HIỆU ỨNG CHUYỂN ĐỔI NHIỆT ĐIỆN

LUẬN VĂN VỀ HIỆU ỨNG CHUYỂN ĐỔI NHIỆT ĐIỆN

MỦC LỦC ˜{™ Trang Låìi cm tả Mủc lủc Pháưn MÅÍ ÂÁƯU 1. L do chn âãư ti 01 2. Giåïi hản âãư ti 01 3. Mủc âêch ca âãư ti 01 4. Cạc phỉång phạp v phỉång tiãûn nghiãn cỉïu 02 5. Gi thuút ca âãư ti 02 6. Cạc bỉåïc thỉûc hiãûn âãư ti .02 7. Cạc thût ngỉỵ quan trng .02 Pháưn NÄÜI DUNG I. PHÁN TỈÍ TRUNG HA NHỈNG KHÄNG THÁÛT SỈÛ TRUNG HA 03 1.Phán tỉí .03 2.Hiãûn tỉåüng phán cỉûc ca âiãûn mäi .03 2.1. Phán tỉí cọ cỉûc hay khäng cọ cỉûc .03 2.2. Xẹt sỉû phán cỉûc 05 II. NGUN TỈÍ TRUNG HA NHỈNG KHÄNG THÁÛT SỈÛ TRUNG HA .08 1.Máùu hnh tinh ngun tỉí Rutherford .08 1.1. Máùu Thomson 08 1.2. Máùu Rutherford 08 2. Sỉû tỉì họa ca tỉì mäi 09 2.1. Thûn tỉì -Nghëch tỉì 09 2.2. Vectå tỉì họa .11 2.2.1.Tỉì mäi l cháút “nghëch tỉì “ .11 2.2.2. Tỉì mäi l cháút “ thûn tỉì “ 14 3. Ngun nhán ca sỉû tỉì họa 14 III. NÅTRON - MÄÜT LOẢI HẢT TRUNG HA M KHÄNG THÁÛT SỈÛ TRUNG HA 17 1. Nhỉỵng dỉû âoạn vãư sỉû täưn tải hảt Nåtron 17 2. Lëch sỉí phạt hiãûn Nåtron .18 3. Máùu hảt nhán HAYDENBEC_IVANENCO 19 4. Tênh cháút ca Nåtron .20 5. Phn ỉïng hảt nhán do Nåtron gáy ra .21 6. Hảt Nåtron l hảt khäng tháût sỉû trung ha 23 IV. NÅTRINÄ .26 1. Ngưn gäúc hảt Nåtrinä 26 2. Sỉû täưn tải hảt Nåtrinä .27 V. ÂIRÀCV VÁÚN ÂÃƯ DỈÛ ÂOẠN MÄÙI HẢT ÂÃƯU CỌ PHN HẢT 28 1. Lëch sỉí phạt triãøn cạc hảt .28 2. Ta nọi thãm vãư hảt v phn hảt 29 3. Barion têch .30 4. Lepton têch .30 VI. NÅTRINÄ V PHN NÅTRINÄ L CẠC HẢT KHÄNG THÁÛT SỈÛ TRUNG HA 31 1. Phán biãût Nåtrinä v phn Nåtrinä 31 2. Cạc phẹp âäúi xỉïng .31 2.1. Âäúi xỉïng khäng gian 31 2.2. Phẹp âäúi xỉïng täø håüp (âäúi xỉïng CP) 31 3. Nåtrinä v thiãn vàn hc .32 4. Nåtrinä v thiãn vàn váût l 33 VII. CẠC HẢT THÁÛT SỈÛ TRUNG HA .34 1. Lỉåỵng tênh sọng hảt ca ạnh sạng .34 1.1. Ạnh sạng l sọng âiãûn tỉì .34 1.2. Hản chãú ca Maxwell vãư ạnh sạng .35 1.3. Tổồng taùc õióỷn tổỡ thọng qua haỷt trung gian truyóửn tổồng taùc.35 2. Thuyóỳt lổồỹng tổớ aùnh saùng - Einstein .37 3. Graviton .38 3.1. Lyù thuyóỳt vóử tổồng õọỳi hỏỳp dỏựn .38 3.2. Lổồỹng tổớ trổồỡng hỏỳp dỏựn 39 Phỏửn