Đề cương ôn tập học kì 2 môn Vật lí lớp 12 năm 2020-2021 - Trường THPT Uông Bí được biên soạn và tổng hợp những kiến thức đã được học trong học kì 2, từ đó giúp các em dễ dàng hơn trong việc ôn luyện, ôn thi, chuẩn bị chu đáo cho kì thi sắp diễn ra. Chúc các bạn thi tốt!
KIẾN THỨC CƠ BẢN VẬT LÝ KÌ 2-HỌC KÌ CHƢƠNG 4: MẠCH DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Dao ng in t a.Mạch dao động Mch dao ng (M¹ch L,C) mạch điện khÐp kÝn gồm tụ điện có điện dung C cuộn dây có độ tự cảm L, có điện trở khơng đáng kể a Sự biến thiên điện tích dịng điện mạch dao động + Điện tích tụ điện mạch dao động: q = q0 cos(t + ) q q + Điện áp hai tụ điện: u = = U0 cos(t + ) Với Uo = C C Nhận xét: Điện áp hai bn t in biến thiên điều hoà tần số với điện tích tụ ,cùng pha vi in tớch tụ điện + Cường độ dòng điện cuộn dây: i = q' = - q0sin(t + ) = I0cos(t + + ); với I0 = q0 Nhận xét : Cường độ dòng điện cuén dây biến thiên điều hoà tần số với điện tíchvà hiệu điện hai tụ ,sớm pha điện tích hiệu điện góc q i q i + Hệ thức liên hệ : ( ) ( ) Hay: ( ) ( ) q0 I0 I0 I0 + Tần số góc : = Hay: ( q i ) ( ) 1 q0 .q0 LC + Chu kì tần số riêng mạch dao động: T = 2 LC f = 2 LC b Năng lượng điện từ mạch dao động + Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: q q cos(2t 2 ) W Wcos(2t 2 ) q q02 WC = = cos2(t + ) = 4c 4c 2 C C + Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm: q q cos(2 2 ) W Wcos(2t 2 ) 1 q02 WL = Li2 = L2 q 02 sin2(t + ) = sin2(t + ) = 4c 4c 2 2 C 2 q0 q0 + Năng lượng điện từ mạch: W = WC + WL = cos2(t + ) + sin2(t + ) = Hằng số C C I + Liên hệ q0, I0 U0 mạch dao động: q0 = CU0 = = I0 LC Điện từ trường * Hai giả thuyết Macxoen +Giả thuyết từ trường biến thiên: Khi từ trường biến thiên theo thời gian sinh điện trường xoáy Điện trường xoáy điện trường mà đường sức điện trường mà đường sức đường cong khép kín ,bao quanh đường cảm ứng + Giả thuyết điện trường biến thiên : Khi điện trường biến thiên theo thời gian ,làm xuất từ trường xoáy Từ trường xoáy từ trường mà đường cảm ứng từ đường cong khép kín ,bao quanh đường sức điện trường * Điện từ trường : + Mỗi biến thiên theo thời gian từ trường sinh không gian xung quanh điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, ngược lại biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian không gian xung quanh + Điện trường biến thiên từ trường biến thiên tồn khơng gian Chúng chuyển hóa lẫn trường thống gọi điện từ trường Sóng điện từ - Thơng tin liên lạc vơ tuyến Sóng điện từ điện từ trường lan truyền khơng gian * Tính chất sóng điện từ + Sóng điện từ truyền mơi trường vật chất (cả chân không ) Vận tốc lan truyền sóng điện từ chân khơng vận tốc ánh sáng (c 3.108m/s) Tốc độ lan truyền sóng điện từ điện mơi nhỏ chân không phụ thuộc vào số điện mơi + Sóng điện từ sóng ngang Trong q trình lan truyền E B ln ln vng góc với vng góc với phương truyền sóng Tại điểm dao động điện trường từ trường đồng pha với + Giống sóng học ,sóng điện từ tuân theo định luật : Phản xạ ,khúc xạ, nhiễu xạ ,giao thoa tạo thành sóng dừng + Sóng điện từ mang lượng Khi sóng điện từ truyền đến anten, làm cho electron tự anten dao động Như truyền không gian ,sóng điện từ mang theo lượng tỉ lệ với luỹ thừa bậc tần số + Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét dùng thông tin liên lạc vô tuyến nờn gi l súng vụ tuyn *Sóng vô tuyến Loại sóng Tần số (MHz) B-ớc sóng (m) Sóng dài 0,1 105 103 Sãng trung 10 103 102 Sãng ng¾n 10 100 102 10 Sãng cùc ng¾n 100 1000 10 0,01 Nguyên tắc chung thông tin liên lạc sóng vơ tuyến điện: * Sơ đồ khối máy phát vô tuyến đơn giản 1.Micrô 2.Mạch phát sóng điện từ cao tần 3.Mạch biến điệu Ăng ten phát: khung dao động hở (các vòng dây cuộn L tụ C xa nhau), có cuộn dây mắc xen 4.Mạch khuếch đại gần cuộn dây máy phát Nhờ cảm ứng, xạ sóng điện từ tần số máy phát phát ngồi khơng gian * Sơ đồ khối máy thu đơn phát giản 5.Anten 1.Anten thu 2.Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần 3.Mạch tách sóng 4.Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần CHƢƠNG 5: TÍNH CHẤT SĨNG ÁNH SÁNG Chủ đề 1: Tán sắc ánh sáng 5.Loa 1/ Tán sắc ánh sáng : A (Hướng tia tới) Khi qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng : i' đ Bị lệch phía đáy lăng kính , tuân theo định luật khúc xạ anh sáng i đỏ ' Bị tách thành nhiều chùm sáng có màu khác (á.sáng trắng) it từ đỏ đến tím Trong chùm tia màu đỏ lệch chùm tia màu tím lệch nhiều B C tím Hiện tượng ánh sáng trắng bị tách thành nhiều màu từ đỏ đến tím qua lăng kính gọi tượng tán sắc ánh sáng Dãi sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi quang phổ ánh sáng trắng , gồm màu : đỏ , cam, vàng , lục , lam chàm tím Góc lệch tia sáng : Dđỏ < Dcam < Dvàng < < Dtím 2/ Ánh sáng trắng ánh sáng đơn sắc : Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím 3/ Nguyên nhân tƣợng tán sắc : Do hai nguyên nhân sau : Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím Chiết suất chất dùng làm lăng kính ánh sáng đơn sắc khác khác ( n = g() ) Chiết suất sáng đỏ nhỏ , ánh sáng tím lớn Tức : nđỏ < ncam < < ntím 4/ Ứng dụng tƣợng tán sắc: Ứng dụng máy quang phổ : Tách chùm sáng đa sắc thành thành phần đơn sắc Giải thích số tượng xảy tự nhiên cầu vồng bảy sắc Chủ đề : Hiện tƣợng nhiễu xạ - tƣợng giao thoa ánh sáng I/ Hiện tƣợng nhiễu xạ : Hiện tượng nhiễu xạ tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng - Trong mơi trường suốt có chiết suất n bước sóng giảm n lần so với chân không : v c ' f n f n II/ Giao thoa ánh sáng : x 1/ Định nghóa : Hai sóng ánh sáng kết hợp giao tạo nên hệ k = +1 thống vânsáng tối xen kẽ cách gọi tượng giao thoa i ánh sáng O 2/ Các công thức giao thoa sáng đơn sắc với hai khe y-âng a.x k=0 Hiệu đường : d d1 D .D Khoảng vân i = x(k+1) – xk = a k=-1 .D Vị trí vân sáng bậc k : xk k Trong : k = , , , , gọi bậc giao thoa k.i a Với k = : O có vân sáng bậc không hay vân sáng trung tâm ; k = ± : x vị trí vân sáng bậc ( gồm hai vân đối xứng với qua vân sáng trung tâm ) : bước sóng (m) ; M2 a : khoảng cách khe S 1S (m) ; D : khoảng cách từ khe tới ảnh (m) , A D >> a Vị trí vân tối : Vị trí vân tối khoảng cách từ vân sáng S1 d1 x trung tâm đến vân tối ta xét : 1 .D = ( k ' ).i xk ' (k ' ) d2 a a I O D 3/ Ứng dụng tƣợng giao thoa : Đo bước sóng ánh cách làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc i.a S rối đo khoảng cách D, a , i rối dùng công thức 2 để xác định bước sóng D E Chủ đề : Máy quang phổ - Các loại quang phổ A Kiến thức trọng tâm : Máy