Đang tải... (xem toàn văn)
I: PHƯƠNG PHÁP 1. KHÁI NIỆM Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng. Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin( hay sin) của thời gian. 2. PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. Trong đó: x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng A: Biên độ ( li độ cực đại) : vận tốc góc( rads) t + : Pha dao động ( rads ) : Pha ban đầu ( rad). , A là những hằng số dương; phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ. 3. PHƯƠNG TRÌNH GIA TỐC, VẬN TỐC. = Acos( t + + ) = x’ vmax = A. 2 = 2x = 2Acos( t + + ) amax = 2A x. 4. CHU KỲ, TẦN SỐ. 2 t t: là thời gian A. Chu kỳ: T = = N ( s) Trong đó: N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t “Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.” B. Tần số: f = 2 N t: là thời gian = t ( Hz) Trong đó: N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t “Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây( số chu lỳ vật thực hiện trong một giây).” 5. CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN: + x = Acos( t + ) cos( t+ ) = x cos2 ( t + x 2 A ) = ( A ) (1) + v = A. sin ( t + ) sin ( t + ) = v sin2 ( t + v )2 = ( v )2 (2) A. A. Vmax + a = 2.Acos( t + ) cos ( t + ) = a cos2 ( t + ) = ( a 2 a )2 (3) 2A 2A amax Từ (1) và (2) cos2 ( t + ) + sin2( t + x 2 v )2 = 1 2 a 2 a2 ) = ( ) + ( A. ( Công thức số 1) Ta có: a = .x x = 2 x = 4 ( Công thức số 2) Từ (2) và (3) ta có: sin2( t + ) + cos2 ( t + ) = 6. MÔ HÌNH DAO ĐỘNG Xét x Xét V Xét a 7. CÔNG THỨC LƯỢNG GIÁC QUAN TRỌNG . ( Công thức số 3) (+) 1 sin = sin( + ) 1. cos = cos( + ) sin = cos( ) 2 sin ( + k2) = sin 5. cos( + k2) = cos Cos2x = 1 + cos2x 2
CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I: PHƯƠNG PHÁP 1 KHÁI NIỆM Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin( hay sin) của thời gian x= Acos(t+) 2 PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Trong đó: x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng A: Biên độ ( li độ cực đại) : vận tốc góc( rad/s) t + : Pha dao động ( rad/s ) : Pha ban đầu ( rad) , A là những hằng số dương; phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ 3 PHƯƠNG TRÌNH GIA TỐC, VẬN TỐC v = - A sin( t + = Acos( t + + ) = x’ vmax = A 2 a = - 2Acos( t + = - 2x = 2Acos( t + + ) amax = 2A ) 2 x = ama ; v ma x A= 4 CHU KỲ, TẦN SỐ 2 t t: là thời gian Chu kỳ: T = = ( s) Trong đó: N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t N “Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.” N t: là thời gian Tần số: f = = ( Hz) Trong đó: 2 t N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t “Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây( số chu lỳ vật thực hiện trong một giây).” 5 CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN: x x2 + x = Acos( t + ) cos( t+ ) = cos2 ( t + ) = ( ) (1) A A v v 2 v + v = -A sin ( t + ) sin ( t + ) = sin2 ( t + ) = ( )2 (2) )= Vmax A A ( a a 2 a 2 2 2 + a = - Acos( t + ) cos ( t + ) = cos ( t + ) = ( ) (3) ) = ( 2A amax 2A x 2 v 2 Từ +(1) và (2) cos2 ( t + ) + sin2( t ) =1 v )= ( )+( A2 = x2 + ( )2 ( Công thức số 1) A A a a2 2 2 A2 = a2 v 2+ ( ) ( Công thức số 2) Ta có: a = - x x = - 2 = 4 x 4 2 2 Từ (2) và (3) ta có: sin2( t + ) + cos2 ( t + ) =v a ( ) +( )=1 Vmax amax 6 MÔ HÌNH DAO ĐỘNG V T CB -A Xét x x0 a=0 V>0 