Tổng hợp vật lý 12 luyện thi THPT Quốc Gia

⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ M À N Tài liệu luyện thi THPT Quốc Gia VẬT LÝ 12 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Biên soạn: Đỗ Yến Khoa Năm học: 2017 - 2018 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I Dao động Dao động cơ: chuyển động qua lại quanh vị trí cân Dao động điều hòa: chuyển động có vị trí, chiều chuyển động (trạng thái dao động) lặp lại cũ khoảng thời gian Chu kỳ T(s): thời gian thực dao động toàn phần, khoảng thời gian ngắn mà trạng thái dao động lặp lại cũ T = Tần số f(Hz): số dao động thực giây II Dao động điều hòa Định nghĩa Dao động điều hòa dao động mà li độ vật biểu diễn hàm cos (hay sin) theo thời gian Mối quan hệ dao động điều hòa chuyển động tròn đều: Điểm M chuyển động tròn với tốc độ hình chiếu lên đường kính dao động điều hòa với tần số góc Vận tốc – gia tốc dao động điều hòa: • Vận tốc: => • Gia tốc: => • a x: hướng VTCB, độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn • x v: • v a: VTCB: x = 0, a = 0, ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ VT biên: , , v = BÀI 2: CON LẮC LÒ XO • • • Khảo sát lắc lò xo mặt động lực học: Bỏ qua ma sát, lắc lò xo dao động điều hòa - Lực kéo về: F = -Kx : hường VTCB , Khảo sát lắc lò xo mặt lượng: Thế năng: Động năng: Cơ năng: => BÀI 3: CON LẮC ĐƠN Khảo sát lắc đơn mặt động lực học: Con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ dao động điều hòa • Lực kéo về: Khảo sát lắc đơn mặt lượng: số số Ứng dụng lắc đơn: Xác định gia tốc trọng trường vị trí đặt lắc BÀI 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I II III DAO ĐỘNG TẮT DẦN - Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian - Nguyên nhân: Do ma sát làm giảm dần dẫn tới biên độ giảm dần - Ứng dụng: làm lò xo giảm xốx, cửa tự động,… DAO ĐỘNG DUY TRÌ - Là dao động mà ta cung cấp cho hệ phần lượng lượng lượng bị ma sát mà không làm thay đổi chu kỳ hệ - Ví dụ: dao động lắc đồng hồ dao động trì DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ - - Dao động cưỡng dao động chịu tác dụng ngoại lực cưỡng tuần hoàn Đặc điểm: + Dao động cưỡng có tần số tần số ngoại sai + Biên độ dao dộng cưỡng phụ thuộc vào: o Biên độ ngoại lực o Độ chênh lệch thời gian tần số ngoại lực f tần số riêng fo hệ Cộng hưởng: tượng biên độ dao động cưỡng tăng nhanh đến giá trị cực đại tần số ngoại lực tần số riêng hệ Điều kiện xảy tượng cộng hưởng: , BÀI 5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ - PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE – NEN • • • • • - Độ lệch pha hai dao động phương, tần số: - Dao động tổng hợp hai dao động phương, tần số:là dao động điều hòa phương, tần số với hai dao động thành phần => Hai dao động pha: + Hai dao động ngược pha: Hai dao động vuông pha: Hai dao động biên độ: Điều kiện:  CHÚ Ý: CHƯƠNG II:SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM BÀI 7: SÓNG CƠ I SĨNG CƠ Định nghĩa: Sóng dao động lan truyền môi trường Phân loại: - Sóng ngang: Phương dao động phần tử vật chất vng góc phương truyền sóng Truyền chất rắn, bề mặt chất lỏng ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Sóng dọc: Phương dao động phần tử vật chất trùng phương truyền sóng Truyền chất rắn, lỏng, khí - Sóng khơng truyền chân khơng CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SĨNG HÌNH SIN Q trình ttuyền sóng q trình truyền trạng thái dao động (pha dao động) kèm theo lượng phần tử vật chất dao động chỗ Các đặc trưng sóng hình sin: - Biên độ, chu kỳ, tần số, lượng sóng biên độ, chu kỳ, tần số, lượng dao động phần tử vật chất - Tốc độ truyền sóng tốc độ lan truyền dao động, khác hoàn toàn với tốc độ dao động V thuộc chất môi trường: - Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kỳ - II PHƯƠNG TRÌNH SĨNG III  • Nhận xét: Hàm sóng hàm vừa tuần hồn theo thời gian vừa tuần hồn theo khơng gian, tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T, tuần hoàn theo không gian với λ Công thức độ lệch pha sóng: BÀI 8: GIAO THOA SĨNG I II • • I GIAO