ON LT TOT NGHIEP

CHNG III: DềNG IN XOAY CHIU I Lí THUYT: Khỏi nim dũng in xoay chiu nh ngha: Dũng in xoay chiu l dũng in cú cng bin thiờn iu hũa theo thi gian (theo hm cos hay sin ca thi gian) Biu thc: i = I cos(t + )( A) -Trong ú + i: giỏ tr cng dũng in xoay chiu tc thi(A) +I0 > 0: giỏ tr cng dũng in cc i ca dũng in xoay chiu + , : l cỏc hng s.+ > 0: tn s gúc; + (t + ) : pha ti thi im t; + :Pha ban u = ( s) Chu kỡ T = f ( Hz ) Tn s: f = = T Nguyờn tc to dũng in xoay chiu: - nh tớnh: da trờn hin tng cm ng in t - nh lng: r + Gi s t = phỏp tuyn n ca khung dõy trựng vi T thụng qua khung dõy ti thi im t l: = NBS cos t + T thụng bin thiờn lm xut hin khung dõy mt sut in ng cm ng tc thi ti thi im t l: d = = NBS sin t (Vi N,B,S l cỏc i lng khụng i) dt =>Vy sut in ng khung bin thiờn iu hũa vi tn s gúc I0 U E ;U = ; E = Giỏ tr hiu dng : I = 2 2 Cỏc loi mch in xoay chiu on mch ch cha in tr thun - Biu thc: iR = I R cos t ( A) uR = U R cos t (V ) - c im: + Pha: Dũng in v in ỏp gia hai u R cựng pha nhau: = u i = U U + Biu thc nh lut Ohm: I R = R I R = R R R - Gin vecto quay Fresnen on mch ch cha t in O R - Biu thc: iC = I C cos(t )( A) uC = U 0C cos(t )(V ) Hoc uC = U 0C cos t (V ) iC = I 0C cos(t + )( A) - c im: + in ỏp gia hai u t in chm pha hn cng dũng in gúc 1 O = ( ) + Dung khỏng ca on mch Z C = C fC U 0C U IC = C + Biu thc nh lut Ohm I 0C = ZC ZC - Gin vector quay Fresnen C on mch ch cha cun cm thun r I uuur U r I uuur U Biu thc: u L = U L cos t (V ) iL = I L cos(t )( A) Hay iL = I L cos(t )( A) u L = U L cos(t + )(V ) - c im: - + in ỏp gia hai u cun cm nhanh pha hn cng dũng in gúc + Cm khỏng ca on mch Z L = L = fL() U 0L U IL = L + Biu thc nh lut Ohm I L = ZL ZL - Gin vector quay Fresnen uur UL r I O on mch RLC ni tip -S mch in - Biu thc: u = U cos t (V ) i = I cos(t )( A) hoc i = I cos(t )( A) u = U cos(t + )(V ) - c im: 1 = ( ) + Dung khỏng ca on mch Z C = C fC + Cm khỏng ca on mch Z L = L = fL() + Gin vector quay Fresnen U2 = UR2 + (UL - UC)2 U Biu thc nh lut Ohm: I = Z Tng tr ca on mch: Z = R + ( Z L Z C ) () A R r UL r U LC O r UC UR R = U Z U L U C Z L ZC = Gúc lch pha tan = UR R + Nu ZL > ZC : thỡ > , mch cú tớnh cm khỏng, u nhanh pha hn i gúc + Nu ZL < ZC : thỡ < , mch cú tớnh dung khỏng, u chm pha hn i gúc U + Nu ZL = ZC : thỡ = , u cựng pha i, ú I = I max = R Hin tng cng hng in 1 = - iu kin cú cng hng in xy ra: Z L = Z C L = C LC - H qu ca hin tng cng hng in Zmin = R => Imax = U/R cos = => Pmax = I2.R U L U 0C U L U C Z L ZC = = = => u, i cựng pha tan = U 0R UR R f = LC Cụng sut ca mch in xoay chiu Biu thc R - Cụng sut tiờu th trung bỡnh ca mch in: P = UI cos = UI = I R Z H s cụng sut: Cos = L C B r Ur r I UR - Mch RLC ni tip cụng sut tiờu th mch l cụng sut tiờu th trờn in tr R í ngha h s cụng sut + H s cụng sut cng cao thỡ hiu qu s dng in nng cng cao tng hiu qu s dng in nng ta phi tỡm mi cỏch lm tng h s cụng sut + Mch xy hin tng cng hng cos = on mch cú L, C, R, thay i: a, on mch RLC cú R thay i - Khi thay i R Pmax Pmax R = ZL ZC (2) U2 Pmax = = ; cos = = L- C - Khi R = R1 hoc R = R2 thi P co cung gia tri ta co R1; R2 thoa man pt bõc 2: PR2 - U2R + P(ZL-ZC)2 = Ta cú: R1 + R2 = U2/P ; R1R2 = (ZL ZC)2 b, on mch RLC cú L thay i: * Khi ZL = ZC hay L = ( mch xy hin tng cng hng) thỡ I Max URmax; PMax cũn ULCMin C 2 R + ZC U R + Z C2 Z = * Khi L thỡ U LMax = ZC R 1 1 L1 L2 = ( + ) L= * Vi L = L1 hoc L = L2 thỡ UL cú cựng giỏ tr thỡ ULmax Z L Z L1 Z L2 L1 + L2 2UR Z C + R + Z C2 thỡ U RLMax = R + Z C2 Z C c on mch RLC cú C thay i: * Khi ZL = ZC hay C = ( mch xy hin tng cng hng) thỡ IMax URmax; PMax cũn ULCMin L 2 R + ZL U R + Z L2 * Khi Z C = thỡ U CMax = ZL R 1 1 C + C2 = ( + )C = * Khi C = C1 hoc C = C2 thỡ UC cú cựng giỏ tr thỡ UCmax Z C Z C1 Z C2 * Khi Z L = * Khi C = C1 hoc C = C2 thỡ cụng suõt P co cung gia tri thi: ZC1 + ZC2 = 2.ZL 2UR Z + R + Z L2 * Khi Z C = L thỡ U RCMax = R + Z L2 Z L d on mch RLC cú thay i: * Khi ZL = ZC hay = ( mch xy hin tng cng hng) thỡ IMax