quang phổ : a Định nghĩa : Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành thành phần đơn sắc khác b Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào tượng tán sắc ánh sáng c Cấu tạo : Ống chuẩn trực Cấu tạo gồm phận : Hệ tán sắc F (L1) Buồng ảnh Ống chuẩn trực : Ống chuần trực phận có dạng ống, gồm thấu kính hội tụ (L1) gắn đầu ống, đầu cịn lại có khe hẹp ,tiêu điểm (F) nằm tiêu diện thấu kính Ống chuẩn trực có tác dụng tạo chùm tia ló sau thấu kính L1 chùm sáng song song Hệ tán sắc : Hệ tán sắc gồm vài thấu kính (P), có tác dụng tán sắc chùm sáng phức tạp truyền từ ống chuẩn trực tới lăng kính Buồng ảnh : Buồng ảnh hộp kín gồm thấu kính hội tụ (L2 ) kính mờ kính ảnh (E)đặt têu diện thấu kính Buồng ảnh có tác dụng ghi lại quang phổ F1 nguồn sáng Quang phổ liên tục : (P) tử đỏ đến tím , nối liền cách lien tục Định nghĩa : Quang phổ liên tục quang phổ gồm nhiều dãi màu Nguồn phát sinh quang phổ lien tục : Các chất rắn , chất lỏng , chất khí áp suất lớn bị nung nóng phát (L2) quang phổ lien tục Tính chất : Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào chất vật phát sáng Quang phổ liên tục F2 phụ thuộc vào nhiệt độ vật phát sáng Khi nhiệt độ tăng dần cường độ xạ mạnh miềm quang phổ lan dần từ xạ có bước sóng dài sang xạ có bước sóng ngắn (E) Quang phổ vạch phát xạ : Định nghĩa : Quang phổ gồm vạch màu riêng lẽ , ngăn cách khoảng tối, gọi quang phổ vạch phát xạ Nguồn phát quang phổ vạch phát xạ : Các chất khí hay áp suất thấp phát bị kích thích phát sáng Tính chất : Mỗi ngun tố hố học bị kích thích , phát xạ có bước sóng xác định cho quang phổ vạch phát xạ riêng , đặc trưng cho nguyên tố Các nguyên tố khác , phát quang phổ vạch khác hẳn : số lượng vạch , màu sắc vạch , vị trí (tức bước sóng)của vạch cường độ sáng vạch Quang phổ vạch hấp thụ : Định nghĩa : Quang phổ lien tục thiếu số vạch màu bị chất khí (hay kim loại) hấp thụ , gọi quang phổ vạch hấp thụ ( Như : Quang phổ vạch hấp thu vạch tối quang phổ liên tục) Nguồn phát quang phổ vạch hấp thụ : Chiếu ánh sáng từ nguồn qua khối khí hay bị nung nóng chiếu qua máy quang phổ, ta thu quang phổ vạch hấp thụ Điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ : nhiệt độ nguồn sáng phải lớn nhiệt độ đám Tính chất : Quang phổ vạch hấp thụ phụ thuộc vào chất khí hấp thụ Mỗi chất khí hấp thụ có quang phổ vạch hấp thụ đặc trưng Trong quang phổ vạch có đảo sắc sau : mổi nguyên tố hoá học hấp thụ xạ mà có khả phát xạ , ngược lại , phát xạ mà có khả hấp thụ Chủ đề : TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI – TIA X 1/ Bảng hệ thống kiến thức tia hồng ngoại , tử ngoại , tia X : Tia hồng ngoại Tia từ ngoại Tia Rơnghen (tia X) Là xạ khơng nhìn thấy, Là xạ khơng nhìn thấy , Là xạ có bước sóng a/ Định có bước sóng dài bước có bước sóng ngắn bước ngắn bước sóng tia nghĩa sóng ánh sáng đỏ sóng ánh sáng tím tử ngoại > 0,76m đến vài mm 0,001 m < < 0,38 m 1011m < < 108 m b/ Nguồn phát Mọi vật, dù có nhiệt độ thấp phát tia hồng ngoại Lò than , lò sưởi điện , đèn điện dây tóc … nguồn phát tia hồng ngoại mạnh Các vật bị nung nóng đến nhiệt độ cao (trên 20000C) phát tia tử ngoại Ở nhiệt độ 30000C vật tia tử ngoại mạnh (như : đen thuỷ ngân , hồ quang Cho chùm tia catot có vận tốc