tóm tắt kiến thức lý 12 tham khảo
VÒNG TRÒN LƯỢNG GIÁC GIẢI NHANH DAO ĐỘNG CƠ HỌC HVP – KSA! 1 3. Dao động cưỡng bức và cộng hưởng: Dao động cưỡng bức: * Định nghĩa: Là dao động của vật chịu thêm tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn theo thời gian có F0cos(2πfnt + φ). Trong đó: F0 là biên độ của ngoại lực; fn là tần số của ngoại lực. A đạng: Fn = * Đặc điểm của dao động cưỡng bức: Amax + Dao động cưỡng bức là điều hòa. + Tần số dao động cưỡng bức = tần số fn của ngoại lực + Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ F0 của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số fn của ngoại lực theo đồ thị sau: O Từ đồ thị => fn càng gần friêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. fn Chú ý: Chuyển động của vật chịu tác dụng của lực Fn = F0cos(2πfnt + φ) bao gồm hai friêng giai đoạn:+ Giai đoạn chuyển tiếp: biên độ của dao động tăng dần tới khi ổn định + Giai đoạn ổn định: giai đoạn dao động cưỡng bức Hiện tượng cộng hưởng: * Định nghĩa: là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đến giá trị cực đại khi tần số của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số dao động của hệ dao động. * Điều kiện xảy ra công hưởng: fn = friêng hay Tn = Triêng * Đặc điểm của cộng hưởng: Lực cản và ma sát càng nhỏ thì hiện tượng cộng hưởng xảy ra càng rõ nét (biên đôi cực đại càng lớn) Chương 2 – SÓNG CƠ 1. Đại cương về sóng cơ: a. Đặc điểm của quá trình truyền sóng cơ: */ Khi sóng truyền qua, các phần tử môi trường chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó mà không bị truyền đi theo sóng */ Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động */ Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. */ Qúa trình sóng là quá trình tuần hoàn trong không gian (theo tọa độ x với chu kì = λ) và tuần hoàn theo thời gian( chu kì T) */ Sóng cơ chỉ truyền được trong các môi trường vật chất, không truyền được trong chân không */ Vận tốc truyền sóng cơ chỉ phụ thuộc vào tính chất của môi trường truyền, không phụ thuộc vào tần số của sóng */ Khi sóng cơ truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số sóng không đổi, vận tốc truyền và bước sóng thay đổi tỉ lệ thuận với nhau. */ Năng lượng sóng tỉ lệ với bình phương biên độ: b. Phương trình sóng */ Dạng chuẩn: Cho phương trình dao động tại gốc O: uO = Acos(ωt + ϕ), và sóng truyền x x theo chiều dương của trục Ox thì: HVP – KSA! O M 2 x x λ uM = AMcos(ωt + ϕ ω ) = AMcos(ωt + ϕ 2π ) v Chú ý: + uM là li độ dao động của phần tử M, uM và A cùng đơn vị + x là tọa độ của M so với gốc O, x và λ có cùng đơn vị + v là tốc độ truyền sóng, v có đơn vị trương ứng với λ + Phân biệt tốc độ truyền sóng v với vận tốc dao động vM của phần tử M: v = λ/T = λf vM = u’M(t) = ωAsin(ωt +φ 2πx/λ) => vMmax = ωA */ Dạương khác:ng trình d Cho phđ tại D (D sau C theo chiương trình dđ tại điểềm C : uu truyềCn sóng): = Acos(ωt + Chi ϕ) => Ph DC uD = A.cos ω(t B 2π.DC v )+ ϕ = ω ϕ−t + A.cos λ ều truyền sóng C D (D trễ pha hơn C) => Phương trình sóng tại B (B trước C theo chiều truyền sóng): CB uB = A.cos ω(t+ 2π.CB v )+ ϕ = A.cos ω ϕt + + λ (B sớm pha hơn C) c. Độ lệch pha(∆ϕ):Độ lệch pha dao động giữa hai điểm M, N bất kỳ trong môi trường truyền sóng cách nguồn O lần 2π O ∆ϕ= π2 = (xN − x )M λ λ * Trong trường riêng: + Nếu hai điểm dao động cùng pha: ∆ =ϕ π2k x = kλ: M,N cách nhau số nguyên lần λ lượt xM, xN : MN λ M N + + Nếu hai điểm dao động ngược pha: ∆ =ϕ (2k +1)π x = (2k +1) = (k )λ:M,N cách nhau số lẻ lần nửa bước sóng λ + Nếu hai điểm dao động vuông pha: ∆ =ϕ (2k +1)π x = (2k +1) :M,N cách nhau số lẻ lần một phần tư bước sóng ∆ϕ ∆ ∆t x * Liên hệ độ lệch = = pha vơi