a 0 nếu chuyển động theo chiều dương v = - Asin v < 0 nếu chuyển động theo chiều âm xo cos = A > 0 nếu v 0 Bước 3: Thay số vào phương trình = 1 BÀI 3: ỨNG DỤNG VLG TRONG GIẢI TOÁN DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA BÀI TOÁN TÌM THỜI GIAN NGẮN NHẤT VẬT ĐI TỪ A B Bước 1: Xác định góc Bước 2: t T = = 2 = O T 360O B’ A’ Trong đó: - : Là tần số góc - T : Chu kỳ - : là góc tính theo rad; 0 là góc tính theo độ B A 2 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM VẬT QUA VỊ TRÍ M CHO TRƯỚC Ví dụ: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos( 6 t + ) cm 3 A Xác định thời điểm vật qua vị trí x = 2 cm theo chiều dương lần thứ 2 kể từ thời điểm ban đầu Hướng dẫn: - Vật qua vịtrí x = 2cm ( +): 6t + = - + k.2 3 3 2 6t = + k2 3 1 k t = - + ≥ 0 Vậy k ( 9 1,2,3…) 3 Vì t ≥ 0 -4 k 2 (+) 4 = - /3 t = - + ≥ 0 Vậy k =( 1,2,3…) 1 3 9 -Vật đi qua lần thứ 2, ứng với k = 2 1 5 t=- + = s 2 9 3 nguoithay.vn 9 3 B Thời điểm vật qua vị trí x = 2 3 cm theo chiều âm lần 3 kể từ t = 2s www.nguoithay.vn Hướng dẫn: - Vật qua vị trí x = 3 theo chiều âm: 2 6t + = + k2 3 6 6t = - + 6 k2 1 k t=- + 36 3 Vì t ≥ 2 1 k t = - + ≥ 2 vậy k = 36 3 ( 7,8,9…) = /6 -4 4 23 - Vật đi qua lần thứ 3, ứng với k = 9 1 9 t = - + = 2,97s 36 3 3 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG Loại 1: Bài toán xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian t Bước 1: Tìm t, t = t2 - t1 Bước 2: t = a.T + t3 Bước 3: Tìm quãng đường S = n.4.A + S3 Bước 4: Tìm S3: Để tìm được S3 ta tính như sau: -x Tại t = t : v >0 1 1 = ? vv0 0 Tại t = t ; x = ? 2 2 v < 0 Căn cứ vào vị trí và chiều chuyển động của vật tại t1 và t2 để tìm ra S3 Bước 5: thay S3 vào S để tìm ra được quãng đường t3 S3 B A n.T S1 = n.4.A Loại 2: Bài toán xác định Smax - Smin vật đi được trong khoảng thời gian t ( t< A -A 2 T ) -A Smin A Smax A Tìm Smax : Smax = 2.A.sin .t] Với [ = 2 B Tìm Smin Smin = 2( A - A.cos .t] ) Với [ = 2 T ) 4 nguoithay.vn Loại 3: Tìm Smax - Smin vật đi được trong khoảng thời gian t( T > t > 2 www.nguoithay.vn A -A -A A Smax A Tìm S 2max- = 2 A + A.cos Với [ S = .t] max 2 Smin B Tìm Smin 2 - Smin = 4A - 2.A sin Với [ = .t] 2 4 BÀI TOÁN TÍNH TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH A Tổng quát: v = S t - S: là quãng đường đi được trong khoảng thời gian t Trong đó - t: là thời gian vật đi được quãng đường S - Tốc độ trung bình trong một chu kỳ 4A 2v max v= T= B Bài toán tính tốc độ trung bình cực đại của vật trong khoảng thời gian t: vmax = Smaxt C Bài toán tính tốc độ trung bình nhỏ nhất vật trong khoảng thời gian t vmin = Smint 5 BÀI TOÁN TÍNH VẬN TỐC TRUNG BÌNH x Trong đó: x: là độ biến thiên độ dời của vật vtb = t:thời gian để vật thực hiện được độ dời x t 6 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH SỐ LẦN VẬT QUA VỊ TRÍ X CHO TRƯỚC TRONG KHOẢNG THỜI GIAN “t” Ví dụ: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 6cos( 4 t + ) cm 3 A.Trong một giây đầu tiên vật qua vị trí cân bằng bao nhiêu lần: t=0 -A A 5 nguoithay.vn Hướng dẫn: Cách 1: Mỗi dao động vật qua vị trí cân bằng 2 lần ( 1 lần theo chiều âm - 1 lần theo chiều dương) 1 s đầu tiên vật thực hiện được số dao động là: f = = 2Hz 2 Số lần vật qua vị trí cân bằng trong s đầu tiên là: n = 2.f = 4 lần Cách 2: Vật qua vị trí cân bằng 4t + = + k 3 2 4t = + k 6 