KT LUN 40 Taỡi lióỷu tham khaớo GVHD: Nguùn Qun Lûn vàn täút nghiãûp SVTH: Nguùn Thë Thụy Hàòng Trang 1 Pháưn MÅÍ ÂÁƯU ˜&™ 1. L DO CHN ÂÃƯ TI Thãú giåïi âỉåüc cáúu tảo tỉì cạc hảt "cå bn"; cọ hai loải: cạc hảt tham gia "thnh pháưn cáúu trục”; v cạc hảt tham gia "truưn tỉång tạc”. Hảt no cọ âiãûn têch q = 0 âỉåüc gi l hảt "trung ha”. Lục âáưu phán tỉí âỉåüc xem l hảt khäng phán chia âỉåüc nỉỵa m váùn giỉỵ ngun cạc tênh cháút váût l, họa hc ca váût thãø. Phán tỉí trung ha vãư âiãûn. Sau âọ ngỉåìi ta phạt hiãûn cạc hảt nh hån phán tỉí nhỉ: ngun tỉí, nåtron ( n 1 0 ), nåtrinä electron ( e ν 0 0 ). Cạc hảt ny cng âỉåüc xem l hảt trung ha. Lỉåüng tỉí truưn tỉång tạc âiãûn tỉì khäng chëu nh hỉåíng trỉåìng âiãûn tỉì l "phätän". Lỉåüng tỉí truưn tỉång tạc háúp dáùn l gravitän. Hai hảt cå bn ny cng trung ha vãư âiãûn. Tçm hiãøu hảt cå bn ráút cáưn thiãút trong váût l hiãûn âải. Âäưng thåìi, âãø dảy täút chỉång trçnh váût l phäø thäng, ta cng cáưn cạc kiãún thỉïc sáu sàõc vãư hảt cå bn. Do âọ, em â chn âãư ti lûn vàn "Cạc Hảt Trung Ha " Lûn vàn ny s lm r tải sao nhỉỵng hảt m ta tỉåíng lì trung ha nhỉng lải "khäng tháût sỉû trung ha”, v s trçnh by tênh cháút ca hai hảt, m cho âãún ngy nay, váùn âỉåüc xem l hảt "thỉûc sỉû trung ha” âọ l phätän )( γ 0 0 v gravitän )G( 0 0 Hiãøu sáu thãm cạc váún âãư ny åí hảt cå bn, ta s cọ nháûn âënh cng chênh xạc vãư thãú giåïi váût cháút m váût l hc xem l âäúi tỉåüng nghiãn cỉïu ca mçnh. 2. GIÅÏI HẢN CA ÂÃƯ TI L thuút vãư cạc hảt cå bn väún â phong phụ, näüi dung âãư ti ny chè phán têch r nhỉỵng hảt m chụng ta väún cho l trung ha nhỉ: phán tỉí, ngun tỉí, hảt nåtron, nåtrinä, phätän v gravitän âãø xem chụng cọ tháût sỉû trung ha hay khäng ? 3. MỦC ÂÊCH CA ÂÃ ƯTI Ø Nghiãn cỉïu phán tỉí, ngun tỉí trung ha. Ø Nghiãn cỉïu lëch sỉí phạt hiãûn hảt nåtron )n( 1 0 v cạc tênh cháút ca nọ, khàóng âënh tênh cháút trung ha ca hảt. Ø Nghiãn cỉïu lëch sỉí phạt hiãûn v cạc tênh cháút ca hảt nåtrinä. Ø Nọi thãm vãư hảt phätän )( γ 0 0 v gravitän )G( 0 0 l nhỉỵng hảt tháût sỉû trung ha. GVHD: Nguùn Qun Lûn vàn täút nghiãûp SVTH: Nguùn