Hiện tượng phóng xạ * Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng ra những bức xạ và biến đổi thành hạt nhân khác * Những bức xạ đó gọi là tia phóng xạ, tia phóng xạ không nh[r]
(1)Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Dao động Dao động là chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân Dao động tuần hoàn là dao động mà sau khoảng thời gian gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Chu kỳ: là khoảng thời gian T vật thực dao đôạng điều hoà( đơn vị s) Tần số: Số lần dao f động giây ( đơn vị là Hz) Dao động điều hoà Dao động điều hòa là dao động đó li độ vật là hàm côsin (hay sin) thời gian Phương trình phương trình x=Acos(t+) thì: + x : li độ vật thời điểm t (tính từ VTCB) +A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao động cực đại ứng với cos(t+) =1 +(t+): Pha dao động (rad) + : pha ban đầu.(rad) + : Gọi là tần số góc dao động.(rad/s) - Chu kì (T): C1 : Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn T sau đó trạng thái dao động lặp lại cũ C2: chu kì dao động điều hòa là khoản thời gian vật thực dao động - Tần số (f) Tần số dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực giây f= T = ω 2π T= t/n n là số dao động toàn phần thời gian t - Tần số góc kí hiệu là đơn vị : rad/s Biểu thức : 2 T 2 f - Vận tốc v = x/ = -Asin(t + ), - vmax=A x = 0-Vật qua vị trí cân - vmin = x = A vị trí biên KL: vận tốc trễ pha / so với ly độ - Gia tốc a = v/ = -A2cos(t + )= -2x - |a|max=A2 x = A - vật biên - a = x = (VTCB) đó Fhl = - Gia tốc luôn hướng ngược dâu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng vị trí cân bằng) KL : Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ Con lắc lò xo a Cấu tạo + hòn bi có khối lượng m, gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể + lò xo có độ cứng k Phương trình dao động x = Acos(t+) * Đối với lắc lò xo T 2 m 2 k f 2 k m b Động lắc lò xo Wd Wđ= Đồ thị Wđ ứng với trường hợp = mv 2 2 mv = mA sin (t+) (1) 2 Lop12.net (2) c Thế lò xo Wt kx Wt= 2 kx = kA cos (t+) (2a) 2 Wt= 2 m A cos (t+) (2b) Thay k = 2m ta được: Đồ thị Wt ứng với trường hợp d Cơ lắc lò xo Sử bảo toàn W Wd Wt W 2 mv kx 2 kA m A2 = số 2 - lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Cơ lắc bảo toàn bở qua ma sát Con lắc đơn a Câu tạo và phương trình dao động gồm : + vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo đầu sợi dây + sợi dây mềm khụng dón có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể + Phương trình dao động s = Acos(t + ) Chu kỳ Q l T = 2π g Tần số : f= 1 T 2 M g l O b Động lắc lò xo Wd mv Wđ = 22 mv = mω s sin (ωt + φ) 2 c.Thế lắc đơn s s0 (1) Wt mgl (1 cos ) d lắc đơn W Wd Wt mv mgl (1 cos ) Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng a Dao động tắt dần Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian - Dao động tắt dần càng nhanh độ nhớt môi trường càng lớn b Dao động trì: - Nếu cung cấp thêm lượng cho vật dao động bù lại phần lượng tiêu hao ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng nó, đó vật dao động mải mải với chu kì chu kì dao động riêng nó, gọi là dao động trì c Dao động cưỡng Nếu tác dụng ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(t + ) lên hệ.lực này cung cấp lượng cho hệ để bù lại phần lượng mát ma sát Khi đó hệ gọi là dao động cưỡng Đặc điểm Dao động hệ là dao động điều hoà có tần số tần số ngoại lực, Biên độ dao động không đổi d Hiện tượng cộng hưởng Nếu tần số ngoại lực (f) với tần số riêng (f0) hệ dao động tự do, thì biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại Lop12.net (3) Tầm quan trọng tượng cộng hưởng : Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng lực nhỏ tác dụng lên hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn Tổng hợp dao động Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình là: M x1 = A1cos(t + 1), x2 = A2cos(t + 2) M2 Biên độ: A2 = A22 + A12+2A1A2cos(2 – 1) Pha ban đầu: A sin 1 A sin 2 tg A1 cos 1 A cos 2 O Ảnh hưởng độ lệch pha : Nếu: 2 – 1 = 2k A = Amax = A1+A2 M1 P2 P1 P x Nếu: 2 – 1 =(2k+1) A=Amin = A - A Nếu 2 – 1 = /2+k A = A12 + A 22 CHƯƠNG II : SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM CÁCĐỊNH NGHĨA: + Sóng là dao động lan truyền môi trường vật chất theo thơig gian + Khi sóng truyền có pha dao động các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân cố định + Sóng ngang là sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su + Sóng dọc là sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Ví dụ: sóng âm, sóng trên lò xo + Biên độ sóng A: là biên độ dao động phần tử vật chất môi trường có sóng truyền qua + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động phần tử vật chất môi trường sóng truyền qua + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo chu kỳ són : f = T + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trongmôi trường + Bước sóng :là quảng đường mà sóng truyền chu kỳ = vT = v f +Bước sóng là khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng dao động cùng pha với + Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là và hai điểm gần vuông pha cách , PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Nếu