lớn đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn , từ phát tia X Thiết bị tạo tia X ống Rơnghen c/ Bản chất tính chất - Bản chất sóng điện từ - Tác dụng nhiệt mạnh - Tác dụng lên kính ảnh, gây số phản ứng hoá học - Có thể biến điệu sóng cao tần - Gây tượng quang dẫn e/ Ứng dụng - Sây khô , sưởi ấm - Sử dụng thiết bị điều khiển từ xa - Chụp ành bề mặt đất từ vệ tinh - Ứng dụng nhiều kỹ thuật quân - Bản chất sóng điện từ - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Làm ion hoá chất - Làm phát quang số chất - Bị nước thuỷ tinh hấp thụ mạnh - Có tác dụng sinh lí , huỷ diệt tế bào, làm hại mắt - Gây hện tượng quang điện - Khử trùng nước , thực phẩm , dụng cụ ytế - Chữa bệnh còi xương - Phát vết nứt bề mặt kim loại - Bản chất sóng điện từ - Có khả đâm xuyên mạnh , bước sóng ngắn đâm xuyên mạnh - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Làm ion hố chất khí - Làm phát quang số chất - Có tác dụng sinh lí mạnh - Gây tượng quang điện - Trong y tế dùng tia X để chiếu điện , chụp điện , chữa bệnh ung thư nông - Trong cơng nghiệp dùng để dị lỗ khuyết tật sản phẩm đúc - Kiểm tra hành lí hành khách , nghiên cứu cấu trúc vật rắn 2/ Thuyết điện từ vế ánh sáng : Giả thuyết Mắc – xoen : Ánh sáng sóng điện từ có bước sóng ngắn so với sóng vơ tuyến , lan truyền khơng gian ( Tức ánh có bàn chất sóng ) c Mối liện hệ tính chất điện từ với tính chất quang mơi trƣờng : hay n v Trong : số điện môi, phụ thuộc vào tần số f ánh sáng ; độ từ thẩm 3/ Thang sóng điện từ : - Sóng vơ tuyến , tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại , tia X , tia gamma có chất sóng điện từ Chúng có cách thu , phát khác , có tính chất khác chúng khơng có ranh giới rõ rệt - Những sóng điện từ có bước sóng dài dễ quan sát tượng giao thoa, bước sóng ngắn tính đâm xun mạnh - Thang sóng điện từ xếp phân loại theo thứ tự bước sóng giảm dần từ trái qua phải MiỊn sãng ®iƯn tõ B-íc sãng (m) Tần số (Hz) 4 Sóng vô tuyến điện 3.10 10 104 3.1012 Tia hång ngoai 103 7, 6.107 3.1011 4.1014 ánh sáng nhìn thấy Tia tủ ngo¹i 7, 6.107 3,8.107 4.1014 8.1014 3,8.107 109 8.1014 3.1017 108 1011 3.1016 3.1019 -11 D-íi 10 Trªn 3.1019 CHƢƠNG 6: LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG I Hiện tượng quang điện(ngoài) - Thuyết lượng tử ánh sáng a Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (gọi tắt tượng quang điện) b Các định luật quang điện + Định luật quang điện thứ (định luật giới hạn quang điện): 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 c Thuyết lượng tử ánh sáng Tia X Tia gamma + Chùm ánh sáng chùm phôtôn (các lượng tử ánh sáng) Mỗi phơtơn có lượng xác định (năng lượng phô tôn = hf (J) Nếu chân khơng h f h.c f tần số sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng h=6,625.10-34 J.s : số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng chân không + Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát giây + Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s chân không + Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm sáng dù yếu chứa nhiều phôtôn nhiều nguyên tử, phân tử phát Vì ta nhìn thấy chùm sáng liên tục +Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n +Bảng giá trị giới hạn quang điện Chất kim loại Chất