Vật lí 12 – Toàn tập lý thuyết ôn thi thpt quốc gia

VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2015 - 2016 MỤC LỤC CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A LÝ THUYẾT: .1 CHỦ ĐỀ CON LẮC LÒ XO A LÝ THUYẾT CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN .5 A LÝ THUYẾT: .5 CHỦ ĐỀ 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN - DAO ĐỘNG DUY TRÌ - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC - HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG A LÝ THUYẾT: .6 CHỦ ĐỀ 5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ A LÝ THUYẾT: .8 CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM CHỦ ĐỀ 1: SÓNG CƠ-SỰ TRUYỀN SÓNG .9 A LÝ THUYẾT: .9 CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA SÓNG – SÓNG DỪNG 11 A LÝ THUYẾT : .11 CHỦ ĐỀ 3: SÓNG ÂM 13 A LÝ THUYẾT : 13 CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 15 CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU + CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU 15 A LÝ THUYẾT 15 CHỦ ĐỀ 2: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG PHÂN NHÁNH -CÔNG SUẤT MẠCH XOAY CHIỀU .17 A LÝ THUYẾT 17 CHỦ ĐỀ 3: MÁY BIẾN THẾ - SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG- ĐỘNG CƠ ĐIỆN 19 A LÝ THUYẾT: 19 CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ .21 A LÝ THUYẾT: 21 Chương VI: SÓNG ÁNH SÁNG 24 CHỦ ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG + GIAO THOA ÁNH SÁNG 24 A LÝ THUYẾT CẦN NHỚ: 24 CHỦ ĐỀ 2: QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA 26 A LÝ THUYẾT: 26 TIA HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI, RƠN-GHEN VÀ THANG SÓNG ĐIỆN TỪ 30 CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG .31 CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN – HIỆN TƯỢNG PHÁT QUANG .31 A LÝ THUYẾT 31 CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO- TIA LA ZE 34 A LÝ THUYẾT 34 CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - SỰ PHÓNG XẠ 36 CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN- NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN .36 A LÝ THUYẾT 36 a Phản ứng hạt nhân tự phát 38 b Phản ứng hạt nhân kích thích 38 c Đặc điểm phản ứng hạt nhân: 38 CHỦ ĐỀ 2: SỰ PHÓNG XẠ + PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH + PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 40 A LÝ THUYẾT: 40 II PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH .42 III PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 43 Th.s Dương Trọng Nghĩa – THPT Nguyễn Đình Chiểu, Mỹ Tho (sưu tầm bổ sung) -1- VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2015 - 2016 CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A LÝ THUYẾT: I Dao động tuần hoàn Dao động: chuyển động có giới hạn khơng gian, l ặp l ặp l ại nhi ều l ần quanh vị trí cân Dao động tuần hồn: + Là dao động mà sau khoảng thời gian đ ịnh v ật tr l ại v ị trí chiều chuyển động cũ (trở lại trạng thái ban đầu) + Chu kì dao động: khoảng thời gian ngắn để trạng thái dao động l ặp l ại nh cũ khoảng thời gian vật thực dao động toàn phần T= 2 t  (s) với N số dao động thực thời gian Δt  N + Tần số số dao động toàn phần mà vật thực giây đại l ượng nghịch đảo chu kì Với : f =  N 2   (Hz) hay ω = 2πf (rad/s) T 2 t T II Dao động điều hồ: Định nghĩa: Dao động điều hịa dao động li độ vật hàm cosin (hoặc sin) thời gian Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ) (cm) (m) Với T = 2   Các đại lượng đặc trưng dao động điều hoà:  Li độ x (m; cm) (toạ độ) vật; cho biết độ lệch chiều lệch vật so với VTCB O  Biên độ A > 0(m cm;): (độ lớn li độ cực đại vật); cho biết độ lệch cực đ ại c v ật so với VTCB O Biên độ phụ thuộc vào cách kích thích dao động ▪ Pha ban đầu φ(rad) ): cho biết trạng thái ban đầu vật vào thời ểm ban đầu t0 = Khi đó: x0 = Acosφ Pha ban đầu phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian  Pha dao động (ωt + φ) (rad): xác định li độ x vào thời điểm t hay cho biết trạng thái dao động (vị trí chiều chuyển động) vật thời điểm t ▪ Tần số góc ω (rad/s): cho biết tốc độ biến thiên góc pha  Quãng đường vật đ 1T là: 4A  Quãng đường vật đ T là: 2A Phương trình vận tốc vật dao động điều hòa: Vận tốc: v = dx = x’  v = -ωAcos(ωt+φ) = ωAcos(ωt + φ+ π/2) (cm/s) (m/s) dt  Nhận xét: ▪ Vận tốc vật chiều với chiều chuyển động; v ật chuy ển đ ộng theo chi ều dương  v > ; vật chuyển động ngược chiều dương  v < 0; ▪ Vận tốc vật dao động điều hòa biến thiên ều hòa t ần s ố nh ưng s ớm pha h ơn  so với với li độ ▪ Vận tốc đổi chiều vị trí biên; li độ đổi dấu qua vị trí cân ▪ Ở vị trí biên (xmax = ± A ): Độ lớn vmin =0 ▪ Ở vị trí cân (xmin = ): Độ lớn vmax = ω.A ▪ Quỹ đạo dao động điều hoà đoạn thẳng -2- VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA v>0 v0 x hay a v dấu Lực dao động điều hoà :  Định nghĩa: hợp lực tất lực tác dụng lên vật dao động ều hòa g ọi lực kéo hay lực hồi phục  Đặc điểm: - Luôn hướng VTCB O - Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ có dấu trái dấu với li độ x Fhp = ma =- k x) (N)  Nhận xét: ▪ Lực kéo vật dao động điều hòa biến thiên ều hòa tần s ố nh ưng ng ược pha với li độ(cùng pha với gia tốc) ▪ Ở vị trí biên (xmax =±A )  |Fmax |= k|xmax |= mω2.A = kA ▪ Ở vị trí CB O (xmin = )  |Fmin| = k|xmin| =0 Đồ thị dao động điều hòa :  Đồ thị dao động điều hịa đường hình sin  Đồ thị cho thấy sau chu kì dao động tọa đ ộ x, v ận t ốc v gia t ốc a l ập l ại giá trị cũ Các hệ thức độc lập: 2 x  v  a)      1  A2 = x2 +  A   A  v     b) a = - ω2x độ b) đồ thị (a, x) đoạn thẳng qua gốc tọa a2 v2  a   v  c)      1  A      A   A  d) F = -k.x độ -3- a) đồ thị (v, x) đường elip c) đồ thị (a, v) đường elip d) đồ thị (F, x) đoạn thẳng qua gốc tọa VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2015 - 2016 �F � � v � e) � �+ � �= �Fmax � �v max � e) đồ thị (F, v) đường elip Chú ý: * Sự đổi chiều đại lượng:    Các vectơ a , F đổi chiều qua VTCB   Vectơ v đổi chiều qua vị trí biên * Khi từ vị trí cân O vị trí biên:    Nếu a  v  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 a  v  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 hịa khơng ph ải gia t ốc a h ằng s ố Dao động tự (dao động riêng) + Là dao động hệ xảy tác dụng nội lực + Là dao động có tần số (tần số góc, chu kỳ) ch ỉ ph ụ thu ộc đ ặc tính c h ệ khơng ph ụ thuộc yếu tố bên Mối liên hệ dao động điều hòa chuyển đ ộng tròn đều: a) DĐĐH xem hình chiếu vị trí chất điểm CĐTĐ lên trục nằm mặt phẳng quỹ đạo b) Bảng tương quan DĐĐH CĐTĐ: Chuyển động tròn (O, R = A) Dao động điều hòa x = Acos(t+) A biên độ R = A bán kınh ı  la tần số góc  la tốc độ góc (t+) la pha dao động (t+) tọa độ góc vmax = A la tốc độ cực đại v = R tốc độ dài amax = A la gia tốc cực đại aht = R2 gia tốc hướng tâm Fphmax = mA2 hợp lực cực đại tác dụng lên Fht = mA2 lực hướng tâm tác dụng lên vật vật 10 Độ lệch pha dao động điều hòa:  Khái niệm: hiệu số pha dao động Kí hiệu: Δφ = φ2 - φ1 (rad) - Δφ =φ2 - φ1 > 0: đại lượng nhanh ph a(hay sớm pha) đại lượng đại l ượng chậm pha (hay trễ pha) so với đại lượng - Δφ =φ2 - φ1 < 0: đại lượng chậm pha (hay trễ pha) đại lượng ngược lại - Δφ = 2kπ: đại lượng pha - Δφ =(2k + 1)π: đại lượng ngược pha  - Δφ =(2k+1) : đại lượng vng pha -4- VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2015 - 2016 CHỦ ĐỀ CON LẮC LÒ XO A LÝ THUYẾT Cấu tạo: Con lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu gắn cố định, đầu gắn với vật nặng khối lượng m đặt theo phương ngang treo thẳng đứng + Con lắc lò xo hệ dao động điều hòa Lực kéo về:  Lực kéo lực gây dao động điều hòa  Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa    Biểu thức đại số lực kéo về: Fkéo = ma = -mω2x = -kx Dấu trừ thể lực kéo hướng VTCB � Lực kéo đổi chiều VTCB Khi lắc lò xo đặt mặt sàn nằm ngang Δl =0 Khi lực đàn hồi lực kéo Khi ta có: (F kéo về)max = kA  Vật vị trí biên  Fđh(x) = Fkéo = k|x|   (Fkéo về)min = kA  Vật vị trí cân O   Lực tác dụng lên điểm treo lực đàn hồi Năng lượng lắc lò xo a Thế năng: Wt = kx 2 b Động năng: Wđ = mv 2 1 c Cơ năng: W = Wt + Wd = kA2 = mw2 A2 = const 2  Cơ gồm động Khi đọng tăng th ế gi ảm ng ược lại  Động vật dao động điều hòa biến thiên với tần s ố góc ω’=2ω, tần số f’=2f chu kì T’= T/2  Cơ lắc bảo toàn  Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động  Cơ lắc lị xo khơng phụ thuộc vào khối lượng vật  Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sát  Động vật đạt cực đại vật qua VTCB cực ti ểu v ị trí biên  Thế vật đạt cực đại vị trí biên cực tiểu vật qua VTCB Th.s Dương Trọng Nghĩa – THPT Nguyễn Đình Chiểu, Mỹ Tho (sưu tầm bổ sung) -5- CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN A LÝ THUYẾT: Mô tả: Con lắc đơn gồm vật nặng treo vào sợi dây khơng giãn, vật nặng kích thước khơng đáng kể so với chi ều dài s ợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng vật nặng Chu kì, tần số tần số góc: T = 2π l ;ω= g l g ;f= 2 g l Nhận xét: Chu kì lắc đơn + tỉ lệ thuận bậc l; tỉ lệ nghịch bậc g + phụ thuộc vào l g; không phụ thuộc biên độ A m + ứng dụng đo gia tốc rơi tự (gia tốc trọng trường g) Lực kéo : Là thành phần trọng lực vng góc với dây treo s l F= -mgsinα = - mgα = -mg = - mω2s + Đkiện dđ điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản α0 φ1 Ta nói dao