phương trình sóng O là uO =Aocos(t) thì phương trình sóng M trên phương truyền sóng là: uM = AMcos((t - t) Hay uM =AMcos (t - 2 OM Nếu bỏ qua mát lượng quá trình truyền sóng thì biên độ sóng A và M t x (Ao = AM = A) Thì : uM =Acos 2( ) T ) y x O M N Phương trình sóng M trên phương truyền sóng là: uN = ANcos((t - t) Hay uN =ANcos (t - 2 Lop12.net ON ) (4) Nếu bỏ qua mát lượng quá trình truyền sóng thì biên độ sóng A và M nhau(Ao = AM = AN =A) Thì : uN =Acos( t 2 y ) Độ lệch pha hai điểm M và N là: 2 d đó: d= y-x GIAO THOA SÓNG * Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa sóng kết hợp + Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp + Hai sóng có cùng tần số, cùng pha có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp + Giao thoa là tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp không gian, đó có chổ cố định mà biên độ sóng tăng cường bị giảm bớt *Lý thuyết giao thoa: +Giả sử S1 và S2 là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng uS1 =uS2 = Acos 2t và cùng truyến đến điểm M T ( với S1M = d1 và S2M = d2 ) Gọi v là tốc độ truyền sóng Phương trình dao động M S1 và S2 truyền đến M là: d1 d2 u1M = Acos (t 2 d1 ) u2M = Acos (t 2 d2 ) +Phương trình dao động M: uM = u1M + u2M = 2Acos S1 S2 (d d1 ) t d d2 cos 2 ( ) T 2 Dao động phần tử M là dao động điều hoà cùng chu kỳ với hai nguồn và có biên độ: AM = 2Acos (d1 d ) (d d1 ) và M + Khi hai sóng kết hợp gặp nhau: -Tại chổ chúng cùng pha, chúng tăng cường nhau, biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại: VỊ TRÍ CÁC CỰC ĐẠI GIAO THOA(Gợn lồi): Những chổ mà hiệu đường số nguyên lần bước sóng: d1 – d2 = k ;( k = 0, 1, , ) dao động môi trường đây là mạnh -Tại chổ chúng ngược pha, chúng triệt tiêu nhau, biên độ dao động tổng hợp có giá trị cực tiểu: VỊ TRÍ CÁC CỰC TIỂU GIAO THOA(Gợn lõm) : Những chổ mà hiệu đường số lẻ bước sóng: d1 – d2 = (2k + 1) , ;( k = 0, 1, , ) dao động môi trường đây là yếu -Tại điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian *Điều kiện giao thoa: -Dao động cùng phương , cùng chu kỳ hay tần số -Có hiệu số pha không đổi theo thời gian 4.SÓNG DỪNG + Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trưởng hợp xuất các nút và các bụng + Sóng dừng có là giao thoa sóng tới và sóng phản xạ cùng phát từ nguồn + Điều kiện để có sóng dừng -Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài sợi dây phải số nguyên lần bước sóng l = k -Để có sóng dừng trên sợi dây với đầu là nút đầu là bụng (một đầu cố định, đầu dao động) thì chiều dài sợi dây phải số lẻ bước sóng l = (2k + 1) 4 + Đặc điểm sóng dừng -Biên độ dao động phần tử vật chất điểm không đổi theo thời gian -Khoảng cách nút bụng liền kề là -Khoảng cách nút và bụng liền kề là + Xác định bước sóng, tốc độ truyền sóng nhờ sóng dừng: -Khoảng cách hai nút sóng là -Tốc độ truyền sóng: v = f = T SÓNG ÂM Lop12.net (5) * Sóng âm: Sóng âm là sóng truyền môi trường khí, lỏng, rắn Tần số của sóng âm là tần số âm *Nguồn âm: Một vật dao động tạo phát âm là nguồn âm *Âm nghe , hạ âm, siêu âm +Âm nghe được(âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây cảm giác âm tai người +Hạ âm : Những sóng học tần số nhỏ 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe +siêu âm :Những sóng học tần số lớn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe +Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm là sóng học lan truyền môi trường vật chất chúng có tần số khác và tai người cảm thụ âm không cảm thụ sóng hạ âm và sóng siêu âm +Nhạc âm có tần số xác định * Môi trường truyền âm Sóng âm truyền ba môi trường rắn, lỏng và khí không truyền chân không Các vật liệu bông, nhung, xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng dùng làm vật liệu cách âm *Tốc độ truyền âm: Sóng âm truyền môi trường với tốc độ xác định -Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ môi trường và nhiệt độ môi trường -Nói chung tốc độ âm chất rắn lớn chất lỏng và chất lỏng lớn chất khí -Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng sóng âm thay đổi còn tần số âm thì không thay đổi * Các đặc trưng vật lý âm -Tần số âm: Tần số của sóng âm là tần số âm -Cường độ âm : I điểm là đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phuơng truyền sóng đơn vị thời gian Đơn vị cường độ âm là W/m2 -Mức Cường độ âm : Mức cường độ âm L là lôga thập phân thương số cường độ âm I và cường độ âm chuẩn Io: L(B) = lg I I L(dB) = 10lg Io Io +Đơn vị mức cường độ âm là ben (B), thực tế thường dùng ước số ben là đềxiben (dB):1B = 10dB -Âm và hoạ âm : Sóng âm người hay nhạc cụ phát là tổng hợp nhiều sóng âm phát cùng lúc Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, … Âm có tần số f gọi là hoạ âm bản, các âm có tần số 2f, 3f, … gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, … Tập hợp các hoạ âm tạo thành phổ nhạc âm nói trên -Đồ thị dao động âm : cùng nhạc âm (như âm la chẳng hạn) các nhạc cụ khác phát thì hoàn toàn khác * Các đặc tính sinh lý âm + Độ cao âm: phụ vào tần số âm Âm cao (hoặc thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ + Độ to âm: gắn liền với đặc