thời gian và khoảng cách: Độ lệch pha ∆φ 2π π 2π/3 π/2 π/3 π/6 2π T λ λ/2 λ/3 λ/4 λ/6 λ/12 λ khoảng cáh ∆x=|xNxM| T T/2 T/3 T/4 T/6 T/12 3. Giao khoảng thời gian ∆t thoa 2 nguồn cùng pha: u1 = u2 = A.Cos tω a Phương trình dao động và biên độ của một điểm trong vùng giao thoa hai nguồn + Phương trình dao động tổng hợp tại M π uM = u1M + u2M = 2A.cos π λ (d2 −d ) .cos1 ω −t λ (d2 + d )1 d2 −d1 + Biên độ sóng tổng hợp tại M : AM = 2A. cosπ S1 S2 λ b Điều kiện cực đại cực tiểu giao thoa: HVP – KSA! 3 + Điểm M thuộc vân cực đại (AM = 2A):d2 − =d1 K.λ (K Z) ,M thuộc cực đại bậc n thì k = ±n d (2K 1) + Điểm M thuộc vân cực tiểu (AM = 0): d thuộc cực tiểu bậc n thì k = (n – 1), n * Lưu ý: Khoảng cách giữa hai cực đại (hoặc giữa hai cực tiểu) liên tiếp trên đường nối hai nguồn = λ/2 Khoảng cách giữa n cực đại(hoặc giữa n cực tiểu) liên tiếp trên đường nối hai nguồn = (n 1)λ/2 Khoảng cách giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu liên tiếp trên đường nối hai nguồn = λ/4 c. Một số câu hỏi đơn giản: *Xác định điểm M có ∆d = d2 – d1 thuộc vân cực đại cực tiểu bậc mấy: | ∆d | n nguy( ên) => Mthuôc CD bâc n M Xét tỉ số: (K Z),M x y = 1) λ n,5 => Mthuôc CT bâc (n + S1 S2 cực đại (đường cực đại, gợn lồi) là số giá trị của k nguyên: L/λ ≤ k ≤L/λ:Nếu dấu “=” xẩy ra * Số vân: ( S1S2 =L= kλ) thì hệ vân có hai cực đại ngoài cùng là hai đường S1x và S2y cực tiểu (đường cực tiểu, gợn lõm) là số giá trị của k nguyên: L/λ – 0,5 ≤ k ≤L/λ – 0,5: Nếu dấu “=” xẩy ra ( S1S2= (k+0,5)λ) thì hệ vân có hai cực tiểu ngoài cùng là hai đường S1x và S2y Lưu ý: giao thoa 2 nguồn cùng pha, có cực đại trung tâm => số vân cực đại lẻ, số vân cực tiều chẵn * Số điểm: dao động với biên độ cực đại trên S1S2 là số giá trị của K(nguyên): L/λ khoảng cách giữa một nút và một bụng liền kề = λ/4. */ Hình dạng sợi dây khi có sóng dừng ở một thời điểm: */ Các điểm nằm giữa hai nút liên tiếp luôn dao động cùng pha, nằm về hai phía của một nút luôn dao động ngược pha */ Vận tốc truyền sóng trên dây phụ thuộc bản chất của dây và tăng khi lực căng của dây tăng,v không phụ thuộc vào tần số f của sóng. */ Khoảng thời gian thời gian ngắn nhất giữa hai lần sợi dây duỗi thẳng = T/2 */ Sóng tới có biên độ là A thì: + Bụng sóng có biên độ là Ab=2A, có vận tốc dao động cực đại là vbmax=ωAb = 2ωA + Độ rộng bụng sóng = 2Ab = 4A */ Nếu sợi dây được tạo sóng dừng bằng cách: + Cho dòng điện xoay chiều tần số f chạy qua dây và đặt nó trong khoảng giữa hai cực của một nam châm hình chữ U thì dây cũng dao động với tần số f. HVP – KSA! 4 + Nếu dây kim loại được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f. b. Sóng dừng trong cột khí: Khi sóng âm truyền trong một cột khí có thể xẩy ra sóng dừng. Khi đó đầu ống chứa cột khí bịt kín trở thành nút sóng (nghe thấy âm nhỏ hoặc không nghe thấy âm), đầu hở trở thành bụng sóng (nghe thấy âm to nhất) c. Điều kiện để sợi dây dài l có sóng dừng: + Sợi dây có 2 đầu cố định : l = kλ/2 =kv/2f. Trong đó: số bụng =k; số nút = k+1; Khi k = 1(dây có 1 bụng): λmax = 2l; fmin = v/2l = hiệu hai tần số liên tiếp tạo được sóng dừng Khi k = n(dây có n bụng): λ = 2l/k; fn = nfmin là tần số bậc n gây ra sóng dừng + Sợi dây có 2 đầu tự do: l = kλ/2 =kv/2f; Trong đó số bụng = k+1; số nút = k; bước sóng dài nhất gây ra sóng dừng(k =1): λ + Sợi dây có 1đầu cố định,1đầu tự do:l = (k + 0,5)λ/2 = (k+ 0,5)v/2f. Trong đó số bụng = số nút = k +1; Khi k = 0 (1nút, 1bụng): λmax = 4l; fmin =v/4l = ½ hiệu hai tần số liên tiếp tạo được sóng dừng 6. Sóng âm Đặc điểm của quá trình truyền âm: * Âm truyền tốt nhất trong môi trường rắn, sau đó là lỏng và khí; âm truyền kém trong môi trường xốp (vật liệu