THOA Định nghĩa: Giao thoa tượng hai sóng kết hợp gặp có chỗ biên độ sóng tăng cường, có chỗ biên sộ sóng giảm bớt triệt tiêu Điều kiện xảy tượng giao thoa: Hai sóng phải hai sóng kết hợp: - Cùng tần số - Độ lệch pha không đổi theo thời gian CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU GIAO THOA M cực đại ⌚AMmax = 2a ⌚d2-d1=kλ M cực tiểu ⌚ AMmin = ⌚ d2-d1 = (k+)λ = (2k+1)λ BÀI 9: SÓNG DỪNG SỰ PHẢN XẠ SÓNG ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ II • Nếu sóng tới sóng truyền từ P đến Q sóng phản xạ sóng truyền từ Q P - Vật cản cố định: sóng tới sóng phản xạ ngược pha - Vật cản tự do: sóng tới sóng phản xạ pha SĨNG DỪNG Sóng dừng giao thoa sóng tới sóng phản xạ làm xuất dây nút, bụng, xen kẽ cách Điều kiện để có sóng dừng: - Hai đầu dây cố định: - Một đầu cố định (nút), đầu tự (bụng): BÀI 10 - 11: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ – SINH LÍ CỦA ÂM I • II SĨNG ÂM NGUỒN ÂM - Sóng âm sóng có từ - Nguồn âm vật dao động phát sóng âm - Âm sóng âm mà tai người nghe có tần số từ 1620000Hz - Hạ âm sóng âm mà tai người khơng nghe có < 16Hz - Siêu âm sóng âm mà tai người khơng nghe có > 20000Hz Sự truyền âm: - Sóng âm truyền mơi trường: rắn, lỏng, khí khơng truyền chân khơng + Trong mơi trường chất rắn: Sóng âm có sóng dọc sóng ngang + Trong mơi trường chất lỏng khí: Sóng âm có sóng dọc - Những chất cách âm như: bông, len, xốp,… - Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào chất môi trường nhiệt độ: CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ VÀ SINH LÍ CỦA ÂM Đặc trưng vật lí Tần số Cường độ âm, mức cường độ âm Đồ thị dao động âm (A, f) • Đặc trưng sinh lí Độ cao Độ to lớn, nhỏ Âm sắc phân biệt hai nguồn khác phát (x, f) Cường độ âm: Cường độ âm đại lượng xác định lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt vng góc phương truyền sóng đơn vị thời gian • Mức cường độ âm: (B) I: cường độ âm Io: cường độ âm chuẩn ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ (dB) Âm có tần số f0 họa âm thứ n có tần số nf0 CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Là dòng điện có chiều biến thiên tuần hồn cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian II NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Cách làm: cho khung dây có diện tích S gồm N vòng quay với tốc độ quanh trục vng góc từ thông xuyên qua mạch biến thiên, mạch xuất suất điện động cảm ứng Vì khung dây kín nên xuất dòng điện xoay chiều -   III GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG Được xây dựng dựa vào tác dụng nhiệt dòng điện giá trị hiệu dụng = Giá trị đo từ đồng hồ, giá trị ghi nhãn mác, thiết bị giá trị hiệu dụng BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I - MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ Trong mạch điện xoay chiều, điện trở gây tác dụng tỏa nhiệt UR pha i II - MẠCH ĐIỆN CHỈ CHỨA CUỘN DÂY Cuộn dây cảm (r=0) + Cho dòng điện chiều qua hồn tồn + Cho dòng điện xoay chiều qua có cản trở với cảm kháng: UL sớm pha : MẠCH CHỈ CHỨA TỤ ĐIỆN Tụ điện: III - ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ - + Khơng cho dòng điện chiều qua + Cho dòng điện xoay chiều qua có cản trở UC trễ pha : BÀI 14: MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP I II  ĐỊNH LUẬT VỀ ĐIỆN ÁP TỨC THỜI Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch tổng điện áp tức thời đoạn mạch mắc nối tiếp MẠCH R, L, C MẮC NỐI TIẾP Mối liên hệ điện áp hiệu dụng UO2 = U2OR + (UOL – UOC)2 hay U2 = U2R + (UL – UC)2 Tổng trở Định luật Ohm: U = Z.I hay UO = Z.IO III ĐỘ LỆCH PHA GIỮA u i - Hệ quả: ZL > ZC: mạch có tính cảm kháng u sớm pha i ZL < ZC: mạch có tính dung kháng u trễ pha i ZL = ZC: mạch xảy tượng cộng hưởng điện u pha i BÀI 15: CÔNG SUẤT HỆ SỐ CÔNG SUẤT CÔNG SUẤT TIÊU THỤ I  Điện tiêu thụ: W = P.t HỆ SỐ CƠNG SUẤT • (cos)min = mạch không chứa R (cos)max = Theo qui định cos 0,85 CỘNG HƯỞNG ĐIỆN Điều kiện: ZL = ZC, UL = UC, LC=1 II • • III u pha i Zmin = R Imax = (cos)max = 1j Pmax = U.I= URmax = U RLC có tính cảm kháng: u trễ pha i ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ 10 11 - RLC có tính cơng hưởng điện: u pha i Mạch không chứa R: u lệch i Mạch có chứa R: u lệch pha i  CÁC CƠNG THỨC ÁP DỤNG Tìm R để Pmax: Ứng với I cộng hưởng điện Ứng với R1 R2 P nhau: Tìm R để PRmax: Tìm ZL để ULmax: Tìm ZC để UCmax: RL: R = ZL, RC: R = ZC, RLC: R = u lệch pha i Tính cơng suất hao phí đường dây truyền tải điện: Tính hiệu suất truyền tải điện: Tính độ giảm đường truyền tải điện: Hiệu suất máy biến thế: BÀI 16: MÁY BIẾN ÁP I  BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Cơng suất hao phí: Biện pháp giảm hao phí: Tăng điện áp trước truyền tải II MÁY BIẾN ÁP Công dụng: Dùng để biên đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi chu kỳ, tần số Cấu tạo: Gồm cuộn dây quấn lõi thép kỹ thuật: - Cuộn N1 nối với mạng điện xoay chiều cuộn sơ cấp - Cuộn N2 nối với tải tiêu thụ cuộn thứ cấp Nguyên tắc hoạt động: - Dựa vào tượng cảm ứng điện từ - Cách làm: cho dòng điện xoay chiều vào cuộn sơ cấp, từ thông xuyên qua cuộn thứ cấp biến thiên, cuộn thứ cấp xuất suất điện động cảm ứng, mạch điện kín nên mạch có dòng điện cảm ứng Hệ thống máy biến áp: ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Ứng dụng: Truyền tải điện năng: Tại nơi phát, để giảm hao phí người ta dùng máy tăng áp Tại nơi tiêu thụ, để an toàn cho việc sử dụng người ta dùng máy hạ áp Nấu chảy kim loại, hàn điện: Dùng máy hạ áp có cuộn sơ cấo nhiều vòng, tiết diện nhỏ; cuộn thứ cấp vòng, tiết diện lớn - - BÀI 17: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Cấu tạo: gồm phần: - Phần cảm: nam châm tạo từ thông biến thiên - Phần ứng: cuộn dây mà xuất suất điện động cảm ứng Tần số dòng điện xoay chiều: n: vòng/s , n: vòng/ phút, p: số cặp cực nam châm Phần quay roto, phần đứng yên stato II MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Cấu tạo: gồm phần: - Phần cảm (roto): nam châm điện - Phần ứng (stato): gồm cuộn dây quấn giống quấn lõi thép kỹ thuật đặt lệch pha 1200 vòng tròn - Khi roto quay, cuộn dây xuất suất điện động xoay chiều tần số lệch pha góc Cách mắc mạch ba pha: I • Hình Dòng điện xoay chiều ba pha: Là hệ thống dòng điện xoay chiều pha tần số, lệch pha góc Ưu việt dòng điện ba pha: Tiết kiệm dây dẫn trình truyền tải Cung cấp dòng điện cho động ba pha - Hình tam giác BÀI 18: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 10 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ CHƯƠNG IV: SÓNG ÁNH SÁNG BÀI 24: TÁN SẮC ÁNH SÁNG I II • III IV THÍ NGHIỆM CỦA NEWTON VỀ ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Chiếu chùm sáng đơn sắc qua lăng kính, sau qua lăng kính chùm sáng bị lệch phía đáy mà khơng bị đổi màu THÍ NGHIỆM CỦA NEWTON VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Chiếu chùm sáng trắng qua lăng kính, sau qua lăng kính chùm tia ló bị lệch phía đáy phân tích thành dãy màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, tia đỏ bị lệch nhất, tia tím bị lệch nhiều Hiện tượng tán sắc ánh sáng: Là phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG - Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tực từ đỏ đến tím Trong có bảy màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím - Chiết suất chất làm lăng kính phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng Lớn ánh sáng màu tím, nhỏ ánh sáng màu đỏ - Góc lệch tia sáng phụ thuộc vào chiết suất D thuộc màu sắc ánh sáng góc lệch tia sáng đơn sắc khác khác Lớn ánh sáng màu tím, nhỏ ánh sáng màu đỏ ỨNG DỤNG - Giải thích tượng cầu vồng, quầng - Ứng dụng máy quang phổ BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG I II NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Là tượng tia sáng bị lệch so với phương truyền thẳng gặp vật cản GIAO THOA ÁNH SÁNG Định nghĩa giao thoa ánh sáng: Là tượng sóng ánh sáng kết hợp gặp làm xuất vân sáng, vân tối, xen kẻ, song song, cách Điều kiện giao thoa: sóng ánh sáng phải sóng kết hợp: - Cùng tần số (cùng ) - Độ lệch pha không đổi theo thời gian 14 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Vị trí