1 k t= + 24 4 Trong một giây đầu tiên ( 0 ≤ t ≤ 1) 1 k 0≤ + ≤1 24 4 - 0,167 ≤ k ≤ 3,83 Vậy k = (0;1;2;3) 7 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH PHA BAN ĐẦU CỦA DAO ĐỘNG v0 www.nguoithay.vn Bài 2: Thực hiện thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1 S2 là a, khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 tới màn là D, Trước nguồn sáng S1 đặt tấm thủy tinh mỏng có bề dày e chiết suất n Hãy xác định độ dời của vân sáng trung tâm S Vstt x a d S2 58 D M nguoithay.vn Bài giải: Vị trí vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển về phía nguồn chậm pha hơn, tức là dịch chuyển về phía S1 Công thức xác định độ dịch chuyển như (nsau: x = 1)e.D a S1 e www.nguoithay.vn CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI I PHƯƠNG PHÁP 1 ĐỊNH NGHĨA HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 1.1 Thí nghiện hiện tượng quang điện ngoài Đèn hồ quang Đèn hồ quang Đèn hồ quang e e a H1 Có tấm thủy b H2 Không có tấm thủy tinh 1 2 Nhận xét: 3 LƯỠNG TÍNH SÓNG HẠT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ nguoithay.vn Ở hình 1: Ta đặt tấm thủy tinh trước đèn hồ quang, thấy không có hiện tượng gì sảy ra với hai tấm kẽm tích điện âm Ở hình 2: Khi bỏ tấm thủy tinh trong suốt ra một lúc sau thấy hai lá kẽm tích điện âm bị cụp xuống Chứng tỏ điện tích âm của lá kẽm đã bị giải phóng ra ngoài Thí nghiệm số 2 gọi là thí nghiệm về hiện tượng quang điện 1.3 Định nghĩa về hiện tượng quang điện ngoài Hiện tượng khi chiếu ánh sáng vào tấm kim loại làm các electron bật ra ngoài gọi là hiện tượng quang điện ngoài ( Hiện tượng quang điện) 2 CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN 2.1 Định luật 1: ( Định luật về giới hạn quang điện) Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào tấm kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng 0 0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó ( ≤ 0 ) 2.2 Định luật 2: (Định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa) Đối với mỗi ánh sáng kích thích có ( ≤ 0 ), cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích 2.3 Định luật 3: ( Định luật về động năng cực đại của quang electron) Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc cường độ của chùm kich thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại Đặc tuyến trên thể hiện mối quan hệ giữa hiệu điện thế U AK và cường độ dòng quan điện bão hòa I - Khi UAK < - Uh thì dòng quan điện bão hòa bị triệt tiêu hoàn toàn ( I = 0) Sở dĩ như vậy và vì: electron bị bật ra từ catot, với tốc độ ban đầu vomax và động năng ban đầu Wdmax , Ibh2 2 đã chịu tác dụng của lực điện trường hướng về catot ( do Uh gây ra) lực này ngăn không cho eletron tới anot để gây ra dòng quang 1 Ibh1 điện -Khi UAK = 0 vẫn có dòng quang điện vì, electron có vận tốc ban ban đầu tạo ra sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện có dòng điện -Hiệu điện thế UAK tăng dần, làm cho dòng quang điện tăng U U1 - Uh 0 dần, nhưng khi tăng đến giá trị U1 thì khi tăng tiếp UAK cũng không làm cho dòng quang điện tăngthêm( I = Ibh ) Giá trị Ibh đó gọi là dòng quang điện bão hòa Đặc tuyến vôn - ampe kế của tế bào quang điện -Đường số (1) và (2) thể hiện dòng quang điện của hai ánh sáng khác nhau, có cùng bước sóng, nhưng cường độ của chùm sáng tạo ra dòng quang điện (2) lớn