* Định nghĩa về hiện tượng phát quang: Hiện tượng phát quang là hiện tượng một số chất có khả năng hăp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng này để phát ra ánh sáng kích thích có bước s[r]
(1)Chương VI: SĨNG ÁNH SÁNG A Tóm tắt lý thuyết:
I Hiện tượng tán sắc ánh sáng:
- Là tượng ánh sáng trắng qua lăng kính vừa bị lệch đáy, vừa bị tách thành dải nhiều màu - Dải nhiều màu gọi quang phổ ánh sáng trắng
- Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính
- Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác biến thiên liên tục từ đỏ đến tím - Chiết suất môi trường suốt với ánh sáng đơn sắc khác khác tăng dần từ màu đỏ đến màu tím
ntím>….>nđỏ
II Hiện tương giao thoa ánh sáng:
- Giao thoa ánh sáng trắng chứng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng
- Lần lượt gọi d1, d2 khoảng cách từ nguồn F1, F2 đến điểm M quan sát, a
khoảng cách hai khe F1và F2, D khoảng cách từ hai khe tới quan sát, x tọa độ điểm M
Ta có:
D x a d d2 1 Nếu M vân sáng:
a D k x k d
d2 1 s
+ k = vân sáng trung tâm Vị trí vân trung tâm khơng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng + k = 1 vân sáng bậc 1…
Nếu M vân tối:
a D k x k d d t 2 2
- Khoảng vân: Là khoảng cách vân sáng vân tối liên tiếp: a
D i - Đo bước sóng ánh sáng: Đo D, a i ta tính ,
D a i III Các dạng tập thường gặp:
Xác định bước sóng ánh sáng thí nghiệm giao thoa ánh sáng
Xác định tính chất vân giao thoa ( sáng, tối) tìm bậc giao thoa ứng với điểm M cho Tìm số vân sáng vân tối miên giao thoa L
Thực giao thoa ánh sáng với hai ánh sáng đơn sắc đồng thới Tìm vị trí mà có hai vân sáng thuộc hai ánh sáng đơn sắc trùng
IV.
Quang phổ:
Quang phổ Định nghĩa Nguồn phát Đặc điểm Ứng dụng
Liên tục
Gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền cách lên tục
Các chất rắn, chất lỏng, chất khí áp suất lớn bị nung nóng phát quang phổ liên tục
- Không phụ thuộc vào chất vật phát sáng, mà phụ thuộc vào nhiệt độ
- Nhiệt độ vật cao, miền phát sáng lan dần phía ánh sáng có bước sóng ngắn
- Đo nhiệt độ vật phát sáng vật xa
Vạch phát
xạ Gồm vạch màuriêng lẻ, ngăn cách khoảng tối
Các chất khí hay áp suất thấp bị kích thích (đốt nóng hay phóng điện qua.)
Quang phổ vạch nguyên tố khác khác số lượng vạch, vị trí, màu sắc cường độ sáng
Xác định thành phần cấu tạo nguyên tố có hợp chất
(2)Vạch hấp thụ
vạch tối riêng rẽ nằm nên quang phổ liên tục
trắng qua đám khí hay nóng sáng áp suất thấp
- Nhiệt độ đám phải thấp nhiệt độ nguồn sáng
trắng qua đám nung nóng thu vạch tối quang phổ liên tục - Tắt nguồn sáng, có vạch màu nằm tối trùng với vạch tối
định, đám khí hay có khả phát ánh sáng đơn sắc có khả hấp thụ ánh sáng đơn sắc
V Tia hồng ngoại, tia tử ngoại tia X:
Nội dung Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X
Định nghĩa - Bức xạ điện từ khơng nhìn thấy, có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng đỏ
- Bức xạ điện từ khơng nhìn thấy, có bước sóng ngắn bước sóng ánh sáng tím
- Sóng điện từ có bước sóng ngắn từ 10 -12 – 10 -8 m.
Nguồn phát
Mọi vật nung nóng phát tia hồng ngoại
Các vật có nhiệt độ 20000C.