trưng vật lý mức cường độ âm + Âm sắc: Giúp ta phân biệt âm các nguồn khác phát Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm CHƯƠNH III : ĐIỆN XOAY CHIỀU Các biểu thức u – i + Biểu thức suất điện động xoay chiều :e = E0 cos( t + e ) + Biểu thức cường độ dòng điện : i = I0 cos( t + i ) (A) Với I0 là cường độ dòng điện cực đại, và là tần số góc, i là pha ban đầu + Biểu thức hiệu điện : u = U0 cos( t + u ) (A) Với U0 là hiệu điện cực đại, và là tần số góc, u là pha ban L C R đầu + Các giá trị hiệu dụng : U= U0 và I= I0 A 2 2 f ; T - Cảm kháng: Z L .L ; Dung kháng Z C ur ur U L UC C O - Tổng trở mạch : Z ( R r ) ( Z L Z C ) ; - Hiệu điện hiệu dụng: U (U R U r ) (U L U C ) N ur UL + Xét đoạn ,mạch R, L , C nối tiếp: - Tần số góc: M Lop12.net B ur U ur UR i ur UC (6) U UR UL Ur UC Z R ZL r ZC Z ZC - Độ lệch pha u – i: tan L (trong đó u i ) Rr - Định luật ôm: I M¹ch chØ cã R M¹ch chØ cã L - Tổng trở mạch : Z R R - Hiệu điện hiệu dụng: - Tổng trở mạch : Z Z L .L ; - Hiệu điện hiệu dụng: U U R I R - Định luật ôm: U I R R - Độ lệch pha u – i: u i tan 0 R tan Z L ZC Rr M¹ch chØ cã R-L - Tổng trở mạch : Z ( R r )2 Z L ; U U L I Z L U - Định luật ôm: I L ZL - Độ lệch pha u – i: u i Z tan L Z ZC tan L Rr - Tổng trở mạch : Z U UR UL Ur Z R ZL r - Độ lệch pha u – i: Z tan L (trong đó Rr u i ) U U C I Z C - Định luật ôm: I U UR UC Z R ZC - Độ lệch pha u – i: tan I UC ZC - Độ lệch pha u – i: u i tan ZC Z ZC tan L Rr M¹ch chØ cã L-C - Tổng trở mạch : Z r (Z L ZC )2 ; - Hiệu điện hiệu dụng: U U R UC - Định luật ôm: ; C - Hiệu điện hiệu dụng: R ZC ; - Hiệu điện hiệu dụng: U (U R U r ) U L I Z ZC M¹ch chØ cã R-C - Hiệu điện hiệu dụng: - Định luật ôm: M¹ch chØ cã C - Tổng trở mạch : ZC (trong đó R u i ) U U r (U L U C ) - Định luật ôm: I U UL Ur UC Z ZL r ZC - Độ lệch pha u – i: Z L ZC (trong đó r u i ) tan Một số chú ý làm bài tập viết phương trình hiêu điện hay cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch RLC + Khi biết biểu thức dòng điện, viết biểu thức hiệu điện ta làm sau: Tìm tổng trở mạch Tìm giá trị cực đại U0 = I0.Z Tìm pha ban đầu hiệu điện thế, dựa vào các công thức:Độ lệch pha u – i: tan Z L ZC và u i Rr + Khi biết biểu thức dòng điện, viết biểu thức hiệu điện ta làm sau: Tìm tổng trở mạch Tìm giá trị cực đại I0 = U0/Z Tìm pha ban đầu cường độ dòng điện , dựa vào các công thức: tan Z L ZC và u i Rr + Cường độ dòng điện mạch mắc nối tiếp là điểm nên ta có: I U UR UL Ur UC Z R ZL r ZC + Số ampe kế, và vôn kế cho biết giá trị hiệu dụng hiệu điện và cường độ dòng điện + Nếu các điện trở ghép thành ta có: Ghép nối tiếp các điện trở Ghép song song các điện trở R R1 R2 Rn Ta nhận thấy điện trở tương đương mạch đó lớn điện trở thành phần Nghĩa là : Rb > R1, Lop12.net 1 1 R R1 R2 Rn Ta nhận thấy điện trở tương đương mạch (7) R2… đó nhỏ điện trở thành phần Nghĩa là : Rb < R1, R2 Ghép song song các tụ điện Ghép nối tiếp các tụ điện 1 1 C C1 C2 Cn C C1 C2 Cn Ta nhận thấy điện dung tương đương mạch đó nhỏ điện dung các tụ thành phần Nghĩa là : Cb < C1, C2… Ta nhận thấy điện dung tương đương mạch đó lớn điện dung các tụ thành phần Nghĩa là : Cb > C1, C2… Hiện tượng cộng hưởng điện + Khi có tượng cộng hưởng điện ta có: I = I max = U/R mạch có ZL = ZC hay 2LC = 1, hiệu điện luôn cùng pha với dòng điện mạch, UL = UC và U=UR; hệ số công suất cos =1 3.C«ng suÊt cña ®o¹n m¹ch xoay chiÒu + C«ng thøc tÝnh c«ng suÊt tøc thêi cña m¹ch ®iÖn xoay chiÒu: p =u.i = U0 I0 cos t cos( t+ ) Víi U0 = U ; I0 = I ta cã : p = UIcos + UIcos(2 t+ ) + C«ng thøc tÝnh c«ng suÊt trung b×nh : p UIcos + UIcos(2 t+ ) UIcos UIcos(2 t+ ) L¹i cã: UIcos(2 t+ ) nªn p UIcos + UIcos(2 t+ ) UIcos UIcos VËy: L,C, =const, R thay đổi Pmax = U U R Z L ZC Khi : R Z L Z C Dạng đồ thị sau: P Cos = R Phô thuéc vµo R, L, C vµ f Z Công suất dòng điện xoay chiều R,C, =const, Lthay đổi R,L, =const, C thay đổi U2 U2 Pmax = Pmax = R R 1 Khi : Z L Z C L Khi : Z L Z C C C L Dạng đồ thị sau: Dạng đồ thị sau: Pmax Pmax p=UIcos P Pmax R,L,C,=const, f thay đổi U2 Pmax = R Khi : Z L Z C f 2 LC Dạng đồ thị sau: P Pmax P P<Pmax O R1 R0 R2 R O L0 L O C0 C O f0 f M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu: a Nguyên tác hoạt động: Dựa trên tượng cảm ứng điện từ : Khi từ thông qua vòng dây biến thiên điều hoà, vòng dây xuất suất điện động xoay chiều cos t đó: BS là từ thông cực đại e N ' N sin t N cos(t ) Đặt E0 = NBS là giá trị cực đại suất điện động b M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu mét pha Gåm cã hai phÇn chÝnh: + Phần cảm : Là nam châm điện nam châm vĩnh cửu.Phần cảm tạo từ trường + Phần ứng: Là cuộn dây, xuất suất điện động cảm ứng máy hoạt động Tạo dòng điện + Một hai phần này có thể đứng yên là phận chuyển động + Bộ phận đứng yên gọi là Stato, phận chuyển động gọi là Rôto c M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu ba pha + Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều môt pha có cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha đôi là 2 + Gåm: Stato: Lµ hÖ thèng gåm ba cuén d©y riªng rÏ, hoµn toµn gièng quÊn trªn ba lâi s¾t lÖch 1200 trªn mét vßng trßn R«to lµ mét