cách âm) và không truyền được trong chân không. * Vận tốc truyền âm chỉ phụ thuộc vào tính chất của môi trường, không phụ thuộc vào tần số âm. * Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tần số âm không đổi, vận tốc truyền âm và bước sóng biến thiên tỉ lệ thuận. * Sóng âm truyền trong môi trường lỏng và khí dưới dạng sóng dọc, trong môi trường rắn dưới dạng cả sóng dọc và sóng ngang. CHƯƠNG 3 – ĐIỆN XOAY CHIỀU MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ R HOẶC L HOẶC C Đặc điểm Mạch chỉ có R thuần R cản trở dòng điện xoay chiều, tiêu thụ điện năng để tỏa nhiệt. (giống như tác dụng của R đối với dòng Tác dụng đối điện không đổi) với dđxc uR cùng pha với i : ϕR = ϕu – ϕi = 0 uL nhanh pha hơn i là π/2: ϕL = ϕu – ϕi = π/2 Độ lệch pha và giản đồ O vecto Mạch chỉ có L thuần L sinh ra cảm kháng ZL = ωL = 2πfL f càng lớn ZL càng lớn => cuộn dây cản trở dòng điện cao tần Cuộn cảm thuần L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở). Mạch chỉ có C C sinh ra dung kháng ZC = 1/ωC = 1/2πfC f càng lớn ZC càng nhỏ => Tụ C dễ dàng cho dòng cao tần đi qua nó Tụ C không cho dòng điện không đổi đi qua. uC chậm pha hơn i là π/2: ϕC = ϕu – ϕi = π/2 O I I UR UL UC O Biểu thức u và i Liên hệ giữa các giá trị tức HVP – KSA! Cho i = I0cos(ωt + φi) => uR=U0Rcos(ωt +φi) + Cho i = I0cos(ωt + φi) => uL =U0Lcos(ωt + φi +π/2) + Cho uL = U0Lcos(ωt + φu) => i = I0cos(ωt + φu π/2) i2 u2 2 + L2 =1 I + Cho i = I0cos(ωt + φi) => u =U0Ccos(ωt + φi π/2) + Cho uC =U0Ccos(ωt + φu) => i = I0cos(ωt + φu + π/2) i2 u2 2 + 2L =1 5 thời uR = i.R I0 U0L I0 ( iZL)2 + =uL2 U02L = 2UL2 +i uL 2 U0C ( .i ZC)2 + =uC2 U02C = 2UC2 = =I02 2I2 +i uC 2 = =I02 2I2 Z ZL C Liên hệ giữa các giá trị hiệu dụng và cực đại U U và I0 = I = R U R U và I0 = L 0L ZL R = ρl/S ZL R U và I0 = I = C ZC ZL = ωL = 2πfL PL = 0 cosφL = 0 U2 PR = P = = RI2 R Công suất điện U I = 0C ZC ZC = 1/ωC = 1/2πfC PC = 0 cosφC = 0 CosφR = 1 Mạch RLC mắc nối tiếp: a Liên hệ giữa các giá trị tức thời mạch RLC mắc nối tiếp: + Dòng điện tức thời: i = iR = iL = iC ; i = iAM = iMB + Điện áp: u = uR + uL + uC ; u = uAM + uMB ; M A L Kiện 1 B L Kiện 2 uL =−UL =− ZL (vì uL và uC ngược pha) uC UC ZC 2 uR + uL2 = uR2 + uC2 =1 (vì uR vuông pha với uL và uC) U0R U0C 2 U0R U0L b Tổng trở và độ lệch pha của u so với i + Z = R2 + (ZL − ZC)2 = R2 + (ω ωL −1/C)2 UL −UC + ϕ = ϕu – ϕi với: tanϕ= π π ≤ϕ≤ ZL − ZC = với − UR R c Biểu thức định luật Ôm: Liên hệ của các giá trị hiệu dụng hoặc cực đại * Cường độ dòng điện: I = IR = IL = IC * Các hiệu điện thế: U0 = U02R + (U0L −U0C)2 U = UR2 + (UL −UC)2 Chú ý: + Nếu cuộn dây có điện trở r: U0 = (U U0R + 0r)2 +(U U0L − 0C )2 U U U= ( R + r )2 +(U UL − C )2 + Nếu mạch có 2 linh kiện: URC2 = +UR2 UC2 ; URL2 = +UR2 UL2; ULC =|UL −UC | * Định luật Ôm (liên hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế): U = I.Z hay U0 = I0.Z d. Biểu thức u và i: * Biết biểu thức hiệu điện thế u = U0cos(ωt + φu) => Biểu thức dòng điện i = I0cos(ωt + φu φ) * Biết biểu thức dòng điện i = I0cos(ωt + φi) => Biểu thức hiệu điện thế u = U0cos(ωt + φi + φ) e. Công suất của mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp: = UR2 = RI2 HVP – KSA! RU2 UR = R ; Hệ số công suất: cosϕ = 2 6 + công suất: P =UI cosϕ= =PR R +(ZL −ZC) R U Z UR +Ur R+r = Chú ý: + Mạch RLrC thì: P = PR + Pr = UIcosϕ =(UR+Ur)2/(R+r)= (R + r)I2 ;cosϕ = U Z + Nếu mạch chỉ có L, C hoặc LC thì cosφ = 0; P = 0 => cuộn dây thuần cảm và tụ C không tiêu thụ điện năng 2. Mạch RLC cộng hưởng: * Điều kiện Mạch có RLC nối tiếp cộng hưởng khi: ZL = ZC ω2 = 1/LC * Các đặc điểm của mạch cộng hưởng: + Về pha: φ = 0 => u,i, uR cùng pha; u vuông