tài liệu lí thuyết và phân dạng hoàn chỉnh vật lí 12

GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  0973 518 581  MỤC LỤC MỤC LỤC - Trang 1/88 - - Trang 1/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 CƠ  0973 518 581  DAO ĐỘNG CHƯƠNG : DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Dao động: a Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hồn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật tr l ại v ị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hòa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) theo thời gian Chu kì, tần số, tần số góc: ; T= (t thời gian để vật thực n dao động) Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(ωt + ϕ) + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m + A = xmax: Biên độ (luôn có giá trị dương) + Quỹ đạo dao động đoạn thẳng dài L = 2A + ω (rad/s): tần số góc; ϕ (rad): pha ban đầu; (ωt + ϕ) = Φ: pha dao động + Li độ cực đại xmax = A, li độ cực tiểu xmin = -A, độ lớn li độ cực tiểu |x|min = Phương trình vận tốc: v = x’= - ωAsin(ωt + ϕ)=ωAcos(ωt + ϕ+ ) + chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < 0) + v sớm pha so với x hay Chú ý: Phân biệt tốc độ vận tốc Tốc độ: độ lớn vận tốc |v|= dương + Tốc độ cực đại |v|max = ωA vật vị trí cân (x = 0) + Tốc độ cực tiểu |v|min= vật vị trí biên (x= ) Vận tốc nhận giá trị âm dương + Vận tốc cực đại vmax = ωA vật qua vị trí cân (x = 0) theo chiều dương + Vận tốc cực tiểu vmin= -ωA vật qua vị trí cân (x = 0) theo chiều âm Phương trình gia tốc: a = v’= - ω 2Acos(ωt + ϕ) = - ω 2x + có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ hướng vị trí cân + gia tốc a ln sớm pha so với vận tốc v ; a x ngược pha Chú ý : Độ lớn gia tốc giá trị gia tốc + Gia tốc có độ lớn cực đại |a| max = ω 2A biên (x = ±A) + Gia tốc có độ lớn cực tiểu |a| = VTCB ( x = 0) + Gia tốc có giá trị cực đại amax = ω 2A biên âm (x = -A) - Trang 2/88 - Trang 2/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 CƠ  0973 518 581  DAO ĐỘNG + Gia tốc có giá trị cực tiểu amin = -ω 2A biên dương ( x = A) Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m =-m + có độ lớn tỉ lệ với li độ hướng vị trí cân + Dao động đổi chiều hợp lực đạt giá trị cực đại + Fhpmax = kA = m : vị trí biên + Fhpmin = 0: vị trí cân * Sự đổi chiều đại lượng: • Các vectơ • Vectơ , đổi chiều qua VTCB đổi chiều qua vị trí biên * Khi từ vị trí cân O vị trí biên: • • Nếu ⇒ chuyển động chậm dần Vận tốc giảm, ly độ tăng ⇒ động giảm, tăng ⇒ độ lớn gia tốc, lực kéo tăng * Khi từ vị trí biên vị trí cân O: • • Nếu ⇒ chuyển động nhanh dần Vận tốc tăng, ly độ giảm ⇒ động tăng, giảm ⇒ độ lớn gia tốc, lực kéo giảm * Ở khơng thể nói vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” dao động loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hòa khơng phải gia tốc a số Các hệ thức độc lập: a) b) a = - ω2x c) d) F = -kx a) đồ thị (v, x) đường elip b) đồ thị (a, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ c) đồ thị (a, v) đường elip d) đồ thị (F, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ e) đồ thị (F, v) đường elip e) Chú ý: * Với hai thời điểm t1, t2 vật có cặp giá trị x1, v1 x2, v2 ta có hệ thức tính A & T sau: * Tương tự: Với hai thời điểm t1, t2 vật có cặp giá trị a1, v1 a2, v2 ta có hệ thức tính A & T sau: - Trang 3/88 - Trang 3/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 CƠ  0973 518 581  DAO ĐỘNG Mối liên hệ dao động điều hòa (DĐĐH) chuyển động tròn (CĐTĐ): a) DĐĐH xem hình chiếu vị trí chất điểm CĐTĐ lên trục nằm mặt • • phẳng quỹ đạo & ngược lại với: b) Các bước thực hiện: Bước 1: Vẽ đường tròn (O ; R = A) Bước 2: Tại t = 0, xem vật đâu bắt đầu chuy ển động theo chiều âm hay dương : + Nếu • : vật chuyển động theo chiều âm (về biên âm) + Nếu : vật chuyển động theo chiều dương (về biên dương) Bước 3: Xác định điểm tới để xác định góc quét Δφ, từ xác định thời gian quãng đường chuyển động c) Bảng tương quan DĐĐH CĐTĐ: Chuyển động tròn (O, R = A) Dao động điều hòa x = Acos(ωt+ϕ) A biên độ R = A bán kính ω tần số góc ω tốc độ góc (ωt+ϕ) pha dao động (ωt+ϕ) tọa độ góc vmax = Aω tốc độ cực đại v = Rω tốc độ dài amax = Aω gia tốc cực đại aht = Rω2 gia tốc hướng tâm Fphmax = mAω2 hợp lực cực đại tác dụng lên vật Fht = mAω2 lực hướng tâm tác dụng lên vật Các dạng dao động có phương trình đặc biệt: a) x = a ± Acos(ωt + φ) với a = const ⇒ Biên độ: A Tọa độ VTCB: x = A Tọa độ vt biên: x = a ± A b) x = a ± Acos2(ωt + φ) với a = const ⇒ Biên độ: ; ω’=2ω; φ’= 2φ 10 DĐĐH: x = Acos(2πft + ϕ)  Mỗi giây đổi chiều 2f lần  Nếu vật vị trí biên lúc t = giây đổi chiều 2f-1 lần 11 Sơ đồ thời gian: T/12 T/24 T/24 T/12 - Trang 4/88 - Trang 4/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 CƠ  0973 518 581  DAO ĐỘNG Lưu ý: - Nếu vật từ A/2 đến A lấy thời gian vật từ O đến A trừ thời gian vật từ O đến A/2 Tương tự trường hợp - Tương tự trường hợp vật bên trục dương vật bên trục âm V0 - Trang 5/88 - Trang 5/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 - LTĐH LỤC  0973 518 581  MỤC PHỤ LỤC : ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC Chiều quay /2 2/3 /3 /4 3/4 5/6 /6 V0 - 5/6 -/6 - /4 - 3/4 - 2/3 - /3 - /2 Vmax V - Trang 6/88 - Trang 6/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  SÓNG CƠ B PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: Tính thời gian đường dao động ều hòa a) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí x đến x2: * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ ⇒ Δt = = T * Cách 2: Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay trục thời gian  Nếu từ VTCB đến li độ x ngược lại: hay bấm máy  Nếu từ VT biên đến li độ x ngược lại: hay bấm máy -A x O A b) Tính quãng đường thời gian t:  Biểu diễn t dạng: ; n số dao động nguyên; khoảng thời gian lẻ ( )  Tổng quãng đường vật thời gian t: Với quãng đường vật khoảng thời gian , ta tính việc vận dụng trục thời gian mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ: - Xác định vị trí x1, x2 dấu v1, v2 tương ứng với t1 t2 Vẽ chiều chuyển động vật từ M1 đến M2 từ suy qng đường Ví dụ: Với hình vẽ bên = 2A + (A - x1) + (A- ) - Trang 7/88 - Trang 7/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 Các trường hợp đặc biệt:  SĨNG CƠ ; suy DẠNG 2: Tính tốc độ trung bình Tốc độ trung bình: với S quãng đường vật khoảng thời gian ∆t  Tốc độ trung bình n chu kì : DẠNG 3: Xác định trạng thái dao động vật sau (trước) thời điểm t khoảng ∆ t -Tìm li độ x = x1 thời điểm t1 -Thế t2 = t1+ t vào pt xác định Hay t2 – t1 = t  Nếu =k2 (hay t = n.T) x2 = x1 v2 = v1  Nếu = (2k +1) (hay t = (2n+1).T/2) x2= -x1 v2 = - v1 - Nếu ∆ϕ có giá trị khác, ta dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ để giải tiếp: • • Bước 1: Vẽ đường tròn có bán kính R = A (biên độ) trục Ox nằm ngang Bước 2: Biểu diễn trạng thái vật thời điểm t quỹ đạo vị trí t ương ứng c M đường tròn Lưu ý: ứng với x giảm: vật chuyển động theo chiều âm ; ứng v ới x tăng: v ật chuy ển động theo chiều dương • Bước 3: Từ góc ∆ϕ = ω∆t mà OM quét thời gian Δt, hạ hình chiếu xuống trục Ox suy vị trí, vận tốc, gia tốc vật thời điểm t + Δt t – Δt DẠNG 4: Tính thời gian chu kỳ để |x|, |v|, |a| nhỏ lớn giá trị (Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay) a) Thời gian chu kỳ vật cách VTCB khoảng nhỏ hay bấm máy - Trang 8/88 - Trang 8/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  SÓNG CƠ lớn hay bấm máy b) Thời gian chu kỳ tốc độ  nhỏ - Aω V1 V1 Aω v hay bấm máy  lớn hay bấm máy (Hoặc sử dụng cơng thức độc lập từ v1 ta tính x1 tính trường hợp a) c) Tính tương tự với toán cho độ lớn gia tốc nhỏ lớn a1 !! DẠNG 5: Tìm số lần vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 Trong chu kỳ, vật qua vị trí biên lần vị trí khác lần (chưa xét chiều chuyển động) nên: • • Bước 1: Tại thời điểm t1, xác định điểm M1 đường tròn ; thời điểm t2, xác định điểm M2 đường tròn Bước 2: Vẽ chiều chuyển động vật từ M1 tới M2, suy số lần vật qua xo k + Nếu Δt < T k kết quả, Δt > T Δt = n.T + Δt’ số lần vật qua xo 2n + k + Đặc biệt: vị trí M1 trùng với vị trí xuất phát số lần vật qua xo 2n + k + DẠNG 6: Tính thời điểm vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n * Có xét chiều CĐ: Δt = (n – 1) T + t1 * Không xét chiều:  n số lẻ: (với t1 thời điểm vật qua x lần thứ theo chiều CĐ) (với t1 thời điểm vật qua x lần thứ nhất)  n số chẵn : Chú ý: xác định t1 t2 hình vẽ (với t2 thời điểm vật qua x lần thứ hai) DẠNG 7: Tính quãng đường lớn nhỏ  Trước tiên ta so sánh khoảng thời gian ∆ t đề cho với nửa chu kì T/2 * Trong trường hợp ∆ t < T/2 : * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ - Trang 9/88 - Trang 9/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  SÓNG CƠ Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên (VTB) nên m ột khoảng thời gian quãng đường l ớn vật gần VTCB nhỏ gần VTB Do có tính đối xứng nên quãng đường lớn gồm phần đối xứng qua VTCB, quãng đường nhỏ gồm phần đối xứng qua VTB Vì cách làm là: Vẽ đường tròn, chia góc quay ∆φ = ω∆t thành góc nhau, đối xứng qua trục sin thẳng đứng ( Smax đoạn P1P2) đối xứng qua trục cos nằm ngang (Smin lần đoạn PA) * Cách 2: Dùng công thức tính & máy tính cầm tay Trước tiên xác định góc qt ∆φ = ω∆t, thay vào cơng thức:  Quãng đường lớn :  Quãng đường nhỏ : * Trong trường hợp ∆ t > T/2 : tách ,  Trong thời gian quãng đường ln 2nA Trong thời gian ∆t’ qng đường lớn nhất, nhỏ tính cách + Tính tốc độ trung bình lớn nhỏ : ; với Smax , Smin tính * Bài tốn ngược: Xét quãng đường S, tìm thời gian dài ngắn nhất:  Nếu S < 2A: (tmin ứng với Smax) ; (tmax ứng với Smin)  Nếu S > 2A: tách , thời gian tương ứng: ; tìm t’max , t’min Chú ý: Nhìn vào bảng tóm tắt ta thấy, quãng đ ường S = A, thời gian dài tmax = T/3 ngắn tmin = T/6, trường hợp xuất nhiều đề thi!! DẠNG 8: Bài tốn hai vật dao động điều hòa Bài toán 1: Bài toán hai vật gặp * Cách giải tổng quát: - Trước tiên, xác định pha ban đầu hai vật từ điều kiện ban đầu - Khi hai vật gặp thì: x1 = x2 ; giải & biện luận tìm t thời điểm & vị trí hai vật gặp * Cách 2: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ (có trường hợp) - Trường hợp 1: Sự gặp hai vật dao động biên độ, khác tần số Tình huống: Hai vật dao động điều hoà với biên độ A, có vị trí cân trùng nhau, với tần số f1 ≠ f2 (giả sử f2 > f1) Tại t = 0, chất điểm thứ có li độ x1 chuyển động theo chiều dương, chất điểm thứ hai có li độ x2 chuyển động ngược chiều dương Hỏi sau chúng gặp lần đầu tiên? Có thể xảy hai khả sau: + Khi gặp hai chất điểm chuyển động chiều - Trang 10/88 - Trang 10/88 - Nước làm nguội A Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 -  SÓNG ÁNH SÁNG Tia X + - Theo định luật bảo tồn lượng: Năng lượng dòng electron = lượng tia X + Nhiệt (nhiệt lớn so với l ượng tia X) - Ta có: Năng lượng dòng electron = động chùm electron đ ập vào đ ối Kat ốt Suy bước sóng ngắn tia X phát là: 2/ Tính nhiệt lượng làm nóng đối Katốt: Nhiệt lượng làm nóng đối Katốt tổng động quang electron đến đập vào đ ối Kat ốt : với tổng số quang electron đến đối Katốt Kết hợp với Q = m.c.(t2 - t1) ; với c nhiệt dung riêng kim loại làm đối Katốt - Trang 74/88 - Trang 74/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 1: QUANG ĐIỆN NGOÀI Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron kh ỏi mặt kim lo ại g ọi tượng quang điện (hay gọi tượng quang điện ngồi) Các electron bị bật t ượng gọi electron quang điện hay quang electron Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có b ước sóng λ nhỏ giới hạn quang điện λ kim loại (λ ≤ λ 0) gây tượng quang điện  Chú ý: Nếu chiếu đồng thời xạ , xạ gây tượng quang ện ta tính tốn với xạ có bước sóng bé Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ phát xạ có giá trị hồn tồn xác định, gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ Trong đó: h = 6,625.10-34 J.s gọi số Plăng : Giới hạn quang điện: kim loại đặc trưng riêng kim lo ại bước sóng lớn ánh sáng kích thích Trong đó: A cơng êléctrơn (đơn vị: Jun) Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn) Anh-xtanh + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn đ ều gi ống nhau, phôtôn mang lượng + Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp th ụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn + Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm sáng dù y ếu ch ứa r ất nhi ều phôtôn r ất nhiều nguyên tử, phân tử phát Vì ta nhìn thấy chùm sáng liên t ục + Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử không bị thay đổi, không phụ thu ộc kho ảng cách t ới ngu ồn sáng Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có l ưỡng tính sóng - h ạt Trong tượng quang học, tính chất sóng thể rõ tính chất hạt lại mờ, ngược l ại Thể tính chất sóng ● Hiện tượng giao thoa ● Hiện tượng nhiễu xạ ● Hiện tượng tán sắc… Công suất xạ nguồn sáng: Thể tính chất hạt ● Hiện tượng quang điện ● Hiện tượng gây phát quang ● Tính đâm xuyên, gây ion hóa chất khí… Với nf số phôtôn nguồn phát 1s * * MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO Động lượng photon: ; Với mph khối lượng tương đối tính photon - Trang 75/88 - Trang 75/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ; với h.c = 1,9875.10-25 Công thức Anh-xtanh: 10 Định lí động năng: - Trang 76/88 - Trang 76/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Bài toán 1: Cho hiệu điện UAK đặt vào tế bào quang điện, tính vận tốc e đập vào Anot - Khi electron tăng tốc: - Khi electron bị giảm tốc: vận tốc v vận tốc v Lưu ý đổi đơn vị: MeV = 106 eV ; eV = 1,6.10-19 J ; MeV = 1,6.10-13 J ; 12 Cường độ dòng quang điện bão hòa: = 10-10 m ; Với ne số eléctron bứt khỏi K 1s 13 Hiệu suất lượng tử: 14 Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu: UAK ≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi hiệu điện hãm  Lưu ý: Trong số toán người ta lấy Uh > độ lớn 15 Tính khoảng cách xa mà mắt trơng thấy nguồn sáng Gọi P công suất nguồn sáng phát b ức xạ đẳng hướng, d đường kính ngươi, n độ nhạy mắt (số photon lọt vào mắt mà mắt phát ra) Ta có: - Số photon nguồn sáng phát giây: - Gọi D khoảng cách từ mắt đến nguồn sáng, s ố photon đ ược phân b ố đ ều m ặt hình c ầu có bán kính D - Số photon qua đơn vị diện tích hình cầu giây là: - Số photon lọt vào giây là: - Để mắt nhìn thấy nguồn sáng 16 Khi electron quang điện bay điện trường + Lực điện trường tác dụng lên electron: FE = e.E ; với điện trường thì: E = + Khi quang electron bật khỏi catot chịu lực điện trường thu gia t ốc a = = = → Bài tốn: Tính khoảng cách s tối đa mà electron rời xa cực Nếu điện trường cản có cường độ E electron bay d ọc theo đ ường s ức ện quãng đ ường tối đa mà electron rời xa Katot là: → Bài tốn: Tính bán kính lớn vòng tròn bề mặt anot mà electron tới đ ập vào Electron bị lệch nhiều vận t ốc ban đầu v vng góc với bề mặt Katot (vng góc với đường sức điện), ta qui toán chuyển động ném ngang Xét trục tọa độ xOy: + Trục Ox: x = v0maxt = Rmax - Trang 77/88 - Trang 77/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 + Trục Oy: y = t2 = d (với d khoảng cách hai cực) ⇒ t ⇒ Rmax = v0maxt = - Nếu ta thay a =  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG thì: - Nếu thay tiếp v0max từ biểu thức thì: 17 Khi electron quang điện bay từ trường + Lực Lorenxơ tác dụng lên electron: FL = e.B.v0max.sinα + Nếu quỹ đạo electron đường tròn R: Nếu electron có v0max thì: + Nếu xiên góc với quỹ đạo electron đường ốc với bán kính vòng ốc: 18 Khi electron quang điện bay theo phương ngang mi ền có ện tr ường từ trường, để electron không bị lệch khỏi phương ban đầu FE = FL - - - Trang 78/88 - Trang 78/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO Tiên đề (Tiên đề trạng thái dừng): Nguyên tử tồn số trạng thái có l ượng xác đ ịnh, g ọi tr ạng thái d ừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không xạ không hấp thụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử ): Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có En lượng hiệu En – Em: ε = hfnm = En – Em hấp thụ xạ Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng E m mà hấp thụ hfmn hfnm phơtơn có lượng hiệu E n – Em Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Chú ý: Nếu phơtơn có lượng mà ngun tử khơng nhảy lên mức lượng mà trạng thái dừng ban đầu Hệ quả: Ở trạng thái dừng electron nguyên t ch ỉ chuy ển đ ộng quỹ đ ạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi quỹ đạo dừng - Đối với ngun tử Hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ v ới bình ph ương c s ố nguyên liên tiếp: rn = n2r0, với n số nguyên r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo Bán kính K (n = 1) L (n = 2) Trạng thái (tồn bền vững) M (n = 3) N (n = 4) 16 Hấp thụ lượng O (n = 5) 25 P (n = 6) 36 Trạng thái kích thích (chỉ tồn thời gian cỡ 10-8s) Bức xạ lượng Với n ∈ N* Tính lượng electron quỹ đạo dừng thứ n: → Năng lượng ion hóa ngun tử hi đrơ từ trạng thái bản: Quỹ đạo Năng lượng K (n = 1) L (n = 2) M (n = 3) N (n = 4) O (n = 5) P (n = 6) Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: Cho bước sóng tính bước sóng khác: ; f13 = f12 + f23 (như cộng véctơ) Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: rn = n2r0 ; với r0 = 5,3.10-11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Khi electron chuyển mức lượng, tìm số vạch phát ra: - Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm - Hoặc dùng công thức: ; với n số vạch mức lượng - Trang 79/88 - Trang 79/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 Chứng minh:  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ; tổ hợp chập n 9* Tính vận tốc tần số quay electron chuyển động quỹ đạo d ừng n: Lực Culơng electron hạt nhân gi ữ vai trò lực hướng tâm Vận tốc electron: nên: ; với Tần số quay electron: 10* Cường độ dòng điện phân tử electron chuyển động quỹ đạo gây ra: (vì