nam ch©m ®iÖn M¸y biÕn ¸p- truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa: Lop12.net (8) a C«ng thøc cña MBA: N1 U1 I E1 N U I1 E2 p2 (U cos ) CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ b Hao phÝ truyÒn t¶i: p I R R Mạch dao động Cấu tạo: Gồm tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm thành mạch kín - Nếu r nhỏ ( 0): mạch dao động lí tưởng C L Nguyên tắc hoạt động: tích điện cho tụ điện cho nó phóng điện tạo dòng điện xoay chiều mạch Định nghĩa dao động điện từ tự - Sự biến thiên điều hoà theo thời gian điện tích q tụ điện và cường độ dòng điện (hoặc cường r r độ điện trường E và cảm ứng từ B ) mạch dao động gọi là dao động điện từ tự - Sự biến thiên điện tích trên bản: với q = q0cos(t + ) LC - Phương trình dòng điện mạch: i q ' I cos(t ) (với I0 = q0) - Chu kì dao động riêng T 2 LC - Tần số dao động riêng f 2 LC Năng lượng điện từ: - Tổng lượng điện trường tức thời tụ điện và lượng từ trường tức thời cuộn cảm mạch dao động gọi là lượng điện từ Điện từ trường a Điện trường xoáy và từ trường xoáy Điện trường xoáy Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy Từ trường xoáy Nếu nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì nơi đó xuất từ trường Đường sức từ trường khép kín từ trường xoáy Dòng điện dẫn - Dòng điện chạy dây dẫn gọi là dòng điện dẫn Dòng điện dịch - Phần dòng điện chạy qua tụ điện gọi là dòng điện dịch b.Điện từ trường - Là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên c Sóng điện từ - Sóng điện từ chính là từ trường lan truyền không gian Đặc điểm sóng điện từ + Sóng điện từ lan truyền không với tốc độ lớn c 3.108m/s r r chân r + Sóng điện từ là sóng ngang: E B c + Trong sóng điện từ thì dao động điện trường và từ trường điểm luôn luôn đồng pha với + Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách hai môi trường thì nó bị phản xạ và khúc xạ ánh sáng + Sóng điện từ mang lượng Lop12.net (9) + Sóng điện từ có bước sóng từ vài m vài km dùng thông tin liên lạc vô tuyến gọi là sóng vô tuyến: - Sóng cực ngắn - Sóng ngắn - Sóng trung - Sóng dài Sự truyền sóng vô tuyến khí Các dải sóng vô tuyến - Không khí hấp thụ mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn - Không khí hấp thụ mạnh các sóng ngắn Tuy nhiên, số vùng tương đối hẹp, các sóng có bước sóng ngắn không bị hấp thụ Các vùng này gọi là các dải sóng vô tuyến Sự phản xạ sóng ngắn trên tầng điện li - Sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li trên mặt đất và mặt nước biển ánh sáng b Nguyên tắc thông tin liên lạc sóng vô tuyến +Phải dùng các sóng vô tuyến có bước sóng ngắn nằm vùng các dải sóng vô tuyến - Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là các sóng mang +Phải biến điệu các sóng mang - Dùng micrô để biến dao động âm thành dao động điện: sóng âm tần - Dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang: biến điện sóng điện từ +Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần khỏi sóng cao tần để đưa loa +Khi tín hiệu thu có cường độ nhỏ, ta phải khuyếch đại chúng các mạch khuyếch đại 5 Sơ đồ máy phát Sơ đồ máy thu CHƯƠNG V : SÓNG ÁNH SÁNG Tán sắc ánh sáng , nhiễu xạ a Sự tán sắc - Sự tán sắc ánh sáng: là phân tách chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc - Tia đơn sắc: ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc truyền qua lăng kính Giải thích tượng tán sắc - Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím - Chiết suất thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím - Sự tán sắc ánh sáng là phân tách chùm ánh sáng phức tạp thành c chùm sáng đơn sắc b Nhiễu xạ - Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi là tượng nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng Hiện tượng giao thoa ánh sáng Hiện tượng giao thoa ánh sáng là tượng vùng hai chùm sáng gặp xuất vạch sáng, vạch tối xen kẻ - Giải thích: Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp trên M đã giao thoa với nhau: + Hai sóng gặp tăng cường lẫn vân sáng + Hai sóng gặp triệt tiêu lẫn vân tối - Hiệu đường ax d d1 D + Vị trí các vân sáng: d2 – d1 = k Lop12.net (10) xk k + Vị trí các vân tối: d2 – d1 = (k + D a ) D x k ' (k ) a + Khoảng vân: là khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp D i a Tại O là vân sáng bậc xạ: vân chính hay vân trung tâm, hay vân số + Bước sóng ia D Các loại quang phổ * Chiết suất môi trường và bước sóng ánh sáng + Chiết suất môi trường suốt định các ánh sáng đơn sắc khác phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng đó + Chiết suất môi trường suốt định các ánh sáng có bước sóng dài thì nhỏ chiết suất môi trường đó ánh sáng có bước sóng ngắn + Sự phụ thuộc chiết suất môi trường vào bước sóng ánh sáng là nguyên nhân chủ yếu tượng tán sắc ánh sáng * Máy quang phổ Máy quang phổ là dụng cụ phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành thành phần đơn sắc khác Máy dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo chùm sáng phức tạp nguồn phát Máy quang phổ sử dụng lăng kính hoạt động dựa trên tượng tán sắc ánh sáng * Quang phổ liên tục + Quang phổ liên tục là quang phổ gồm dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím + Nguồn phát: các vật rắn, lỏng khối khí có tỉ khối lớn bị nung nóng phát quang phổ liên tục + Đặc điểm: không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng Nhiệt độ càng cao, miền phát sáng vật càng mở rộng phía ánh sáng có bước sóng ngắn + Ứng dụng: xác định nhiệt độ vật phát sáng, đặc biệt là vật xa Mặt Trời, các ngôi sao, * Quang phổ vạch phát xạ + Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ có dạng vạch màu riêng rẽ nằm trên tối + Nguồn phát : Khí hay áp suất thấp bị kích thích cách đốt nóng tia lửa điện phát quang phổ vạch + Đặc điểm : Quang phổ vạch phát xạ các nguyên tố khác thì khác số lượng vạch, vị trí các vạch, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối các vạch đó Mỗi nguyên tố hoá học trạng thái khí hay nóng sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó + Ứng dụng : Nhận biết có mặt các nguyên tố hoá học có các hỗn hợp hay hợp chất * Quang phổ vạch hấp thụ + Quang phổ vạch hấp thụ là quang phổ có dạng vạch tối nằm riêng rẽ trên quang phổ liên tục + Cách tạo : Tạo quang phổ liên tục nhờ nguồn phát ánh sáng trắng đặt trước khe máy quang phổ Đặt trên đường chùm ánh sáng trắng đèn nguyên tố nào đó nung nóng Khi trên quang phổ liên tục xuất các vạch tối đúng vị trí các vạch màu quang phổ phát xạ nguyên tố đó Điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ đám gây quang phổ hấp thụ phải thấp nhiệt độ nguồn phát ánh sáng trắng Ở nhiệt độ định, đám có khả phát ánh sáng đơn sắc nào thì nó có khả hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó + Ứng dụng : Nhận biết có mặt các nguyên tố hoá học có các hỗn hợp hay hợp chất * Phép phân tích quang phổ + Phép phân tích quang phổ là phép xác định thành phần cấu tạo và nồng độ của các chất có mẫu cần phân tích dựa vào việc nghiên cứu quang phổ, dựa vào quang phổ vật phát sáng để xác định nhiệt độ vật + Tiện lợi - Phép phân tích định tính thì đơn giản và cho kết nhanh phép phân tích hóa học Lop12.net 10 (11) - Phép phân tích định lượng thì nhạy, có thể phát nồng độ dù nhỏ chất nào đó có mẫu - Có thể xác định thành phần cấu tạo và nhiệt độ vật xa không tới Mặt Trời và các ngôi 4.Tia hồng ngoại tia tử ngoại * Tia hồng ngoại + Tia hồng ngoại là xạ không nhìn thấy có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng đỏ (0,75mm < l) Tia hồng ngoại có chất là sóng điện từ (có bước sóng từ 7,5.10-7m đến 10-3m) + Nguồn phát: các vật có nhiệt độ cao nhiệt độ môi trường phát tia hồng ngoại Trong ánh sáng Mặt Trời có khoảng 50% lượng thuộc vùng hồng ngoại Nguồn phát tia hồng ngoại thường dùng là các bóng đèn có dây tóc vonfram nóng sáng có công suất từ 250W đến 1000W + Tính chất, tác dụng - Tác dụng bật tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt - Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại - Bị nước, khí CO2 hấp thụ mạnh + Công dụng Dùng tia hồng ngoại để sấy khô, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại * Tia tử ngoại + Tia tử ngoại là xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn bước sóng ánh sáng tím (l < 0,40mm) Tia tử ngoại có chất là sóng điện từ (có bước sóng từ 10-9m đến 4.10-7m) + Nguồn phát: vật bị nung nóng đến nhiệt độ trên 3000oC phát lượng đáng kể tia tử ngoại Mặt Trời, hồ quang điện, đèn cao áp thuỷ ngân là nguồn phát tia tử ngoại + Tính chất, tác dụng - Bị nước, thuỷ tinh, … hấp thụ mạnh - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Có thể làm số chất phát quang - Có tác dụng ion hoá không khí - Có tác dụng gây số phản ứng quang hoá, quang hợp - Có số tác dụng sinh học + Công dụng - Phát vết nứt nhỏ, vết xước trên bề mặt sản phẩm tiện - Chữa bệnh còi xương, diệt khuẩn, diệt nấm mốc - Sử dụng phân tích quang phổ tia rơngen thang sóng điện từ * Cách tạo tia Rơnghen + Nguyên tắc tạo tia Rơnghen Cho chùm electron chuyển động với vt lớn đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn + Ống Rơnghen: là ống tia catốt có lắp thêm điện cực kim loại có nguyên tử lượng lớn và khó nóng chảy gọi là đối âm cực Cực này nối với anốt Hiệu điện hai cực khoảng vài vạn vôn, áp suất ống khoảng 10-3 mmHg * Bản chất, tính chất và công dụng + Bản chất tia Rơnghen là sóng điện từ có bước sóng ngắn bước sóng tia tử ngoại Bước sóng tia Rơnghen từ 10-12m (tia Rơnghen cứng) đến 10-8m (tia Rơnghen mềm) + Tính chất và công dụng - Có khã đâm xuyên mạnh nên dùng để chiếu điện, chụp điện, dò các lổ hỏng, các khuyết tật bên sản phẩm đúc - Bị lớp chì (kim loại nặng) vài mm cản lại nên thường dùng chì làm màn chắn bảo vệ kỹ thuật Rơnghen - Tác dụng mạnh lên kính ảnh nên dùng để chụp điện - Làm phát quang số chất nên dùng để quan sát màn hình việc chiếu điện - Có khả iôn hóa các chất khí Tính chất này ứng dụng để làm các máy đo liều lượng Rơnghen - Có tác dụng sinh lí Nó có thể hủy hoại tế bào, giết vi khuẫn nên dùng để chữa các ung thư cạn gần ngoài da * Trong y học dùng tia Rơnghen để chụp điện (chụp X quang) thường dùng tia Rơnghen cứng Các tia Rơnghen cứng (có bước sóng từ 10-12m đến 10-10m) có khả đâm xuyên mạnh các tia Rơnghen mềm (có bước sóng từ 10-10m đến 10-8m) Tia Rơnghen cứng đâm xuyên mạnh