hơn dòng cường 59 độ của chùm sáng tạo ra dòng quang điện (1) Sóng điện từ vừa mang tính chất sóng vừa mang tính chất hạt - Với sóng có bước sóng càng lớn thì tính chất sóng thể hiện càng rõ ( các hiện tượng như giao thoa, khúc xạ, tán sắc…) - Với các sóng có bước sóng càng nhỏ thì tính chất hạt thể hiện càng rõ ( các hiện tượng như quang điện, khả năng đâm xuyên…) 4 THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôton( các lượng tử ánh sáng) Mỗi phô tôn có năng lượng xác định = h.f ( f là tần số của sóng ánh sángđơn sắc tương ứng) Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phô tôn phát ra trong 1 giây Phân tử, nguyên tử, eletron… phát ra hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phô tôn Các phô tôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/s trong chân không 5 CÁC CÔNG THỨC QUANG ĐIỆN CƠ BẢN =hf= Ct1: Công thức xác định năng lượng phô tôn: Ct2: Công thức anh tanh về hiện tượng quang điện ngoài www.nguoithay.vn 1 1 hc = A + mv2 hoặc hc hc 1 = mv2 2 ( W = e |Uh| ) = + mv 0 o dmax o 2 o 2 0 2 P Ct3: Công suất của nguồn sáng- hoặc P suất hc= n. = n.hf = n n = sáng:chiếu hc công Ct4: Cường độ dòng quang điện N Ibh = ne.e = e ne = Ibh t bão hòa: ne I.hc e H = 100% = Ct5: Hiệu suất phát quang: n e.P. 100% Giải thích về ký hiệu: - : Năng lượng photon ( J) - h: Hằng số plank h= 6,625.10-34 j.s - c: Vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s - f : Tần số của ánh sáng kích thích ( Hz) - : Bước sóng kích thích ( m) - 0 : Giới hạn quang điện ( m) - m : Khối lượng e me = 9,1 10-31 kg - v : Vận tốc e quang điện ( m/s) - Wdmax : Động năng cực đại của e quang điện ( J) - Uh : Hiệu điện thế hãm, giá trị hiệu điện thế mà các e quang điện không thể bứt ra ngoài - P: Công suất của nguồn kích thích ( J) - n : số phô tôn đập tới ca tốt trong 1s - ne : Số e bứt ra khỏi catot trong 1 s - e : điện tích nguyên tố |e| = 1,6 10-19 C - H : Hiệu suất lượng tử ( %) - 1 MeV = 1,6 10-13 J; 1 eV = 1,6 10-19 J Định lý động năng: Wd = Wdo + Uq ( nếu UAk >0) Wd = Wdo - |U|q ( nếu UAk < 0) Để triệt tiêu dòng quang điện thì không còn e quang điện trở về Anot Cũng có nghĩa là Wd = 0 hoặc e đã bị hút ngược trở lại catot - Wdo Wd e 1 2 |U|.q ≥ Wdo= m.v K o 2 6 MỘT SỐ BÀI TOÁN CẦN CHÚ Ý Bài toán 1: Bài toán xác định bán kính quĩ đạo của electron trong từ trường U + + + + + 2 v Florenxo = qvB = m m.v R= R = Fhướngtâm qB 60 nguoithay.vn Bài toán 2: Bài toán xác định điện tích của quả cầu kim loại đặt trong không khí khi bị chiếu sáng để hiện tượng quang điện ngoài sảy ra: www.nguoithay.vn q Công thức Gauxo ta có: E.S = .o E điện trường trường tạo ra của quả cầu S là diện tích mặt cầu q là điện tích của quả Trong đó: cầu = 1 4k R hằng số điện môi Trong không khí: = 1 U 4.R = q.4.k R o o h 2 U q h=.R k Bài toán 3: Bài toán xác định bán kính cực đại của e quang điện khi đến anot: R = Vo.t at2 q.U.t2 q.U 2md2 q.E q.U Với a = = d= t= m m.d 2m.d mV2 2.q.|Uh o 2 = q.|Uh | Vo = |m Uh 2m.d2 2.q.