vân sáng, vân tối: Hiệu đường tia sáng: M vân sáng: ⌚ M vân tối: ⌚ Khoảng vân i Khoảng vân khoảng cách vân sáng vân tối liên tiếp • • • Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng: λ Giải tích tượng màu sắc sặc sỡ đĩa CD, bong bóng xà phòng, ván dầu mỡ,… BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG - Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số (bước sóng) xác định chân không - Ánh sáng trắng tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có λ từ Trong ta quan sát vùng ánh sáng có màu biến thiên liên tục từ màu đỏ đến tím với λ từ - III CÁC DẠNG BÀI TẬP SÓNG ÁNH SÁNG Xác định khoảng vân, bước sóng ánh sáng: Xác định vân sáng, vân tối: Xác định M vân sáng hay vân tối: Lập tỉ số: Xác định khoảng cách vân: (+): khác phía, (-): phía Tính số vân sáng, vân tối hai điểm M, N: - Số VS: - Số VT: Xác định số vân sáng, vân tối bề rộng vùng giao thoa L: Lập tỉ số: Xác định bề rộng vùng quang phổ: Tiến hành thí nghiệm Young với ánh sáng màu trắng hình ảnh giao thoa quan sát VSTT vân sáng màu tím, bên dãy màu biến thiên liên tục tử đỏ đến tím gọi dãy quang phổ (tím_gần vân trung tâm, đỏ_ xa vân trung tâm) 15 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ • • • Hai vân trùng nhau: Hai vân trùng ⌚ x1 = x2 VS1VS2: K1λ1 = K2λ2 VT1VT2: (K1 + 0,5)λ1 = (K2 + 0,5)λ2 VS1 VT2: K1λ1 = (K2 + 0,5)λ2 BÀI 26: CÁC LOẠI QUANG PHỔ I II • • MÁY QUANG PHỔ Định nghĩa: Máy quang phổ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp, thành thành ph6àn đơn sắc khác Cấu tạo hoạt động: Máy quang phổ lăng kính hoạt động dựa vào tượng tán sắc ánh sáng Gồm phận: - Ống chuẩn trực: ống gồm khe hẹp F nằm tiêu điểm thấu kính hội tụ L1 Chùm tia sáng S cần nghiên cứu rọi vào khe F, chùm tia ló chùm // - Hệ tác sắc: Gồm vài lăng kính P Có tác dụng phân tích chùm tia sáng // từ L1 chiếu tới thành nhiều chùm đơn sắc // - Buồng tối (ảnh): Là hộp kín có thấu kính hội tụ L2 vá phim ảnh K (hoặc kính ảnh) đặt mặt phẳng tiêu L2 Mỗi chùm tia sáng // đơn sắc qua thấu kính L2 cho vạch màu tương ứng phim ảnh gọi vạch quang phổ Tập hợp vạch quang phổ làm thành quang phổ nguồn S QUANG PHỔ PHÁT XẠ Quang phổ phát xạ: Là quang phổ thu chất rắn, lỏng, khí nung nóng nhiệt độ cao phát sáng Các loại quang phổ phát xạ: Quang phổ liên tục: - Định nghĩa: quang phổ liên tục gồm dãy màu biến đổi liên tục (từ đỏ đến tím) - Nguồn phát: chất rắn, lỏng, khí áp suất lớn bị nung nóng phát sáng, qua máy quang phổ cho ta quang phổ liên tục - Tính chất: Quang phổ liên tục chất khác nhiệt độ hoàn toàn giống phụ thuộc nhiệt độ vật phát sáng Quang phổ vạch phát xạ: - Định nghĩa: Quang phổ vạch gồm vạch màu riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối 16 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Nguồn phát: chất khí hay áp suất thấp bị kích thích nhiệt hay điện phát sáng, qua máy quang phổ cho ta quang phổ vạch phát xạ - Tính chất: Quang phổ vạch nguyên tố khác khác về: số lượng vạch, vị trí (bước sóng), độ sáng tỉ đối vạch Vậy: nguyên tố hóa học có quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố + Quang phổ vạch Natri có vạch màu vàng cạnh + Quang phổ vạch Hiđro có vạch màu: đỏ, lam, chàm, tím QUANG PHỔ HẤP THỤ Quang phổ hấp thụ vạch hay đám vạch tối quang phổ liên tục - Quang phổ hấp thụ chất khí chứa vạch hấp thụ - Qung phổ hấp thụ chất lỏng rắn chứa “đám” vạch hấp thụ, nối tiếp cách liên tục - III BÀI 27: TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI I II PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TỬ NGOẠI Kết thí nghiệm: Ở ngồi quang phổ ánh sáng thấy được, hai đầu đỏ tím, có xạ khơng nhìn thấy, nhờ mối hàn cặp nhiệt điện bột huỳnh quang mà ta phát tia hồng ngoại tử ngoại TIA HỒNG NGOẠI Định nghĩa: Tia hồng ngoại xạ điện từ khơng nhìn thấy vùng đỏ Bản chất:tia hồng ngoại có chất sóng điện từ (như ánh sáng nhìn thấy) có bước sóng từ vài milimét đến 760nm Cách tạo tia hồng ngoại: - Mọi vật nhiệt độ cao 00K (>-2730C) phát tia hồng ngoại - Trong môi trường để phân biệt tia hồng ngoại vật phát nhiệt độ vật phải cao nhiệt độ môi trường - Vật phát tia hồng ngoại thường dùng bếp than, bến ga, bóng đèn dây tóc, điốt phát quang hồng ngoại,… Tính chất cơng dụng: - Tia hồng ngoại tn theo định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ gây tượng giao thoa, nhiễu xạ - Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh dùng để sấy, sưởi - Tia hồng ngoại có tác dụng hóa học chế tạo phim chụp tia hồng ngoại chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh thiên thể 17 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Tia hồng ngoại sóng điện từ biến điệu sóng điện từ cao tần dùng điều khiển từ xa - Trong quân tia hồng ngoại ứng dụng: ống nhòm hồng ngoại, camera quay phim hồng ngoại, tên lửa tự động dò tìm mục tiêu phát tia hồng ngoại TIA TỬ NGOẠI Định nghĩa: Tia tử ngoại xạ khơng nhìn thấy vùng tím Bản chất: Tia tử ngoại có chất sóng điện từ ( ánh sáng nhìn thấy) có bước sóng từ 380nm đến vài nm Cách tạo tia tử ngoại: - Mọi vật có nhiệt độ cao 20000C phát tia tử ngoại - Vật phát tia tử ngoại thường hồ quang điện, ánh sáng mặt trời, đèn thủy ngân,… Tính chất công dụng: - Tia tử ngoại tuân theo định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ gây tượng giao thoa, nhiễu xạ - Tia tử ngoại có tác dụng phim ảnh để nghiên cứu tia tử ngoại người ta dùng phim ảnh - Tia tử ngoại làm phát quang nhiều chất ứng dụng đèn huỳnh quang, phát vết nứt bề mặt vật làm kim loại - Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học tổng hợp H Cl; biến đổi O2 thành O3, tổng hợp vitamin D ( trị bệnh còi xương) - Tia tử ngoại làm ion hóa khơng khí nhiều chất khí có khả gây tượng quang điện kim loại - Tia tử ngoại có tác dụng sinh học: hủy tế bào, diệt khuẩn khử trùng thực phẩm, diệt nấm mốc, triệt trùng dụng cụ y tế,… - Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh truyền qua thạch anh Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại có bước sóng 200nm áo giáp bảo vệ người sinh vật - III BÀI 28: TIA X (TIA RƠNGEN) I II PHÁT HIỆN TIA X Mỗi chùm tia catốt (chùm electron có lượng lớn) đập vào vật rắn vật phát tia X CÁCH TẠO RA TIA X Cấu tạo ống Cu-lít-giơ: ống Cu-lít-giơ gồm: - Ống chân khơng 18 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Catốt (K) kim loại, hình chỏm cầu, nung dây vonfram - Anôt làm kim loại có nguyên tử lượng lớn làm nguội nước Hoạt động: Đặt anốt catốt hiệu điện chục kilôvôn, electron bay từ dây nung tăng tốc điện trường mạnh đập vào anốt, làm anốt phát tia X BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X Bản chất: Tia X sóng điện từ có bước sóng khoảng từ 10-8m đến 10-11m Tính chất dụng: - Tính chất quan trọng tia X khả đâm xuyên (qua số vật mà ánh sáng thơng thường khơng suốt) Tia X có bước sóng ngắn khả đâm xun lớn Kim loại có ngun tử lượng lớn tia X khó xuyên qua - Tia X có khả làm đen kính ảnh chụp điện - Tia X có khả làm phát quang số chất chiếu điện, tìm khuyết tật bên sản phẩm đúc, nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật rắn, kiểm tra hành lí - Tia X có tác dụng sinh lí: hủy tế bào trị bệnh ung thư nơng - Tia X làm ion hóa khơng khí đo mức độ ion hóa, biết liều lượng tia X THANG SĨNG ĐIỆN TỪ Thang sóng điện từ: - III IV - - Miền sóng điện từ Bước sóng (m) Tần số (Hz) -4 Sóng vơ tuyến 3.10 10 10 3.1012 Tia hồng ngoại 10-3 7,6.10-7 3.1011 4.1014 Ánh sáng khả kiến 7,6.10-7 3,8.10-7 4.1014 8.1014 Tia tử ngoại 3,8.10-7 10-9 8.1014 3.1017 Tia X 10-8 10-11 3.1016 3.1019 Tia gamma Dưới 10-11 Trên 3.1019 Nhìn tổng quát sóng điện từ: Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia tử ngoại, tia X tia gamma có chất sóng điện từ, chúng phát thu cách khác nhau, chúng khơng có ranh giới rõ rệt Do có tần số ( bước sóng chân khơng) khác nên tính chất khác 19 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ + Các tia có bước sóng ngắn có tính đâm xun mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang chất dễ ion hóa chất khí + Các tia có bước sóng dài dễ quan sát tượng giao thoa CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI Thí nghiệm