URmax; PMax cũn ULCMin LC 1 = 2U L C L R thỡ U LMax = * Khi R LC R 2C C 2U L L R2 * Khi = thỡ U CMax = R LC R 2C L C * Vi = hoc = thỡ I hoc P hoc UR cú cựng mt giỏ tr thỡ IMax hoc PMax hoc URMax = 12 tn s f = f1 f Bin ỏp v s truyn ti in nng Cỏc khỏi nim - Mỏy bin ỏp l thit b dựng thay i in ỏp xoay chiu khụng lm thay i tn s ca dũng in - Nguyờn tc hot ng: da vo hin tng cm ng in t - Cu to: Gm cú hai phn: U1 N1 N2 + Lừi thộp: bao gm nhiu lỏ thộp k thut in mng c ghộp xỏc vi nhau, cỏch in to thnh lừi thộp + Cỏc cun dõy qun: c qun bng dõy qun in t, cỏc vũng dõy ca cỏc cun dõy c qun trờn lừi thộp v cỏch in vi S vũng dõy ca cỏc cun dõy thng l khỏc Cun s cp l cun ni vi ngun cp in, cun th cp l cun dõy ni vi ti tiờu th Cụng thc: Cun s cp: s vũng dõy: N1; in ỏp U1; cng dũng in:I1 Cun th cp: s vũng dõy: N2; in ỏp U2; cng dũng in:I2 T s mỏy bin ỏp: k = - U N2 = U N1 + Nu k < 1: thỡ mỏy h ỏp + Nu k > 1: thỡ mỏy tng ỏp B qua hao phớ in nng mỏy thỡ cụng sut cun s cp v th cp l nh U N I k= = = U N I1 Gim hao phớ in nng truyn ti in nng i xa -Cụng sut hao phớ truyn ti in nng i xa: Gi P : l cụng sut in nh mỏy phỏ in cn truyn ti U : l in ỏp hai u mch I: cng dũng in hiu dng trờn dõy truyn ti R: in tr tng cng ca dõy truyn ti => Cụng sut hao phớ trờn ng dõy truyn ti l: P = R dõy I = R dõy P2 (U cos ) - Hai cỏch lm gim hao phớ quỏ trỡnh truyn ti in nng i xa l +Gim in tr dõy truyn ti bng cỏch: R = Tng tit din dõy dn (Tn kộm vt liu) Lm dõy S dn bng cỏc vt liu cú in tr sut nh => Khụng kinh t +Tng in ỏp trc truyn ti bng cỏch dựng mỏy bin th =>ang c s dng rng rói Mỏy phỏt in xoay chiu mt pha, ba pha Nguyờn lớ hot ng: Da trờn hin tng cm ng in t Nguyờn tc, cu to mỏy phỏt in xoay chiu mt pha - Phn cm: phn to t trng, l nam chõm - Phn ng : l phn to dũng in xoay chiu, gm cỏc cun dõy ging c nh trờn vũng trũn(Phn cm cú bao nhiờu cp cc thỡ phn ng cú by nhiờu cun dõy) - Tn s dũng in xoay chiu mỏy phỏt in xoay chiu phỏt l: f = np; n (voứng/giay) Nu rụto quay vi tc n (vũng/giõy) hoc n (vũng/phut) thỡ np f = 60 ; n (voứng/phuựt) + p: S cp cc ca rụto U2 + f: Tn s dũng in xoay chiu(Hz) Nguyờn tc cu to mỏy phỏt in xoay chiu ba pha - Phn cm ( Rụto): thng l nam chõm in - Phn ng (Stato) : gm ba cun dõy ging ht qun quanh trờn lừi thộp v lch 1200 trờn vũng trũn Dũng in xoay chiu ba pha - L mt h thng gm ba dũng in xoay chiu cú cựng tn s, cựng biờn , nhng lch pha Khi ú dũng in xoay chiu ba cun dõy l 2 i1 = I cos t ( A) , i2 = I cos(t )( A) v i3 = I cos(t + )( A) 3 Mc hỡnh - Gm dõy ú cú ba dõy pha v mt dõy trung hũa - Ti tiờu th khụng cn i xng A2 B1 A2 - c im: U d = 3.U p Id = Ip (tai ụi xng:I0 = 0) Mc hỡnh tam giỏc - H thng gm ba dõy -Ti tiờu th phi tht i xng - c im: I d = 3.I p S B1 A3 A1 A1 Ud = Up u im dũng xoay chiu ba pha -Tit kim dõy dn -Dũng in xoay chiu ba pha i xng cho hiu sut cao hn so vi dũng in xoay chiu mt pha -To t trng quay dựng ng c khụng ng b ba pha d dng ng c khụng ng b: - Nguyờn tc hot ng: da vo hin tng cm ng in t v t trng quay - Cu to:gm hai phn: +Stato : gm cun dõy t lch gúc trờn vũng trũn + Rụto: dng roto lng súc - - N B3 A3 B2 (1) r r B3 B2 r B1 (2) CHNG IV DAO NG IN T - SểNG IN T I Lí THUYT Mch dao ng LC: -Mch dao ng gm mt t in cú in dung C v cun dõy thun cm cú t cm L mc ni tip S bin thiờn ca in tớch q cu t in v cng dũng in i ca cun dõy - Biu thc in tớch cu t in mch dao ng LC : Vi tn s gúc l: C + q - L q = Q0 cos(t + ) = LC dq = Q0 sin(t + ) dt - Biu thc cng dũng in mch: i = I cos(t + + ) i= Chỳ ý: Dũng in mch bin thiờn iu hũa cựng tn s, nhanh pha Vi I = Q0 so vớ in tớch gia hai bn t in Chu k, tn s ca mch dao ng LC - Chu k : T = LC - Tn s: f = LC - Tn s gúc: = Dao ng in t: - S bin thiờn iu hũa ca in tớch q ca t in v cng dũng in mch ( hay cng in trng v cm ng t mch dao ng ) gi l dao ng in t t mch - Chu kỡ dao ng riờng: T = LC 1 - Tn s dao ng riờng: f = = T LC 5.Nng lng in t: - Nng lng in t mch LC gm nng lng in trung t in v nng lng t trung cun dõy thun cm q 2 Q02 - Biu thc: W = W C + WL = + Li = = LI 2C 2C