|Uh ++ ++ ++ R + d | R= q.U.m = 2d U BÀI 2: TIA X I PHƯƠNG PHÁP Tia X là sóng điện từ có bước sóng từ10-8 đến 10-12 m Định nghĩa Nguồn phát Do máy X quang phát ra Tác dụng - Ứng dụng hc * q.U = 1mV 2 = Trong đó: AK max max = min 2 hf * Cường độ dòng điện trong ống Rơnghen: I = ne.e * Tổng động năng của e khi va chạm đối ca tốt trong 1s: Wd = ne.Wd = e I UAK.q 61 nguoithay.vn Các công thức bài tập Khả năng năng đâm xuyên cao Làm đen kính ảnh Làm phát quang một số chất Gây ra hiện tượng quang điện ngoài ở hầu hết các kim loại Làm iôn hóa không khí Tác dụng sinh lý, hủy diệt tế bào Chuẩn đoán hình ảnh trong y học Phát hiện khuyết tật trong các sản phẩm đúc Kiểm tra hành lý trong lĩnh vực hàng không Nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn www.nguoithay.vn * Công thức xác định hiệu suất ống Cu - lit - giơ: H= - Wd Với e là tổng năng lượng tia X e = Q d=.HWd( 1 W q làH) độ lớn điện tích của electron = 1,6 10-19C UAK là hiệu điện thế giữa anot và catot của máy ( V ) m là khối lượng các electron; m = 9,1.10-31 kg Vmax là vận tốc cực đại của các khi đập vào đối catot ( m/s) h là hằng số plank fmax là tần số lớn nhất của bức xạ phát ra (Hz) min là bước sóng của bức xạ ( m) BÀI 3: MẪU NGUYÊN TỬ BOR - QUANG PHỔ HIDRO I PHƯƠNG PHÁP 1 TIÊN ĐỀ VỀ TRẠNG THÁI DỪNG - Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng Đối với nguyên tử Hidro bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp: Rn là bán kính quĩ đạo thứ n với ro = 5,3.10-11 m Trong đó: n là quĩ đạo thứ n ro là bán kính cơ bản Rn = ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro K L M N O P 2 TIÊN ĐỀ VỀ HẤP THỤ VÀ BỨC XẠ NĂNG LƯỢNG - Khi nguyên tử chyển từ trạng thái dừng có năng lượng ( En ) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn ( Em ) thì nó phát ra một pho ton có năng lượng đúng bằng hiệu: En - Em = hfnm = En Em - Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En- Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En hc = hfnm = En - Em = n = En - Em m n = E n - Em m - Từ tiên đề trên: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng ấy 3 QUANG PHỔ VẠCH HIDRO với ( n = 1,2,3…) 62 nguoithay.vn - Mức năng lượng ở trạng thái nE = - 13,6 n eV : 2 n - e lectron bị ion hóa khi: E∞ = 0 hf13 = hf12 + hf23 f13 = f12 + f23 www.nguoithay.vn - E = E12 + E23 hc hc hc 1 1 1 12 = + = + = 1 2 1 2 1 + 2 - Công thức xác định tổng số bức xạ có thể phát ra khi e ở trạng thái năng lượng thứ n: Sbx = ( n - 1) + ( n- 2) + …+ 2 + 1 C2n n P 6 O 5 N 4 M 3 L K Dãy Lai-man: hoàn toàn trong vùng tử ngoại Dãy Ban- me: nằm trong vùng khả kiến và tử ngoại 2 1 Dãy Pachen: hoàn toàn trong vùng hồng ngoại BÀI 4: HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG; TIA LAZE 1 HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG A Định nghĩa - Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng trên gọi là hiện tượng quang - phát quang - Ví dụ: Chiếu tia tử ngoại vào dung dịch fluorexein thì dung dịch này sẽ phát ra ánh sáng màu lục Trong đó tia tử ngoại là ánh sáng kích thích còn ánh sáng màu lục là ánh sáng phát quang - Ngoài hiện tượng quang - phát quang ta còn đề cập đến một số hiện tượng quang khác như: hóa - phát quang ( đom đóm); phát quang ca tốt ( đèn hình ti vi); điện - Phát quang ( đèn LED)… B Phân loại quang phát quang www.nguoithay.vn Huỳnh quang Lân quang Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc Sự phát quang của nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau khi điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài tắt ánh sáng kích thích Gọi là hiện tượng huỳnh một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh quang