 10.10. Chọn câu sai. Hệ Mặt Trời gồm các loại thiên thể sau: A. Mặt Trời B. 8 hành tinh lớn: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái đất, Hoả tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên tinh, Hải tinh. Xung quanh đa số hành tinh có các vệ tinh chuyển động. C. Các hành tinh tí hon: tiểu hành tinh, các sao chổi. D. A, B, C đều đúng. 10.11. Mặt Trời có cấu trúc: A. Quang cầu có bán kính khoảng 7.10 5 km, khối lợng riêng 100kg/m 3 , nhiệt độ 6000 K. B. Khí quyển: chủ yếu hđrô và hêli. C. Khí quyển chia thành hai lớp: sắc cầu và nhật hoa. D. Cả A, B và C. 10.12. Đờng kính của Trái Đất là: A. 1600km; B. 3200km; C. 6400km; D. 12800km. 10.13. Trục Trái Đất quay quanh mình nó nghiêng trên mặt phẳng quỹ đạo gần tròn một góc: A. 20 0 27; B. 21 0 27; C. 22 0 27; D. 23 0 27. 10.14. Trái Đất chyển động quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo gần nh tròn có bán kính cỡ khoảng: A. 15.10 6 km; B. 15.10 7 km; C. 18.10 8 km; D. 15.10 9 km. 10.15. Khối lợng Trái Đất vào cỡ: A. 6.10 23 kg; B. 6.10 24 kg; C. 6.10 25 kg; D. 5.10 26 kg. 10.16. Khối lợng Mặt Trời vào cỡ: A. 2.10 28 kg; B. 2.10 29 kg; C. 2.10 30 kg; D. 2.10 31 kg. 10.17. Đờng kính của hệ Mặt Trời vào cỡ: A. 40 đơn vị thiên văn; B. 60 đơn vị thiên văn; C. 80 đơn vị triên văn; D. 100 đơn vị thiên văn. 10.18. Công suất bức xạ toàn phần của mặt trời là P = 3,9.10 26 W. a) Mỗi năm khối lợng mặt trời bị giảm đi một lợng là: A. 1,37.10 16 kg/năm, m/m = 6,68.10 -14 ; B. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 3,34.10 -14 ; C. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 6,68.10 -14 ; D. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 3,34.10 -14 . 10.19. Công suất bức xạ toàn phần của mặt trời là P = 3,9.10 26 W. Biết phản ứng hạt nhân trong lòng mặt trời là phản ứng tổng hợp hyđrô thành hêli. Biết rằng cứ một hạt nhân hêli toạ thành thì năng lợng giải phóng 4,2.10 -12 J. Lợng hêli tạo thành và lợng hiđrô tiêu thụ hàng năm là: A. 9,73.10 17 kg và 9,867.10 17 kg; B. 9,73.10 17 kg và 9,867.10 18 kg; C. 9,73.10 18 kg và 9,867.10 17 kg; D. 9,73.10 18 kg và 9,867.10 18 kg. 10.20. Hệ mặt trời quay nh thế nào? A. Quay quanh Mặt Trời, cùng chiều tự quay của Mặt Trời, nh một vật rắn. B. Quay quanh Mặt Trời, ngợc chiều tự quay của Mặt Trời, nh một vật rắn. C. Quay quanh Mặt Trời, cùng chiều tự quay của Mặt Trời, không nh một vật rắn. D. Quay quanh Mặt Trời, ngợc chiều tự quay của Mặt Trời, không nh một vật rắn. 10.21. Hai hành tinh chuyển động trên quỹ đạo gần nh tròn quanh Mặt Trời. Bán kính và chu kỳ quay của các hành tinh này là R 1 và T 1 , R 2 và T 2 . Biểu thức liên hệ giữa chúng là: A. 2 2 1 1 T R T R = ; B. 2 2 2 1 2 1 T R T R = ; C. 3 1 2 2 3 1 2 1 T R T R = ; D. 2 1 3 2 2 1 3 1 T R T R = . Chủ đề 3: Các sao - Thiên hà 10.22. Mặt Trời thuộc loại sao nào sau đây: A. Sao chất trắng; B. Sao kềnh đỏ (hay sao khổng lồ); C. Sao trung bình giữa trắng và kềnh đỏ; D. Sao nơtron. Ngy mai bt u t hụm nay 2 Chng Vi mụ n V mụ Nguyn Thanh H - 0972 64 17 64 10.23. Đờng kính của một thiên hà vào cỡ: A. 10 000 năm ánh sáng; B. 100 000 năm ánh sáng; C. 1 000 000 năm ánh sáng; D. 10 000 000 năm ánh sáng. 10.24. Chọn câu sai: A. Mặt trời là một ngôi sao có màu vàng. Nhiệt độ ngoài của nó vào cỡ 6 000K. B. Sao Tâm trong chòm sao Thần Nông có màu đỏ, nhiệt đọ mặt ngoài của nó vào khoảng 3 000K. C. Sao Thiên lang trong chòm sao Đại Khuyển có màu trắng. Nhiệt độ mặt ngoài của nó vào khoảng 10 000K. D. Sao Rigel (nằm ở mũi giày của chomg Tráng Sĩ) có màu xanh lam. Nhiệt độ mặt ngoài của nó vào khoảng 3 000K. 10.25. Chọn câu Sai: A. Punxa