pha với uL, với uC. + Về tổng trở: ZL = ZC => Zmin = R (Nếu cuộn dây có r thì:Zmin = R + r ) + Cường độ dòng điện: Imax = U/R (Nếu cuộn dây có r thì:Imax = U/(R+r) ) + Điện áp: tức thời: u = uR = i.R; uL = uC; Hiệu dung: U = UR ; UL = UC = ZCU/R = ZLU/R; ULC = 0 Nếu cuộn dây có r thì (ULrC)min = I.r =Ur/(R+r) + Công suất và hệ số công suất: Pmax= U2/R ; cosφ = 1 Chương IV – DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ: 1. Sóng điện từ: */ Định nghĩa sóng điện từ: Là một điện từ trường biến thiên (hay một dao động điện từ) lan truyền trong không gian. */ Các đặc điểm và tính chất của sóng điện từ: + Truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền trong cả chân không. + Trong chân không sóng điện từ truyền đi với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng: c = 3.108m/s => có bước sóng: λ = c/f + Hai thành phần của sóng điện từ là E (điện trường biến thiên) và B (từ trường biến thiên) luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha và trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau. + Sóng điện từ là sóng ngang: E B v và theo thứ tự tạo thành tam diện thuận + Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thảng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng + Sóng điện từ mang năng lượng, tần số càng lớn (bước song càng nhỏ) năng lượng càng lớn; năng lượng của sóng điện từ tỉ lễ với lũy thừa bậc 4 của tần số + Khi truyền từ môi trường này vào môi trường khác thì tần số f của sóng điện từ không đổi, còn v và λ biên thiên tỉ lệ thuận. 2. Sóng vô tuyến và sự truyền sóng vô tuyến: */ Định nghĩa: là sóng điện từ có bước sóng từ vài cm tới vài chục km dùng trong thông tin liên lạc */ Phân loại: 4 loại: Sóng cực ngắn Sóng ngắn Sóng trung λ = vài cm – 10m f = 30MHz – 106MHz λ = 10m – 100 m f = 3MHz – 30MHz λ = 100m – 1000m f = 0,3MHz – 3MHz Sóng dài λ = 1km – vài chục km f = 3kHz – 0,3MHz */ Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển: + Sóng dài: có năng lượng thấp, bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước lại hấp thụ ít, do đó sóng dài và cực dài được dùng trong thông tin liên lạc dưới nước (VD: liên lạc giữa các tàu ngầm, ). Tuy nhiên, chúng bị yếu đi rất nhanh khi đi ra xa khỏi nguồn phát, vì vậy nguồn phát phải có công suất lớn. + Sóng trung: Ban ngày bị hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa. Ban đêm sóng ít bị hấp thụ, phản xạ tốt ở tầng điện li nên sóng có thể truyền đi xa. Sóng trung được dùng trong vô tuyến truyền thanh (thường sử dụng chỉ trong phạm vi một quốc gia). Tuy nhiên, về ban ngày thì ta chỉ bắt được các đài ở gần, còn về ban đêm sẽ bắt được các đài ở xa hơn (ban đêm nghe đài sóng trung rõ hơn ban ngày). + Sóng ngắn: có năng lượng lớn, bị phản xạ nhiều lần giữa tầng điện ly và mặt đất. Do đó một đài phát sóng ngắn có công suất lớn có thể truyền sóng tới mọi điểm trên Trái Đất. Sóng ngắn thường được dùng trong liên lạc vô tuyến hàng hải và hàng không, các đài phát thanh, HVP – KSA! 7 + Sóng cực ngắn: không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ, nó xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ. Sóng cực ngắn thường được dùng trong việc điều khiển bằng vô tuyến, trong vô tuyến truyền hình, trong thông tin vũ trụ, CHƯƠNG V – SÓNG ÁNH SÁNG 1. Một số tính chất của sóng ánh sáng: Ánh sáng đơn sắc có tần số và màu sắc xác định => Có bước sóng trong chân không xác định là Bước sóng của ánh sáng đơn sắc giảm dần từ đỏ đến tím: λđ > λcam > > λtím Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tấn số và màu sắc của ánh sáng không đổi: f = = λ λ0 Khi truyền từ chân không vào môi trường chiết suất n tốc độ truyền và bước