electron chuyển động quỹ đạo tròn nên t = T) - - - Trang 80/88 - Trang 80/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 3: QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG PHÁT QUANG & LAZE I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn tượng quang điện a) Chất quang dẫn: chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất d ẫn ện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp b) Hiện tượng quang điện trong: * Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất bán d ẫn, làm gi ải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron d ẫn đ ồng th ời t ạo l ỗ tr ống tham gia vào trình dẫn điện gọi tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện tr pin quang điện Chú ý: ● Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới c hất bán dẫn, với tượng quang điện ngồi phải kim loại ● Bức xạ hồng ngoại gây tượng quang ện s ố ch ất bán d ẫn Trong khơng thể gây tượng quang điện ngồi kim loại Quang điện trở - Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó có c ấu t ạo g ồm m ột s ợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện - Quang điện trở ứng dụng mạch điều khiển tự động Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn ện chạy b ằng l ượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện * Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, v ệ tinh nhân t ạo, máy tính bỏ túi… Được lắp đặt sử dụng miền núi, hải đảo, nơi xa nhà máy ện II HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Khái niệm phát quang Hiện tượng xảy số chất có khả hấp thụ ánh sáng có b ước sóng đ ể phát ánh sáng có bước sóng khác Chất có khả phát quang gọi chất phát quang Ví dụ: Nếu chiếu chùm ánh sáng tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu lục Ở đây, ánh sáng tử ngoại ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang Thành đèn ống thông thường có phủ lớp bột phát quang L ớp b ột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích ánh sáng giàu tia t ngo ại h th ủy ngân đèn phát lúc có phóng điện qua  Chú ý: - Trang 81/88 - Trang 81/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG  Ngồi tượng quang – phát quang có hi ện t ượng phát quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – phát quang (ở đèn LED); phát quang catôt ( hình ti vi)  Sự phát sáng đèn ống quang - phát quang vì: đèn ống có tia tử ngoại chi ếu vào lớp bột phát quang phủ bên thành ống đèn  Sự phát sáng đèn dây tóc, nến, hồ quang quang - phát quang Đặc điểm tượng phát quang: bước sóng ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng kích thích: III SƠ LƯỢC VỀ LAZE Định nghĩa, đặc điểm, phân loại ứng dụng laze - Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn d ựa vi ệc ứng d ụng hi ện tượng phát xạ cảm ứng - Một số đặc điểm tia laze: + Tia laze có tính đơn sắc cao + Tia laze chùm sáng kết hợp (các phôtôn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) + Tia laze có cường độ lớn  Chú ý: Tia laze khơng có đặc điểm cơng suất lớn, hiệu suất laze nhỏ - Các loại laze: + Laze rắn, laze rubi (biến đổi quang thành quang năng) + Laze khí, laze He – Ne, laze CO2 + Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As, sử dụng phổ biến (bút bảng) - Một vài ứng dụng laze: Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực + Y học: dùng dao mổ phẩu thuật mắt, chữa bệnh ngồi da… + Thơng tin liên lạc: sử dụng vô ến định v ị, liên l ạc v ệ tinh, truy ền tin b ằng cáp quang… + Công nghiệp: khoan, cắt, tôi, xác vật liệu cơng nghiệp - Trang 82/88 - Trang 82/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHƯƠNG : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ DẠNG 1: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP – CẤU TRÚC HẠT NHÂN Cấu tạo hạt nhân: Trong đó: - X tên nguyên tố - Z số proton số thứ tự nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn - A số khối ( số nuclon) - N = A – Z số nơtron Đồng vị: nguyên tố có số proton khác số nơtron d ẫn đến số kh ối khác Ví dụ: Hidro có đồng vị: Khối lượng lượng - Khối lượng nghỉ: m0 ; Khối lượng tương đối tính: - Năng lượng nghỉ: E0 = m0c2 ; Năng lượng toàn phần: E = mc2 - Động năng: Eđ = K = E – E0 = (m – m0)c2 Lực hạt nhân: - Lực hạt nhân lực tương tác nuclon, bán kính tương tác khoảng 10 -15m - Lực hạt nhân không chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh ện, l ực t ương tác mạnh Độ hụt khối, khối lượng hạt nhân: A X - Hạt nhân Z , có A nuclơn ; Z prơtơn (A – Z) nơtrôn - Độ hụt khối: ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn Năng lượng liên kết lượng liên kết riêng hạt nhân - Là lượng tỏa tạo thành hạt nhân ( hay lượng thu vào để phá hủy hạt nhân) - Năng lượng liên kết hạt nhân: Wlk = ∆m.c2 ; với: - Năng lượng liên kết tính riêng: (đặc trưng cho tính bền vưng hạt nhân.Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vưng) - Số hạt nhân m gam chất đơn nguyên tử: Với NA = 6,02.1023hạt/mol (máy tính fx 570 ES: bấm SHIFT 24 ) - Trang 83/88 - Trang 83/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12 Phóng xạ Alpha ( Bản chất  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Phóng xạ Bêta: có loại βvà β+ ) Là dòng hạt nhân Hêli ( β- : dòng electron ( ) Phương trình ) β+: dòng pơzitron ( ) β : Hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng THHH Hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng THHH - β- : Rút gọn: Vd: Phóng xạ Gamma (γ) Là sóng điện từ có λ ngắn (λ 10-11m), dòng phơtơn có lượng cao Sau phóng xạ β xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái phát phơ tơn Ví dụ: β+: Hạt nhân lùi so với hạt nhân mẹ bảng THHH Rút gọn β+: Tốc độ Khả Ion hóa Khả đâm xuyên v 2.107m/s Mạnh Trong điện trường Chú ý Lệch Ví dụ: v c = 3.108m/s Mạnh yếu tia + Smax 8cm khơng khí; + Xun qua vài µm vật rắn + Smax vài m không khí + Xuyên qua kim loại dày vài mm Lệch nhiều tia alpha Trong chuỗi phóng xạ thường kèm theo phóng xạ β khơng tồn đồng thời hai loại β Còn có tồn hai loại v = c = 3.108m/s Yếu tia β + Đâm xuyên mạnh tia α β + Có thể xun qua vài m bê-tơng vài cm chì Khơng bị lệch Khơng làm thay đổi hạt nhân hạt nơtrinơ phản nơtrinơ DẠNG 2: PHĨNG XẠ Định nghĩa phóng xạ: Phóng xạ tượng hạt nhân không bền vững tự phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác Các loại tia phóng xạ: Đặc tính q trình phóng xạ: - Có chất q trình biến đổi hạt nhân - Có tính tự phát không điều khiển được, không chịu tác động yếu tố bên - Là q trình ngẫu nhiên • Các cơng thức bản: Chu kì bán rã T chất phóng xạ: thời gian để nửa số hạt nhân có lượng chất phóng xạ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác • Hằng số phóng xạ: • Khối lượng số HN lại sau thời gian t: ( đặc trưng cho tùng loại chất phóng xạ) ; - Trang 84/88 - Trang 84/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành • số hạt tạo thành: • Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: • Phần trăm chất phóng xạ lại: • Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: • Tỉ lệ số ngun tử hạt nhân hạt nhân mẹ thời điểm t: Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh câu hỏi trắc nghi ệm: Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T Còn lại: N/N0 hay m/m0 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/26 Đã rã: (N0 – N)/N0 1/2 3/4 7/8 15/16 31/32 63/64 Tỉ lệ % rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375 % Tỉ lệ (tỉ số) hạt rã lại 15 31 63 Tỉ lệ (tỉ số) hạt lại bị 1/3 1/7 1/15 1/31 1/63 phân rã * Tính khối lượng hạt nhân tạo thành thể tích khí heli sinh (phóng xạ ) : ; - Trang 85/88 - Trang 85/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ DẠNG 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1) Hệ thức động lượng động vật: hay 2) Xét phản ứng: Giả thiết hạt a) Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân đứng yên Ta có: + Định luật bảo toàn số nuclon A: + Định luật bảo toàn điện tích: ý: khơng có định luật bảo tồn số proton + Định luật bảo toàn lượng toàn phần: + Định luật bảo toàn động lượng: b) Năng lương tỏa thu vào phản ứng hạt nhân: = = = = = + Nếu > 0: phản ứng tỏa lượng + Nếu < 0: phản ứng thu lượng c) Bài toán vận dụng định luật bảo tồn: * Tổng qt: dùng để tính góc phương chuyển động hạt * = * * * TH1: Hai hạt bay theo phương vng góc * = * * TH2: Hai hạt sinh có vectơ vận tốc * - Trang 86/88 - = * * m1v1 = m3.v3 + m4.v4 - Trang 86/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ * TH3: Hai hạt sinh giống nhau, có động * = * * TH4: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành hạt con) * = * Chú ý: Khi tính vận tốc hạt thì: - Động hạt phải đổi đơn vị J (Jun) (1MeV = 1,6.10 -13J) - Khối lượng hạt phải đổi kg (1u = 1,66055.10-27kg) DẠNG 4: NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH – NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH * So sánh phân hạch nhiệt hạch Phân hạch Là phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai h ạt nhân Định nghĩa nhẹ (số khối trung bình) vài nơtron Đặc điểm Là phản ứng tỏa lượng Điều kiện Ưu nhược Nhiệt hạch Là phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng vài nơtron Là phản ứng toả lượng - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ k - Mật độ hạt nhân plasma phải đủ + k = 1: kiểm soát lớn + k > 1: khơng kiểm sốt được, gây - Thời gian trì trạng thái plasma bùng nổ (bom hạt nhân) nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Gây nhiễm mơi trường (phóng xạ) Không gây ô nhiễm môi trường * Một số dạng tập: - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng : M0 M Tìm lượng toả xảy phản ứng: ∆E = ( M0 – M ).c2 MeV - Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ): E = Q.N = Q - Hiệu suất nhà máy: - Tổng lượng tiêu thụ thời gian t: A = Ptp t - Số phân hạch: - Nhiệt lượng toả ra: Q = m.q ; với q suất tỏa nhiệt nhiên liệu - Trang 87/88 - Trang 87/88 - (MeV) Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - Gọi P công suất phát xạ Mặt Trời ngày đêm khối lượng Mặt Trời gi ảm m ột lượng - - CHÚC CÁC EM HỌC TỐT VÀ ĐẬU ĐẠI HỌC ! - Trang 88/88 - Trang 88/88 - ... 6/88 - Tổng hợp kiến thức Vật lý 12  SÓNG CƠ B PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: Tính thời gian đường dao động ều hòa a) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí x đến x2:... thuộc vào m k; khơng phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu) Trong khoảng thời gian, hai lắc thực N1 N2 dao động: Chu kì thay đổi khối lượng: Gắn lò xo k vào vật m1 chu kỳ T1, vào vật m2 T2, vào vật. .. lần  Nếu vật vị trí biên lúc t = giây đổi chiều 2f-1 lần 11 Sơ đồ thời gian: T /12 T/24 T/24 T /12 - Trang 4/88 - Trang 4/88 - GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN Cẩm nang tổng hợp kiến thức Vật lý 12 CƠ 