Thë Thụy Hàòng Trang 2 4. CẠC GI THUÚT CA ÂÃƯ TI Hảt trung ha l hảt khäng mang âiãûn têch, khäng chëu tỉång tạc âiãûn tỉì. Báút cỉï hảt no cng cọ phn hảt, âãø phán biãût âỉåüc hảt v phn hảt ta dỉûa vo cạc tênh cháút ca hảt âọ. Ø Nãúu khäng phán biãût âỉåüc hảt v phn hảt (hay hảt v phn hảt trng nhau) thç hảt âọ tháût sỉû trung ha. Ø Nãúu phán biãût âỉåüc hảt v phn hảt thç hảt âọ khäng tháût sỉû trung ha. 5. PHỈÅNG PHẠP V PHỈÅNG TIÃÛN THỈÛC HIÃÛN ÂÃƯ TI Ø Sỉu táưm sạch våỵ, ti liãûu cọ liãn quan. Ø Tçm hiãøu v nháûn âënh. 6. CẠC BỈÅÏC THỈÛC HIÃÛN ÂÃƯ TI Âãư ti âỉåüc thỉûc hiãûn trong thåìi gian 7 thạng (tỉì thạng 9 nàm 2002 âãún thạng 4 nàm 2003) v âỉåüc chia ra theo cạc mäúc thåìi gian nhỉ sau: - Tỉì 15/9/2002 âãún 15/10/2002: Xạc âënh nhiãûm vủ trng tám ca âãư ti, tçm cạc ti liãûu tham kho cọ liãn quan. - Tỉì 15/10/2002 âãún 15/11/2002: Tçm hiãøu så lỉåüc v nháûn âënh cạc ti liãûu liãn quan. - Tỉì 15/11/2002 âãún 15/3/2003: Trao âäøi våïi giạo viãn hỉåïng dáùn vãư näüi dung. - Tỉì 15/3/2003 âãún 15/4/2003: Viãút v sỉía chỉỵa hon chènh âãư ti. Chøn bë näüi dung cho bạo cạo täøng kãút âãư ti. 7. CẠC THÛT NGỈỴ QUAN TRNG ØHảt cå bn ØTỉì họa ØTrung ha ØThûn tỉì - Nghëch tỉì ØPhán tỉí ØDng âiãûn ngun täú ØNgun tỉí trung ha ØNåtron ØPhn hảt ØNåtrinä ØÂiãûn mäi ØPhätän ØTỉì mäi ØGravitän ØPhán cỉûc ØBariän têch ØLỉåỵng cỉûc tỉì ØLeptän têch GVHD: Nguyóựn Quyón Luỏỷn vn tọỳt nghióỷp SVTH: Nguyóựn Thở Thuùy Hũng Trang 3 Phỏửn NĩI DUNG ? & @ I. PHN Tặ TRUNG HOèA NHặNG KHNG THT Sặ TRUNG HOèA 1. Phỏn tổớ aợ mọỹt thồỡi ta xem: vỏỷt chỏỳt cỏỳu thaỡnh tổỡ caùc "phỏn tổớ", "phỏn tổớ" laỡ haỷt nhoớ nhỏỳt khọng thóứ phỏn chia õổồỹc nổợa maỡ vỏựn giổợ nguyón tờnh chỏỳt vỏỷt lyù vaỡ hoùa hoỹc cuớa vỏỷt thóứ. Phỏn tổớ khọng mang õióỷn nón õổồỹc xem laỡ haỷt "trung hoaỡ". Trung hoỡa laỡ khọng mang õióỷn tờch; khọng chởu tổồng taùc õióỷn tổỡ, khọng laỡ nguọửn saớn sinh trổồỡng õióỷn tổỡ. Phỏn tổớ coù thỏỷt sổỷ trung hoỡa khọng? Phỏn tổớ coù q= 0 cho nón mọi trổồỡng vỏỷt chỏỳt cỏỳu taỷo tổỡ phỏn tổớ nóỳu khọng coù gỗ õỷc bióỷt thỗ khọng chởu taùc duỷng cuớa