nên ít bị thể hấp thụ còn tia Rơnghen mềm vì đâm xuyên yếu nên bị thể hấp thụ nhiều Khi tia Rơnghen bị hấp thụ, nó gây số tác dụng không có lợi cho thể tác dụng nhiệt làm nóng, tác dụng sinh lí huỷ hoại tế bào … * Thang sóng điện từ + Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia gamma có cùng chất là sóng điện từ + Các tia có bước sóng càng ngắn thì có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ iôn hóa chất khí Lop12.net 11 (12) + Các tia có bước sóng càng dài, ta càng dễ quan sát tượng giao thoa chúng CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Hiện tượng quang điện ngoài, thuyết lượng tử a Hiện tượng quang điện - Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron khỏi mặt kim loại gọi là tượng quang điện (ngoài) + Định luật giới hạn quang điện - Định luật: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hay giới hạn quang điện 0 kim loại đó, gây tượng quang điện 0 - Giới hạn quang điện kim loại là đặc trưng riêng cho kim loại đó b Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết Plăng - Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hf; đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; còn h là số hf -34 h gọi là số Plăng: h = 6,625.10 J.s Thuyết lượng tử ánh sáng a Ánh sáng tạo thành các hạt gọi là phôtôn b Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf c Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng d Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát hay hấp thụ phôtôn Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng - Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền toàn lượng nó cho êlectron - Công để “thắng” lực liên kết gọi là công thoát (A) - Để tượng quang điện xảy ra: c hc hf A hay h A , A hc Đặt 0 0 A Hiện tượngquang điện bên Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống bán dẫn, tác dụng ánh sáng thích hợp, gọi là tượng quang điện a Hiện tượng quang dẫn Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện bán dẫn có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là tượng quang dẫn Trong tượng quang dẫn, ánh sáng kích thích giải phóng các electron liên kết thành electron chuyển động tự khối bán dẫn Mặt khác electron bị bứt lại tạo lổ trống tích điện dương tham gia quá trình dẫn điện Do đó chất bán dẫn bị chiếu sáng ánh sáng thích hợp trở thành dẫn điện tốt b Quang điện trở Quang điện trở chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện Đó là bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào nó thay đổi c Pin quang điện Pin quang điện là nguồn điện đó quang biến đổi trực tiếp thành điện Hoạt động pin dựa trên tượng quang điện bên số chất bán dẫn đồng ôxit, sêlen, silic, … Suất điện động pin thường có giá trị từ 0,5V đến 0,8V 3.Hiện tượng quang phát quang, sơ lược laze a Sự phát quang + Có số chất hấp thụ lượng dạng nào đó, thì có khả phát các xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng đó gọi là phát quang + Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho nó + Sau ngừng kích thích, phát quang số chất còn tiếp tục kéo dài thêm thời gian nào đó, ngừng hẵn Khoảng thời gian từ lúc ngừng kích thích lúc ngừng phát quang gọi là thời gian phát quang Lop12.net 12 (13) * Lân quang và huỳnh quang + Sự huỳnh quang là phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s) Nghĩa là ánh sáng phát quang tắt sau tắt ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất lỏng và chất khí + Sự lân quang là phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-8s trở lên); nó thường xảy với chất rắn Các chất rắn phát quang loại này gọi là chất lân quang * Ứng dụng tượng phát quang Sử dụng các đèn ống để thắp sáng, các màn hình dao động kí điện tử, tivi, máy tính, sử dụng sơn phát quang quét trên các biển báo giao thông b Sơ lược laze Laze là nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng Một vài ứng dụng laze - Y học: dao mổ, chữa bệnh ngoài da… - Thông tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin cáp quang… - Công nghiệp: khoan, cắt - Trắc địa: đo khoảng cách, ngắm đường thẳng… - Trong các đầu đọc CD, bút bảng… Mẫu nguyên tử Bo * Mẫu nguyên tử Bo Tiên đề trạng thái dừng Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ Bình thường, nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi là trạng thái Khi hấp thụ lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích Thời gian nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (chỉ cỡ 10-8s) Sau đó nguyên tử chuyển trạng thái dừng có lượng thấp và cuối cùng trạng thái Trong các trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng Biểu thức xác định bán kính nguyên tưt Hiđrô rn = n2r0, với n là số nguyên và r0 = 5,3.10-11m, gọi là bán kính Bo Tiên đề xạ và hấp thụ lượng nguyên tử Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ thì nguyên tử phát phôtôn có lượng: e = hfnm = En - Em Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phôtôn có lượng hf đúng hiệu En - Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có lượng En lớn 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 quãy đạo dừng có bán kính rn và ngược lại b Quang phổ vạch