động (2) nhanh pha dao động (1) ngược lại dao động (1) chậm pha so với dao động (2) ▪ Khi Δφ = φ2 - φ1 < → φ2 < φ1 Ta nói dao động (2) chậm pha dao động (1) ngược lại dao động (1) sớm pha so với dao động (2) Tổng hợp hai dao động điều hòa phương tần số - Dao động tổng hợp hai (hoặc nhiều) dao động ều hoà ph ương t ần s ố dao động điều hoà phương tần số với hai dao động - Nếu vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà phương, t ần s ố v ới phương trình: x1 = A1cos(ωt + φ1) x2 = A2 cos(ωt + φ2) dao động tổng hợp là: x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ)  Biên độ dao động tổng hợp A A 12  A 12  2A A cos(   )  Pha ban đầu dao động tổng hợp A sin   A sin  A cos   A cos  tanφ = → Biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên đ ộ pha ban đ ầu dao động thành phần  Trường hợp đặc biệt - Khi hai dao động thành phần pha (Δφ=φ2 - φ1 = 2kπ) dao động tổng hợp có biên độ cực đại: → Amax = A1 + A2 hay A  A - Khi hai dao động thành phần ngược pha (Δφ=φ2 - φ1 = (2k + 1)π dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu: → Amin = |A1 - A2| hay A  A     - Khi hai dao động thành phần vuông pha ( Δφ=φ2 - φ1 = (2k + 1)   có biên độ: → A = A 12  A 22 hay A  A - Trường hợp tổng quát: |A1 - A2| ≤ A ≤ A1 + A2  dao động tổng hợp CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM CHỦ ĐỀ 1: SÓNG CƠ-SỰ TRUYỀN SÓNG A LÝ THUYẾT: I SÓNG CƠ: Khái niệm sóng học:  Sóng học dao động học, lan truyền mơi tr ường  Khi sóng lan truyền, phân tử vật chất dao động ch ỗ, pha dao động lượng sóng truyền Q trình truyền sóng q trình truyền lượng  Trong mơi trường đồng tính đẳng hướng, phần tử gần nguồn sóng nhận sóng sớm (tức dao động nhanh pha hơn) phần t xa ngu ồn Phân loại sóng: - Sóng ngang: phương dao động vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền chất rắn bề mặt chất lỏng - Sóng dọc: phương dao động trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền mơi trường rắn, lỏng, khí Giải thích tạo thành sóng cơ: Sóng học tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi phần tử môi trường truyền dao đ ộng đi, ph ần t xa tâm dao động trễ pha * Đặc điểm:  Môi trường có lực đàn hồi xuất bị biến dạng lệch truyền sóng ngang  Mơi trường có lực đàn hồi xuất bị nén hay kéo lệch truyền sóng dọc I Những đại lượng đặc trưng chuyển động sóng: Chu kì tần số sóng: Chu kì tần số sóng chu kì tần s ố dao đ ộng c ph ần tử mơi trường Hay Tsóng = Tdao động = Tnguồn ; fsóng = fdao động = fnguồn Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm môi trường biên độ dao đ ộng c phần tử môi trường điểm Hay Asóng = Adao động Bước sóng:  khoảng cách hai điểm gần n ằm phương truy ền sóng dao đ ộng pha  quãng đường sóng truyền chu kì Lưu ý: + Đối với sóng ngang: khoảng cách hai sóng liên tiếp bước sóng + Khoảng cách n sóng liên tiếp: (n -1) bước sóng + Số dao động = số lần nhô cao – + Số dao động = số lần sóng đập vào mạn thuyền – + Thời gian hai lần dây duỗi thẳng: T/2 TIA HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI, RƠN-GHEN VÀ THANG SÓNG ĐIỆN TỪ Các đặc điểm Định nghĩa Nguồn phát Tính chất Ứng dụng Dụng cụ phát Tia hồng ngoại - Là sóng điện từ có bước sóng dài 0,76m (đỏ) - Là xạ khơng nhìn thấy nằm ngồi vùng đỏ Tia tử ngoại - Là sóng điện từ có bước sóng dài 0,38m (tím) - Là xạ khơng nhìn thấy nằm ngồi vùng tím - Mọi vật nhiệt độ >00K - Điều kiện phát vào môi trường: Nhiệt độ vật > nhiệt độ môi trường - Các vật nhiệt độ >20000C - Hồ quang điện, đèn thủy ngân, vật có nhiệt độ lớn 30000C nguồn phát tia tử ngoại mạnh Mặt trời nguồn phát tia tử ngoại mạnh (9% lượng ánh sáng mặt trời) - Bị nước, thủy tinh,…hấp thụ mạnh - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Có thể làm số chất phát quang - Có tác dụng ion hóa khơng khí - Có tác dụng gây số phản ứng quang hóa, quang hợp - Có số tác dụng sinh lý: diệt khuẩn, hủy diệt tế bào - Tác dụng nhiệt mạnh (Tính chất bậc-đặc trưng) - Bị nước, khí CO2 hấp thụ mạnh - Gây phản ứng hóa học - Tác dụng lên phim kính ảnh hồng ngoại (k tác dụng lên phim, kính ảnh thường) - Gây tượng quang điện (quang điện trong) - Có thể biến điệu sóng điện từ - Sấy khô, sưởi ấm - Khử trùng nước uống, thực - Quay phim chụp phẩm ảnh hồng ngoại - Chữa bệnh còi xương - Điều khiển từ xa - Xác định vết nức bề mặt - Chụp ảnh bề mặt trái kim loại đất từ vệ tinh - Quân sự(tên lửa tự động tìm mục tiêu, camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại…) hệ tán sắc cặp nhiệt điện Tia X - Là sóng điện từ có bước sóng từ 10-8m 10-11m (ngắn bước sóng tia tử ngoại) - Là xạ khơng nhìn thấy nằm ngồi vùng tím - Ống rownghen, ống culít-giơ - Khi cho chùm