Hec tượng quang điện: - Gắn kẽm tích điện âm lên cần tĩnh điện kế kim tĩnh điện kế lệch góc - Chiếu chùm sáng hồ quang điện vào kẽm góc giảm, chứng tỏ electron bị bật khỏi kẽm - Chắn chùm hồ quang điện thủy tinh góc khơn đổi, chứng tỏ electron khơng bị bật Hiện tượng quang điện: Là tượng ánh sáng làm bậc electron khỏi bề mặt kim loại Điều kiện xảy tượng quang điện: Hiện tượng quang điện xảy ra: λ λ0 THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Giả thuyết Planck lượng tử lượng: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay xạ có giá trị hồn tồn xác định gọi lượng tử lượng I II  III h = 6,626.10-34 J.s: số Planck Thuyết lượng tử ánh sáng: - Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn - Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phơtơn giống nhau, phôtôn mang lượng hf - Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 m/s dọc theo tia sáng (phôtôn chuyển động) - Mỗi lần nguyên tử hấp thụ xạ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phơtơn Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Hiện tượng quang điện xảy ra: với λ0 phụ thuộc chất kim loại LƯỠNG TÍNH SĨNG HẠT CỦA ÁNH SÁNG 20 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng - Hiện tượng quang điện, quang – phát quang, đâm xun, ion hóa khơng khí chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Ánh sáng có tính lưỡng tính sóng – hạt - Bước sóng dài, lượng nhỏ, tính chất sóng thể rõ ngược lại -  BÀI 31: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I II III CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn Chất quang dẫn chất bán dẫn, dẫn điện không bị chiếu sáng dẫn điện tốt chiếu sáng Hiện tượng quang điện trong: Là tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết thành electron dẫn, đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện QUANG ĐIỆN TRỞ Là điện trở làm từ chất bán dẫn có giá trị giảm dần từ vài M đến vài chục Ω chiếu sáng thích hợp PIN QUANG ĐIỆN Pin quang điện: Là nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện Hiệu suất pin quang điện thấp, khoảng 10%, suất điện động từ 0,5 0,8V Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: - Hoạt động: dựa vào tượng quang điện - Chiếu chùm ánh sáng thích hợp xuyên qua lớp kim loại đến bán dẫn loại p làm xuất electron lỗ trống, tác dụng điện trường tiếp xúc electron mang điện tích âm chuyển động nhược chiều điện trường xuống phía làm đế kim loại nhiễm điện âm, lỗ trống lên chiều điện trường lên phía làm lớp kim loại nhiễm điện dương Ứng dụng pin quang điện: ứng dụng máy tính bỏ túi, vệ tinh nhân tạo BÀI 32: HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Định nghĩa: 21 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Quang – phát quang tượng chất có khả hấp thụ ánh sáng để phát ánh sáng khác Phân loại: Nếu tắt ánh sáng kích thích: Ánh sáng phát tắt sau huỳnh quang: lỏng, khí Ánh sáng phát kéo dài khoảng thời gian lân quang: rắn Đặc điểm: BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO I II • III MẪU HÌNH HÀNH TINH NGUN TỬ (MẪU RƠĐƠPHO) Các electron mang điện tích âm chuyển động tròn xung quanh hạt nhân mang điện tích dương MẪU BO – MẪU RƠĐƠPHO + TIÊN ĐỀ Tiên đề trạng thái dừng nguyên tử: - 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 xác định gọi quỹ đạo dừng Đối với nguyên tử H: rn = n2r0 , r0 = 5,3.10-11m: bán kính Bo Tiên đề hấp thụ xạ lượng: - Nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp muốn chuyển sang trạng thái dừng có lượng cao phải hấp thụ phơtơn có lượng = Ec – Eth - Nguyên tử trạng thái dừng có lượng cao muốn chuyển sang trạng thái dừng có lượng thấp phải phát phơtơn có lượng = Ec – Eth GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ H - Theo tiên đề 1, nguyên tử tồn trạng thái dừng khác (K, L, M,…) Khi nguyên tử trạng thái kích thích (có lượng cao) ln có xu hướng chuyển trạng thái có lượng thấp để bền vững Mỗi lần nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng co xuống trạng thái dừng có lượng thấp phát phơtơn, ứng với vạch đơn sắc Vậy quang