sóng ánh sáng giảm n lần: c λ0 c λ0 n = = => v = ;λ= v λ n n Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng., tăng dần từ đổ đến tím : Đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất: nđ Ứng + Tác dụng mạnh lên kính ảnh vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X + Tính chất nổi bật là khả năng đâm dụng đề quay phim, chụp ảnh + Kích thích nột số chất phát xuyên rất mạnh quang =>Dò tìm vết nứt trên bề + Tác dụng mạnh kính ảnh ban đêm trong lĩnh vực quân mặt kim loại. + Tác dụng phát quang, sự + Kích thích nhiều phản ứng hóa + ion hóa không khí, gây ra hiện tượng + Tác dụng nhiệt rất mạnh => học: tổng hợp vitaminD, ozon quang điện ở hầu hết các kim loại. + Tác để sưởi sấy các loại sản phẩm + Làm ion hóa không khí và gây dụng sinh lý: hủy diệt tế bào => Ứng + có thể biến điệu như sóng điện ra hiện tượng quang điện ở một số dụng: kim loại. Trong ý tế :chữa bệnh ưng thư từ cao tần => chế tạo bộđiều + Bị nước, thủy tinh và tầng ozon nông, dùng chiếu, chụp điện. khiển từ xa hấp thụ mạnh Trong công nghiệp cơ khí: kiểm + Tác dụng sinh học: hủy diệt tế tra khuyết tật của sản phẩm đúc bằng bào, diệt nấm mốc => Dùng tiệt 9 HVP – KSA! Tính chất công dụng trùng, chữa bệnh còi xương kim loại. trong khoa học: nguyên cứu câu truc vật rắn. Thang sóng điện từ Các sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia Gama (xuất hiện do sự phân rã hạt nhân nguyên tử) đều có chung bản chất là sóng điện từ. Điểm khác nhau cơ bản giữa chúng là bước sóng dài, ngắn khác nhau nên tính chất của các tia khác nhau. + Các tia có bước sóng càng ngắn(tia gama, tia Rơnghen) có tính đâm, xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ iôn hóa không khí. + Đối với các tia có bước sóng càng dài ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng + Săp xếp các sóng điện từ theo chiều tăng dần của bước sóng (hoặc giảm dần) tạo thành thang sóng điện từ: Bước sóng tăng dần − −8 −11 15 10 m 10 m 10 m Tia Gama Tia X µ 0,38m Tia tử ngoại µ 0,76m −3 10 m λ Ánh sáng nhìn thấy Tia hồng ngoại Sóng vô tuyến (Tia Rơnghen) Tần số giảm dần CHƯƠNG VI – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng quang điện a. Hiện tượng quang điện ngoài: Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài) * Lưu ý:+ Hiện tượng quang điện xảy ra với cả kim loại mang điện âm, không mang điện và mang điện dương +Xét tấm kim loại cô lập điện: + Khi chiếu phôtôn vào, tấm kim lạo bị bứt electron nên tích điện dương + Điện tích dương tăng dần nên điện thế V của tấm kim loại tăng dần + Điện trường E của tấm kim loại cản lại các electron quang điện cũng tăng dần + Điện thế V = Vmax khi điện trường cản lại mọi electron quang điện (mọi electron bứt ra đều bị kéo trở lại kim loại, kể cả các electron đã tới sát đất nơi có V = 0), Vmax có vai trò giống hiệu điện thế hãm của tế bào m.v quang điện: e.Vmax = max = hf – A b) Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng ánh sáng giải phóng các e liên kết để chúng trở thành các e dẫn (e tự do) đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện. * Lưu ý: + Các chất quang dẫn cũng có giới hạn quang điện nhưng λ0QD >λ0KL vì AQD λkt fhuỳnh quang Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng và hạt. Khi λ càng nhỏ (f càng lớn, năng lượng càng lớn) thì chất hạt thể hiện rõ hơn tính chất sóng và ngược lại. Tính chất của tia laze: + Tính đơn sắc rất cao vì các phôtôn có cùng tần số (có cùng năng lượng) + Tính định hướng rất cao vì các phôtôn bay song song với nhau. + Tính kết hợp rất cao vì tất cả các sóng điện từ trong chùm sáng do các nguyên tử phát ra đều cùng pha. + Cường độ rất lớn vì khi phát xạ cảm ứng xảy ra