Ống catốt có nắp thêm đối âm cực
Tính chất, tác dụng
- Tác dụng bật tác dụng nhiệt
- Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại
- Có thể biến điệu sóng điện từ cao tần
- Có thể gây tượng quang điện cho số chất bán dẫn
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh, làm iơn hóa chất khí - Kích thích phát quang nhiều chất
- Bị nước thuỷ tinh hấp thụ mạnh, truyền qua thạch anh - Có tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào, diệt khuẩn, nấm mốc…
- Có thể gây tượng quang điện
- Có khả đâm xuyên mạnh (Tính chất đáng ý nhất.)
- Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm iơn hóa khơng khí - Có tác dụng làm phát quang nhiều chẩt
- Có tác dụng gây tượng quang điện hầu hết kim loại
- Có tác dụng sinh lí mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn…
Ứng dụng
- Sấy khô, sưởi ấm
- Sử dụng điều khiển từ xa
- Chụp ảnh hồng ngoại - Trong quân ứng dụng làm ống nhòm hồng ngoại, quay phim ban đêm…
- Khử trùng, diệt khuẩn - Chữa bệnh còi xương - Tìm vết nứt bề mặt kim loại
- Y học: Chụp chiếu điện, chữa ung thư
- Cơng nghiệp: dị tìm khuyết tật sản phẩm đúc
- Khoa học: nghiên cứu cấu trúc tinh thể
- Giao thơng: kiểm tra hành lí hành khách
B Các dạng toán thường gặp:
Dạng 1: Xác định bước sóng ánh sáng thí nghiệm giao thoa ánh sáng khoảng vân giao thoa Dạng 2: Tìm số vân sáng vân tối miền giao thoa
(3)LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. A Tóm tắt lý thuyết:
I Hiện tượng quang điện ngoài:
Hiện tượng quang điện ngoài: Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện Các êlectron bị bật gọi êlectron quang điện.
Định luật quang điện: Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng 0, 0gọi giới hạn quang điện kim loại đó.
0 .
Thuyết lượng tử ánh sáng:
a Giả thuyết lượng tử: Lượng lượng mà lần nguyên tử (phân tử) hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định gọi lượng tử lượng Kí hiệu :
h f ( f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ; h = 6,625.10 -34J.s gọi số Plăng).
b Thuyết lượng tử ánh sáng (Thuyết phôtôn):
- Chùm sáng chùm phơtơn (các lượng tử ánh sáng) Mỗi phơtơn có lượng xác định h f Cường độ chùm sáng tỉ lệ với sô phôtôn 1s.
- Nguyên tử, phân tử, êlectron…phát xạ hay hấp thụ ánh sáng có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
- Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c =3.10 m/s chân không.
Giới hạn quang điện:
hc A
(A cơng thốt).
II Hiện tượng quang điện trong:
Hiện tượng quang điện trong: là tượng tạo thành êlectron dẫn lỗ trống bán dẫn tác dụng ánh sáng có bước sóng thích hợp.
Hiện tượng quang dẫn: hiện tượng giảm điện trở suất tức tăng độ dẫn điện bán dẫn có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
III Mẫu nguyên tử Bohr: Tiên đề Bohr:
* Tiên đề trạng thái dừng: Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định En gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ lượng.
* Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử:
+ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu: En - Em.
En – Em =h.f.
+ Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có năng lượng hf En – Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng En lớn hơn.
Hệ quả: Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng, tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp rn = n2r0 với r0 = 5,3.10 -11m: bán kínhBohr.
Bán kính: r0 ; 4r0 ; 9r0 ; 16r0; 25r0; 36r0…
Tên quỹ đạo: K ; L ; M ; N ; O ; P …… IV Sự phát quang:
- Sự phát quang tượng số chất hấp thụ lượng dạng có khả năng phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy.
* Đặc điểm phát quang:
+ Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho nó.
+ Sau ngừng kích thích, phát quang số chất tiếp tục kéo dài thêm khoảng thời gian gọi thời gian phát quang tắt hẳn.
(4)+ Huỳnh quang: phát quang có thời gian phát quang ngắn 10 -8s Do chất lỏng hoặc khí phát nhận ánh sáng kích thích thích hợp.
+ Lân quang: phát quang có thời gian phát quang dài khoảng 10 -8s trở lên Do chất rắn khi nhận ánh sáng kích thích thích hợp.