phổ phát xạ nguyên tử H quang phổ vạch 22 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ - Nguyên tử H trạng thái có lượng thấp Chiếu vào chùm sáng trắng có tất phơtơn, ngun tử H hấp thụ số phôtôn làm chùm sáng trắng bị số phơtơn Vì quang phổ liên tục ánh sáng trắng xuất vạch tối Vậy quang phổ hấp thụ nguyên tử H quang phở vạch BÀI 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE I CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE Laze gì? Laze nguồn phát ánh sáng có cường độ lớn hoạt động dựa vào tượng phát xạ cảm ứng Đặc điểm laze: - Cường độ lớn - Là chùm sáng kết hợp - Tính định hướng - Đơn sắc Ứng dụng: sgk CƠNG THỨC ÁP DỤNG Công suất nguồn sáng: N: số phôtôn phát thời gian t n: số phôtôn phát 1s Công thức ống Culitgiơ: Nếu vo = Q = 0:  Năng lượng ion hóa nguyên tử: CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ BÀI 35: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN I CẤU TẠO HẠT NHÂN Cấu tạo nguyên tử: - Gồm hạt nhân mang điện tích dương nằm giữa, electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân - Kích thước hạt nhân < kích thước nguyên tử từ 10 10 lần Cấu tạo hạt nhân: - Hạt nhân cấu tạo từ nuclơn 23 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚  • + proton: p – mang điện tích dương: 1e + notron: n – khơng mang điện Kí hiệu hạt nhân: : X: kí hiệu hóa học ngun tố Z: nguyên tử số = số proton = thứ tự nguyên tố BTH A: số khối = tổng số nuclôn Số notron = A – Z - Điện tích hạt nhân: +Z.e Một số hạt nhân đặc biệt: Đồng vị: Là hạt nhân có số proton khác số notron (cùng Z, khác A) NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Đơn vị khối lượng nguyên tử: II Đơn vị khối lượng nguyên tử = khối lượng nguyên tử đồng vị 1u = 931,5 1,66055.10-27kg    Khối lượng hạt nhân A(u) Khối lượng mol hạt nhân A(g) Khối lượng lượng: Một vật có khối lượng m có lượng E ngược lại E = mc2 - Khi đứng yên (ở trạng thái nghỉ): khối lượng nguyên tử m0, lượng nguyên tử Eo = moc2 - Khi vật chuyển động: khối lượng tăng Động vật: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2 BÀI 36: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I II LỰC HẠT NHÂN Lực hạt nhân lục hút mạnh nuclôn - Lực hạt nhân không chất với lực tĩnh điện (khơng phụ thuộc vào điện tích), khơng chất với lực hấp dẫn (lực hạt nhân lớn so với lực hấp dẫn) - Lực hạt nhân phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân (10-15m), khỏi hạt nhân, lực hạt nhân giảm nhanh NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN Độ hụt khối: 24 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Khi liên kết nuclôn lại thành hạt nhân khối lượng hạt nhân ln nhỏ tổng khối lượng nuclôn Độ chênh lệch khối lượng hạt nhân tổng khối lượng nuclôn gọi độ hụt khối III Năng lượng liên kết hạt nhân: Là lượng tối thiểu cần cung cấp để phá vỡ hạt nhân thành nuclôn riêng lẽ (hoặc lượng tỏa liên kết nuclôn lại thành hạt nhân) Năng lượng liên kết riêng: Là lượng liên kết tính cho nuclơn, đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân Những hạt nhân bền vững hạt nhân nằm khoảng bảng phân loại tuần hoàn 50 < A < 95 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân trình dẫn tới biến đổi hạt nhân Phân loại: gồm loại: - Phản ứng hạt nhân tự phát: q trình hạt nhân khơng bền tự phân rã tạo thành hạt nhân khác - Phản ứng hạt nhân kích thích: qua trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: Định luật bảo toàn số khối: A1 + A2 = A3 + A4 Định luật bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Số proton nơtron khơng bảo tồn Định luật bảo tồn động lượng: Định luật bảo toàn lượng toàn phần: EA + EB = EC + ED Năng lượng phản ứng hạt nhân: Cơng thức tính số ngun tử m(g) chất: BÀI 37: PHÓNG XẠ I HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ 25 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ - Hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng phân loại tần hồn Tia dòng hạt nhân mang điện tích dương bị lệch điện từ trường Tia chuyển động với tốc độ 2.107m/s, xuyên qua vài cm khơng khí, vài m chất rắn b) Phóng xạ : Phóng xạ (electron ): - Phóng xạ (pơzitron ): - • • • II Định nghĩa: Phóng xạ q trình hạt nhân mẹ khơng bền tự phân rã tạo thành hạt nhân con, đồng thời phát xạ điện từ Các loại phóng xạ: a) Phóng xạ ): Phóng xạ : hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng phân loại tuần hồn Phóng xạ : hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng phân loại tuần hồn Tia dòng electron mang điện tích âm, tia dòng pơzitron mang điện tích dương lệch điện, từ trường Tia chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng, vài mét khơng khí, vài mm kim loại c) Phóng xạ : Hạt nhân sinh sau phóng xạ trạng thái kích thích, có xu hướng chuyển trạng thái bản, phát sóng điện từ có bước sóng ngắn tia - Trong phóng xạ , khơng có q trình biến đổi hạt nhân - Tia có chất sóng điện từ khơng bị lệch điện từ trường - Tia với tốc độ 3.10 m/s, xuyên qua vài mét bê tơng, vài cm chì ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ Đặc tính q trình phóng xạ: - Q trình phóng xạ q trình làm biến đổi hạt nhân (trừ phóng xạ ) - Q trình phóng xạ q trình tự phát, khơng điều khiển - Q trình phóng xạ q trình ngẫu nhiên 26 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ Định luật phóng xạ: a) Chu kỳ bán rã T: Chu kỳ bán rã thời gian mà sau số hạt nhân bị phân rã nửa (còn lại nửa) λ: số phóng xạ b) Định luật phóng xạ: Trong q trình phóng xạ, số hạt nhân (khối lượng hạt nhân) giảm theo thời gian, theo quy luật hàm số mũ Còn lại Phân rã Hạt nhân Khối lượng Phần trăm III • ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ NHÂN TẠO Đồng vị phóng xạ: - Đồng vị phóng xạ nhân tạo đồng vị phóng xạ người tạo - Đồng vị phóng xạ người tạo Phương pháp đánh dấu nguyên tử: - Nguyên tử tạo hạt phóng xạ nguyên tố bình thường theo phương trình: - Trộn đồng vị phóng xạ với X, q trình phóng xạ đồng vị giúp ta khảo sát tồn tại, phân bố vận chuyển nguyên tố X Đồng vị đồng hồ Trái Đất: - Đồng vị chất phóng xạ với chu kỳ bán rã 5730 năm -6 - Trong khí lẫn vào với tỉ lệ 10 % Trong thực vật sống tỉ lệ khơng đổi thực vật chết tỉ lệ giảm So sánh tỉ lệ chết sống ta xác định thời gian mà chết  Cơng thức tính khối lượng hạt nhân sinh ra: BÀI 38: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH I CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Định nghĩa: - Phân hạch phản ứng hạt nhân nặng bị vỡ thành mảnh nhẹ - Phân loại: loại: + Phân hạch tự phát + Phân hạch kích thích Phản ứng phân hạch kích thích: 27 ⌚⌚⌚ ĐỖ YẾN KHOA ⌚⌚⌚ II • • Cơ chế: Phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN Định nghĩa: Phản ứng dâ chuyền chuỗi phân hạch, số phân hạch tăng lên nhanh khoảng thời gian ngắn Điều kiện xảy phản ứng dây chuyền: Điều kiện số nơtron phát ra: K - Nếu K < 1: phản ứng dây chuyền không xảy - Nếu K = 1: phản ứng dây chuyền xảy lượng không đổi - Nếu K > 1: phản ứng dây chuyền xảy ra, lượng tăng nhanh gây bùng nổ Điều kiện khối lượng hạt nhân: m1 giá trị tới hạn Trong lò phản ứng hạt nhân để có phản ứng dây chuyền kiểm soát (K=1) người ta dùng điều khiển chứa Bo Cađimi để hấp thụ bớt nơtron BÀI 39: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH - Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng Nhiệt hạch phản ứng tỏa lượng Nếu xét đơn vị phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng lớn gấp đôi phản ứng phân hạch 28 ... thời gian vừa tuần hồn theo khơng gian, tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T, tuần hồn theo khơng gian với λ Cơng thức độ lệch pha sóng: BÀI 8: GIAO THOA SĨNG I II • • I GIAO THOA Định nghĩa: Giao... thi n điện trường xoáy: Điện trường trường thống gồm thành phần: điện trường biến thi n từ trường biế thi n có mối quan hệ chặc chẽ với Điện trường biến thi n sinh từ trường, từ trường biến thi n... 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG I II NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Là tượng tia sáng bị lệch so với phương truyền thẳng gặp vật cản GIAO THOA ÁNH SÁNG Định nghĩa giao thoa ánh sáng: Là tượng sóng ánh sáng kết hợp