tia e có vận tốc lớn đập vào đối âm cực kim loại khó nóng chảy vonfam platin - Có khả đâm xuyên mạnh bị lớp chì (kim loại năng) vài mm cản lại - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Làm phát quang nhiều chất - Có khả ion hóa chất khí - Có tác dụng sinh lý mạnh - Chiếu điện, chụp điện dùng y tế để chẩn đoán bệnh - Chữa bệnh ung thư - Kiểm tra vật đúc, dị bọt khí, vết nức kim loại - Kiểm tra hành lí hành khách máy bay CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN – HIỆN TƯỢNG PHÁT QUANG A LÝ THUYẾT I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN(NGOÀI) Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngồi) - Cơng thốt: Là lượng tối thiểu cần cung cấp để e bật khỏi bề mặt kim loại - Hiệu điện hãm: Là hiệu điện ngược (âm) đặt vào hai cực AK cho triệt tiêu hồn tồn dịng quang điện (mọi e bật quay trở lại catot) Lưu ý: Nếu chiếu đồng thời nhiều xạ cần xét cho xạ có bước sóng nhỏ nhất(hoặc tần số lớn nhất) - Dòng quang điện bão hòa: cường độ dòng quang điện e bật khỏi Anot đến Katot Các Định luật quang điện: 2.1 Định luật giới hạn quang điện Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn giới hạn quang điệnλ0 kim loại gây tượng quang điện.(λ ≤ λ0 ) 2.2 Định luật dòng quang điện bão hòa Cường dộ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng 2.3 Định luật động ban đầu cực đại Động phụ thuộc vào bước sóng, chất kim loại không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng Thuyết lượng tử: a) Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử (phân tử) hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf, f tần s ố c ánh sáng b ị h ấp th ụ hay phát ra, h số b) Lượng tử lượng: ε= hf = hc Với h = 6,625.10-34 (J.s): gọi số Plăng  c) Thuyết lượng tử ánh sáng o Chùm ánh sáng chùm hạt, hạt gọi phôtôn (l ượng tử l ượng) Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn) ε = hf = hc = mc2   Năng lượng photon phụ thuộc vào tần số ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ tới nguổn  Với ánh sáng đơn sắc, phôntôn giống nhau, phôtôn mang l ượng ε = hf  Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 (m/s)  Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon nguồn phát đơn vị thời gian  Khi nguyên tử, phân tử hay electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn  Chú ý:  + Chùm sáng dù yếu chứa nhiều phơtơn, nên ta nhìn chùm sáng liên tục  + Các phôton tồn trạng thái chuyển động, khơng có photon đứng yên Lưỡng tính song hạt ánh sáng: - Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có l ưỡng tính sóng - hạt - Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rỏ hai tính ch ất Khi tính chất sóng thể rỏ tính chất hạt lại mờ nhạt, ngược lại - Sóng điện từ có bước sóng ngắn, phơtơn có l ượng l ớn tính ch ất h ạt thể rõ, - Sóng điện từ có bước sóng dài, phơtơn có lượng nh ỏ, tính ch ất sóng lại thể rỏ Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất h ạt Ta nói ánh sáng có l ưỡng tính sóng hạt Trong tượng quang học, tính chất sóng thể rõ tính ch ất hạt l ại m ờ, ngược lại Thể tính chất sóng ● Hiện tượng giao thoa ● Hiện tượng nhiễu xạ ● Hiện tượng tán sắc… Thể tính chất hạt ● Hiện tượng quang điện ● Hiện tượng gây phát quang ● Tınh ı đam xun, gây ion hóa chất khí… II HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn: Là chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành d ẫn ện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp Hiện tượng quang điện : Hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo l ỗ tr ống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở pin quang điện Chú ý: ● Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới chất bán dẫn, cịn với tượng quang điện ngồi phải kim loại ● Năng lượng cần thiết cung cấp để xảy quang điện nhỏ quang ện Bức xạ hồng ngoại gây tượng quang điện số chất bán dẫn Trong khơng thể gây tượng quang điện kim loại Quang điện trở:  Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm 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 nguồn điện quang bi ến đổi tr ực ti ếp thành ện  Hoạt động pin dựa tượng quang điện s ố ch ất bán d ẫn (đồng ôxit, sêlen, silic, ) Suất điện động pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V  Pin quang điện (pin mặt trời) trở thành nguồn cung cấp điện cho vùng sâu vùng xa, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ, máy đo ánh sáng, máy tính b ỏ túi … So sánh tượng quang điện quang điện trong: Quang điện Quang điện  Quang dẫn Mẫu nghiên cứu Định nghĩa Kim loại Chất bán dẫn - Các electron bật khỏi bề mặt Xuất electron dẫn kim loại lỗ trống chuyển động lòng khối bán dẫn (Quang