* Đặc điểm huỳnh quang bước sóng ánh sáng huỳnh quang hq ln lớn bước sóng
ánh sáng kích thích kt hq kt
B Các dạng tập thường gặp:
Dạng 1: Xác định cơng A ( giới hạn quang điện 0)
Dạng 2: Xác định động ban đầu cực đại Wdmax êlectron quang điện
(5)HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ A Kiến thức cân nhớ:
I Cấu tạp hạt nhân nguyên tử Độ hụt khối:
Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân cấu tạo từ nuclơn Có hai loại nuclôn: - Prôtôn (p), khối lượng 1,67262.10 -27kg, mang điện tích nguyên tố dương +e (e = 1,6.10 -19C).
- Nơtrôn (n), khối lượng 1,67493.10 -27 kg, không mang điện.
- Ký hiệu hạt nhân nguyên tử là: AX
Z đó:
+ Z nguyên tử số hay số prôtôn hạt nhân
+ A số khối tổng số proton (Z) số nơtron (N): A = Z + N
Đồng vị: Là nguyên tử mà hạt nhân có số prơton Z có số nơtron N khác VD: ; ;12
6 11
6 10
6C C C
Đơn vị khối lượng nguyên tử:
- Đơn vị khối lượng vật lí hạt nhân khối lượng nguyên tử, kí hiệu u 1u = 1,66055.10 -27kg.
- Khối lượng cịn đơn vị lượng chia cho c2, cụ thể: eV/c2 MeV/c2.
1u = 931,5 MeV/c2.
Năng lượng liên kết:
a Lực hạt nhân: lực tương tác nuclon hạt nhân. b Độ hụt khối Năng lượng liên kết: Hạt nhân AX
Z có khối lượng m
- Độ hụt khối m
Zmp
A Z
mn
m- Năng lượng liên kết hạt nhân lượng liên kết nuclôn hạt nhân:
2
.c m Wlk .
- Năng lượng liên kết riêng lượng liên kết tính cho nuclôn:
A Wlk
, đặc trưng cho độ bền vững hạt nhân
- Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững II.Sự phóng xạ:
Hiện tượng phóng xạ: Hiện tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác gọi tượng phóng xạ
Các tia phóng xạ: a Phóng xạ anpha (α):
+ Tia α hạt nhân nguyên tử 4He
2
+ Phóng từ hạt nhân với tốc độ 2.107m/s, iơn hóa mơi trường mạnh, tầm bay xa ngắn.
b Phóng xạ bêta ( ): phóng với tốc độ lớn gần vận tốc ánh sáng, có khả iơn hóa
mơi trường yếu tia
, tầm bay xa dài Có hai loại tia bêta: + Tia bêta trừ êlectron, kí hiệu 01e hay e .
+ Tia bêta cộng: pơzitron hay electron dương, kí hiệu: 0e
hay e
c Phóng xạ gamma () sóng điện từ có bước sóng ngắn, hạt phơtơn có năng lượng cao Định luật phóng xạ:
- Gọi m0 N0 khối lượng số nguyên tử ban đầu chất phóng xạ
t N e tN
0 hay
t e m t
m
0
- là số phóng xạ, đặc trưng cho loại phóng xạ:
T T
693 , ln
, T gọi
chu kì bán rã
III Phản ứng hạt nhân:
Định nghĩa: Quá trình tương tác hạt nhân với để tạo thành hạt nhân khác. Có hai loại phản ứng hạt nhân:
(6)- Phản ứng hạt nhân kích thích: Q trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác.
Các định luật bảo toàn phản ứn hạt nhân: Xét phản ứng hạt nhân: ZA A ZAB ZAX ZA4Y
4 3 2
1
- Định luật bảo toàn số nuclon (số khối): A1 + A2
A3 + A4- Định luật bảo tồn điện tích: Z1 + Z2
Z3 + Z4 - Định luật bảo toàn động lượng- Định luật bảo toàn lượng toàn phần Năng lượng phản ứng hạt nhân:
* Nếu mtrước > msau phản ứng toả lượng, lượng tính bởi:
Wtỏa = W = (mtrước - msau)c2
- Có hai phản ứng hạt nhân tỏa lượng:
+ Phản ứng nhiệt hạch: trình hai hạt nhân nhẹ (A<10) kết hợp lại với thành hạt nhân nặng
+ Phản ứng phân hạch: trình hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ * Nếu mtrước < msau W< nghĩa phản ứng hạt nhân thu lượng
B Các dạng toán thường gặp:
Dạng 1: Xác định hạt tạo thành phản ứng hạt nhân.