sáng kích thích Sự phát quang trên gọi là hiện tượng lân quang ay.v - Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích Định luật Stock về hiện tượng phát quang: - Một số loại sơn xanh, đỏ, vàng lục quyets trên các biển báo giao thông hoặc ở đầu các cọc chỉ giới đường là các chất lân quang có thời gian kéo dài khoảng vài phần mười giây k < p 11 hc hc : = hfkt - hfhq = - = hc - Năng lượng mất mát trong quá trình hấp thụ phô tôn k p k p - Công thức hiệu suất phát quang: Pp n p H = 100% = Pk nk p 2 LASER ( LAZE) nguoithay.vn 63 www.nguoithay.vn A Định nghĩa laser - Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng - Sự phát xạ cảm ứng: Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng = hf, bắt gặp một photon có năng lượng ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra photon Photon có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon ’ Ngoài ra, sóng điện từ ứng vơí photon hoàn toàn cùng pha và dao động trong mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon ’ - Đặc điểm của tia laze Tính đơn sắc cao vì ( có cùng năng lượng ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng) Tính định hướng rất cao ( bay theo cùng một phương) Tính kết hợp cao ( cung pha ) Cường độ của chumg sáng rất lớn( số phô tôn bay theo cùng một hướng rất lớn) - Ứng dụng của tia laze: Trong y học dùng làm dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi Thông tin liên lạc ( vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh) Trong công nghiệp dùng để khoan cắt, tôi chính xác Trong trắc địa dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc… Laze còn dùng trong các đầu đọc đĩa Τ 3 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG A Quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các e liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tượng quang điện trong B Chất quang dẫn: hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn Chất Ge Si PbS CdS PbSe C Pin quang điện: là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong của một số chất bán dẫn như đồng oxit, Selen, Silic… o ( m) 1.88 1,11 4,14 0,9 5,65 Điện cực trong suốt + Bán dẫn loại p Bán dẫn loại n _ Điện cực nguoithay.vn 64 www.nguoithay.vn D Quang điện trở: Là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi 4 4 3 3 5 2 G R 1 6 www.nguoithay.vn nguoithay.vn 65 www.nguoithay.vn - CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VẬT LÝ HẠT NHÂN 1 CẤU TẠO HẠT NHÂNZ A X - X là tên nguyên tố - Z số hiệu( số proton hoặc số thứ tự trong bảng hệ thống tuần hoàn) - A là số khối( số nuclon) A=Z+ N là số notronN = AZ.- N 1 - Công thức xác định bán kính hạt nhân: R = 1,2.A3 10-15 2 ĐỒNG VỊ Là các nguyên tố có cùng số proton nhưng khác nhau về số notron dẫn đến số khối A khác nhau Ví dụ: (12 C; 13 C; 14 C); ( 235 U; 238 C)… 6 6 6 92 92 3 HỆ THỨC ANH TANH VỀ KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG a Eo = Trong đó: 2 moo.c - E là năng lượng nghỉ - mo là khối lượng nghỉ - c là vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s b E = Trong đó: - E là năng lượng toàn phần - m là khối lượng tương đối tính mo m= 2 1 -v c2 ánh sáng trong chân không c là vận tốc v là vận tốc chuyển động của vật mo là khối lượng nghỉ của vật m là khối lượng tương đối của vật E = Eo + trong đó Wd là động năng của vật Wd 1 Wd = E - Eo = m.c2 - mo.c2 = mo.c2.