in t trng v thuyt in t ca Maxwell in trng xoỏy: in trng cú ng sc l cỏc ng cong khộp kớn gi l in trng xoỏy T trng bin thiờn: Nu ti mt ni cú t trng bin thiờn theo thi gian thỡ ta ú xut hin mt in trng xoỏy T trng xoỏy: Nu ti mt ni cú in trng bin thiờn theo thi gian thỡ ti ni ú xut hin mt t trng xoỏy So sỏnh dũng in dn v dũng in dch Ging nhau: - C hai u sinh chung quanh nú mt t trng Khỏc nhau: -Dũng in dn l dũng chuyn di cú hng ca cỏc ht mang in tớch Cũn dũng in dch l mt in trng bin thiờn, khụng cú cỏc ht mang in tớch chuyn ng in t trng: in trng bin thiờn sinh t trng xoỏy, t trng bin thiờn sinh in trng xoỏy, hai trng bin thiờn ny liờn h mt thit vi v l hai thnh phn ca mt trng thng nht gi l in t trng Thuyt in t: -Thuyt in t cu Maxwell khng nh mi quan h khng khớt gia in tớch, in trng v t trng Súng in t nh ngha: Súng in t chớnh l in t trng bin thiờn lan truyn khụng gian theo thi gian c im cu súng in t: - Truyn mi mụi trng vt cht k c mụi trng chõn khụng Tc truyn súng in t chõn khụng bng tc ỏnh sỏng chõn khụng c = 3.108m/s (õy l mt nhng bng chng chng t ỏnh sỏng cú bn cht súng in t) ur ur r - Súng in t l súng ngang Ta mi im trờn phng truyn súng cỏc vộct E B v tng ụi mt v to thnh tam din thun - Trong súng in t thỡ in trng v t trng luụn dao ng cựng pha - Khi gp mt phõn cỏch gia hai mụi trng thỡ súng in t cng b phn x, nhiu x, khỳc x nh ỏnh sỏng - Súng in t mang nng lng - Súng in t cú bc súng t vi n vi km gi l súng vụ tuyn, c dựng thụng tin liờn lc vụ tuyn Bc súng: c - Trong chõn khụng: = = c.T = c LC vớ c = 3.108m/s f v c - Trong mụi trng vt cht cú chit sut n thỡ n = = v.T = ; n = f n v Vớ v l tc ỏnh sỏng truyn mụi trng cú chit sut n Cỏc loi súng vụ tuyn - vai trũ ca tng in li Phõn loa: Loi súng Bc súng Tn s Súng di 1km-10km 0,1MHz 1MHz Súng trung 100m-1.000m (1km) MHz -10 MHz Súng ngn 10m-100m 10 MHz -100 MHz Súng cc ngn 1m-10m 100 MHz -1000MHz Vai trũ ca tn in li vic thu v phỏt súng vụ tuyn -Tn in li: l tng khớ quyn cao t 80-800km cú cha nhiu ht mang in tớch l cỏc electron, ion dng v ion õm - Súng di:cú nng lng nh nờn khụng truyn i xa c t b nc hp th nờn c dựng thụng tin liờn lc trờn mt t v nc - Súng trung:Ban ngy súng trung b tn in li hp th mnh nờn khụng truyn i xa c Ban ờm b tn in li phn x mnh nờn truyn i xa c c dựng thụng tin liờn lc vo ban ờm - Súng ngn: Cú nng lng ln, b tn in li v mt t phn x mnh Vỡ vy t mt i phỏt trờn mt t thỡ súng ngn cú th truyn ti mi ni trờn mt t Dựng thụng tin liờn lc trờn mt t - Súng cc ngn: Cú nng lng rt ln v khụng b tn in li phn x hay hp th c dựng thụng tin v tr Nguyờn tc chung vic thụng tin liờn lc bng súng vụ tuyn - Dựng súng vụ tuyn cú bc súng ngn ti thụng tin ú l cỏc súng in t cao tn gi l súng mang - Bin iu súng mang: tc l trn súng õm tn v súng vụ tuyn thụng qua mch bin iu.(Cú th bin iu biờn (Súng AM), bin iu tn s (Súng FM), hay bin iu pha) - mỏy thu súng vụ tuyn phi tin hnh tỏch súng õm tn v súng mang qua mch tỏch súng (mch chn súng hot ng da vo hin tng cng hng in t mch dao ng LC) - Tớn hiu õm tn mỏy thu phi c khuych i trc a loa  S ca mỏy phỏt súng vụ tuyn n gin Micro(1) Bin iu(3) Khuych i cao tn(4) ng ten phỏt(5) Mỏy phỏt cao tn(2) S ca mỏy thu súng vụ tuyn n gin ng ten thu(1) Khuych i cao tn(2) Mch tỏch súng(3) - - Mch khuych i õm tn(4) Loa(5) CHNG V : SểNG NH SNG I Lí THUYT Tỏn sc ỏnh sỏng nh ngha tỏn sc ỏnh sỏng: Hin tng tỏn sc ỏnh sỏng l s phõn tớch mt chựm sỏng phc thnh nhiu chựm sỏng n sc khỏc Nguyờn nhõn ca hin tng tỏn sc ỏnh sỏng Do chit sut ca mụi trng sut thay i so vi cỏc ỏnh sỏng n sc khỏc (Chit sut ca mụi trng i vi ỏnh sỏng n sc tng dn theo th t ỏnh sỏng n ỏnh sỏng tớm) ng dng: Dựng mỏy quang ph lng kớnh nh sỏng n sc, ỏnh sỏng trng nh sỏng n sc: nh sỏng n sc l ỏnh sỏng cú mu sc xỏc nh nh sỏng n sc khụng b tỏn sc qua lng kớnh Mt chựm sỏng n sc truyn qua hai mụi trng khỏc thỡ: tc , chu kỡ, bc súng u thay i, riờng ch cú tn s (f) ỏnh sỏng l khụng i nh sỏng trng: L hp ca nhiu ỏnh sỏng n sc cú mu bin thiờn liờn tc t n tớm Chit sut : tc v bc