Lý thuyết lượng tử ánh sáng và điện xoay chiều

MỤC LỤC

BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU

MUẽC TIEÂU

• Biết vận dụng các công thức và dùng giản đồ vectơ để giải các bài toán về mạch ủieọn xoay chieàu noỏi tieỏp. • Giải được các bài tập đơn giản về máy điện và sự truyền tải điện.

XÁC ĐỊNH TRỞ KHÁNG CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

NGHIÊN CỨU MÁY BIẾN THẾ

HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

    Chùm ánh sáng trắng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm ánh sáng có màu khác nhau : đỏ, da cam, vàng, xanh (lục), lam, chàm, tím. Vì vậy, các chùm sáng đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh sáng trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính, bị lệch các góc khác nhau, sẽ trở thành tách rời nhau ra.

    HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

    • KHOẢNG VÂN

      Đ là nguồn phát ánh sáng trắng; F là kính màu (kính lọc sắc) dùng để tách ra chùm sáng đơn sắc chiếu vào khe hẹp S rạch trên màu chắn M1; S1, S2 là hai khe hẹp, nằm rất gần nhau, song song với S, rạch trên màn chắn M2; O là vị trí đặt mắt quan sát nhờ kính luùp. b) Kết quả thí nghiệm. Dùng kính lọc sắc đỏ và quan sát hình ảnh phía sau M2 bằng kính lúp, mắt ta nhìn thấy một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng màu đỏ và các vạch tối, xen kẽ nhau một cách đều đặn, song song với khe S. c) Giải thích kết quả thí nghiệm. - Ánh sáng từ đèn Đ chiếu sáng khe S làm cho khe S trở thành nguồn phát sóng ánh sáng, truyền đến hai khe S1, S2. Hai khe S1, S2, được chiếu sáng, lại trở thành hai nguồn. sáng, phát ra hai sóng ánh sáng kết hợp truyền tiếp về phía sau, có một phần chồng lên nhau. là hai nguồn kết hợp có cùng tần số, hai sóng do chúng phát ra có độ lệch pha không đổi. Do đó, hai sóng ánh sáng do S1 và S2 phát ra là hai sóng kết hợp có bước sóng xác định. Tại vùng không gian hai sóng đó chồng lên nhau, - gọi là vùng giao thoa, chúng giao thoa với nhau và tạo nên hình ảnh như đã quan sát thấy. Đặt sau M2, tại vùng giao thoa, một màn quan sát E song song với M2 thì trên màn E xuất hiện các vân giao thoa, là những vạch song song với S1, S2. Như vậy, hiện tượng giao thoa là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tượng giao thoa ánh sáng trên bản mỏng. Khi nhìn ánh sáng phản xạ trên các váng dầu, mỡ, hoặc bong bóng xà phòng… ta thấy có những vân màu sặc sỡ, tựa như vẽ trên mặt lớp váng. Đó là hiện tượng giao thoa ánh sáng trên bản mỏng khi chiếu ánh sáng trắng vào bản mỏng. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. a) Thí nghiệm về sự nhiễu xạ ánh sáng. Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt được gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. b) Giải thích hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Vẽ trên giấy khổ lớn hình ảnh giao thoa với ánh sáng trắng (Hình 51.2 SGK). Ôn lại sự giao thoa của sóng cơ học. Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :. HS : Trong vùng sáng hẹp quan sáng được các vân sáng và các vân tối xen kẽ nhau một cách đều đặn. HS : Xem sách giáo khoa. GV : Em hãy nhắc lại hình ảnh giao thoa quan sát được trong TN Young ?. GV : Nêu và nhận xét khoảng cách giữa các vân giao thoa ?. GV : Nêu điều kiện để có vân giao thoa với biên độ cực đại ?. GV : Hướng dẫn học sinh tìm công thức xác định vị trí vân sáng ?. GV : Nêu điều kiện để có vân giao thoa với biên độ cực tiểu ?. GV : Hướng dẫn học sinh tìm công thức xác định vị trí vân tối ?. GV : Xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là cái gì ?. HS : Cách đều nhau. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Có bước sóng hoàn toàn xác định. HS : Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng xác định. Màu ứng với ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc. HS : Còn có các màu không đơn sắc. GV : Hãy cho biết các vân sáng cũng như các vân tối nằm cách nhau một khoảng như thế nào ?. GV : Hướng dẫn học sinh tìm công thức xác định khoảng vân ?. GV : Viết công thức xác định khoảng vân ? GV : Từ công thức khoảng vân, GV đặt vấn đề : Bằng cách nào có thể xác định bước sóng ánh sáng?. GV : Nêu mối quan hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng ?. GV : Hãy cho biết ngoài 7 màu đơn sắc còn có các màu khác không ?. GV : Giới thiệu các khoảng bước sóng của các vùng màu ?. Xác định vị trí các vân giao thoa và khoảng vân a) Vị trí của các vân giao thoa.