là một sao phát sóng vô tuyến rất mạnh, cấu tạo bằng nơtrơn. Nó có từ trờng mạnh và quay quanh một trục. B. Quaza là một loại thiên hà phát xạ mạnh một cách bất thờng các sóng vô tuyến và tia X. Nó có thể là một thiân hà mới đ- ợc hình thành. C. Hốc đen là một sao phát sáng, cấu tạo bởi một loại chất có khối lợng riêng cực kỳ lớn, đến nỗi nó hút tất cả các photon ánh sáng, không cho thoát ra ngoài. D. Thiên hà là một hệ thống gồm các sao và các đám tinh vân. 10.26. Tất cả các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời theo cùng một chiều. Trong quá trình hình thành hệ Mặt Trời, đây chắc chắn là hệ quả của: A. sự bảo toàn vận tốc (Định luật 1 Newton); B. Sự bảo toàn động lợng. C. Sự bảo toàn momen động lợng; D. Sự bảo toàn năng lợng. 10.27. Vạch quang phổ của các sao trong Ngân hà: A. đều bị lệch về phía bớc sóng dài. B. đều bị lệch về phía bớc sóng ngắn; C. Hoàn toàn không bị lệch về phía nào cả. D. Có trờng hợp lệch về phía bớc sóng dài, có trờng hợp lệch về phía bớc sóng ngắn. 10.28. Các vạch quang phổ vạch của các thiên hà: A. Đều bị lệch về phía bớc sóng dài. B. Đều bị lệch về phía bớc sóng ngắn; C. Hoàn toàn không bị lệch về phía nào cả. D. Có trờng hợp lệch về phía bớc sóng dài, có trờng hợp lệch về phía bớc sóng ngắn. Chủ đề 4: Thuyết vụ nổ lớn (BIG BANG) 10.29. Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử xuất hiện ở thời điểm nào sau đây? A. t = 3000 năm. B. t = 30 000 năm. C. t = 300 000 năm. D. t = 3 000 000 năm. 10.30. Chọn câu Đúng. Các vạch quang phổ của thiên hà: A. đều bị lệch về phía bớc sóng ngắn. B. đều bị lệch về phía bớc sóng dài. B. hoàn toàn không bị lệch về phái nào cả. D. có trờng hợp lệch về phía bớc sóng ngắn, có trờng hợp lệch về phía bớc sóng dài. 10.31. Sao trong chòm Đại Hùng là một sao đôi. Vạch chàm H (0,4340àm) bị dịch lúc về phía đỏ, lúc về phía tím. Độ dịch cực đại là 0,5 0 A . Vận tốc cực đại theo phơng nhìn của các thành phần sao đôi này là: A. 17,25km/s; B. 16,6km/s; C. 33,2km/s; D. 34,5km/s. 10.32. Độ dịch về phía đỏ của vạch quang phổ của một quaza là 0,16. Vận tốc rời xa của quaza này là: A. 48 000km/s. ; B. 36km/s; C. 24km/s; D. 12km/s 10.33. Hãy xác định khoảng cách đến một thiên hà có tốc độ lùi xa nhất bằng 15000km/s. A. 16,62.10 21 km; B. 4,2.10 21 km; C. 8,31.10 21 km; D. 8,31.10 21 km. 10.34. Tính tốc độ lùi xa của sao Thiên Lang ở cách chúng ta 8,73 năm ánh sáng. A. 0,148m/s. B. 0,296m/s; C. 0,444m/s; D. 0,592m/s. 10.35. Chọn câu sai: A. Vũ trụ đang giãn nở, tốc độ lùi xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta. B. Trong vũ trụ, có bức xạ từ mọi phía trong không trung, tơng ứng với bức xạ nhiệt của vật ở khoảng 5K, gọi là bức xạ nền của vũ trụ. C. Vào thời điểm t =10 -43 s sau vụ nổ lớn kích thớc vũ trụ là 10 -35 m, nhiệt độ 10 32 K, mật độ 10 91 kg/cm 3 . Sau đó giãn nở rất nhanh, nhiệt độ giảm dần. D. Vào thời điểm t = 14.10 9 năm vũ trụ đang ở trạng thái nh hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7K. Ngy mai bt u t hụm nay 3 . 1,37.10 16 kg/năm, m/m = 6,68.10 -1 4 ; B. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 3,34.10 -1 4 ; C. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 6,68.10 -1 4 ; D. 1,37.10 17 kg/năm, m/m = 3,34.10 -1 4 . 10.19. Công suất bức xạ toàn. khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta (định luật Hớp-bơn): = H.d, H = 1,7.10 -2 m/s.năm ánh sáng. 1 năm ánh sáng = 9,46.10 12 km, H là hằng số Hớp-bơn. Câu hỏi và bài tập Chủ đề 1: Các hạt sơ cấp 10.1 Chng Vi mụ n V mụ Nguyn Thanh H - 0972 64 17 64 Chơng 10 - Từ vô cùng nhỏ đến vô cùng lớn. i. Hệ thống kiến thức trong chơng 1)