súng Vn tc ỏnh sỏng ph thuc vo bn cht mụi trng truyn súng + Trong chõn khụng hay khụng khớ tc ỏnh sỏng l c = 3.108m/s c + Trong cỏc mụi trng cú chit sut n i vi ỏnh sỏng ú thỡ tc truyn súng l: v = < c n Bc súng ỏnh sỏng n sc ú mụi trng c tớnh bi cụng thc: c + Trong khụng khớ hay chõn khụng: = f v + Trong mụi trng cú chit sut n: n = = f n Hin tng nhiu x ỏnh sỏng: L hin tng tia sỏng cú th i phớa sau vt cn (khụng tuõn theo nh lut truyn thng ca ỏnh sỏng) Hin tng giao thoa ỏnh sỏng M Thớ nghim Y-õng(Young) F1 A Trng hp ỏnh sỏng n sc + nh sỏng t ốn phỏt cho qua kớnh lc sc To ỏnh sỏng n sc O F + Chựm sỏng sau qua F chiu vo F1 v F2 to thnh B L F2 hai ngun phỏt súng kt hp (cựng tn s, hiu s pha khụng i theo thi K gian) + t mt sau mn M quan sỏt c hin tng cú cỏc vch sỏng v vch ti xen k u n vi Mu sỏng l mu ca ỏnh sỏng n sc dựng thớ nghim Trng hp vi ỏnh sỏng trng: Thỡ gia l vch sỏng mu trng, hai bờn l nhng dói mu cu vng bin thiờn theo th t tớm ngoi Cụng thc giao thoa ỏnh sỏng n sc cú bc súng - Hiu ng i ca hai súng (hiu quang trỡnh) ax d = d d1 = D - iu kin ti M l võn sỏng: d = d d1 = k vi D k = k i; k = 0; V trớ võn sỏng: x s = k a + Khi k = l võn sỏng trung tõm + Khi k = l võn sỏng bc - iu kin ti M l võn ti: H a F1 F2 A d1 I d2 D x O B M k Z vi k Z D t = (k + ).i; k = 0; V trớ võn ti x s = (k + ) a d = d d1 = (2k + 1) Khong võn: l khong cỏch gia hai võn sỏng hay hai võn ti liờn tip i = D a S võn sỏng-võn ti giao thoa cú rng L S võn sỏng na trng giao thoa (tr võn sỏng trung tõm) n = L 2.i Gi Nmax: l phn nguyờn ca n =>S võn sỏng quan sỏt c Ns = 2.Nmax + =>S võn ti: Nu phn thp phõn ca n =0,5 thỡ s võn ti quan sỏt c Nt = 2(Nmax+1) ng dng hin tng giao thoa ỏnh sỏng: i.a Dựng o bc súng ỏnh sỏng qua cụng thc: = D L2 Mỏy quang ph - cỏc loi quang ph L1 Mỏy quang ph lng kớnh K P nh ngha: -Mỏy quang ph lng kớnh l dng c dựng phõn tớch chựm sỏng phc thnh nhng thnh phn n sc F khỏc -Nú dựng nhn bit thnh phn cu to ca mt chựm sỏng phc mt ngun sỏng phỏt Cu to - ng chun trc: dựng to chựm sỏng song song - H tỏn sc: b phn chớnh ca mỏy quang ph lng kớnh cú nhim v tỏn sc ỏnh sỏng - Bung ti: dựng ghi nhn hỡnh nh quang ph ca cỏc ngun sỏng Nguyờn tc hot ng: Da trờn hin tng tỏn sc ỏnh sỏng Quang ph phỏt x Quang ph liờn tc nh ngha : Quang ph liờn tc l di sỏng cú mu bin thiờn liờn tc t n tớm Ngun phỏt sinh - Cỏc vt rn, lng, khớ cú t ln b nung núng phỏt quang ph liờn tc - Mt Tri l ngun phỏt quang ph liờn tc c im : Quang ph liờn tc khụng ph thuc vo thnh phn cu to ca ngun sỏng m ch ph thuc vo nhit ca ngun phỏt quang ph liờn tc -Khi nhit cng cao, phỏt quang ph m rng v phớa ỏnh sỏng cú bc súng ngn ca quang ph liờn tc ng dng-Da vo quang ph liờn tc xỏc nh nhit ca cỏc vt phỏt sỏng b nung núng -Vớ d: nhit lũ nung, h quang, mt tri, cỏc vỡ Quang ph vch phỏt x nh ngha : Quang ph vch phỏt x l quang ph gm mt h thng cỏc vch mu riờng r nm trờn nn ti Ngun phỏt sinh : Cỏc cht khớ hay hi ỏp sut thp b kớch thớch phỏt quang ph vch phỏt x c im - Quang ph vch phỏt x ca cỏc nguyờn t khỏc thỡ rt khỏc v: s lng vch ph, v trớ cỏc vch, mu sc cỏc vch v sỏng t i gia cỏc vch =>Nh vy: Mi nguyờn t húa hc trng thỏi khớ hay hi núng sỏng di ỏp sut thp cho mt quang ph vch phỏt x riờng c trng cho nguyờn t ú  ng dng: Dựng nhn bit thnh phn cu to ca ngun phỏt quang ph vch phỏt x, xỏc nh thnh phn cu to ca mu vt Quang ph hp th nh ngha : Quang ph vch hp th l mt h thng cỏc vch ti nm trờn nn quang ph liờn tc Ngun phỏt sinh: Chiu mt chựm sỏng trng qua mt khớ hay hi c nung núng nhit thp, s thu c quang ph vch hp th c im: V trớ cỏc vch ti nm ỳng v trớ cỏc vch mu quang ph vch phỏt x ca cht khớ hay hi ú Tia hng ngoi nh ngha : Tia hng ngoi l nhng bc x khụng nhỡn thy v nm ngoi vựng ỏnh sỏng ca quang ph, cú bc súng ln hn bc súng ca ỏnh sỏng 0, 76à m Bn cht : Tia hng ngoi cú bn cht súng in t Ngun phỏt sinh : Do cỏc vt cú nhit cao hn nhit ca mụi trng phỏt - nhit thp: ch phỏt tia hng ngoi; nhit 5000C bt u phỏt ỏnh sỏng ti - 50% nng lng ỏnh sỏng Mt Tri thuc nng :Bc súng ln lng hng ngoi - Ngun phỏt hng ngoi thng dựng l búng ốn f: nh dõy túc bng Vụnfram núng sỏng, cụng sut t 250WNng lng nh 1000W Tớnh cht v tỏc dng Súng Radio - Tỏc dng ni bt nht ca tia hng ngoi l tỏc dng nhit Tia hng ngoi - Tỏc dng lờn kớnh nh hng ngoi - B hi nc hp th mnh n sỏng ng dng - Ch yu dựng sy hay si cụng nghip, nụng nghip, y tlm cỏc b phn iu khin t xa nh sỏng tớm - Chp nh hng ngoi Tia t ngoi Tia t ngoi nh ngha L cỏc bc x khụng nhỡn thy, nm ngoi vựng ỏnh Tia X sỏng tớm ca quang ph, cú bc súng ngn hn bc súng ca ỏnh sỏng tớm 0, 4à m Tia Bn cht Tia t ngoi cú bn cht súng in t Ngun phỏt sinh :nh - Do cỏc vt b nung núng nhit t 20000C Nhit f: ln cng cao ph t ngoi m rng v súng ngn - Ngun phỏt tia t ngoi nh Mt Tri, h quang Nng lng ln in, ốn hi thy ngõn Thang súng in t Tớnh cht v ng dng - Tỏc dng mnh lờn kớnh nh - Lm phỏt quang mt s cht - Lm Ion húa khụng khớ - Gõy phn ng quang húa, quang hp - B nc v thy tinh hp th mnh Thch anh khụng hp th c tia t ngoi - Cú tỏc dng sinh hc ng dng -Trong cụng nghip: dựng phỏt hin cỏc vt nt nh, cỏc vt try xc trờn b mt sn phm -Trong y hc dựng cha bnh cũi xng, dit khun, tit trựng Tia X (Tia Rnghen) phỏt tia X ngi ta dựng ng Rnghen (Hay ng Cu-lớt-gi) Cu to L ng thy tinh hỳt chõn khụng, cú gn in cc: +Dõy Vụnfram c nung núng dựng lm ngun phỏt electron +Ca tt K lm bng kim loi cú dng hỡnh chm cu lm cỏc electron phúng +A nt A ng thi bng kim loi, cú nguyờn t lng ln v khú núng chy nh: platin, Vụnfram dựng chn dũng tia catt Hin in th gia hai cc A-K khong vi vụn, p sut ng chng 10-3mmHg C ch hot ng - Khi ni A-K vo hiu in th UAK khong vi vụn, cỏc electron bt K to thnh dũng tia Catt - Cỏc electron chựm tia Catt c tng t in trng mnh nờn thu c ng nng ln Khi n A, chỳng p vo A xuyờn sõu vo nhng lp bờn ca v nguyờn t v tng tỏc vi ht nhõn nguyờn t v cỏc electron cỏc lp ny Trong s tng tỏc ú lm phỏt bc x in t cú bc súng rt ngn gi l bc x hóm Hay l tia Rnghen Bn cht ca tia X - Tia X cú bn cht súng in t cú bc súng rt ngn (t 10-12-10-8m) - Cú kh nng õm xuyờn mnh Xuyờn qua cỏc vt thụng thng d dng, qua kim loi thỡ khú khn hn Kim loi cú lng riờng cng ln thỡ kh nng cn tia X cng tt (lỏ chỡ dy c vi mm cn c tia X) - Tỏc dng mnh lờn kớnh nh - Lm phỏt quang mt s cht - Cú kh nng Ion húa cht khớ - Cú tỏc dng sinh li, hy dit t bo, dit khun Cụng dng - Trong y hc: dựng chiu in, chp in, cha bnh ung th nụng - Trong cụng nghip: dựng xỏc nh khuyt tt ca sn phm ỳc - Dựng ốn hunh quang, mỏy o liu lng tia Rnghen - Gõy hin tng quang in 10 Mt s cụng thc: nh sỏng n sc: + Khong võn: i= D a + V trớ võn sỏng: (Võn sỏng th k): x=k D = ki a D x = (k + ) = (k + 0,5).i a + V trớ võn ti: (Võn ti th k+1) : + Khong cỏch gia võn x1 v x2: Cựng phớa: x = x1 x Khỏc phớa: x = x1 + x + Xột ti v trớ x cỏch võn trung tõm cho võn gỡ: x = k Võn sỏng th k i x = k + 0,5 Võn ti th k + i + Hai võn trựng nhau: x1 = x2 hay k1.1 = k2 + Tỡm s võn sỏng, võn ti quan sỏt c trờn b rng trng giao thoa L: S khong võn trờn na trng: n= L 2i S võn sỏng quan sỏt c Ns = 2.Nmax + S võn ti: Nu phn thp phõn ca n =0,5 thỡ s võn ti quan sỏt c Nt = 2(Nmax+1) nh sỏng trng : 0,4 àm 0,75àm + B rng quang ph bc 1: vi k = x1 = x d xt1 = k D (d t ) a + B rng quang ph bc 2: x = 2x1 + M cỏch võn trung tõm khong x cho bao nhiờu võn sỏng, bao nhiờu võn ti: ax D + Ti M cho võn sỏng: x M = k a = M ( àm ) k D ax M 0,4 àm 0,75àm Cỏc giỏ tr ca k ( k nguyờn) cho bit s võn sỏng, võn ti trờn trng giao thoa k D + Ti M cho võn ti: ax M D x = (k + ) = a (k + 0,5).D M 0,4àm ax M 0,75àm Cỏc giỏ tr ca k ( k nguyờn) cho bit s võn sỏng, võn ti trờn trng giao thoa (k + 0,5).D CHNG VI : LNG T NH SNG I Lí THUYT Hin tng quang in L hin tng electron b bt b mt kim loi c chiu bng ỏnh sỏng cú bc súng thớch hp nh lut gii hn quang in i vi mi kim loi, ỏnh sỏng kớch thớch phi cú bc súng nh hn hay bng gii hn quang in ca kim loi ú, mi gõy c hin tng quang in Biu thc: Gi thuyt Plng Lng nng lng m mi ln mt nguyờn t hay phõn t hp th hoc phỏt x cú giỏ tr hon ton xỏc nh v bng h.c = hf = Vi f l tn s ca bc x h = 6,625.10-34J.s l hng s Plng Lng t nng lng c Lng t nng lng c kớ hiu = hf = h Vi c = 3.108 m/s , h = 6,625.10-34J.s l hng s 5.Thuyt lng t ỏnh sỏng - nh sỏng c to thnh bi cỏc ht, mi ht c gi l mt phụtụn - Mi ỏnh sỏng n sc cú tn s f, cỏc phụtụn u ging nhau, mi phụtụn mang mt nng lng xỏc nh l = hf - Phụtụn bay vi tc ỏnh sỏng c = 3.108 m/s dc theo tia sỏng - Mi ln nguyờn t hay phõn t hp th hay bc x ỏnh sỏng thỡ chỳng hp th hay bc x mt phụtụn Photon ch tn ti trng thỏi chuyn ng, khụng cú photon ng yờn 6.Gii thớch gii hn quang in Electron v ht nhõn kim loi tng tỏc bng lc tnh in, gia chỳng cú nng lng liờn kt, bc electron liờn kt thỡ phi cung cp cho nú nng lng bng hay ln hn lc liờn kt ú Nng lng cung cp bng nng lng liờn kt c gi l cụng thoỏt (A) ca electron Mi kim loi cú mt cụng thoỏt riờng t trng cho kim loi ú Theo Anhxtanh, hin tng quang in, mt electron kim loi hp th ton b nng lng ca phụtụn m c mi phụtụn cú nng lng xỏc nh = hf = h -Nh vy mun cú hin tng quang in thỡ nng lng phụtụn phi ln hn cụng thoỏt A ca electron c c c = hf = h A h t = h vy nh lut gii hn quang in A A Lng tớnh súng-ht - nh sỏng va cú tớnh cht súng, va cú tớnh cht ht Gi l lng tớnh súng - ht + Tớnh cht súng th hin rừ qua bc súng, cũn tớnh cht ht th hin qua nng lng phụtụn + Bc súng cng ln thỡ tớnh cht súng th hin cng rừ v ngc li bc súng cng ngn (nng lng c phụtụn = hf = h cng ln) thỡ tớnh cht ht th hin cng rừ Hin tng quang in Tớnh quang dn Mt s cht bỏn dn l cht cỏch in khụng c chiu sỏng v tr thnh cht dn in tt c chiu bng ỏnh sỏng thớch hp Cỏc cht ú gi l cht bỏn dn Hin tng quang in L hin tng electron cht bỏn dn b bt liờn kt to thnh electron dn v l trng c chiu bng ỏnh sỏng thớch hp Quang tr - L mt in tr lm bng cht quang dn Cu to gm mt si dõy bng cht quang dn gn trờn mt cỏch in in tr ca quang tr cú th thay i t M cha c chiu sỏng xung vi chc c chiu sỏng Pin quang in - nh ngha: l mt ngun in ú quang nng c bin i trc tip thnh in nng Pin quang in hot ng da vo hin tng quang in xy cht bỏn dn - Hiu sut ca pin quang in khong 10% Hin tng quang phỏt quang nh ngha * L hin tng hp th ỏnh sỏng cú bc súng ny phỏt ỏnh sỏng cú bc súng khỏc * c im quang trng ca hin tng phỏt quang l: nh sỏng phỏt cú bc súng di hn bc súng ỏnh sỏng kớch thớch kthich phatquang Hunh quang-lõn quang - Hunh quang:l hin tng phỏt quang tt sau ngng chiu sỏng kớch thớch Nú thng xy vi cht lng v cht khớ - Lõn quang: l hin tng phỏt quang cũn kốo di (0,1s n hng gi) sau ngng chiu sỏng kớch thớch Nú thng xy vi cht rn 10 nh lut Stoke v hin tng hunh quang nh lut - nh sỏng hunh quang cú bc súng hq di hn bc súng ỏnh sỏng kớch thớch kt ( hq > kt ) Gii thớch - Khi nguyờn t hp th phụton ca ỏnh sỏng kớch thớch cú nng lng = hf kt thỡ s chuyn sang trng thỏi kớch thớch cú nng lng cao hn nng lng ban u mt lng = hf kt Trc v li trng thỏi ban u nguyờn t va chm vi cỏc nguyờn t khỏc lm nú mt i mt phn nng lng nhn c Vỡ th tr v c c : thỡ phn ng ht nhõn ta nng lng + M < : thỡ phn ng ht nhõn thu nng lng *Nng lng phn ng ht nhõn Nng lng phn ng ht nhõn E = M c = M 931,5MeV 10 Phúng x * nh ngha: Phúng x l quỏ trỡnh t phõn hy ht nhõn khụng bn vng (t nhiờn hay nhõn to) Quỏ trỡnh ny kốm theo s to cỏc ht hoc kốm theo s bc x in t Ht nhõn t phõn hy l ht nhõn m, ht nhõn to thnh l ht nhõn *Cỏc loi phúng x ( S dch chuyn phúng x) - Phúng x alpha( ) + PT phúng x Z A X + Z A 4Y + c im ca phúng x alpha : +Tia alpha l dũng cỏc ht 24He +Tc ca chựm alpha khong chng 2.10 7m/s +Quóng ng i khụng khớ chng vi xentimet v vt rn chng vi micromet +B lch in trng v t trng (lch v bn õm ca in trng) + Ht nhõn tin ụ so vi ht nhõn m bng h thng tun hon - Phúng x bờ ta tr ( ) + PT phúng x A Z X Y + 10 e + 00 A Z +1 + c im ca phúng x ( ) : +Tia ( ) l chựm ht electron +Tc chựm tia ( ) bng tc ỏnh sỏng chõn khụng +Chựm tia ( ) b lch in trng v t trng (lch v bn dng ca in trng) +Quóng ng i ca tia ( ) cú th i c vi khụng khớ v chng vi milimet kim loi +Bn cht ca phúng x ( ) 01n 11 p + 01 e + 00 + Ht nhõn lựi ụ so vi ht nhõn m