SỰ PHÁT QUANG

CẤU TẠO HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn. Kí hiệu hạt nhân: X A Z Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N, trong đó A gọi là số khối. Trừ các đồng vị của Hidro và Heli, nói chung các hạt nhân của các nguyên tố khác đều có số proton nhỏ hơn hặc bằng số notron: Z ≤ N ≤ 1,5Z. Hệ thức này có thể giúp xác định loại tia phóng xạ là  + hay  của 1 chất phóng xạ. VD. Phốtpho P 30 15 chỉ có thể là chất phóng xạ  + Các nuclon liên kết với nhau bởi lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (1015m). Bán kính 1 hạt nhân phụ thuộc vào khối lượng hạt nhân đó: r = r0.A13(m). Trong đó A là số khối, r0  1,2.1015(m) Đồng vị (cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn): Là các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng khác số nơtron N và số khối A. VD. Nguyên tố Hiđro có 3 đồng vị: H 1 1 ; H 2 1 ; H 3 1 Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. Đơn vị u có giá trị bằng 112 khối lượng nguyên tử của đồng vị C 12 6 , cụ thể là: 1u = 1,66055.1027kg hay  1gam = 1u.NA. 1u xấp xỉ bằng khối lượng của một nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A(u). Đơn vị khối lượng: u; MeVc2 ; kg với mối quan hệ 1u = 931,5 MeVc2 . 2. Hệ thức Anh xtanh giữa khối lượng năng lượng – động lượng: Hạt nhân có khối lượng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v, có năng lượng toàn phần tính theo công thức: E = m0c 2 + Wđ. Trong đó Wđ = 2 0 2 2 1 1 m c c v        VD: Hạt electron có khối lượng nghỉ m0e = 9,11031 kg, trong ống Rownghen, ngay trước khi va vào catot electron có vận tốc rất lớn bởi vậy động năng của e khi đó là: Wđ = 2 0 2 2 1 1 m c c v        = hfmax =  min hc = e.UAK Một vật có khối m0 ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng vật sẽ tăng lên thành m với: 2 2 0 1 c v m m   Ta có thể viết hệ thức Anhxtanh về năng lượng toàn phần: E = mc2 . Hệ thức liên hệ giữa năng lượng toàn phần E và động lượng p của 1 vật: E 2 = m2 0.c4 + p 2 .c2 Hạt photon có khối lượng nghỉ bằng m0 = 0 nhưng vẫn có khối lượng tương đối tính m và động lượng p: 2 c m   ; p = m.c =  c = h c Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với vận tốc v thì sẽ có: Động lượng là p = m.v = 2 2 0 1 .c v m v m   ; Vận tốc v =   2 2 0 . m c p p c  Năng lượng toàn phần E = c.   2 2 m0c  p Động năng chuyển động Wđ = E m0c 2 = 2 0 2 2 1 1 1 m c c v         = c.   2 2 m0c  p m0c 2 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 398 . Các nguyên tử gọi là đồng vị khi: A. Có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn. B. Hạt nhân chứa cùng số proton Z nhưng có số nơtron N khác nhau. C. Hạt nhân chứa cùng proton Z nhưng có số nuclon A khác nhau. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 399 . Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hạt nhân đồng vị? A. Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhưng khác nhau số A. B. Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhưng khác nhau số Z. C. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 400 . Hãy chọn câu đúng: A. Khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng của hạt nhân. B. Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân. C. Điện tích của nguyên tử bằng điện tích của hạt nhân. D. Có hai loại nuclon và proton và electron. Câu 401 . Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử? A. Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôtôn. B. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân. C. Số nguồn N bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z. D. Hạt nhân trung hòa về điện. Câu 402 . Hãy chọn câu đúng: A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron. B. Trong hạt nhân số proton phải bằng số nơtron. C. Trong hạt nhân (trừ các đồng vị của Hiđro và Hêli) số proton bằng hoặc nhỏ hơn số nơtron. D. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử. Câu 403 . Trong hạt nhân nguyên tử 14C6 có: A. 14 prôtôn và 6 nơtrôn. B. 6 prôtôn và 14 nơtrôn. C. 6 prôtôn và 8 nơtrôn. D. 8 prôtôn và 6 nơtrôn. Câu 404 . Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 235U92 có: A. 92 nơtron và tổng số nơtron và proton bằng: 235. B. 92 electron và tổng số proton và electron bằng 235 C. 92 nơtron và tổng số proton và electron bằng: 235. D. 92 proton và tổng số nơtron và electron bằng: 235. Câu 405 . Các nuclôn trong hạt nhân nguyên tử 23 Na gồm: A. 11 prôtôn B. 11 prôtôn và 12 nơtrôn C. 12 nơtrôn D. 12 prôtôn và 11 nơtrôn Câu 406 . Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ: A. Các proton B. Các nơtron C. Các electron D. Các nuclon Câu 407 . Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhân là: A. kg B. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u). C. đơn vị eVc2 hoặc MeVc2 . D. Câu A, B, C đều đúng. Câu 408 . Đại lượng nào sau đây là đơn vị chỉ khối lượng: A. MeV. B. MeVc C. MeVc2 D. kg.m.s1 Câu 409 . Chọn câu sai: A. Một mol nguyên tử (phân tử) gồm NA nguyên tử (phận tử) NA = 6,022.1023 . B. Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon bằng 12 gam. C. Khối lượng của 1 mol N2 bằng 28 gam. D. Khối lượng của 1 mol ion H+ bằng 1 gam. Câu 410 . Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O2? Cho NA = 6,022.1023mol; O = 16 A. 376.1020 B. 736.1030 . C. 637.1020 D. 367.1020 Câu 411 . Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức nào là đúng khi so sánh khối lượng prôtôn (mp), nơtrôn (mn) và đơn vị khối lượng nguyên tử u. A. mp > u > mn. B. mn < mp < u C. mn > mp > u D. mn = mp > u Câu 412 . Trong hạt nhân nguyên tử thì: A. Số nơtron luôn nhỏ hơn số proton B. Điện tích hạt nhân là điện tích của nguyên tử. C. Số proton bằng số nơtron D. Khối lượng hạt nhân coi bằng khối lượng nguyên tử. Câu 413 . Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là: A. 0,36m0c 2 B. 1,25 m0c 2 C. 0,225m0c 2 D. 0,25m0c 2 Câu 414 . Một vật khi đứng yên có khối lượng m0, khi chuyển động với tốc độ rất lớn thì khối lượng tương đối tính là 1,1547m0. Hỏi vật có tốc độ v bằng bao nhiêu so với tốc độ ánh sáng trong chân không c? A. v = 0,5c. B. v = 0,25c. C. v = 3 2 c D. 2 2 c Câu 415 . Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ. Vận tốc của nó là: A. c 3 2 B. 0,6c C. 0,8c D. 0,5c Câu 416 . Một vật có năng lượng nghỉ là E. Khi vật này chuyển động với tốc độ bằng nửa tốc độ ánh sáng trong chân không thì năng lượng toàn phần của vật bằng: A. 1,25E B. 1,5E C. 1,125E D. 2E 3. Câu 417 . Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng: A. 2,41.108 ms. B. 2,24.108 ms. C. 1,67.108 ms. D. 2,75.108 ms. Câu 418 . Hạt nhân có khối lượng m = 5,0675.1027 kg khi đang chuyển đọng với động năng 4,78 MeV thì nó có động lượng là: A. 3,875.1020 kgms B. 7,75.1020kg.ms. C. 2,4.1020kg.ms. D. 8,8.1020kg.ms. Câu 419 . Một hạt đang chuyển động với tốc độ v = 0,8c (c = 3.108ms) thì có động năng tương đối tính là 1,2.1017J. Khối lượng nghỉ của hạt đó là: A. 2,37kg B. 3,20kg C. 2,67kg D. 2,00kg Câu 420 . Trong ống Culitgio electron được tăng tốc bởi một điện trường rất mạnh va ngay trước khi đập vào đối anod nó có tốc độ 0,8c. Biết khối lượng ban đầu của electron là 0,511 MeVc2 . Bước sóng ngắn nhất của tia X có thể phát ra là: A. 3,64.1012 m B. 3,64.1012 m C. 3,79.1012 m D. 3,79.1012m Câu 421 . Trong ống Culitgio electron được tăng tốc bởi một điện trường rất mạnh va ngay trước khi đập vào đối anod nó có tốc độ 0,6c. Biết khối lượng ban đầu của electron là 0,511 MeVc2 . Bước sóng ngắn nhất của tia X có thể phát ra là: A. 6,64.1012 m B. 9,72.1012 m C. 5,79.1012 m D. 8,79.1012m