trong môi trường hoạt tính (có mật độ nguyên tử ở trạng thái kích thích lớn hơn ở trạng thái cơ bản) thì số phôtôn tăng lên theo cấp số nhân. Mẫu nguyên tử Bo a. Nội dung của mẫu nguyên tử Bo: Mẫu nguyên tử Bo: Bo giữ lại mô hình hành tinh nguyên tử của RơdơPho và bổ xung thêm hai tiên đề Bo Tiên đề 1 về trạng thái dừng: + Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ. + Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác đinh gọi là các quỹ đạo dừng" => Hệ quả: + Nguyên tử ở trạng thái có mức năng lượng càng lớn thì e quay quanh hạt nhân trên quỹ đạo càng xa hạt nhân => Nguyên tử càng kém bền vững. + Trạng thái cơ bản là trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất, e quay gần hạt nhân nhất, nguyên tử bền vững nhất + Trạng thái kích thích là trạng thái có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản + Nguyên tử ‘sống ‘ ở trạng thái kích thích trung bình cở 108s rồi nhanh chóng chuyển về trạng thái có năng lượng thấp hơn. + Áp dụng cho nguyên tử Hidro: + ở trạng thái cơ bản e quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo K có bán kính: r0 =5,3.1011m ; e có vận tốc:v0 = 2,186.106m/s + Ở trạng thái kích thích thư n: Bán kính quỹ đạo dừng nguyên tử hiđrô: rn = n2r0; HVP – KSA! 11 9 ận tốc chuyển động của e: vn = e 9.10 = v0 V n mr0 n + Tên các quỹ đạo dừng của nguyên tử Hidro: n 1 2 3 4 5 6 ∞ Bán kính rn r0 K 4.r0 9. r0 16.r0 25. r0 36. r0 ∞ E∞ = 0 Tên quỹ đạo L M N O P Mức năng E1 E2 E3 E4 E5 E6 lượng + Vẽ được sơ đồ chuyển mức năng lượng Tiên đề 2 về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử: + Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trại thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì hc hfnm En −Em nm nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En Em: + Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn" 6. Quang phổ của hidro: Người ta chia quang phổ vạch của ∞ E 6 P hidro thành các dãy E =0 E5 O Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại, với e chuyển từ E4 N quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K Lưu ý: +Vạch dài nhất λLK khi e chuyển từ L→ K +Vạch ngắn nhất λ∞K khi E3 M e chuyển từ ∞→ K. Pasen Dãy Banme: Một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, ứng với e chuyển từ quỹ L E2 Hδ Hγ Hβ Hα đạo bên ngoài về quỹ đạo L. Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch: + Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L Banme + Vạch lam Hβ ứng với e: N → L + Vạch chàm Hγ ứng với e: O → L + Vạch tím Hδ ứng với e: P → L K E1 λmin Lưu ý: Vạch dài nhất λML (Vạch đỏ Hα ) λ max Vạch ngắn nhất λ∞L khi e chuyển từ ∞ → L. Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại, ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M Lưu ý: + Vạch dài nhất λNM khi e chuyển từ N → M. + Laiman Vạch ngắn nhất λ∞M khi e chuyển từ ∞ → M. * Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô: = + và f13 = f12 + f23 (như cộng véctơ λ λ λ13 12 23 CHƯƠNG VII – VẬT LÝ HẠT NHÂN Lực hạt nhân: + Đ/n: Là lực hút liên kết các nuclon trong một hạt nhân. + Đặc điểm: + Có bản chất khác lực điện và lực hấp dẫn. + Không phụ thuộc vào điện tích của các hạt + Có cường độ lớn – nên còn gọi là lực tương tác mạnh + Có bán kính tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (cỡ 1015m ), nếu ra ngoài phạm vi trên thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống 0. Năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng: HVP – KSA! 12 * Năng lượng liên kết : Wlk =∆m.c2 = (m0m)c2 = năng lượng tỏa ra khi A nuclon riêng rẽ ban đầu liên kết tạo thành X = Năng lượng cần thiết tối thiểu để phá vỡ X thành các nuclon riêng rẽ ban đầu. W * Năng lượng liên kết riêng: là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn, nó đặt trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. Hạt nhân W r = lk A có số khối trung bình (ở giữa bảng HTTH) bền vững hơn hạt nhân có số khối nhỏ và lớn (ở đầu và cuối bảng HTTH) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: + Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 pB pX pY + Bảo toàn động lượng: pA Các bài toán thường cho 1 hoặc 2 trong số 4 động lượng bằng không + Bảo toàn năng lượng toàn phần (năng lượng nghỉ + động năng): (mA + mB)c2 + KA + KB = (mX + mY)c2 + KX + KY Thường cho một hạt tương tác có động năng bằng 0 và coi vận tốc các hạt nhỏ so với vận tốc ánh sáng, khi đó động năng của các hạt nhân vẫn được tính bằng công thức: K = 0,5m.v2 = p2/2m Chú ý: Năng lượng nghỉ không bảo toàn => có định luật bảo toàn khối lượng, Không bảo toàn số prôtôn và số nơtrôn. Bài tập viết phương trình phản ứng sử dụng hai định luật bảo toàn: số nuclon và điện tích. Năng lượng phản ứng hạt nhân: Các cách tính năng lượng của phản ứng hạt nhân: • Biết khối lượng của các hạt nhân : ∆E =[(mA +mB)−(mX +mY ) .] c2 • • mY )− ∆ +∆( mA mB) .] c2 Biết độ hụt khối của các hạt nhân : ∆E = [(∆ +∆mX Biết năng lượng liên kết của các hạt nhân : ∆E = (WlkX + WlkY) – (WlkA + WlkB) Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân : ∆E = (AX.WrX + AY.WrY)– (AA.WrA + AB.WrB) • Biết • động năng (K) của các hạt : ∆E = (KX + KY) – (KA + KB) 4. Phân loại các phản ứng hạt nhân: * Theo cơ chế phản ứng: gồm phản ứng hạt nhân tự phát và phản ứng hạt nhân kích thích. * Theo năng lượng phản ứng hạt nhân gồm: + Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: Nếu M0 > M => ∆E > 0 Năng lương ∆E tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt X,Y hoặc năng lượng của các phôtôn đi kèm. Các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. Phản ứng có thể xẩy ra một cách tự phát + Phản ứng hạt nhân thu năng lượng: Nếu M0 ∆E điều kiện để có phản ứng phân hạch dây chuyển là k ≥ 1. * Lò phản ứng hạt nhân: là thiết bị thực hiện được phản ứng phân hạch ở chế độ kiểm soát được. Là bộ phận quan trong trong nàh máy điện hạt nhân. * Mặt trời bức xạ năng lượng (với công suất P) nên khối lượng giảm dần. Sau thời gian t khối lượng mặt trời giảm đi ∆ một lượng: ∆m = E P t = 2 c c 6. PHÓNG XẠ: a. Đặc điểm của phóng xạ: + Phóng xạ là một phản ứng hạt nhân tự phát và tỏa năng lượng + Quá trình phóng xạ là quá trình tự phát không điều khiển được. + Quá trình phóng xạ hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động của yêu tố bên ngoài như nhiệt độ , áp suất. b. Các dạng phóng xạ, bản chất và tính chất của các loại tia phóng xạ. Cho các tia phóng xạ đi qua điện trường giữa hai bản một tụ điện. Ta có thể xác định được bản chất các tia phóng xạ. Một chất phóng xạ, trong mỗi phân rã chỉ phóng ra một trong ba loại tia α, β+ hayβ− (có thể kèm theo tia γ). Phóng xạ anpha (α) Định Là phóng xạ phát nghĩa ra tia α Bản chất Là dòng hạt nhân của tia Heđược phóng phóng xạ 2 ra với tốc độ cỡ 107m/s Phương trình phóng xạ A 4 A−4 Z Y Z−2 X → 2He+ Phóng xạ bêta β Là phóng xạ phát ra Là phóng xạ phát ra tia β tia β+ Là dòng hạt Là dòng hạt +1 e(hạt 0 eđượ c phóng ra với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng −1 ɶ Z X → Z+1Y + −1e + 0v A A ản 0ɶ Trong đó 0v là ph hạt của notrino, không khối lượng nghỉ, HVP – KSA! Phóng xạ bêta β+ phóng xạ gamma (γ) Là phóng xạ phát ra tia γ Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, ngắn hơn bước sóng của tia X pozitron) được phóng ra với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng A Z A 0 Không làm thay đổi cấu