lổỷc õióỷn, lổỷc tổỡ. Trong thổỷc tóỳ khọng phaới hoaỡn toaỡn nhổ vỏỷy. Coù nhổợng mọi trổồỡng vỏỷt chỏỳt õóứ vaỡo õióỷn trổồỡng thỗ noù trồ trồ; laỷi coù nhổợng mọi trổồỡng vỏỷt chỏỳt chởu aớnh hổồớng cuớa õióỷn trổồỡng. Ta goỹi caùc mọi trổồỡng õoù laỡ "õióỷn mọi". Vỏỷy "õióỷn mọi laỡ mọi trổồỡng vỏỷt chỏỳt chởu aớnh hổồớng cuớa õióỷn trổồỡng, coỡn mọi trổồỡng chởu aớnh hổồớng cuớa tổỡ trổồỡng goỹi laỡ "tổỡ mọi. "Phỏn tổớ trung hoỡa vóử õióỷn, nhổng "khọng thỏỷt sổỷ" trung hoỡa. Cho nón mọi trổồỡng cỏỳu taỷo tổỡ chuùng tổồớng khọng chởu tổồng taùc õióỷn tổỡ, nhổng thỏỷt ra caùc õióỷn mọi chởu aớnh hổồớng cuớa õióỷn trổồỡng ngoaỡi; ỏỳy goỹi laỡ hióỷn tổồỹng "phỏn cổỷc". Sồợ dộ phỏn tổớ khọng thỏỷt sổỷ trung hoỡa laỡ vỗ noù õổồỹc cỏỳu taỷo tổỡ caùc haỷt nhoớ hồn laỡ "nguyón tổớ". Ta nghộ rũng nguyón tổớớ trung hoỡa vóử õióỷn nhổng vóử phổồng dióỷn "tổỡ, nguyón tổớ coù thóứ coù vectồ mọmen tổỡ ( a m ), do noù õổồỹc cỏỳu thaỡnh tổỡ haỷt nhỏn vaỡ caùc electron (e-), õóửu laỡ caùc haỷt mang õióỷn tich vaỡ coù tham gia chuyóứn õọỹng trong loỡng nguyón tổớ. 2. Hióỷn tổồỹng phỏn cổỷc cuớa õióỷn mọi 2.1. Phỏn tổớ coù cổỷc hay khọng coù cổỷc? + A B Vỏỷt C GVHD: Nguyóựn Quyón Luỏỷn vn tọỳt nghióỷp SVTH: Nguyóựn Thở Thuùy Hũng Trang 4 óứ vỏỷt C mang õióỷn tờch dổồng laỷi gỏửn vỏỷt AB thỗ õỏửu A cuớa AB xuỏỳt hióỷn (mang) õióỷn tờch ỏm (-), õỏửu B xuỏỳt hióỷn õióỷn tờch dổồng (+). ỳy laỡ hióỷn tổồỹng "hổồớng ổùng" õióỷn. Ta lỏỳy mọỹt tỏỳm õióỷn mọi gọửm caùc phỏn tổớ. Thổỷc tóỳ, caùc phỏn tổớ coù thóứ chia laỡm hai loaỷi: Phỏn tổớ khọng coù cổỷc laỡ do caùc haỷt mang õióỷn tờch trong loỡng phỏn tổớ õổồỹc bọỳ trờ ồớ trong phỏn tổớ, sao cho khọỳi tỏm cuớa caùc õióỷn tờch dổồng (+) truỡng hoaỡn toaỡn khọỳi tỏm caùc õióỷn tờch ỏm (-). Vỗ thóỳ phỏn tổớ naỡy laỡ loaỷi phỏn tổớ khọng coù cổỷc. Nóỳu khọỳi tỏm cuớa caùc õióỷn tờch ỏm khọng truỡng vồùi khọỳi tỏm cuớa caùc õióỷn tờch dổồng thỗ phỏn tổớ naỡy coù cổỷc. Nóỳu õóứ õióỷn mọi trong õióỷn trổồỡng ngoaỡi 0 E thỗ õióỷn trổồỡng ngoaỡi taùc õọỹng lón caùc phỏn tổớ thọng qua lổỷc tộnh õióỷn: 0 *Eqf e = l