dẫn) Đặc điểm - Tất KL kiềm số KL - Tất bán dẫn có λ0 kiềm thổ có λ0 thuộc ánh sáng nhìn nằm vùng hồng ngoại thấy, cịn lại nằm tử ngoại Ứng dụng - Tế bào quang điện ứng dụng Quang điện trở thiết bị tự động hóa máy Pin quang điện đếm xung ánh sáng III HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG I Hiện tượng quang–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 nghi ệm đựng dung d ịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu l ục Ở đây, ánh sáng tử ngoại ánh sáng kích thích, cịn ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang  Thành đèn ống thơng 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: - Ngồi tượng quang – phát quang cịn có hi ện tượng phát quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – phát quang (ở đèn LED); phát quang catơt (ở hình ti vi) - Sự phát sáng đèn ống quang - phát quang vì: đèn ống có tia t ngo ại chiếu vào lớp bột phát quang phủ bên thành ống đèn - Sự phát sáng đèn dây tóc, nến, hồ quang khơng phải quang - phát quang Huỳnh quang lân quang- So sánh tượng huỳnh quang lân quang: So sánh Hiện tượng huỳnh quang Hiện tượng lân quang V ật liệu phát Chất khí chất lỏng Chất rắn quang Rất ngắn, tắt nhanh sau Kéo dài khoảng thời gian sau Thời gian phát tắt as kích thích tắt as kích thích (vài phần ngàn quang giây đến vài giờ, tùy chất) As huỳnh quang ln có bước Biển báo giao thơng, đèn ống Đặc điểm - Ứng sóng dài as kích thích (năng dụng lượng nhỏ hơn- tần số ngắn hơn) Định luật Xtốc phát quang (Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang) Ánh sáng phát quang có bước sóng λhq dài bước sóng ánh sáng kích thích λkt: εpq �εkt  λhq > λkt Ứng dụng tượng phát quang Sử dụng đèn ống để thắp sáng, hình c dao đ ộng kí ện t ử, tivi, máy tính Sử dụng sơn phát quang quét biển báo giao thông CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO- TIA LA ZE A LÝ THUYẾT I MẪU NGUN TỬ BO Mơ hình hành tinh ngun tử: Rutherford đề xướng mẫu hành tinh nguyên tử a) Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford:  Hạt nhân tâm nguyên tử, mang điện dương  electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn elip (giống hành tinh chuy ển động quanh Mặt Trời)  Khối lượng nguyên tử tập trung hạt nhân  Qhạt nhân=  Q e b) Thiếu sót:  Khi xạ phát quang phổ liên tục  Tính bền vững nguyên tử (Vì khơng rơi vào hạt nhân) c) Khắc phục: Mẫu ngun tử Bo gồm: mơ hình hành tinh nguyên tử hai tiên đề Bo Các tiên đề Bohr cấu tạo nguyên tử a) Tiên đề trạng thái dừng:  Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, g ọi tr ạng thái dừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không b ức x  Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron ch ỉ chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn toàn xác định g ọi quỹ đ ạo d ừng Đối với ngun tử hyđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỷ lệ thuận với bình phương số ngun liên tiếp Cơng thức tính quỹ đạo dừng electron nguyên tử hyđrô: Rn = n2.r0 với r0 = 0,53 A = 5.3.10-11 m gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K) n =1,2,3… Chú ý: - Năng lượng trạng thái dừng Hidro: En = 13,6 (eV) n2 - Bình thường ngun tử trạng thái dừng có lượng thấp (gần hạt nhân nhất) gọi trạng thái ứng với n =1 Ở trạng thái ngun tử khơng xạ mà hấp thụ - Khi hấp thụ lượng  quỹ đạo dừng có lượng cao hơn: trạng thái kích thích (n>1) - Các trạng thái kích thích có lượng cao ứng với bán kính quỹ đạo electron lớn trạng thái bền vững b) Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử  Khi nguyên phát phơton chuyển từ trạng thái dừng có mức l ượng cao (En ) trạng thái dừng có mức lượng thấp ( Em ) phát phơtơn có lượng hiệu En - Em :  Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có l ượng th ấp E m mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En  Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với nhảy electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn ngược lại hc Năng lượng phôton bị nguyên tử phát (hay hấp thụ ) có giá trị ε = hfnm =   Ecao  Ethap nm Quang phổ phát xạ hấp thụ Hidro: - Khi electron chuyển từ mức lượng cao xuống mức l ượng th ấp phát phơtơn có lượng: hf = Ecao - Ethấp - Quang phổ Hidro quang phổ vạch (hấp thụ phát x ạ) Trong quang ph ổ c Hidro có vạch nằm vùng ánh sáng nhìn thấy: đỏ lam chàm tím - Nếu chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng (hay có t ần s ố nào) phát bước sóng (hay tần số ấy) II SƠ LƯỢC VỀ LAZE Laze: a) Khái niệm: Là nguồn sáng phát chùm sáng có cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng b) Đặc điểm: Tính đơn sắc cao, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ l ớn Sự phát xạ cảm ứng: Nếu nguyên tử trạng thái kích thích, sẵn sàng phát phơtơn có lượng ε= hf, bắt gặp phơtơn có lượng ε' hf, bay lướt qua nó, nguyên tử phát phôtôn ε Phôtôn ε có lượng bay phương với phơtơn ε' Ngồi ra, sóng điện từ ứng với phơtơn ε hoàn toàn pha dao động mặt phẳng song song v ới mặt phẳng dao động sóng điện từ ứng với phơtơn ε'  Các phơtơn ε ε’ : - có lượng, tức tần số  tính đơn sắc cao - bay phương  tính định hướng cao - ứng với sóng điện từ pha  tính kết hợp cao - Ngồi ra, số phơtơn tăng theo cấp số nhân bay theo m ột h ướng r ất l ớn  cường độ sáng lớn Cấu tạo laze: loại laze: Laze khí, laze rắn, laze bán dẫn Laze rubi: Gồm rubi hình trụ, hai mặt mài nh ẵn vng góc v ới tr ục c thanh, mặt mạ bạc mặt mạ lớp mỏng (bán mạ) cho 50% cường đ ộ sáng truy ền qua Ánh sáng đỏ rubi phát màu laze Ứng dụng laze: - Trong y học: Làm dao mổ, chữa số bệnh ngồi da - Trong thơng tin liên lạc: Liên lạc vô tuyến (vô ến đ ịnh v ị, liên l ạc v ệ tinh,…) truy ền tin cáp quang - Trong công nghiệp: Khoan, cắt kim loại, compôzit - Trong trắc địa: Đo khoảng cách, ngắm đường CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - SỰ PHÓNG XẠ CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN- NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN A LÝ THUYẾT I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Nhắc lại cấu tạo nguyên tử: VỎ NGUYÊN TỬ ELECTRON PROTON HẠT NHÂN NOTRON Vì khối lượng e nhỏ so với p n nên khối lượng nguyên tử tập trung ch ủ y ếu hạt nhân Z= số p=số e=điện tích hạt nhân = số hiệu nguyên tử  Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ hạt nuclơn Có loại nuclơn : Prơtơn, kí hiệu 11 p , mang điện tích dương +1,6.10-19C =1e; mp = 1,672.10-27kg nơ tron, kí hiệu 01 n , khơng mang điện tích; mn = 1,674.10-27kg  Nếu nguyên tố X có số thứ tự Z bảng tuần hồn hạt nhân chứa Z proton N nơtron Kí hiệu : AZ X Với : Z gọi nguyên tử số A = Z + N gọi số khối hay số nuclon Kích thước hạt nhân: hạt nhân ngun tử xem hình cầu có bán kính phụ thuộc vào số khối A theo cơng thức: R = R0 A đó: R0 = 1,2.10-15m Đồng vị: nguyên tử mà hạt nhân chúng có số prơtơn Z, số khối A khác (hoặc số notron khác nhau) Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị 11 H; 12 H ( 12 D); 13 H ( 13 T) + đồng vị bền: thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị loại + đồng vị phóng xạ (khơng bền): có khoảng vài nghìn đồng v ị phóng xạ tự nhiên nhân tạo Các hạt nhân đồng vị có tính chất hóa học giống Đơn vị khối lượng nguyên tử: kí hiệu u; 1u = 1,66055.10-27kg Khối lượng nuclôn xấp xỉ 1u 1(u)= Người ta dùng ( k luongnguye ntu 126 C = 1,66055.10-27 (kg) 12 MeV ) làm đơn vị đo khối lượng Ta có c2 MeV 1(u)= 931,5( )= 1,66055.10-27 (kg) c Như vật lý hạt nhân có đơn vị đo khối lượng kg, u, MeV/c2 12 Đơn vị u có giá trị 1/12 khổi lượng nguyên tử đòng vị C Hệ thức Einstein quan hệ khối lượng lượng: E=mc2  Một số hạt thường gặp Công thức Tên gọi Kí hiệu Prơtơn p Đơteri D H Hy-đrơ nặng Tri ti T H Hy-đrô siêu nặng Anpha α He Hạt nhân Hê li Bêta trừ β- 1 Bêta cộng β+ Nơtrôn Nơtrinô 1 Chi   Hy-đrô nhẹ p 11 H e Electron e n n Poozitrôn(Phản hạt electron) Không mang điện v 0 Không mang điện; m0 =0; v=c Lực hạt nhân: Lực hạt nhân lực hút mạnh nuclôn hạt nhân  Đặc điểm lực hạt nhân : - Bản chất lực tương tác mạnh - tác dụng khoảng cách nuclôn ≤ 10-15(m) - khơng có chất với lực hấp dẫn lực tương tác tĩnh ện II NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN : Khối lượng lượng:  Hệ thức lượng Anh-xtanh: E = m.c2 Với c = 3.108 m/s vận tốc ás chân không  Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng tăng lên thành m với v m0 m= v Trong m0 gọi khối lượng nghỉ m gọi khối lượng động 1 c  Một hạt có khối lượng nghỉ m0 (năng lượng nghỉ tương ứng E0 = m0.c2 ) chuyển động với vận tốc v  có động K = mv  lượng toàn phần E = mc2 xác đinh theo công thức:          m     m c   m 0c E=E0+K hay K = E-E0 = (m-m0)c2 =  2  1 v   1 v      2 c v c     (1) với v ≤c Độ hụt khối hạt nhân AZ X : Khối lượng hạt nhân m nhỏ tổng khối lượng nuclôn m0 tạo thành hạt nhân lượng Δm Khối lượng Khối lượng Khối lượng Tổng khối lượng hạt nhân X Z proton N=(A-Z) notron nuclon mX (A-Z).mn m0 = Z.mp +(A-Z).mn Z.mp n  Độ hụt khối Δm= m0 - mX =  Z.m p   A  Z.m n  m X  Năng lượng liên kết hạt nhân ( AZ X ): (2)  Năng lượng liên kết hạt nhân lượng tỏa tổng hợp nuclôn riêng l ẻ thành hạt nhân (hay lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành nuclon riêng rẽ) (3) Wlk =Δm.c  Năng lượng liên kết riêng: lượng liên kết tính bình qn cho nuclơn có hạt nhân (không 8,8MeV/nuclôn) Wlk A  Z.m   A  Z.m p A n  mX   MeV     nuclon  (4)  Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững  Các hạt có số khối trung bình từ 50 đến 95 III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân trình biến đổi hạt nhân a Phản ứng hạt nhân tự phát - Là trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành hạt nhân khác b Phản ứng hạt nhân kích thích - Quá trình hạt nhân tương tác với tạo h ạt nhân khác c Đặc điểm phản ứng hạt nhân: * Biến đổi hạt nhân * Biến đổi ngun tố * Khơng bảo tồn khối lượng nghỉ Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: Xét phản ứng hạt nhân: A1 Z1 X  ZA22 X  ZA33 X  ZA44 X a) Định luật bảo toàn điện tích Tổng đại số điện tích hạt tương tác tổng đại s ố ện tích c hạt sản phẩm Tức là: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 b) Bảo toàn số nuclơn (bảo tồn số A) Tổng số nuclơn hạt tương tác tổng số nuclôn hạt sản ph ẩm Tức là: A1 + A = A + A c) Bảo toàn động lượng Động lượng hạt trước sau phản ứng Tức p1  p  p3  p4  m1 v1  m2 v2 m3 v3  m4 v4 d) Bảo toàn lượng toàn phần Trong phản ứng hạt nhân lượng tồn phần trước sau phản ứng Năng lượng toàn phần gồm động lượng nghỉ  Lưu ý: phản ứng hạt nhân khơng có bảo toàn khối lượng, bảo toàn động năng, bảo toàn số nơtron Năng lượng phản ứng hạt nhân Cho phản ứng hạt nhân: A+B � C+D Gọi: + M0 = mA + mB tổng khối lượng nghỉ hạt nhân trước phản ứng + M = mC + mD tổng khối lượng nghỉ hạt nhân sau phản ứng +   M0  m A  m B tổng độ hụt khối hạt trước phản ứng +   M0  m C  m D tổng độ hụt khối hạt sau phản ứng - Ta có lượng phản ứng xác định: Wpư = ΔE=(M0-M).c2 =   m A  m B    m C  m D   c = (mtrc  msau )c =   m C  m D    m A  m B   c = (msau  trc ) c =  WLK  C   WLK  D     WLK  A   WLK  B   =(Wlksau  Wlktrc) = Ksau  Ktrc + M0 > M   M    m  WPƯ =ΔE > 0: phản ứng toả lượng, hạt sinh bền hạt trước phản ứng + M0 < M    M0    m  WP.Ư =ΔE < 0: phản ứng thu lượng, hạt sinh bền hạt trước phản ứng CHÚ Ý: ▪ Phóng xạ ; phản ứng phân hạch; phản ứng nhiệt hạch ph ản ứng t ỏa l ượng ▪ Nhiệt tỏa thu vào dạng động hạt A,B C, D ▪ Chỉ cần tính kết ngoặc nhân với 931MeV 931,5 ▪ Phản ứng tỏa nhiệt  Tổng khối lượng hạt tương tác > Tổng khối lượng h ạt tạo thành CHỦ ĐỀ 2: SỰ PHÓNG XẠ + PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH + PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH A LÝ THUYẾT: I SỰ PHÓNG XẠ: Khái niệm:  tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, ph át tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác  loại phản ứng hạt nhân tự phát X Y + tia phóng xạ CHÚ Ý: + Tia phóng xạ khơng nhìn thấy có tác dụng lý hố nh ion hố mơi trường, làm đen kính ảnh, gây phản ứng hố học + Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng + Hạt nhân tự phân hủy (X) gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành (Y) gọi hạt nhân + Hiện tượng phóng xạ hồn tồn ngun nhân bên h ạt nhân gây ra.không h ề phụ thuộc vào yếu tố lý hố bên ngồi (ngun tử phóng x n ằm h ợp ch ất khác có nhiệt độ, áp suất khác xảy phóng xạ đ ối v ới lo ại) Phương trình phóng xạ: A3 A1 A2 Z1 Z2 Z3 X� Trong đó: A A + Z X hạt nhân mẹ; Z Y hạt nhân con; Các loại phóng xạ: 2 Tên gọi Phóng xạ Alpha (α) Y+ A3 Z3 Z Z tia phóng xạ Phóng Bêta: có loại β- β+ Là dòng hạt nhân Hêli β : dòng electron( e) ( 42 He) β+: dịng pơzitron( e) Là sóng điện từ có λ ngắn (λ≤10-11m), dịng phơtơn có lượng cao β-: AZ x ZA1Y   01 e Hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ β+: AZ x ZA1Y   01 e Hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ Sau phóng xạ α β xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái phát phô tôn v ≈ 3.108 m/s v= c = 3.108 m/s - Bản chất Phương trình Tốc độ Khả Ion hóa Khả đâm xuyên Phóng Gamma (γ) A Z x AZ42Y  42 He Hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ v ≈ 2.107 m/s 1 1 Mạnh yếu tia α + Đi vài cm + Smax = vài m khơng khơng khí (Smax = khí 8cm); vài μm + Xuyên qua kim loại dày vật rắn (Smax = 1mm) vài mm Mạnh Yếu tia α β + Đâm xuyên mạnh tia α β Có thể xuyên qua vài m bê-tơng vài cm chì Trong điện trường Lệch phía âm Lệch nhiều tia alpha Cịn có tồn hai Trong chuổi phóng xạ loại hạt αthường kèm theo A A 0 Z x  Z  1Y   e  v phóng xạ β nơtrinơ khơng tồn đồng A A 0 Z x  Z1Y   e v phản thời hai loại β nơtrinô Chú ý Không bị lệch Không làm thay đổi hạt nhân Định luật phóng xạ: a) 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 bên ngồi - Là q trình ngẫu nhiên, thời điểm phân hủy không xác định b) Định luật phóng xạ:  Chu kì bán rã: khoảng thời gian để 1/2 s ố hạt nhân nguyên tử bi ến đ ổi thành h ạt nhân khác thời gian để lượng chất phóng xạ giảm nửa T= ln 0,693 λ: Hằng số phóng xạ (s-1)     Định luật phóng xạ: Số hạt nhân (khối lượ ng) phóng x giảm theo qui luật hàm s ố mũ  Từ định luật phóng xạ,ta suy hệ thức tương ứng sau : Gọi No, mo số nguyên tử khối lượng ban đầu chất phóng xạ; N, m số nguyên tử khối lượng chất thời điểm t, ta có: Số hạt (N) Khối lượng (m) Trong trình phân rã, số hạt nhân Trong q trình phân rã, khối lượng hạt phóng xạ giảm theo thời gian tuân theo nhân phóng xạ giảm theo thời gian tuân định luật hàm số mũ theo định luật hàm số mũ N= -t T N = N e -λt m= -t T m = m e -λt  N0: số hạt nhân phóng xạ ban đầu  m0: khối lượng phóng xạ ban đầu  N(t): số hạt nhân phóng xạ cịn lại sau  m(t): khối lượng phóng xạ lại sau thời gian t thời gian t  Trong đó: gọi số phóng xạ đặc trưng cho loại chất phóng x II PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Khái niệm  Là phản ứng hạt nhân nặng hấp thụ nơtron chậm vỡ thành hai hạt nhân trung bình đồng thời phóng số nơtron tỏa l ượng r ất l ớn (khoảng 200 MeV)  Năng lượng tỏa dạng động hạt sau phản ứng 235 239  Các nhiên liệu chủ yếu thực phản ứng nhiệt hạch 92 U 94 Pu Cơ chế phản ứng phân hạch Để phản ứng xảy phải truyền cho hạt nhân mẹ X lượng đủ lớn (giá trị tối thiểu lượng gọi lượng kích hoạt) Cách đơn giản để truyền lượng kích hoạt cho h ạt nhân m ẹ X cho m ột n ơtron bắn vào X để X bắt (hoặc hấp thụ) nơtron chuy ển sang tr ạng thái kích thích Tr ạng thái không bền kết xảy phân hạch theo sơ đồ n  X  X *  Y  Z  kn Như trình phân hạch hạt nhân X khơng trực ti ếp mà phải qua tr ạng thái kích thích Đặc điểm +) Sau phản ứng phân hạch có notron chậm sinh +) Phản ứng phân hạch tỏa lượng lớn, khoảng 200 MeV Phản ứng dây chuyền Gọi k số nơtron lại sau phân hạch tiếp tục U235 hấp thụ + Nếu k >1: số phân hạch tăng lên nhanh v ới tốc độ k1, k2, k3…Phản ứng dây chuyền trở thành thác lũ không chế Hệ thống gọi vượt hạn Đây chế nổ bom nguyên tử + Nếu k < 1: Phản ứng dây chuyền xảy Hệ thống gọi hạn + Nếu k =1: Phản ứng dây chuyền khống chế Hệ thống gọi tới h ạn Đây chế hoạt động nhà máy điện nguyên tử Muốn k  khối lượng Urani Plutoni phải đạt đến trị số tối thi ểu gọi khối lượng tới hạn mtH Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy k 1 m > mth Lò phản ứng hạt nhân +) Là thiết bị để tạo phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì ều ển +) Nhiên liệu phân hạch lò phản ứng hạt nhân thường U235 Pu239 +) Để đảm bảo cho k = người ta dùng điều ển chứa Bo hay Cd, ch ất có tác dụng hấp thụ nơtron (khi số nơtron lò tăng lên nhi ều ng ười ta cho điều khiển ngập sâu vào khu vực chứa nhiên liệu để hấp thụ s ố n ơtron thừa) +) Năng lượng tỏa từ lị phản ứng khơng đổi theo thời gian III PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Cơ chế phản ứng nhiệt hạch : a) Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng b) Điều kiện thực hiện: để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra: ▪ Nhiệt độ cao khoảng 50 triệu độ đến100 triệu độ ▪ Mật độ hạt nhân (n) plasma phải đủ lớn ▪ Thời gian  trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 tri ệu độ s   14 15  n. (10 10 )  cm   Năng lượng nhiệt hạch: + Phản ứng nhiệt hạch phản ứng toả lượng + Người ta quan tâm đến phản ứng : 12 H12 H 42 He ; 11 H13 H 42 He H13 H 42 He  n  17,6 MeV + Tính theo phản ứng phản ứng nhiệt hạch toả lượng phản ứ ng phân hạch, tính theo khối l ượng nhiên liệu phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch + Năng lượng nhiệt hạch nguồn gốc lượng hầu hết mặt trời Năng lượng nhiệt hạch Trái Đất : + Người ta tạo phản ứng nhiệt hạch Trái Đất th bom H nghiên cứu tạo phản ứng nhiệt hạch có điều khiển không gây ô nhiễm (sạch ) + Năng lượng nhiệt hạch Trái Đất có ưu điểm: khơng gây ô nhiễm (sạch) nguyên liệu dồi nguồn lượng kỷ 21 * So sánh phân hạch nhiệt hạch Phân hạch Nhiệt hạch Định nghĩa Là phản ứng hạt Là phản ứng hay nhiều hạt nhân nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng nhẹ (số khối trung bình) và vài nơtron vài nơtron Đặc điểm Là phản ứng tỏa lượng Điều kiện k≥1 - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ + k = 1: kiểm soát - Mật độ hạt nhân plasma phải đủ + k > 1: khơng kiểm sốt được, lớn gây - Thời gian trì trạng thái plasma bùng nổ (bom hạt nhân) nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Là phản ứng toả lượng Ưu nhược Gây ô nhiễm môi trường (phóngKhơng gây nhiễm mơi trường xạ) ... lượng ngược pha  - Δφ =(2k+1) : đại lượng vuông pha -4- VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2015 - 2016 CHỦ ĐỀ CON LẮC LÒ XO A LÝ THUYẾT Cấu tạo: Con lắc lò xo gồm lò xo có... động điều hoà đoạn thẳng -2- VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA v>0 v0 x