nguyên tử hidrô + Quang phổ vạch phát xạ nguyên tử hidrô xếp thành các dãy khác nhau: - Trong miền tử ngoại có dãy, gọi là dãy Lyman - Dãy thứ hai, gọi là dãy Banme gồm có các vạch nằm vùng tử ngoại và vạch nằm vùng ánh sáng nhìn thấy là: vạch đỏ Ha (la = 0,6563mm), vạch lam Hb (lb = 0,4861mm), vạch chàm Hg (lg = 0,4340mm), vạch tím Hd (ld = 0,4102mm) - Trong miền hồng ngoại có dãy, gọi là dãy Pasen + Mẫu nguyên tử Bo giải thích cấu trúc quang phổ vạch hydrô định tính lẫn định lượng - Dãy Lyman tạo thành electron chuyển từ các quỹ đạo phía ngoài quỹ đạo K - Dãy Banme tạo thành electron chuyển từ các quỹ đạo phía ngoài quỹ đạo L - Dãy Pasen tạo thành electron chuyển từ các quỹ đạo phía ngoài quỹ đạo M CHƯƠNG VII:HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu tạo nguyên tử, khối lượng hạt nhân: a Cấu tạo nguyên tử * Hạt nhân có kích thước nhỏ (khoảng 10-4 m đến 10-15 m) cấu tạo từ các hạt nhỏ gọi là nuclon * Có loại nuclon: - Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố +e; Nơtron: ký hiệu n, không mang điện tích * Nếu nguyên tố có số thứ tự Z bảng tuần hoàn Mendeleev (Z gọi là nguyên tử số) thì nguyên tử nó có Z electron vỏ ngoài hạt nhân nguyên tử chứa Z proton và N nơtron Lop12.net 13 (14) * Vỏ electron có điện tích -Ze ; Hạt nhân có điện tích +Ze Nguyên tử điều kiện bình thường là trung hòa điện * Số nuclon hạt nhân là: A = Z + N A: gọi là khối lượng số số khối lượng nguyên tử * Ví dụ: - Nguyên tử Hydro: có Z = 1, có 1e- vỏ ngoài hạt nhân có proton và không có nơtron, số khối A=1 - Nguyên tử Carbon có Z = 6, có 6e- vỏ ngoài, hạt nhân có proton và nơtron, số khối A=Z+N=12 - Nguyên tử natri có Z = 11, có 11e- vỏ ngoài, hạt nhân có chứa 11 proton và 12 nơtron Số khối: A = Z + N = 11 + 12 = 23 + Kí hiệu hạt nhân - Hạt nhân nguyên tố X kí hiệu: ZA X - Kí hiệu này dùng cho các hạt sơ cấp: 11 p , 01n , 10 e + Đồng vị: * Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton Z có số nơtron N khác gọi là đồng vị H , H , 3H Ví dụ: - Hydro có đồng vị: 1 * Các đồng vị có cùng số electron nên chúng có cùng tính chất hóa học b Khối lượng hạt nhân + Đơn vị * Đơn vị khối lượng nguyên tử (ký hiệu là u) 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị các bon 12 đó đôi đơn vị này còn gọi là đơn vị carbon (C), 1u = 1,66055.10 – 27(kg) +.Khối lượng và lượng hạt nhân Năng lượng E = mc2 c: vận tốc ánh sáng chân không (c = 3.108m/s) 1uc2 = 931,5MeV 1u = 931,5MeV/c2 MeV/c2 coi là đơn vị khối lượng hạt nhân - Chú ý quan trọng: + Một vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ thì chuyển động với vận tốc v, khối lượng tăng lên thành m với m0 m v2 1 c Trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động + Năng lượng toàn phần: m0 c 2 E mc v2 1 c Trong đó: E0 = m0c gọi là lượng nghỉ E – E0 = (m - m0)c2 chính là động vật Lực hạt nhân: a Lực hạt nhân * Mặc dù hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các hạt mang điện cùng dấu không mang điện lại khá bền vững * Do đó lực liên kết chúng có chất khác với lực điện(là lực hút mạnh) Lực liên kết này gọi là lực hạt nhân Bán kính tác dụng lực hạt nhân nhỏ kích thước hạt nhân b.Năng lượng liên kết hạt nhân + Độ hụt khối - Khối lượng hạt nhân luôn luôn nhỏ tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó - Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối hạt nhân, kí hiệu m m = Zmp + (A – Z)mn – m( ZA X ) + Năng lượng liên kết Elk Zm p ( A Z )mn m( ZA X ) c Hay Elk mc Lop12.net 14 (15) - Năng lượng liên kết hạt nhân tính tích độ hụt khối hạt nhân với thừa số c2 + Năng lượng liên kết riêng E - Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu lk , là thương số lượng liên kết Elk và số nuclôn A A - Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân Phản ứng hạt nhân a Định nghĩa phản ứng hạt nhân * Phản ứng hạt nhân là tương tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành các hạt khác theo sơ đồ: A+B→C+D Trong đó: A và B là hai hạt nhân tương tác với C và D là hai hạt nhân tạo thành Lưu ý: Sự phóng xạ là trường hợp riêng phản ứng hạt nhân đó là quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác + Phản ứng hạt nhân tự phát - Là quá trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác + Phản ứng hạt nhân kích thích - Quá trình các hạt nhân tương tác với tạo các hạt nhân khác - Đặc tính ohản ứng hạt nhân: + Biến đổi các hạt nhân + Biến đổi các nguyên tố + Không bảo toàn khối lượng nghỉ b Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân ZA11 A ZA22 B ZA33 C ZA44 D + Định luật bảo toàn số Nuclon (số khối A): Tổng số nuclon các hạt nhân trước phản ứng và sau phản ứng nhau: A1 + A2 = A3 + A4 + Định luật bảo toàn điện tích nguyên tử số Z) Tổng điện tích các hạt trước và sau phản ứng nhau: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn lượng và bảo toàn động lượng: * Hai định luật này đúng cho hệ các hạt tham gia và phản ứng hạt nhân Trong phản ứng hạt nhân, lượng và động lượng bảo toàn * Lưu ý : Không có định luật bảo toàn khối lượng hệ c Năng lượng phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân có thể toả lượng thu lượng W = (mtrước - msau)c2 + Nếu W > 0 phản ứng toả lượng: + Nếu W < phản ứng thu lượng: Hiện tượng phóng xạ: a Hiện tượng phóng xạ * Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác * Những xạ đó gọi là tia phóng xạ, tia phóng xạ không nhìn thấy có thể phát chúng có khả làm đen kính ảnh, ion hóa các chất, bị lệch điện trường và từ trường… b Đặc điểm tượng phóng xạ: * Hiện tượng phóng xạ hoàn toàn các nguyên nhân bên hạt nhân gây ra, hoàn toàn không phụ thuộc vào tác động bên ngoài * Dù nguyên tử phóng xạ có nằm các hợp chất khác nhau, dù chất phóng xạ chịu áp suất hay nhiệt độ khác nhau… thì tác động đó không gây ảnh hưởng đến quá trình phóng xạ hạt nhân nguyên tử c Các dạng phóng xạ: + Tia alpha: chất là hạt nhân 24 He Bị lệch âm tụ điện mang điện tích +2e Vận tốc chùm tia : 107 m/s Có khả gây ion hóa chất khí + Tia bêta: gồm loại: - Tia −β là chùm electron mang điện tích âm Bị lệch dương tụ điện - Tia +β Thực chất là chùm hạt có khối lượng electron mang điện tích +e gọi là positron Bị lệch âm tụ điện * Các hạt phóng xạ với vận tốc gần vận tốc ánh sáng * Có khả ion hóa chất khí yếu tia α * Có khả đâm xuyên mạnh tia α, có thể hàng trăm mét không khí Lop12.net 15 (16) + Tia gamma: γ Bản chất là sóng điện từ có bước sóng ngắn * Không bị lệch điện trường và từ trường Đây là chùm photon có lượng cao, có khả đâm xuyên lớn có thể qua lớp chì dày hàng domestic và nguy hiểm cho người d Định luật phóng xạ * Mỗi chất phóng xạ đặc trưng thời gian T gọi là chu kỳ bán rã Cứ sau chu kì thì 1/2 số nguyên tử chất đã biến đổi thành chất khác * Gọi N0, m0: là số nguyên tử và khối lượng ban đầu khối lượng phóng xạ Gọi N, m: là số nguyên tử và khối lượng thời điểm t Ta có: N = NO e t t T m = mo e t t T T: là chu kỳ bán rã , là số phóng xạ với = ln 0, 693 T T Độ phóng xạ: * Độ phóng xạ H lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu đo số phân rã giây * Đơn vị là Becqueren (Bq) Curie (Ci) ; Bq là phân rã giây ; Ci = 3,7.1010 Bq t * Độ phóng xạ: H = Nλ = H0 e t H O T với H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu e Quy tác dịch chuyển phóng xạ Áp dụng các định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích và quá trình phóng xạ ta thu các quy tắc dịch chuyển sau: +.Phóng xạ : anpha So với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí lùi ô bảng tuần hoàn và có số khối nhỏ đơn vị + Phóng xạ β* So với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí tiến ô và có cùng số khối * Thực chất phóng xạ là hạt nhân nơtron (n) biến thành prôton (p) cộng với electron (e-) và phản neutrio () −βγ : n→p+e+γ (Neutrino là hạt nhân không mang điện, số khối A = 0, chuyển động với vận tốc ánh sáng) + Phóng xạ : β+ * So với hạt nhân mẹ, hạt nhân vị trí lùi ô và có cùng số khối * Thực chất phóng xạ là biến đổi prôton (p) thành neutron (n) cộng với prsitron (e) và nueutrino +β : p → n + e+ + γ + Phóng xạ : γ * Phóng xạ photon có lượng: hf = E2 - E1 (E2 > E1) * Photon () có A = 0, Z = nên phóng xạ không có biến đổi hạt nhân nguyên tố này thành hạt nhân nguyên tố mà có giảm lượng hạt nhân đó lượng hf Phản ứng phân hạch và nhiệt hạnh a Sự phân hạch + Sự phân hạch là tượng hạt nhân nặng hấp thụ nơtrôn chậm vỡ thành hai hạt nhân nặng trung bình + Đặc điểm phân hạch: phản ứng phân hạch sinh từ đến nơtrôn và toả lượng khoảng 200MeV * Phản ứng dây chuyền + Phản ứng phân hạch sinh số nơtrôn thứ cấp Nếu sau lần phân hạch còn lại trung bình s nơtrôn gây phân hạch và s ³ thì có phản ứng hạt nhân dây chuyền + Các chế độ phản ứng dây dây chuyền: với s > 1: phản ứng dây chuyền vượt hạn, không khống chế được, với s = 1: phản ứng dây chuyền tới hạn, kiểm soát được, với s < 1: phản ứng dây chuyền không xảy + Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy - Các nơtrôn sinh phải làm chậm lại - Để có s ³ thì khối lượng khối chất hạt nhân phân hạch phải đạt tới giá trị tối thiểu nào đó gọi là khối lượng tới hạn mh Ví dụ: Với 235U, khối lượng tới hạn mh = 50kg * Nhà máy điện nguyên tử + Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân, đó phản ứng phân hạch giữ chế độ tới hạn khống chế + Nhiên liệu nhà máy điện nguyên tử là các Urani đã làm giàu 235U đặt chất làm chậm để giảm vận tốc nơtrôn + Để đạt hệ số s = 1, người ta đặt vào lò các điều chỉnh hấp thụ bớt các nơtrôn + Năng lượng phân hạch tỏa dạng động các hạt chuyển thành nhiệt lò và truyền đến nồi sinh chứa nước Hơi nước đưa vào làm quay tua bin máy phát điện b Phản ứng nhiệt hạnh + Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng Lop12.net 16 (17) + Là phản ứng tỏa lượng, phản ứng kết hợp tỏa lượng ít phản ứng phân hạch, tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng nhiều + Phản ứng phải thực nhiệt độ cao (hàng trăm triệu độ) Lý do: các phản ứng kết hợp khó xảy vì các hạt nhân mang điện tích dương nên chúng đẩy để chúng tiến lại gần và kết hợp thì chúng phải có động lớn để thắng lực đẩy Culông để có động lớn thì phải có nhiệt độ cao + Trong thiên nhiên phản ứng nhiệt hạch xảy trên các vì sao, chẵng hạn lòng Mặt Trời Con người đã thực phản ứng nhiệt hạch dạng không kiểm soát được, ví dụ nổ bom khinh khí (bom H) Lop12.net 17 (18)