phỏn tổớ khọng coù cổỷc, õióỷn trổồỡng ngoaỡi trổồùc tión taùch hai khọỳi tỏm ỏm, dổồng vọỳn truỡng nhau phaới rồỡi ra taỷo thaỡnh phỏn tổớ coù cổỷc Sau õoù, õióỷn trổồỡng ngoaỡi 0 E õọỳi vồùi phỏn tổớ õaợ coù cổỷc gỏy taùc duỷng thọng qua mọỹt " ngỏựu lổỷc " Ngỏựu lổỷc laỡm phỏn tổớ quay vóử vở thóỳ cỏn bũng bóửn, laỡ vở thóỳ maỡ mọmen ngỏựu lổỷc trióỷt tióu. [ ] 0 0 == EpN khi l Mọựi phỏn tổớ trong trổồỡng hồỹp naỡy taỷo thaỡnh mọỹt lổồợng cổỷc õióỷn õỷc trổng bũng vectồ mọmen lổồợng cổỷc õióỷn: + - : õỏy laỡ mọỹt lổồợng cổỷc õióỷn vồùi vectồ mọmen lổồợng cổỷc õióỷn laỡ: .qp = )( 0 qpEp = qp = - + e f + e f e f + e f = 0 E + e f + - e f 0 E GVHD: Nguùn Qun Lûn vàn täút nghiãûp SVTH: Nguùn Thë Thụy Hàòng Trang 5 Gi M ρ ∆ l vectå mämen lỉåỵng cỉûc âiãûn ca ton máùu váût: N: l säú phán tỉí cọ màût trong máùu váût Khi chỉa cọ âiãûn trỉåìng ngoi, do chuøn âäüng nhiãût häùn loản cạc vectå λ ρ ρ qp = âënh hỉåïng báút k nãn 0=∆M ρ l Âàût máùu váût vo âiãûn trỉåìng ngoi , mäùi i p ρ âãưu phi xoay hỉåïng theo , lục âọ KÃÚT LÛN: Khi âàût khäúi âiãûn mäi vo âiãûn trỉåìng ngoi thç phán tỉí s bë phán cỉûc d cho máùu ny âỉåüc cáúu tảo tỉì phán tỉí cọ cỉûc hay khäng cọ cỉûc. Phán tỉí cọ cỉûc âỉåüc xem l mäüt lỉåỵng cỉûc âiãûn, âàûc trỉng bàòng vectå mämen lỉåỵng cỉûc âiãûn: λ ρ ρ qp = (lỉåỵng cỉûc âiãûn l mäüt hãû hai âiãûn têch trại dáúu nàòm cạch nhau mäüt âoản λ ). Dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng ngoi mäùi lỉåỵng cỉûc âiãûn s bë xoay song song våïi phỉång âiãûn trỉåìng ngoi 0 E ρ hiãûn tỉåüng ny âỉåüc gi l hiãûn tỉåüng phán cỉûc.Váûy khi âàût phán tỉí trong âiãûn trqỉåìng ngoi thç phán tỉí cọ vectå mämen lỉåỵng cỉûc âiãûn nãn nọ chëu nh hỉåíng ca âiãûn trỉåìng ngoi, do âọ phán tỉí khäng tháût sỉû trung ha. 2.2. Xẹt sỉû phán cỉûc Sỉû phán cỉûc xy ra trong máùu cọ thãø âãưu hay khäng âãưu. Gi ∆V l thãø têch máùu váût (chỉïa N phán tỉí) a/ Nãúu phán cỉûc âãưu: Âàût V p V M P N i i ∆ = ∆ ∆ = ∑ =1 ρ ρ ρ : gi l vectå phán cỉûc âiãûn mäi, vectå ny â bë phán cỉûc trong âiãûn trỉåìng ngoi v p ρ nhỉ nhau tải mi âiãøm. b/ Âäúi våïi phán