( - 1) 2 v 11 2 2 o Nếu v < < c d c W = m.v 2 4 ĐỘ HỤT KHỐI - NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT - NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT RIÊNG a Độ hụt khối (m) - m = Z.mp + ( A - Z) mn - mX Trong đó: - mp: là khối lượng của một proton mp = 1,0073u - mn : là khối lượng của một notron mn = 1.0087u - mX: là khối lượng hạt nhân X b Năng lượng liên kết (E) - E = m.c2 ( MeV) hoặc (J) - Năng lương liên kết là năng lượng để liên kết tất cả các nulon tron hạt nhân c Năng lượng liên kết riêng E - Wlkr = ( MeV/nuclon) A - Năng lượng liên kết riêng là năng lượng để liên kết một nuclon trong hạt nhân - Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền Chú - Các đơn vị khối lượng: kg; u; MeV/c2 ý: - 1u = 1,66055.10-27 kg = 931,5MeV/c2 - Khi tính năng lượng liên kết nếu đơn vị của độ hụt khối là kg thì ta sẽ nhân với (3.108)2 và đơn vị tính toán là (kg) 66 - Khi tính năng lượng liên kết nếu đơn vị của độ hụt khối là u thì ta nhân với 931,3 và đơn vị sẽ là MeV c nguoithay.vn www.nguoithay.vn BÀI 2: PHÓNG XẠ I PHƯƠNG PHÁP 1 ĐỊNH NGHĨA PHÓNG XẠ Là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững tự nhiên hay nhân tạo Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phóng ra bức xạ đện từ Hạt nhân tự phân hủy là hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành gọi là hạt nhân con 2 CÁC DẠNG PHÓNG XẠ a Phóng xạ : AX A-4Y + 4He Z Z-2 2 - Bản chất là dòng hạt nhân2 4He mang điện tích dương, vì thế bị lệch về bản tụ âm - I ôn hóa chất khí mạnh, vận tốc khoảng 20000km/s và bay ngoài không khoảng vài cm - Phóng xạ làm hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn B: Phóng xạ -: AX 0e + A Y + 0v Z -1 Z+1 0 - Bản chất là dòng electron, vì thế mang điện tích âm và bị lệch về phía tụ điện dương - Vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, bay được vài mét trong không khí - Phóng xạ - làm hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ C: Phóng xạ +: AX 0e + AY + 0v Z +1 Z-1 0 - Bản chất là dòng hạt pozitron, mang điện tích dương, vì thế lệch về bản tụ âm - Các tính chất khác tương tự - - Phóng xạ + làm hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn 3 ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ A: Đặc tính của quá trình phóng xạ: - Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân - Có tính tự phát và không điều khiển được, không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài - Là một quá trình ngẫu nhiên B: Định luật phóng xạ Theo số hạt nhân: ln2 = ( Hằng số phóng xạ) N t T - Công thức xác định số hạt nhân còn lại : N = o ) Trong t: là thời gian nghiên cứu k = 2Với:( k T N0e-t = T: Chu kỳ bán rã đó: Công thức xác định số hạt nhân bị phânN rã = : No - N = No( 1 2k 1 ) Bảng tính nhanh phóng xạ( Số hạt ban đầu là N k = t/T 1 2 3 Số hạt còn lại N % No 50% 2 No 25% 4 No 12,5% 8 Số hạt bị phân rã N % No 50% 2 3No 75% 4 7No 87,5% 8 67 nguoithay.vn m là khối lượng (g) m - Công thức tính số hạt nhân khi biết khối lượng : N = NA Trong đó: M là khối lượng mol M NA là số Avogadro Theo khối lượng m = m0.e-t = - Xác định khối lượng còn lại: mo k 2 1 - Công thức xác định khối lượng bị phân rã: m = mo - m = mo( 1 k 2 Theo số mol www.nguoithay.vn - Xác định số mol bị phân rã: n = no - n = no( 12k 1 Theo độ phóng