bng h thng tun hon *Phúng x bờ ta cng ( + ) + PT phúng x: A Z X Y + 10 e + 00 A Z + c im ca phúng x ( + ) +Tia ( + ) l chựm ht pụzitron l phn ht ca ht electron +Tc chựm tia ( + ) bng tc ỏnh sỏng chõn khụng +Chựm tia ( + ) b lch in trng v t trng (lch v bn õm ca in trng) +Quóng ng i ca tia ( + ) cú th i c vi khụng khớ v chng vi milimet kim loi +Bn cht ca phúng x ( + ) 11 p 01n + 01 e + 00 + Ht nhõn tin ụ so vi ht nhõn m bng h thng tun hon *Phúng x gama - Trong phúng x - v +, ht nhõn sinh trng thỏi kớch thớch sang trng thỏi cú mc nng lng thp hn v phỏt bc x in t , cũn gi l tia E2 E1 = hf - Phúng x l phúng x i kốm phúng x alpha, - v + - Tia i c vi bờtụng v vi cm chỡ - Tia khụng b lch in trng v t trng * nh lut phúng x - c tớnh ca quỏ trỡnh phúng x +Cú bn cht l mt quỏ trỡnh bin i ht nhõn +Cú tớnh t phỏt v khụng iu khin c +L mt quỏ trỡnh ngu nhiờn -nh lut phõn ró phúng x + S ht nhõn cũn li sau thi gian t l : Xột mt mu phúng x ban u cú N0 : s ht nhõn ban u ; N : s ht nhõn cũn li sau thi gian t N = N e t = N0 t 2T Trong ú: + >0 : hng s phõn ró, c trng cho cht phúng x ang xột + Chu kỡ bỏn ró (T) T : Chu kỡ bỏn ró l thi gian qua ú s lng cỏc ht nhõn cũn li 50% (ngha l phõn ró 50%) T= + N0 : s ht nhõn ban u + N : s ht nhõn cũn li sau thi gian t ln 0.693 = + Khi lng cht phúng x ti thi im t m = m0 e t = m0 t T + Biu thc tớnh s lng ht nhõn m(g) cht phúng x N =m NA A +m(g): lng cht phúng x +NA: S ht nhõn 1mol cht (S Avogadro = 6,023.1023ht/mol) +A: nguyờn t gam cht (g) * phúng x - nh ngha: phúng x l i lng c trng cho tớnh phúng x mnh hay yu ca cht phúng x c o bng s phõn ró mt n v thi gian - Biu thc tớnh phúng x ti thi im t H = H e t = H0 t T = N -n v phúng x l Beccoren 1Bq =1 phõn ró /1s Ngoi cũn dựng Curi : 1Ci = 3,7.1010Bq 11 Phõn hch ht nhõn *nh ngha - L phn ng mt ht nhõn nng v thnh hai ht nhõn trung bỡnh (kốm theo mt vi ntron phỏt ra) - Phõn loi: + Phn ng phõn hch t phỏt (xy vi xỏc xut nh) + Phn ng phõn hch kớch thớch * Phõn hch kớch thớch - S phõn hch :l hin tng mt ht nhõn (loi rt nng vớ d nh ht nhõn 92235U, 92238U) hp th mt ntron ri v thnh hai ht nhõn trung bỡnh Ntron chm cú ng nng tng ng vi ng nng trung bỡnh ca chuyn ng nhit (di 0,01eV) d b hp th hn ntron nhanh - S phõn hch thng sinh mt s (2-3 ntron) v ta mt nng lng rt ln vo khong 200MeV i vi ht nhõn 92235U - Phng trỡnh phõn hch 235 92 U + 1n 236 92 U * Z A X + Z ' A 'Y + k 1n + 200MeV *Phõn hch dõy chuyn - nh ngha -Mt phn s ntron sinh phõn hch ht nhõn b mt mỏt nhiu nguyờn nhõn nh: thoỏt ngoi, b vt cht khỏc hp th, nhng nu sau mi phõn hch cũn li trung bỡnh k ntron gõy c s phõn hch mi, vi k>1 thỡ k ntron ny li tip tc bn phỏ ht nhõn 92235U, li gõy k phn ng v sinh k2 ntronVy to phn ng ht nhõn dõy chuyn - iu kin cú phn ng dõy chuyn + Nu k1 thỡ h thng vt hn Nng lng phn ng tng vt v khụng kim soỏt c *S ntron b mt vỡ thoỏt ngoi (t l vi din tớch mt ngoi Uranium) So vi ntron sinh (t l vi th tớch ca khi) cng nh nu lng Uranium cng ln Khi lng ny phi t n mt giỏ tr ti thiu, gi l lng ti hn, thỡ mi cú k>=1 12 Nhit hch *nh ngha L s tng hp cỏc ht nhõn nh to thnh ht nhõn nng hn (thng A[...]... nguyên tử được cấu tạo từ các proton và notron, gọi là các nuclon Tổng số nuclon được gọi là số khối A + Prôtôn: kí hiệu p = 11p mang điện tích +e với e = -1,6.10 -19C + Nơtron: kí hiệu n = 01n không mang điện tích A - Kí hiệu hạt nhân : Z X với Z: số proton; A- Z: số notron; A: số khối 2 Đồng vị : Những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng khác nhau số nơtron gọi là các đồng vị Đồng khối:... pôzitron là phản hạt của hạt electron +Tốc độ chùm tia ( β + ) bằng tốc độ ánh sáng trong chân không +Chùm tia ( β + ) bị lệch trong điện trường và từ trường (lệch về bản âm của điện trường) +Quãng đường đi của tia ( β + ) có thể đi được vài mét trong không khí và chừng vài milimet trong kim loại +Bản chất của phóng xạ ( β + ) 11 p → 01n + 01 e + 00ν + Hạt nhân con tiến 1 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng... Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có photon đứng yên 6.Giải thích giới hạn quang điện Electron và hạt nhân trong kim loại tương tác nhau bằng lực tĩnh điện, giữa chúng có năng lượng liên kết, để bức electron ra khỏi liên kết thì phải cung cấp cho nó năng lượng bằng hay lớn hơn lực liên kết đó Năng lượng cung cấp bằng năng lượng liên kết được gọi là công thoát (A) của electron Mỗi... -Có ba loại Laser +Laser khí như laser hêli-neon +Laser rắn như laser rubi +Laser bán dẫn như laser Ga-Al-As  Ứng dụng -Trong y học: làm dao mổ trong phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu… -Trong thông tin liên lạc: dùng trong liên lạc vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vũ trụ… -Trong công nghiệp:dùng khoan cắt, tôi…với độ chính xác cao -Trong trắc địa:dùng đo koảng cách, ngắm đường thẳng…... 2.10 7m/s +Quãng đường đi trong không khí chừng vài xentimet và trong vật rắn chừng vài micromet +Bị lệch trong điện trường và từ trường (lệch về bản âm của điện trường) + Hạt nhân con tiến 2 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn - Phóng xạ bê ta trừ ( β − ) + PT phóng xạ A Z X→ Y + −10 e + 00ν A Z +1 + Đặc điểm của phóng xạ ( β − ) : +Tia ( β − ) là chùm hạt electron +Tốc độ chùm tia ( β... độ chùm tia ( β − ) bằng tốc độ ánh sáng trong chân không +Chùm tia ( β − ) bị lệch trong điện trường và từ trường (lệch về bản dương của điện trường) +Quãng đường đi của tia ( β − ) có thể đi được vài mét trong không khí và chừng vài milimet trong kim loại +Bản chất của phóng xạ ( β − ) 01n → 11 p + −01 e + 00ν + Hạt nhân con lùi 1 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn *Phóng xạ bê ta... khoảng vài vạn vôn, các electron bật ra khỏi K tạo thành dòng tia Catốt - Các electron trong chùm tia Catốt được tăng tố trong điện trường mạnh nên thu được động năng lớn Khi đến A, chúng đập vào A xuyên sâu vào những lớp bên trong của vỏ nguyên tử và tương tác với hạt nhân nguyên tử và các electron ở các lớp này Trong sự tương tác đó làm phát ra bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn gọi là bức xạ hãm... proton, nơtron, electron… * Tính chất Phân loại hạt sơ cấp: Dựa vào độ lớn và đặc tính tương tác +Phôtôn: là những hạt sơ cấp có khối lượng m0 = 0, là lượng tử ánh sáng +Leptôn:gồm các hạt nhẹ như electron (có khối lượng từ 0-200m e) +Hađrôn:Là những hạt có khối lượng trên 200me và được phân thành ba nhóm chính +Mêzôn: các hạt có khối lượng trung bình trong khoảng 200me nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclon... trong bảng hệ thống tuần hoàn *Phóng xạ gama - Trong phóng xạ β- và β+, hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích → sang trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ điện từ γ, còn gọi là tia γ E2 – E1 = hf - Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm phóng xạ alpha, β- và β+ - Tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì - Tia γ không bị lệch trong điện trường và từ trường * Định luật phóng... chất hạt thể hiện càng rõ λ 8 Hiện tượng quang điện trong  Tính quang dẫn Một số chất bán dẫn là chất cách điện khi không được chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi được chiếu bằng ánh sáng thích hợp Các chất đó gọi là chất bán dẫn  Hiện tượng quang điện trong Là hiện tượng electron trong chất bán dẫn bị bứt ra khỏi liên kết tạo thành electron dẫn và lỗ trống khi được chiếu bằng ánh sáng thích ... bỡnh khong 200me nhng nh hn lng nuclon +Nuclon: p,n +Hipờtron: cú lng ln hn lng ca nuclon Thi gian sng trung bỡnh Mt s ht bn vng, cũn li a s khụng bn vng cú thi gian sng trung bỡnh khong 10 -24s... B + C Trong ú A l ht nhõn m, B l ht nhõn C l cỏc tia phúng x +Phn ng ht nhõn kớch thớch: nh phn ng phõn hch, nhit hch *Cỏc nh lut bo ton phn ng ht nhõn - nh lut bo ton s nuclon (Bo ton s A) A1... bo ton in tớch (Nguyờn +rZ2 = Z3 + Z4 uur tuurs Z): uur Z1uu - nh lut bo ton ng lng p1 + p2 = p3 + p4 ur uur ur uur Hay m.v1 + m.v2 = m.v3 + m.v4 -nh lut bo ton nng lng ton phn Nng lng ton phn