cỉûc khäng âãưu Gi p ρ l vectå phán cỉûc åí mäùi âiãøm khạc nhau trong máùu váût thç sỉû phán cỉûc xy ra cho ton máùu l: ∑ = =∆ N i i pM 1 ρ ρ 0 1 ≠ ∑ = N i i p ρ 0 0 ≠E ρ 0 E ρ 0 E ρ GVHD: Nguyóựn Quyón Luỏỷn vn tọỳt nghióỷp SVTH: Nguyóựn Thở Thuùy Hũng Trang 6 0 ' EE ' 0 EEE trong += ' E V p P N i i V = = 1 0 lim Do sổỷ phỏn cổỷc õoù maỡ trong loỡng chỏỳt õióỷn mọi õaợ bở phỏn cổỷc bồới õióỷn trổồỡng ngoaỡi. Ta coù E trong E 0 vaỡ E trong < E 0 Taỷi sao E trong laỷi nhoớ hồn E 0 ? l Ta taỷo õióỷn trổồỡng ngoaỡi bũng mọỹt tuỷ õióỷn phúng , i p hổồùng tổỡ (-) sang (+) l sỏu trong loỡng õióỷn mọi chọự naỡo coù õióỷn tờch dổồng (+) thỗ chọự õoù coù õióỷn tờch ỏm (-); chuùng khổớ nhau. ngoaỡi bỗa khọỳi õióỷn mọi saùt hai baớn cuớa tuỷ, mang õióỷn tờch (+) seợ coù mọỹt lồùp (-); vaỡ ồớ kóử baớn (-) xuỏỳt hióỷn lồùp õióỷn tờch (+). Caùc õióỷn tờch naỡy laỡ õióỷn tờch "lión kóỳt". Hóỷ thọỳng õióỷn tờch lión kóỳt taỷo ra mọỹt õióỷn trổồỡng phuỷ hổồùng tổỡ phờa õióỷn tờch (+) sang (-). hay E trong = E 0 - E ' E trong < E 0 + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - i p ' E 0 E 0 Ep i GVHD: Nguyóựn Quyón Luỏỷn vn tọỳt nghióỷp SVTH: Nguyóựn Thở Thuùy Hũng Trang 7 trong Ep 0 = KT LUN: ióỷn trổồỡng ngoaỡi gỏy hióỷn tổồỹng phỏn cổỷc cho õióỷn mọi vaỡ vectồ phỏn cổỷc : laỡ õọỹ caớm cuớa õióỷn mọi trong õióỷn trổồỡng ngoaỡi 0 E trong õióỷn tổỡ hoỹc õóứ mọ taớ õióỷn trổồỡng vóử phổồng dióỷn lổỷc thọng qua E vaỡ D . trongtrongtrongtrong EEEpED ED )1( 0000 +=+=+= = ỷt * 1 =+ : hóỷ sọỳ õióỷn mọi tổồng õọỳi trong mọi trổồỡng vỏỷt chỏỳt. : laỡ hóỷ sọỳ õióỷn mọi tuyóỷt õọỳi trong ED * 0 = (1) Theo hóỷ caùc phổồng trỗnh Maxxwell: ED = (2) [(1)^(2)] * 0 = 0 * = Vỏỷy hióỷn tổồỹng phỏn cổỷc õaợ chổùng toớ phỏn tổớ trung hoỡa hoùa ra "khọng thỏỷt sổỷ trung hoỡa". Caùc lỏỷp luỏỷn ồớ trón õaợ cn cổù vaỡo mọỹt khúng õởnh: vỏỷt trung hoỡa khọng chởu taùc duỷng cuớa lổỷc õióỷn tổỡ, maỡ ồớ õỏy laỡ lổỷc tộnh õióỷn. Phỏn tổớ õổồỹc cỏỳu thaỡnh tổỡ caùc nguyón tổớ, maỡ nguyón tổớ cuợng khọng mang õióỷn tờch. Nhổ vỏỷy nguyón tổớ coù thỏỷt sổỷ trung hoỡa khọng?