xạ: ) H là độ phóng xạ còn lại - Xác định độ phóng xạ còn H = H0e-t = Bq ( 1Ci = 3,7 Bq) Trong Ho là độ phóng xạ ban đầu 2k 1010 đó lại Ho ln2 ln2 m - Độ phóng xạ là số phân rã trong một giây và được tính như sau: H = N = N = NA (Bq ) T T M Chú ý: Khi tính độ phóng xạ phải đổi T về giây No mo Ho t = T.log m 2 T.log2 T.log2 H Chú ý:Bài toán tính ; ; N tuổi: BÀI 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1 ĐỊNH NGHĨA: Các hạt nhân có thể tương tác cho nhau và biến thành những hạt nhân khác Những quá trình đó gọi là phản ứng hạt nhân Có hai loại phản ứng hạt nhân: - Phản ứng hạt nhân tự phát( phóng xạ) - Phản ứng hạt nhân kích thích( Nhiệt hạch, phân hạch ) 2 CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: A1 Cho phản ứng hạt nhân sau: A Z2 + A2B Z3 = A3C Z4+ A4D Z1 Z + Z2 = Z3 + 2.1 Định luật bảo toàn điện tích:1 Z14 + A2 = A3 + 2.2 Định luật bảo toàn số khối:A A Chú ý: Định luật bảo toàn điện4 tích và số khối giúp ta viết các phương trình phản ứng hạt nhân 2.3 Bảo toàn năng lượng ( Năng lượng toàn phần trước phản ứng = Năng lượng toàn phần sau phản ứng) ( m1 + m2 )c2 + Wd1 + Wd2 = ( m3 + m4) c2 + Wd3 + Wd4 Wd3 + Wd4 - Wd1 ( m1 + m2 - m3W 2 m4).c = d2 + m m m2 4 1 3 = ).c2 =E +E -E lk3 Q >lk40 lk1phản ứng tỏa năng lượng =Q Nếu Q < 0 phản ứng thu năng lượng 2.4 Bảo toàn động lượng ( Tổng động lượng trước phản ứng = Tổng động lượng sau phản ứng) PA + PB = PC + mA vA + mB.vB = mC VC + mD vD Xét về độ lớn: P = m.v 1 2 2 2 2 P = m v = 2 m ( m.v ) = 2m.Wd 2 P = 2m.Wd Các trường hợp đặc biệt khi sử dụng bảo toàn động lượng: A Trường hợp phóng xạ PC + PD = 0 , Chiếu lên OX ta có: PC = PD P2=P2 C D mC WC = mD WD PC O X A PD B Có một hạt bay vuông góc với hạt kháC: nguoithay.vn 68 www.nguoithay.vn PD PA Ta có: PD2 = P2A + P2 C mD WD = mA.WA + mC.WC PC C Sản phẩm bay ra có góc lệch so với đạn Ta có: P 2 = P2 + P2 - 2.P P cos D A C AC m W = m W + m W - 2 m W m W D D A A C C A A C C cos PD PA PC PD 4 Phản ứng phân hạch, nhiệt hạch A: Phản ứng phân hạch: n + X Y + Z + kn + Q Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng sau khi hấp thụ một notron sẽ vỡ ra thành hai mảnh nhẹ hơn Đồng thời giải phóng k nơtron và tỏa nhiều nhiệt - Đặc điểm chung của các phản ứng hạt nhân là: o Có hơn 2 notron được sinh ra o Tỏa ra năng lượng lớn Nếu: - k < 1: Phản ứng tắt dần - k > 1: Phản ứng vượt hạn -k = 1: phản ứng duy trì ổn định hay.v B: Phản ứng nhiệt hạch: - Đây là phản ứng trong đó 2 hay nhiều hạt nhân loại nhẹ tổng hợp lại thành h 1nhân 3nặng hơn Ví dụ: H + H 4He; 2H + 2H 4He 1 1 2 1 1 2 - Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên gọi là phản ứng nhiệt hạch - phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc duy trì năng lượng cho mặt trời www.nguoithay.vn nguoithay.vn 69 ... ĐIỂM VẬT QUA VỊ TRÍ M CHO TRƯỚC Ví dụ: Một vật dao động điều hịa với phương trình x = 4cos( 6 t + ) cm A Xác định thời điểm vật qua vị trí x = cm theo chiều dương lần thứ kể từ thời điểm ban. .. động hai điểm phương truyền sóng: Nếu: ith 2d - = k2 (hai điểm pha) k2 = d = k Những điểm pha phương truyền sóng cách nguyên lần bước sóng 2d - = ( 2k + 1) ( hai điểm. .. đơn dao động điều hòa o ≤ 10o ta có hệ thống cơng thức làm trịn sau:( tính theo rad) Với nhỏ ta có: sin = cos = - 2sin cos = = 2 2 - Thay vào biểu thức có chứa cos ta có: