Đang tải... (xem toàn văn)
TÓM TẮT LÝ THUYẾT, CÔNG THỨC LÝ 12 ÔN THI TỐT NGHIỆP THAM KHẢO
Isaac Newton (1642 – 1727) André-Marie Ampère (1775 – 1836) James Clerk Maxwell (1831 – 1879) Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894) GV: Bùi Như Lạc Thomas Young (1773 – 1829) Marie Skłodowska-Curie (1867 – 1934) Albert Einstein (1879 – 1955) Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 – 1974) Trang1 CHƯƠNG I BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A/ PHƯƠNG TRÌNH LI ĐỘ, VẬN TỐC, GIA TỐC I/ Định nghĩa 1/ Dao động: Là chuyển động qua lại quanh vị trí cân (vị trí cân vị trí tự nhiên vật chưa dao động, hợp lực tác dụng lên vật 0) vd: đưa võng, chơi xích đu, lắc lư có gió thổi qua 2/ Dao động tuần hoàn: Là dao động mà trạng thái dao động vật lặp lại cũ sau khoảng thời gian Khoảng thời gian gọi chu kỳ (trạng thái chuyển động bao gồm li độ x, vận tốc v, gia tốc a… hướng độ lớn) Dao động lắc đồng hồ dao động tuần hoàn 3/ Dao động điều hịa: dao động mơ tả theo định luật dạng sin (hoặc cos) theo thời gian Hàm sin, cos hàm điều hòa với chu kỳ 2 II/ Chu kì, tần số dao động: - Chu kì T khoảng thời gian ngắn sau trạng thái dao động lập lại cũ thời gian để vật thực dao động T 2 (s) với tần số góc (rad/s) - Tần số f số chu kì (hay số dao động) vật thực đơn vị thời gian f (1Hz = dao động/giây) T 2 III/ Phương trình li độ, vận tốc, gia tốc 1/ Phương trình li độ GV: Bùi Như Lạc Trang2 Con lắc lị xo - Phương trình dao động điều hịa có dạng: x = Acos(t + ) x = Asin(t + ) - Trong đó: x: li độ vật (độ lệch vật so với vị trí cân bằng) (cm; m) Vật qua VTCB x = 0, vật biên dương x = A, biên âm x = –A A: biên độ dao động, li độ cực đại, số dương, phụ thuộc vào cách kích thích dao động : tần số góc (rad/s), ln số dương, phụ thuộc cấu tạo hệ dao động (t + ): pha dao động (rad), dùng để xác định trạng thái dao động thời điểm t (trạng thái dao động gồm nhiều yếu tố li độ, vận tốc, gia tốc) : pha ban đầu, phụ thuộc vào hệ qui chiếu (cách chọn gốc thời gian, hệ trục tọa độ) - Đồ thị dao động điều hòa theo thời gian đường sin (hình vẽ) x A t -A Đồ thị li độ theo thời gian đồ thị x - t - Quỹ đạo chuyển động đoạn thẳng chiều dài quỹ đạo 2A A VTCB x0 Lưu ý: Cách tìm pha ban đầu x cos x A cos x0 A Gốc thời gian lúc t = ta có hệ sau: v A sin sin v A Nếu v > < (đúng – ) Nếu v < > (đúng – ) 2/ Phương trình vận tốc v = x’ = – Asin(t + ) = Acos(t + + ) (cm/s; m/s) GV: Bùi Như Lạc Trang3 v Aω t -Aω Đồ thị vận tốc theo thời gian đồ thị v - t Nhận xét: Khi nói đến tốc độ có nghĩa nói đến độ lớn vận tốc nên ln có giá trị khơng âm (lấy trị tuyệt đối); cịn vận tốc dương, âm vận tốc có giá trị cực đại (hay tốc độ cực đại) A qua VTCB theo chiều dương vận tốc có giá trị cực tiểu –A qua VTCB theo chiều âm vận tốc có độ lớn cực tiểu (hay tốc độ cực tiểu) vị trí biên vận tốc có độ lớn cực đại (hay tốc độ cực đại) A VTCB (không phân biệt theo chiều dương hay chiều âm) Véctơ vận tốc v chiều với chiều chuyển động (Nếu vật chuyển động theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < 0) Trong dao động điều hịa vận tốc sớm pha li độ góc v0 A VTCB A v0 3/ Phương trình gia tốc a = v’ = x’’ = – 2 Acos(t + ) = – 2 x = 2Acos(t + + ) (cm/s2 ; m/s2) a ω2 A t -ω2A Đồ thị gia tốc theo thời gian Đồ thị a - t Đồ thị gia tốc theo thời gian Ba đồ thị x(t), v(t) a(t) hệ trục, v sớm pha x /2, a sớm pha v /2 GV: Bùi Như Lạc Trang4 Nhận xét: Trong dao động điều hòa gia tốc sớm pha vận tốc góc π ngược pha với li độ Phân biệt độ lớn giá trị gia tốc có giá trị cực đại 2A biên âm gia tốc có giá trị cực tiểu –2 A biên dương gia tốc có độ lớn cực tiểu VTCB gia tốc có độ lớn cực đại 2A VT biên vectơ gia tốc a có chiều ln hướng VTCB vật chuyển động nhanh dần (từ biên VTCB) a v chiều hay v.a > vật chuyển động chậm dần (từ VTCB biên) a v ngược chiều hay v.a < IV/ Các phương trình dao động có dạng đặc biệt 1/ Dao động có phương trình x = x0 + Acos(ωt + φ) với x0 = số x x0 = Acos(t + ) X = Acos(t + ) Ta có x = x0 + Acos(ωt + φ) X Đặc điểm: Vị trí cân bằng: X = hay x = x0 Các vị trí biên X = A x = x0 A Biên độ dao động: A Là dao động tuần hồn với tần số góc ω 2/ Dao động có phương trình x =Acos2(ωt + φ) hay x = Asin2(ωt + φ) - Sử dụng cơng thức hạ bậc ta có cos(2t 2) A A x =Acos2(ωt + φ) = A = cos(2t 2) 2 cos( t ) A A x = Acos2(t+) = A = – cos(2t + 2) 2 Đặc điểm: Vị trí cân bằng: x = A/2 Biên độ dao động: A/2 Là dao động tuần hồn với tần số góc 2ω B/ CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THEO THỜI GIAN 1/ Mối liện hệ x v (công thức độc lập vuông pha) - Do x v vuông pha với nên từ công thức lượng giác sin cos2 ta có x + x = Acos(t + ) cos(t + ) = (1) A v + v = –Asin (t + ) sin(t + ) = – (2) A 2 2 x v x v Từ (1) (2) 1 hay A ωA xmax vmax Nhận xét: Từ biểu thức trên, suy công thức thường dùng A2 = x2 + v2 2 Đồ thị x, v đường elip (vì mối liên hệ x v có dạng GV: Bùi Như Lạc ; v A2 x x y2 1) a2 b Trang5 v(m / s) A A A O x ( m) A Đồ thị x theo v 2/ Mối liện hệ a v (công thức độc lập vuông pha) v - Do a v vng pha với nên ta có vmax a v2 A2 = ω Nhận xét: Đồ thị a, v đường elip a a max 2 v a hay 1 A A a(m / s) A v(m / s) A A O A Đồ thị a theo v 3/ Mối liện hệ a x (công thức độc lập ngược pha) a x - Vì gia tốc li độ ngược pha nên ta có hay a ω x amax xmax Nhận xét: Đồ thị a, x đoạn thẳng qua gốc tọa độ (đoạn thẳng xuống dốc, nghịch biến) a(m / s ) A A O A x ( m) A Đồ thị a theo x GV: Bùi Như Lạc Trang6 C/ MỐI LIÊN HỆ GIỮA CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (ỨNG DỤNG ĐỂ TÌM THỜI GIAN, QUÃNG ĐƯỜNG, SỐ LẦN QUA VỊ TRÍ NÀO ĐĨ…) 1/ Mối liên hệ chuyển động tròn dao động điều hòa M ωt O M0 x H - Xét chất điểm M chuyển động tròn đường trịn tâm O bán kính R =A với vận tốc góc Thời điểm ban đầu (t =0) chất điểm vị trí M0 tạo với phương ngang góc Sau thời gian t chất điểm quét góc = t, tạo với phương ngang góc (t +) - Hình chiếu M trục Ox H, tọa độ H xác định công thức: x =Acos(t + ) dao động điều hòa - Vậy dao động điều hịa hình chiếu chuyển động trịn lên trục nằm mặt phẳng quỹ đạo Chú ý: tất điểm vòng tròn phải ngược chiều kim đồng hồ (đây chiều dương lượng giác), chất điểm nửa vịng trịn tiến biên âm nên hình chiếu lên Ox có v < 0, nửa vịng trịn có v >0 Bảng tương quan dao động điều hòa chuyển động tròn đều: Chuyển động tròn (tâm O, R = A) Dao động điều hòa x = Acos(t+) A biên độ R = A bán kính tần số góc tốc độ góc (t + ) pha dao động (t + ) tọa độ góc vmax = A tốc độ cực đại v = R = A tốc độ dài amax = A gia tốc cực đại aht = 2A = 2R gia tốc hướng tâm Fphmax = m.amax=m2 A hợp lực cực đại tác Fht = m.aht= m2 A lực hướng tâm tác dụng lên dụng lên vật vật 2/ Ứng dụng 1: tìm thời gian ngắn vật từ vị trí M đến N a/ Những khoảng thời gian đặc biệt - Sau 1T vật vịng trở lại vị trí cũ theo hướng cũ; sau T vật ½ vịng qua vị trí đối xứng phía bên đường trịn VTCB A A A T /4 GV: Bùi Như Lạc T /4 A A VTCB A T /6 T /12 T /12 T /6 Trang7 A A A VTCB T /12 T /6 T /6 A A A 2 A 2 VTCB A T /12 T /8 T /8 T /8 T /8 Lưu ý: vịng trịn theo x vẽ vịng tròn theo v theo a khoảng thời gian đặc biệt tương tự (vẽ riêng vòng trịn, khơng ghép hai vịng trịn chung hình) A O GV: Bùi Như Lạc A v A O A a Trang8 Chuyển động theo chiều âm v0 Vòng tròn lượng giác dao động điều hòa GV: Bùi Như Lạc A A Trang9 b/ Khoảng thời gian không đặc biệt (tính góc qt) M O M0 x Bước 1: xác định góc quét Bước 2: tìm thời gian cơng thức t T ( rad ) t tính theo độ 180. 360 3/ Ứng dụng 2: xác định vị trí vật sau thời gian t - Bước 1: tìm vị trí xuất phát vật vịng trịn - Bước 2: - Nếu khoảng thời gian đề yêu cầu lớn T, ta tách sau Phân tích t=nT + tlẻ ((với n số nguyên phần thời gian tlẻ phải nhỏ T) Vì sau T vật vòng trở lại vị trí cũ theo hướng cũ, nên ta tìm vị trí vật sau thời gian tlẻ Nếu tlẻ rơi vào trường hợp đặc biệt ta làm nhanh (đa số cho thời gian đặc biệt), thời gian tlẻ không rơi vào trường hợp đặc biệt ta dùng góc qt 4/ Ứng dụng 3: xác định thời gian vật qua vị trí xM lần thứ n - Bước 1: xác định vị trí xuất phát; xác định điểm đề yêu cầu đường trịn - Bước 2: tùy tốn, có vịng trịn có điểm đề u cầu (ví dụ qua VTCB theo chiều dương), có có điểm (ví dụ qua VTCB mà khơng u cầu chiều), có điểm (ví dụ qua vị trí động năng) Dựa vào ta tách n (lần) thành phần nguyên 1, phần lẻ - Bước 3: tìm thời gian, nhớ thời gian quay vòng T; nửa vịng T/2; phần lẻ dùng góc qt = .t 5/ Ứng dụng 4: tìm quãng đường sau khoảng thời gian t M s M0 x Quãng đường độ dài hình chiếu lên trục Ox ln > - Quãng đường sau thời gian T 4A, sau thời gian T/2 2A - Nếu khoảng thời gian đề yêu cầu lớn T, ta tách sau Phân tích t=nT + tlẻ (với n số nguyên phần thời gian tlẻ phải nhỏ T) Quãng đường sau thời gian nT n.4A Cần tìm quãng đường thời gian tlẻ mối liên hệ chuyển động tròn dao GV: Bùi Như Lạc Trang10 hc hc 0 Điều kiện để có tượng quang điện 0 hay f f hay A - Ta có: A II/ Lưỡng tính sóng hạt ánh sáng - Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt Ánh sáng có tính chất sóng như: tượng nhiễu xạ, giao thoa Ánh sáng có tính chất hạt (tính chất lượng tử) như: tượng quang điện - Ánh sáng có chất điện từ - Ánh sáng có bước sóng dài tính chất sóng thể rõ, ánh sáng có bước sóng ngắn tính chất hạt thể rõ BÀI TẬP TIA X - Bước sóng nhỏ tia Rơnghen (tia X) phát hc Min h f Max e U m.v 2 U hiệu điện anốt catốt (V) - Công suất ống Rơnghen: P = U.I (đơn vị W) BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I/ Hiện tượng quang điện 1/ Thí nghiệm - Một số chất bán dẫn Ge, CdS… chất cách điện nhiệt độ thường (điện trở lớn), bị chiếu sáng chúng trở thành chất dẫn điện tốt (điện trở nhỏ) - Các chất gọi chất quang dẫn 2/ Giải thích - Ở điều kiện thường, electron khối bán dẫn electron tự nên khối bán dẫn không dẫn điện - Khi bị chiếu sáng electron nhận lượng từ photon thoát khỏi liên kết với hạt nhân trở thành electron dẫn, đồng thời giải phóng lỗ trống (mang điện tích dương) nên khối bán dẫn trở thành chất dẫn điện Lưu ý: Số hạt tải điện bán dẫn (gồm electron lỗ trống) gấp đơi số electron giải phóng 3/ Hiện tượng quang điện - Hiện tượng quang điện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết biến chúng thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện Chú ý: Các electron nằm khối bán dẫn khơng bị bứt ngồi Điều kiện xảy tượng quang điện 0 GV: Bùi Như Lạc Trang92 Giới hạn quang dẫn chất bán dẫn nằm vùng hồng ngoại (có nghĩa tia hồng ngoại gây tượng quang điện bán dẫn) Chất 0(m) Chất 0(m) PbTe 4,97 Si 1,11 PbS 4,14 CdS 0,9 Ge 1,88 CdTe 0,82 Bảng giới hạn quang dẫn số chất II/ Ứng dụng 1/ Quang điện trở a/ Định nghĩa - Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn (thường bán dẫn) b/ Đặc điểm - Khi không chiếu sáng, điện trở quang điện trở khoảng vài M (106) - Khi chiếu ánh sáng thích hợp điện trở quang điện trở khoảng vài chục 2/ Pin quang điện a/ Định nghĩa - Pin quang điện (pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng, biến đổi trực tiếp quang thành điện - Hiệu suất pin quang điện khoảng 10% - Suất điện động mà pin quang điện tạo khoảng 0,5V đến 0,8V b/ Cấu tạo - Gồm hai lớp bán dẫn tiếp xúc nhau: bán dẫn p (positive) chứa nhiều lỗ trống mang điện tích dương, bán dẫn n (negative) chứa nhiều electron dẫn mang điện tích âm - Phía bán dẫn loại p lớp kim loại mỏng, đóng vai trị điện cực dương - Phía biên độ loại n lớp kim loại, đóng vai trị điện cực âm c/ Hoạt động - Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào bề mặt lớp p lớp xuất nhiều electron dẫn Các electron khuếch tán sang lớp n khiến lớp bán dẫn p trở nên nhiễm điện dương lớp n thừa electron trở nên nhiễm điện âm - Nối hai điện cực pin dây dẫn có dịng điện d/ Ứng dụng - Dùng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, pin Mặt Trời… III/ Pin hóa học pin nhiệt điện 1/ Pin hóa học - Gồm hai điện cực đặt dung dịch điện phân, chất hóa học pin phản ứng với nhau, phần hóa chuyển thành nhiệt, phần cịn lại chuyển thành dòng điện GV: Bùi Như Lạc Trang93 2/ Pin nhiệt điện - Chuyển nhiệt thành điện Cặp nhiệt điện Pin hóa học BÀI 31: HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG I/ Hiện tượng quang – phát quang - Hiện tượng quang - phát quang tượng chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng phát ánh sáng có bước sóng khác vd1: chiếu chùm sáng tử ngoại vào dung dịch fluorexêin dung dịch phát ánh sáng màu lục vd2: đèn ống (đèn neon), thành bóng đèn phủ lớp bột phát quang, lớp bột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích tia tử ngoại (tia tử ngoại thủy ngân đèn sinh có phóng điện hai cực) - Ngồi tượng quang - phát quang cịn có tượng phát quang khác Hiện tượng hóa - phát quang: đom đóm Hiện tượng điện - phát quang: đèn LED Hiện tượng phát quang catốt hình TV II/ Huỳnh quang lân quang - Ánh sáng phát quang kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích, thời gian dài ngắn phụ thuộc vào chất phát quang 1/ Huỳnh quang: - Ánh sáng phát quang tắt sau tắt ánh sáng kích thích - Thường xảy chất lỏng chất khí 2/ Lân quang: - Ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích - Thường xảy chất rắn - Những chất rắn có khả phát lân quang gọi chất lân quang vd : số loại sơn xanh, đỏ, vàng quét biển báo giao thông ; áo công nhân vệ sinh có đường màu vàng lục; nút bấm công tắc đèn phát ánh sáng xanh tiện cho việc bật điện ban đêm II/ Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang - Định luật Stokes : ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích huỳnh quang > kích thích Hay lượng phát quang < lượng kích thích BÀI 32: MẪU NGUYÊN TỬ BO GV: Bùi Như Lạc Trang94 I/ Mơ hình hành tinh ngun tử - Mẫu hành tinh nguyên tử Rơ-dơ-pho (Rutherford): nguyên tử cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương quay xung quanh hạt nhân electron Tuy nhiên mẫu khơng giải thích tính bền vững nguyên tử, tạo thành quang phổ vạch nguyên tử - Mẫu Bohr (Bo) dựa mẫu hành tinh nguyên tử + hai tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử II/ Các tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử 1/ Tiên đề trạng thái dừng - Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ - Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định Các quỹ đạo gọi quỹ đạo dừng Lưu ý: Năng lượng nguyên tử bao gồm động electron tương tác tĩnh điện electron hạt nhân Bình thường nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp nhất, electron chuyển động quỹ đạo gần hạt nhân Đây trạng thái Khi hấp thụ lượng nguyên tử chuyển lên trạng thái kích thích, thời gian sống trung bình trạng thái kích thích ngắn, cỡ 10–8s 2/ Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử - Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng cao Ecao trạng thái dừng có lượng thấp Ethấp ngun tử phát photon có lượng hiệu Ecao – Ethấp: = hf = Ecao – Ethấp - Khi nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp Ethấp mà hấp thụ photon có lượng hiệu Ecao - Ethấp nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng Ecao Nhận xét Nếu chất hấp thụ bước sóng có ánh sáng phát ánh sáng có bước sóng II/ Quang phổ nguyên tử Hidro 1/ Các trạng thái dừng hidro - Tên quỹ đạo dừng K, L, M, N…tương ứng mức lượng EK, EL, EM… - Bán kính quỹ đạo dừng Rn = n2.R0 với R0=5,3.10–11m bán kính Bo, ứng với trạng thái 13, eV , n=1 gọi trạng thái - Năng lượng trạng thái dừng E n n2 1 - Cơng thức tính bước sóng chuyển mức lượng f31 f32 f 21 31 32 21 GV: Bùi Như Lạc Trang95 - Cơng thức thực nghiệm để tính nhanh bước sóng 1 R với R số Rydberg n m 2/ Các dãy quang phổ hidro a/ Dãy Lai-man: electron chuyển quỹ đạo K, vạch quang phổ Laiman thuộc vùng tử ngoại (phát nhờ chất phát quang) b/ Dãy Banme: electron chuyển quỹ đạo L, vạch quang phổ Banme phần thuộc vùng tử ngoại phần thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy, có vạch đặc trưng đỏ, lam, chàm tím Vạch đỏ H (0, 656m) , vạch lam H (0, 486m) , vạch chàm H (0, 434m) , vạch tím H (0,410m) c/ Dãy Pasen: electron chuyển quỹ đạo M Lưu ý: Bước sóng dài tương ứng với lượng nhỏ Bước sóng nhỏ tương ứng với lượng lớn Năng lượng ion hóa nguyên tử hidro lượng cần để đưa nguyên tử từ trạng thái lên trạng thái kích thích vơ (E –E1), hidro trở thành ion electron Khi nguyên tử trạng thái kích thích thứ n chuyển trạng thái số xạ n(n 1) phát C2n BÀI 33: SƠ LƯỢC VỀ LAZE I/ Laze gì? - Laze nguồn sáng phát chùm sáng có cường độ lớn dựa tượng phát xạ cảm ứng Cường độ chùm sáng xác định lượng mà chùm sáng tải qua đơn vị diện tích đặt vng góc với tia sáng 1s, đơn vị W/m2 - Laze có tác dụng biến quang thành quang - Laze có loại: laze rắn, laze khí laze bán dẫn II/ Đặc điểm laze - Có tính đơn sắc cao - Có tính định hướng cao - Có tính kết hợp cao - Có cường độ lớn - Khơng có cơng suất lớn III/ Ứng dụng - Trong y học: laze dùng làm dao mổ phẫu thuật tinh vi, chữa bệnh da… GV: Bùi Như Lạc Trang96 - Trong thông tin liên lạc, truyền tin cáp quang - Trong công nghiệp: laze dùng khoan, cắt, tơi… xác nhiều vật liệu - Trong trắc địa: laze dùng khoảng cách, ngắm đường thẳng… - Trong đời sống: laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút bảng, thí nghiệm quang học… laze laze bán dẫn GV: Bùi Như Lạc Trang97 CHƯƠNG VII Bài 34: CẤU TẠO HẠT NHÂN I/ Cấu tạo hạt nhân 1/ Cấu tạo hạt nhân - Nguyên tử có cấu tạo gồm hạt nhân mang điện tích dương electron chuyển động xung quanh, kích thước hạt nhân nhỏ (đường kính cỡ 10–14m đến 10–15m), nhỏ kích thước nguyên tử 104 đến 105 lần - Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt proton nơtron, gọi chung nuclon proton, mang điện tích +e = +1,6.10–19C khối lượng 1,67262.10–27kg nơtron, không mang điện, khối lượng 1,67493.10–27kg {nặng proton} - Kí hiệu hạt nhân: ZA X Z gọi nguyên tử số, số thứ tự bảng hệ thống tuần hoàn số proton hạt nhân số electron vỏ nguyên tử (nếu nguyên tử trung hòa điện) A số khối tổng số nuclon N = A – Z: Số nơtron - Bán kính hạt nhân: R = 1,2.10-15 A (m) - Ký hiệu số hạt thường gặp Tên gọi Ký hiệu Ghi Proton (p) Hạt nhân hiđro nhẹ 1p Đơteri (D) H Hạt nhân hiđro nặng Triti (T) H Hạt nhân hiđro siêu nặng Anpha () He Hạt nhân Heli Bêta trừ (–) 1 + e Electron Bêta cộng ( ) e Pozitrôn (Phản hạt electron) Nơtron (n) n Không mang điện 2/ Đồng vị: - Đồng vị hạt nhân có Z khác A, nên khác N (cùng proton khác số nơtron) GV: Bùi Như Lạc Trang98 vd: Hidro có ba đồng vị: Hidro thường 11 H chiếm 99,98% Hidro nặng 12 H gọi đơtêri 12 D chiếm 0,015% Hidro siêu nặng 13 H gọi triti 13 T , hạt nhân không bền, thời gian sống khoảng 10 năm 3/ Lực hạt nhân: - Lực tương tác nuclon gọi lực hạt nhân, có tác dụng liên kết nuclon với - Lực hạt nhân khơng có chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn - Lực hạt nhân lực tương tác mạnh phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân (bán kính tương tác khoảng 10–15m, ngồi khoảng lực hạt nhân 0) II/ Khối lượng hạt nhân 1/ Khối lượng hạt nhân: - Khối lượng hạt nhân lớn so với khối lượng êlectron, khối lượng nguyên tử gần tập trung toàn hạt nhân - Có đơn vị đo khối lượng hạt nhân u, kg MeV/c2 - Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u Đơn vị u có giá trị khối lượng nguyên tử 12 đồng vị Cacbon 126 C 1u = 1,66055.10-27kg 1u = 931,5 MeV/c2 (1eV = 1,6.10–19 J; 1MeV = 1,6.10–13 J) 2/ Hệ thức Anh-xtanh khối lượng lượng: - Một vật có khối lượng có lượng ngược lại, hệ thức liên hệ chúng E = m.c2 Với c = 3.108 m/s vận tốc ánh sáng chân khơng m tính theo kg E có đơn vị J m tính theo u nhân 931,5 E tính theo đơn vị MeV 3/ Khối lượng tương đối - Một hạt có khối lượng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v khối lượng tăng lên thành m với m0 m v2 1 c - Một hạt có khối lượng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v có động Wđ = E – E0 = mc2 – m0c2 Trong E = mc2 gọi lượng toàn phần GV: Bùi Như Lạc Trang99 E0 = m0c2 gọi lượng nghỉ 4/ Cơng thức tính số hạt m - Số mol n A - Số hạt (có thể nguyên tử phân tử) N = n.N A với NA = 6,02.1023 gọi số Avôgađrô - Số nơtron: N n (A Z).N - Số proton N p = Z.N Bài 35: ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT I/ Độ hụt khối hạt nhân: - Khối lượng hạt nhân nhỏ tổng khối lượng nuclon tạo thành hạt nhân m = Zmp + N.mn – mX Với Z.mp tổng khối lượng proton N.mn tổng khối lượng nơtron mX khối lượng hạt nhân ZA X Lưu ý: Độ hụt khối m Các hạt sơ cấp proton, nơtron electron độ hụt khối II/ Năng lượng liên kết: - Là lượng cần tỏa liên kết nuclon riêng lẻ thành hạt nhân, lượng cần thu vào tách hạt nhân thành nuclon riêng lẻ E = m.c2 Lưu ý: m tính theo kg, c =3.108 (m/s) E có đơn vị J m tính theo u nhân 931,5 E tính theo đơn vị MeV 1MeV = 1,6.10–13J III/ Năng lượng liên kết riêng: E A - Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững (không 8,8MeV/nuclôn) - Các hạt có số khối trung bình từ 50 đến 80 bền - Là lượng liên kết tính cho nuclon: Bài 36: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I/ Định nghĩa đặc tính - Là tương tác hạt nhân với biến thành hạt nhân khác - Có hai loại phản ứng hạt nhân phản ứng hạt nhân tự phát phản ứng hạt nhân kích thích 1/ Phản ứng hạt nhân tự phát - Quá trình tự phân rã hạt nhân không bền thành hạt nhân khác vd: q trình phóng xạ 2/ Phản ứng hạt nhân kích thích - Q trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác vd: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch 3/ So sánh phản ứng hóa học phản ứng hạt nhân GV: Bùi Như Lạc Trang100 Phản ứng hóa học Biến đổi phân tử Bảo toàn nguyên tố Bảo toàn khối lượng nghỉ Phản ứng hạt nhân Biến đổi hạt nhân Khơng bảo tồn ngun tố Khơng bảo tồn khối lượng nghỉ II/ Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân A A A A - Phương trình phản ứng: Z11 A Z22 B Z33 C Z44 D - Các định luật bảo toàn Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 Bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Bảo toàn động lượng: p1 p2 p3 p4 hay m1v1 m2 v2 m3v3 m4 v4 Bảo toàn lượng toàn phần: (Động + Năng lượng nghỉ) trước sau phản ứng mA.c2 + mB.c2 + KA + KB = mC.c2 + mD.c2 + KC + KD K X mx v x2 động hạt X Lưu ý: Không có định luật bảo tồn khối lượng Khơng có định luật bảo toàn proton, nơtron Mối quan hệ động lượng động năng: p 2m K m A Tỉ số khối lượng xấp xỉ tỉ số số khối m2 A Biểu thức định luật bảo toàn động lượng ta phải bỏ dấu vectơ số, để loại dấu vectơ ta có phương pháp: Nếu động lượng trước sau phản ứng phương, ta dùng phương pháp chiếu Nếu động lượng trước sau phản ứng khác phương, ta dùng phương pháp bình phương, định lý hàm số cos III/ Năng lượng phản ứng hạt nhân: - Có ba cách tính lượng tỏa hay thu vào phản ứng Cách E = ( m trước – msau ).c2 E > mtrước > msau: Tỏa lượng E < mtrước < msau: Thu lượng Cách E = (Δmsau – Δmtrước)c2 = E sau – E trước Cách E = Ksau – Ktrước Bài 37: PHĨNG XẠ I/ Hiện tượng phóng xạ - Là q trình phân hủy tự phát hạt nhân khơng bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân hủy kèm theo tạo hạt kèm theo phát xạ địên từ GV: Bùi Như Lạc Trang101 - Hạt nhân tự phân rã gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân rã gọi hạt nhân II/ Các dạng phóng xạ Phóng xạ Bêta: có loại – Phóng xạ gamma () + – Là sóng điện từ có : dòng electron ( 1 e ) ngắn ( 10– Là dòng hạt nhân Hêli +: dòng pôzitron ( e ) phản 11 1 m), dòng ( 24 He ) hạt electron, khối lượng phơtơn có mang điện tích trái dấu lượng cao A A 4 A A Xảy sau phóng –: Z X Z 1Y 1 e Z X Z 2Y He xạ Hạt nhân lùi ô Hạt nhân tiến ô trình chuyển từ A A +: Z X Z 1Y e trạng thái kích Hạt nhân lùi thích trạng thái v 2.10 m/s v c = 3.10 m/s v = c = 3.108m/s Mạnh Mạnh yếu tia Yếu tia Đâm xuyên mạnh Đi vài cm không Có thể xun Vài m khơng khí qua vài m bê–tơng khí (tối đa 8cm); vài m Vài mm kim loại vài cm chì vật rắn (tối đa 1mm) Phóng xạ Alpha () Bản chất Phương trình Tốc độ Ion hóa Đâm xun Trong điện trường Lệch âm Trong từ Bị lệch trường + lệch âm, – lệch dương Không bị lệch Lệch nhiều tia alpha nhẹ Bị lệch Khơng bị lệch Phương trình đầy đủ A A 0 Z X Z 1Y e 0 Chú ý Trong chuỗi phóng xạ A A 0 Không làm thay Z X Z 1Y 1 e 0 thường kèm theo phóng xạ 0 đổi hạt nhân hai phóng xạ 0 0 gọi nơtrinơ phản khơng xảy đồng thời nơtrinơ, chúng có khối lượng nhỏ, khơng tích điện, chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng III/ Định luật phóng xạ 1/ Đặc tính q trình phóng xạ GV: Bùi Như Lạc Trang102 - Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng - Phóng xạ mang tính tự phát khơng điều khiển được, khơng phụ thuộc vào yếu tố bên như: nhiệt độ, áp suất - Phóng xạ q trình ngẫu nhiên, nghĩa thời điểm phân rã hạt nhân không xác định, ta biết xác suất phân rã hạt nhân 2/ Chu kì bán rã: - Chu kỳ bán rã đại lượng đặc trưng cho chất phóng xạ, khoảng thời gian để 1/2 số hạt nhân nguyên tử biến đổi thành hạt nhân khác Ký hiệu T ln - Hằng số phóng xạ (đơn vị s–1) T ( s) 3/ Định luật phóng xạ: - Số lượng hạt nhân phóng xạ giảm theo qui luật hàm số mũ a/ Số hạt khối lượng hạt nhân mẹ - Ban đầu có N0 hạt nhân mẹ, số hạt nhân mẹ lại sau thời gian t N = N e t = N0 t 2T - Khối lượng hạt nhân mẹ ban đầu có m0, sau thời gian t khối lượng hạt nhân mẹ lại m m = m0 e t = t0 2T - Số hạt nhân mẹ bị phân rã N N N - Khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã m m0 m Lưu ý: t Vì cơng thức có tỉ số , nên t T phải đơn vị T t N T 1 Tỉ số số hạt bị phân rã số hạt lại N Nếu t