trúc hạt nhân, chỉ có quá trình hạt nhân Trong đó 00v là hạt chuyển trạng thái từ mức năng notrino, không khối lượng cao Ecao xuống mức năng lượng nghỉ, không lượng thấp Ethấp bằng cách bức xạ điện tích, phóng ra photon có năng lượng: X → Z−1Y + +1e + 0v 14 không điện tích, phóng ra với tốc độ ánh sáng Tính chất của tia phóng xạ Lệch trong điện trường và từ trường Làm ion hóa mạnh môi trường và mất dần năng lượng. Khả năng đâm xuyên yếu, đi được tối đa khoảng 8cm trong không khí Thực chất của phóng xạ β− là trong hạt nhân 1 nơtron biến thành 1 proton, 1 e− và 1 phản nơtrinô với tốc độ ánh sáng hfγ = Ecao Ethấp Thực chất của phóng xạ β+ là trong hạt nhân 1 proton biến thành 1 nơtron, 1 e+ và 1 nơtrinô v : Qúa trình phóng xạ gama là quá trình phóng xạ tiếp theo của phóng xạ α, β. Các hạt nhân con sinh ra trong phóng xạ α, β tồn tại ở trạng thái kích thích, có năng lượng lớn, khi chúng chuyển về trạng thái ɶ + 01 → 11p + −10e có mức năng lượng thấp hơn và 1 0 ɶ phát ra tia γ. 0v 1 p→ 0n+ +1e+ 0v Luôn đi kèm với px α,β v : n Có các tính chất như tia X Các tính chất chung của tia β: nhưng mạnh hơn: Đặc biệt là khả Phóng ra với tốc độ gần bằng tốc độ năng đâm xuyên lớn (có thể đi được ánh sáng. Làm ion hóa môi trường nhưng yếu vài mét trong bê tông và vài cm trong chì), gây nguy hiểm lớn đối hơn tia α. Khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α với cơ thể con người. Tia γ không bị lệch trong và đi được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại (xuyên qua được lá nhôm dày cỡ điện trường của tụ điện. mm). HVP – KSA! 15 [...]... Lưu ý: + Vạch dài nhất λNM khi e chuyển từ N → M. + Laiman Vạch ngắn nhất λ∞M khi e chuyển từ ∞ → M. * Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô: 1 = 1 + 1 và f13 = f12 + f23 (như cộng véctơ λ λ λ13 12 23 CHƯƠNG VII – VẬT LÝ HẠT NHÂN 1 Lực hạt nhân: + Đ/n: Là lực hút liên kết các nuclon trong một hạt nhân. + Đặc điểm: + Có bản chất khác lực điện và lực hấp dẫn. + Không phụ thuộc vào điện tích của các hạt ... hf A 0Max * Giải thích ĐLQĐ I: Điều kiện để có ≥ ≤A 2. Hiện tượng quang phát quang. *Huỳnh quang : + Là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn. Nghĩa là ánh sáng phát quang hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích; + Sự huỳnh quang thường xảy ra với chất lỏng và chất khí. 0 mv2 Wd0max 2 hiện tượng quang điện: hc + Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích : λhq > λkt ... fhuỳnh quang có định luật bảo toàn khối lượng, Không bảo toàn số prôtôn và số nơtrôn. Bài tập viết phương trình phản ứng sử dụng hai định luật bảo toàn: số nuclon và điện tích. ... + Điều kiện để có phản ứng phân hạch dây chuyền:Gọi hệ số nhân nowtron k là số nowtron trung bình sinh ra sau một phản ứng phân hạch có khả năng tạo ra phản ứng phân hạch mới: Nếu k 1: Phản ứng dây chuyền xảy ra ở chế độ không kiểm soát được, số phản ứng và năng lượng tỏa ra tăng ... Định luật Ôm (liên hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế): U = I.Z hay U0 = I0.Z d. Biểu thức u và i: * Biết biểu thức hiệu điện thế u = U0cos(ωt + φu) => Biểu thức dòng điện i = I0cos(ωt + φu φ) * Biết biểu thức dòng điện i = I0cos(ωt + φi) => Biểu thức hiệu điện thế u = U0cos(ωt + φi + φ) e. ... * Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô: = + và f13 = f12 + f23 (như cộng véctơ λ λ λ13 12 23 CHƯƠNG VII – VẬT LÝ HẠT NHÂN Lực hạt nhân: + Đ/n: Là lực hút liên kết các nuclon trong một hạt nhân. ... + Là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn. Nghĩa là ánh sáng phát quang hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích; + Sự huỳnh quang thường xảy ra với chất lỏng và chất khí.