SỰ PHÁT QUANG Tóm tắt lý thuyết Quang phát quang là: Hiện tượng số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng (kt bước sóng kích thích) để phát ánh sáng có bước sóng khác thuộc vùng khả kiến (phát bước sóng phát ra) gọi phát quang VD: Chất bột bên đèn ống; lớp sơn cọc tiêu đèn đường; áo công an hay công nhân vệ sinh đường sử dụng trời tối; dung dịch fluorexêin bị chiếu tia tử ngoại; công tắc điện, vùng chứng thật tiền giấy tượng quang phát quang Có số chất hấp thụ lượng dạng phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng gọi chung phát quang VD: Hóa phát quang (đom đóm, nấm sáng, san hô sáng ), điện phát quang (đèn LEP), Catot phát quang (màn hình máy tính, tivi ) Sự phát quang có khác biệt với tượng phát ánh sáng khác, hai đặc điểm quan trọng: Một là, chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho chất Hai là, sau ngừng kích thích, phát quang số chất tiếp tục kéo dài thêm khoảng thời gian đó, ngừng hẳn Phân biệt huỳnh quang lân quang: * giống nhau: Đều phát quang * khác nhau: Sự huỳnh quang Sự lân quang - Huỳnh quang tượng mà ánh sáng phát quang tắt ngừng ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất lỏng chất khí - Thời gian pht quang nhỏ 10-8s - Lân quang tượng mà ánh sáng phát quang cònkéo dài từ vài phần giây, đến hàng (tuỳ theo chất) sau tắt ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất rắn - Thời gian phát quang lớn 10-6s - Các loại sơn biển báo giao thơng có thời gian sáng kéo dài vài phần mười giây nên chất lân quang Giải thích đặc điểm phát quang thuyết lượng tự ánh sáng Khi phân tử fluôrexêin, hấp thụ phôtôn tia tử ngoại có lượng hƒ chuyển sang trạng thái kích thích Thời gian trạng thái kích thích ngắn thời gian va chạm với phân tử xung quanh, bớt lượng nhận Vì thế, trở trạng thái ban đầu, xạ phơtơn có lượng hfphát nhỏ hơn: h.fkích thích > h.fphát hay hc kt > hc phát  phát > kích thích Như vậy, phát quang tượng xảy hấp thụ ánh sáng, lượng photon bị hấp thụ là:  = hc kt - hc phát= hfkt - hfphát Chú ý: Trong tượng quang phát quang, ánh sáng phát quang có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng kích thích (phát > kích thích) nên tia hồng ngoại gây tượng phát quang (tia hồng ngoại kích thích chất phát quang phát xạ ta khơng thể nhìn thấy nên khơng coi tượng phát quang) Hiệu suất phát quang H: Hiệu suất phát quang tính tỉ lệ cơng suất chùm sáng phát quang cơng suất chùm sáng kích thích H = 100% _ _ kich thich phat quang P P = 100% _ _ _ _ kich thich kich thich phat auang phat quang hc N hc N   = 100% kich thich phat auang phat quang kich thich N N   Trong đó: Nphát quang Nkích thích số photon phát quang số photon kích thích 1s hc P hc PP N phat quang phat quang phat quang phat quang phat quang phat quang phat quang _ _ _ _ _   hc P hc PP N kich _ thich kich _ thich kich _ thich kich _ thich kich _ thich kich _ thich kich _ thich      CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 320 Sự phát sáng nguồn không phát quang? A Đèn ống B Ánh trăng C Đèn LED D Con đom đóm Câu 321 Chọn câu A Tia hồng ngoại gây tượng phát quang với số chất khí B Bước sóng ánh sáng lân quang nhỏ bước sóng ánh sáng kính thích C Ánh sáng lân quang tắt sau tắt nguồn sáng kích thích D Phát quang tượng xảy hấp thụ ánh sáng Câu 322 Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu vàng lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu vào chất ánh sáng đơn sắc chất phát quang? A Đỏ B Lục C Vàng D Da cam Câu 323 Ánh sáng phát quang chất có tần số 6.1014 Hz Hỏi xạ có tần số gây phát quang cho chất đó? A 5.1014Hz B 7.1014Hz C 6.1014Hz D 9.1013Hz Câu 324 Cột mốc, biển báo giao thơng khơng sử dụng chất phát quang màu tím mà dùng màu đỏ vì: A Màu tím gây chói mắt B Khơng có chất phát quang màu tím C Phần lớn đèn phương tiện giao thông khơng thể gây phát quang màu tím D Màu đỏ dễ phân biệt đêm tối Câu 325 Cột mốc, biển báo giao thông không sử dụng chất phản quang mà dùng chất phát quang vì: A Chất phát quang phát theo hướng chất phản quang theo hướng phản xạ gây lóa mắt người điều khiển phương tiện giao thơng B Chất phản quang đắt tiền dễ hư hỏng điều kiện mơi trường C Chất phát quang phát ánh sáng có cường độ lớn nên dễ quan sát D Chất phát quang phát ánh sáng có nhiều màu nên dễ quan sát Câu 326 Phát biểu so sánh tượng quang phát quang tượng phản quang: A Đều có hấp thụ photon có lượng lớn phát photon có lượng nhỏ B Đều q trình tự phóng photon C Đều có hấp thụ photon D Quang phát quang có hấp thụ photon phản quang phản xạ photon mà không hấp thụ Câu 327 Trong tượng quang phát quang ln có hấp thụ hoàn toàn photon và: A Làm bật electron khỏi bề mặt chất B Giải phóng electron liên kết thành electron tự C Giải phóng photon có lượng lớn D Giải phóng photon có lượng nhỏ Câu 328 Một chất có khả phát xạ có bước sóng 0,5μm bị chiếu sáng xạ 0,3μm Hãy tính phần lượng photon trình A 2,65.10-19J B 26,5.10-19 J C 2,65.10-18J D 265.10-19 J Câu 329 Một chất có khả phát xạ có bước sóng 0,5μm bị chiếu sáng xạ 0,3μm Biết công suất chùm sáng phát quang 0,1 cơng suất chùm sáng kích thích Hãy tính tỷ lệ số photon bật số photon chiếu tới A 0,667 B 0,001667 C 0,1667 D Câu 330 Một chất có khả phát xạ có bước sóng 0,5μm bị chiếu sáng xạ 0,3μm Gọi P0 công suất chùm sáng kích thích biết 600 photon chiếu tới có photon bật Cơng suất chùm sáng phát P theo P0 A 0,1 P0 B 0,01P0 C 0,001P0 D 100P0 Câu 331 Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30μm vào chất thấy chất phát ánh sáng có bước sóng 0,50μm Cho cơng suất chùm sáng phát quang 1,5% cơng suất chùm sáng kích thích Hãy tính xem trung bình phơtơn ánh sáng phát quang ứng với phơtơn ánh sáng kích thích A 60 B 40 C 120 D 80 Câu 332 Một chất có khả phát xạ có bước sóng 0,5μm bị chiếu sáng xạ 0,3μm Biết công suất chùm sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích cơng suất chùm sáng kích thích 1W Hãy tính số photon mà chất phát 10s A 2,516.1017 B 2,516.1015 C 1,51.1019 D 1,546.1015 Câu 333 Nguồn sáng X có cơng suất P1 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 400nm Nguồn sáng Y có cơng suất P2 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 2 = 600nm Trong khoảng thời gian, tỉ số số phôtôn mà nguồn sáng X phát so với số phôtôn mà nguồn sáng Y phát 5/4 Tỉ số P1/P2 bằng: A 8/15 B 6/5 C 5/6 D 15/8 Câu 334 Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 μm phát ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% cơng suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang số phơtơn ánh sáng kích thích khoảng thời gian là: A 2/5 B 4/5 C 1/5 D 1/10 Câu 335 Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm phát ánh sáng có bước sóng λ’ = 0,64μm Biết hiệu suất phát quang 50%, số phơtơn ánh sánh kích thích chiếu đến 1s 2011.109 (hạt ) Số phôtôn chùm sáng phát quang phát 1s là: A 2,4132.1012 B 1,34.1012 C 2,4108.1011 D 1,356.1011 Câu 336 Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49μm phát ánh sáng có bước sóng 0,52μm, người ta gọi hiệu suất phát quang tỉ số lượng ánh sáng phát quang lượng ánh sáng hấp thụ Biết hiệu suất phát quang dung dịch Fluorêxêin 75% Số phần trăm phôtôn bị hấp thụ dẫn đến phát quang dung dịch là: A 82,7% B 79,6% C 75,0% D 66,8% ... ngoại kích thích chất phát quang phát xạ ta khơng thể nhìn thấy nên khơng coi tượng phát quang) Hiệu suất phát quang H: Hiệu suất phát quang tính tỉ lệ công suất chùm sáng phát quang cơng suất chùm... C Chất phát quang phát ánh sáng có cường độ lớn nên dễ quan sát D Chất phát quang phát ánh sáng có nhiều màu nên dễ quan sát Câu 326 Phát biểu so sánh tượng quang phát quang tượng phản quang: .. .Sự huỳnh quang Sự lân quang - Huỳnh quang tượng mà ánh sáng phát quang tắt ngừng ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất lỏng chất khí - Thời gian pht quang nhỏ 10-8s - Lân quang tượng