kim loại Chất bán o(m) o(m) o(m) dẫn Bạc 0,26 Natri 0,50 Ge 1,88 Đồng 0,30 Kali 0,55 Si 1,11 Kẽm 0,35 Xesi 0,66 PbS 4,14 Nhôm 0,36 Canxi 0,75 CdS 0,90 II Hiện tượng quang điện a Chất quang dẫn Chất quang dẫn chất bán dẫn, dẫn điện không bị chiếu sáng dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp b Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện c Quang điện trở Được chế tạo dựa hiệu ứng quang điện Đó bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào thích hợp d Pin quang điện Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện Hoạt động pin dựa tượng quang điện số chất bán dẫn ( đồng ôxit, sêlen, silic, ) Suất điện động pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V III So sánh tượng quang điện quang điện trong: So sánh Hiện tƣợng quang điện Hiện tƣợng quang dẫn Vật liệu Kim loại Chất bán dẫn Bước sóng as kích thích Nhỏ, lượng lớn (như tia tử ngoại) Vừa, lượng trung bình (as nhìn thấy ) IV Hiện tượng quang–Phát quang a Sự phát quang + Có số chất hấp thụ lượng dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng gọi phát quang + Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho b.Huỳnh quang lân quang- So sánh tượng huỳnh quang lân quang: So sánh Hiện tƣợng huỳnh quang Hiện tƣợng lân quang Vật liệu phát quang Chất khí chất lỏng Chất rắn Rất ngắn, tắt nhanh sau tắt Kéo dài khoảng thời gian sau tắt as kích Thời gian phát quang as kích thích thích (vài phần ngàn giây đến vài giờ, tùy chất) As huỳnh quang ln có bước sóng Biển báo giao thơng, đèn ống Đặc điểm - Ứng dụng dài as kích thích (năng lượng nhỏ hơn- tần số ngắn hơn) c Định luật Xtốc phát quang( Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang ) Ánh sáng phát quang có bước sóng hq dài bước sóng ánh sáng kích thích kt: hf hq < hfkt => hq > kt V Mẫu nguyên tử Bo a Mẫu nguyên tử Bo +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 -Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng -Cơng thức tính quỹ đạo dừng electron nguyên tử hyđrô: rn = n2r0, với n số nguyên r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K) Trạng thái dừng n Tên quỹ đạo dừng K L M N O P Bán kính: rn = n2r0 r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 13,6 13,6 13,6 13,6 13,6 13,6 13,6 Năng lượng e Hidro En (eV ) 2 2 2 n 62 13,6 (eV ) Với n N* Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: En n -Bình thường, ngun tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi trạng thái Khi hấp thụ lượng nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao hơn, gọi trạng thái kích thích Thời gian nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (cỡ 10-8 s) Sau ngun tử chuyển trạng thái dừng có lượng thấp cuối trạng thái + Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử -Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có lượng: = hfnm = En – Em -Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hf hiệu En – Em 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 quỹ đạo dừng có bán kính rn ngược lại En hấp thụ xạ b Quang phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử hidrô hfmn hfnm -Ngun tử hiđrơ có trạng thái dừng khác EK, EL, EM, Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng K, L, M, Em -Khi electron chuyển từ mức lượng cao (Ecao) xuống mức lượng thấp (Ethấp) phát phơtơn có lượng xác định: hf = Ecao – Ethấp c -Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = , tức vạch quang phổ có f màu (hay vị trí) định Điều lí giải quang phổ phát xạ hiđrơ quang phổ vạch -Ngược lại nguyên tử hiđrơ mức lượng Ethấp mà nằm chùm ánh sáng trắng, có tất phơtơn có lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng phù hợp = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức lượng Ecao Như vậy, sóng ánh sáng đơn sắc bị hấp thụ, làm cho quang phổ liên tục xuất vạch tối Do quang phổ hấp thụ nguyên tử hiđrô quang phổ vạch VI Sơ lược laze Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng a Đặc điểm laze + Laze có tính đơn sắc cao + Tia laze chùm sáng kết hợp (các phơtơn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) + Tia laze có cường độ lớn Ví dụ: laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 106 W/cm2 b Một số ứng dụng laze + Tia laze dùng dao mổ phẩu thuật mắt, để chữa số bệnh da (nhờ tác dụng nhiệt), + Tia laze dùng truyền thông thông tin cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ, + Tia laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thơng, + Tia laze dùng đo đạc , ngắm đưởng thẳng + Ngồi tia laze cịn dùng để khoan, cắt, tơi, xác vật liệu công nghiệp CHƢƠNG 8: VẬT LÝ HẠT NHÂN Chủ đề : SƠ LƢỢC HẠT NHÂN, PHẢN ỨNG I CẤU TẠO HẠT NHÂN, ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT Dạng 1: a Cấu tạo hạt nhân: m p 1,67262.1027 kg Z proâtoân 19 qp 1,6.10 C A X tạo nên từ Z mn 1,67493.1027 kg N ( A - Z ) nơtrôn qp : không mang điện m 1,007276u b Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ): 1u 1,66055.1027 kg p mn 1,008665u c Các công thức liên hệ: +) Số mol: m NA A ; A: khối lượng mol(g/mol) hay số khối (u) m N : khối lượng A N: số hạt nhân nguyên tử N mN A ; N A N A N A 6,023.1023 nguyên tử/mol DẠNG 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT, NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT RIÊNG Phƣơng pháp: + Sử dụng công thức tính độ hụt khối: m = m0 – m Trong m0 = Zmp + Nmn = Zmp + (A-Z)mn khối lượng nuclôn , m khối lượng hạt nhân X + Năng lượng liên kết Wlk = m.c2 = (m0-m)c2 W + Năng lượng liên kết riêng (là lượng liên kết tính cho nuclơn): lk A + Chuyển đổi đơn vị từ uc2 sang MeV: uc2 = 931,5MeV Lưu ý: * Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững * H.nhân có số khối khoảng từ 50 đến 70, n.lượng liên kết riêng chúng có giá trị lớn vào khoảng 8,8 MeV/nu DẠNG 3: PHẢN ỨNG Phản ứng hạt nhân + Phản ứng hạt nhân trình dẫn đến biến đổi hạt nhân + Phản ứng hạt nhân thường chia thành hai loại: - Phản ứng tự phân rã hạt nhân không bền vững thành hạt khác: A B + C - Phản ứng hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác: A + B C + D Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A): A1 + A2 = A3 + A4 Định luật bảo tồn điện tích (ngun tử số Z): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Định luật bảo toàn động lượng: Pd Ps hay p A pB pC pD Định luật bảo toàn lượng toàn phần WT = WS hay WđT + (mA+mB)c2 = WđS + (mC+mD)c2 (WđT ,WđS tổng động hạt nhân trước sau phản ứng) Chú ý:- Năng lượng toàn phần hạt nhân - Liên hệ động lượng động năng: W mc mv 2 p2 = 2mWđ hay Wđ = P2 2m Năng lƣợng phản ứng hạt nhân Gọi W lượng phản ứng hạt nhân ta có W = (m0 – m)c2.Với m0 = mA + mB; m = mC + mD + Nếu m0 > m W > phản ứng tỏa lượng + Nếu m0 < m W < phản ứng thu lượng Từ định luật bảo toàn lượng toàn phần ta suy ra: W = WđS – WđT = WđC + WđD – (WđA + WđB) Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa lƣợng + Phản ứng nhiệt hạch: Hai hạt nhân nhẹ (có số khối A < 10) hiđrơ, hêli, … kết hợp với thành hạt nhân nặng Ví dụ: 12 H 13H 24 He 01n + Phản ứng phân hạch: Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ (có khối lượng cỡ) 94 140 Ví dụ: 01n 235 92U 38 Sr 54 Xe n Chủ đề : PHÓNG XẠ t T N N N e t Số nguyên tử chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành số hạt ( e- e+) tạo thành: N N0 N N0 (1 e t ) Khối lượng chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t m m0 t T m0 e t ln 0,693 T T số phóng xạ T khơng phụ thuộc vào tác động bên mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ Khối lượng chất bị phân rã xạ sau thời gian t m m0 m m0 (1 e t ) m e t Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: m0 Trong đó: N0, m0 số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu , T chu kỳ bán rã, Phần trăm chất phóng xạ cịn lại : m m0 Khối lượng chất tạo thành sau thời gian t : m1 t T e N A1 NA t A1 N (1 e NA t ) A1 m0 (1 e A t ) Trong đó: A, A1 số khối chất phóng xạ ban đầu chất tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 số Avơgađrơ Lưu ý: Trường hợp phóng xạ +, - A = A1 m1 = m Độ phóng xạ H Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ, đo số phân rã t H H T H e t N H0 = N0 độ phóng xạ ban đầu Đơn vị : Becơren (Bq) ; 1Bq = phân rã/giây Curi (Ci) ; Ci = 3,7.1010 Bq Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) chu kỳ phóng xạ T phải đổi đơn vị giây (s) giây Quy tắc dịch chuyển phóng xạ A + Phóng xạ ( 24 He ): ZA X He Z 2Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi ô bảng tuần hồn có số khối giảm đơn vị A + Phóng xạ - ( 10 e ): ZA X 1e Z 1Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân tiến bảng tuần hồn có số khối Thực chất phóng xạ - hạt nơtrôn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn hạt nơtrinô: n p e v Lưu ý: - Bản chất (thực chất) tia phóng xạ - hạt electrôn (e-) - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng khơng tương tác với vật chất A + Phóng xạ + ( 10 e ): ZA X 1e Z 1Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi bảng tuần hồn có số khối Thực chất phóng xạ + hạt prôtôn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn hạt nơtrinô: p n e v ****************HẾT***************** ... phóng xạ ? ?- hạt nơtrơn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn hạt nơtrinô: n p e v Lưu ý: - Bản chất (thực chất) tia phóng xạ ? ?- hạt electrôn (e-) - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng... (mA+mB)c2 = WđS + (mC+mD)c2 (WđT ,WđS tổng động hạt nhân trước sau phản ứng) Chú ý :- Năng lượng toàn phần hạt nhân - Liên hệ động lượng động năng: W mc mv 2 p2 = 2mWđ hay Wđ = P2 2m Năng... chất - Bản chất sóng điện từ - Tác dụng nhiệt mạnh - Tác dụng lên kính ảnh, gây số phản ứng hố học - Có thể biến điệu sóng cao tần - Gây tượng quang dẫn e/ Ứng dụng - Sây khô , sưởi ấm - Sử