      Hình 49.7 Ảnh chụp ánh sáng mặt trời chiếu ra từ các kẽ lá
      Hình 49.7 Ảnh chụp ánh sáng mặt trời chiếu ra từ các kẽ lá

      QUANG PHOÅ LIEÂN TUẽC

        HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Rắn lỏng khí. HS : Có khối lượng riêng lớn. HS : Phụ thuộc nhiệt độ nhưng không phụ thuộc bản chất nguồn phát. HS : Đo nhiệt độ của nguồn phát. GV : Mô tả hình ảnh thu được trên tấm kính mờ hoặc trên kính ảnh ?. GV : Những chất nào có khả năng phát ra quang phoồ lieõn tuùc ?. GV : Nêu điều kiện để phát ra quang phổ lieõn tuùc ?. GV : Quang phổ liên tục có tính chất gì quang trọng ?. Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng. Chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá trị càng nhỏ hơn chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn. Đường cong tán sắc, biểu diễn sự phụ thuộc của chiết suất của các môi trường trong suốt vào bước sóng ánh sáng. Máy quang phổ. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra. Có ba bộ phận chính :. • Ống chuẩn trực là bộ phận tạo ra chùm tia sáng song song. Chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính L1 là một chùm tia song song. • Lăng kính là bộ phận có tác dụng phân tích chùm tia song song từ L1 chiếu tới, tạo ra thành nhiều chùm tia đơn sắc song song. • Buồng ảnh là bộ phận dùng để chụp ảnh quang phổ, hoặc để quan sát quang phổ. b) Nguyên tắc hoạt động. Mỗi chùm sáng đơn sắc ấy được thấu kính L2 của buồng ảnh hội tụ thành một vạch trên tiêu diện của L2 và cho ta một ảnh thật của khe F, đó là một vạch màu.

        PHAÂN TÍCH QUANG PHOÅ

        • TIA HỒNG NGOẠI, TIA TỬ NGOẠI
          • TIA X. THANG SểNG ĐIỆN TỪ

            HS : Số lượng vạch, vị trí các vạch, cường độ sáng. HS : Mỗi chất khi bị kích thích phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó. HS : Tấm kính chỉ cho ánh sáng đỏ truyền qua, các chùm ánh sáng khác bị chặn lại. HS : Quang phoồ lieõn tuùc. HS : Xuất hiện một vạch tối ở đúng vị trí của vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ của natri. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : “Ở một nhiệt độ xác định, một vật chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng phát xạ, và ngược lại, nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ”. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Nhờ có việc phân tích quang phổ hấp thụ của Mặt Trời, mà người ta đã phát hiện ra Hêli ở trên Mặt Trời, trước tìm thấy nó ở Trái Đất. Ngoài ra, người ta còn thấy sự có mặt của nhiều nguyên tố trong khí quyển Mặt Trời như : Hydrô, canxi, natri, sắt. GV : Nêu nhận xét về nét giống nhau, khác nhau giữa các quang phổ đó ?. GV : GV nêu tính chất của quang phổ vạch như trong SGK và yêu cầu HS đọc đoạn chữ nhỏ ở cột phải ở cuối trang 237. GV : Khi chiếu một chùm ánh sáng trắng qua kính lọc sắc đỏ thì có hiện tượng gì xảy ra ?. GV : Khi chiếu một chùm sáng trắng vào máy quang phổ ta thu được gì ?. GV : Nếu trên đường đi của chùm sáng đó ta đặt một ống thủy tinh đựng hơi Natri thì thấy hiện tượng gì ?. GV : Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ có giá trị như thế nào so với nghiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục ? GV : Thế nào là sự đảo vạch ?. GV : GV yêu cầu HS quan sát và nhận xét ảnh chụp các quang phổ hấp thụ của hêli, natri và so sánh chúng với ảnh chụp quang phổ vạch phát xạ của hêli, natri. Từ đó, GV hướng dẫn để HS hiểu định luật Kiếc- soáp. GV : Phép phân tích quang phổ là gì ? GV : Thế nào là phép phân tích quang phổ ủũnh tớnh ?. GV : Thế nào là phép phân tích quang phổ định lượng ?. Quang phổ vạch phát xạ. Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối, được gọi là quang phổ vạch phát xạ. Quang phổ vạch do các chất khí, hay hơi có khối lượng riêng nhỏ khi bị kích thích. Mỗi chất khi bị kích thích phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó. c) Các nguyên tố khác nhau phát ra các quang phổ vạch khác hẳn nhau về số lượng vạch, về bước sóng (tức là về vị trí) của các vạch và về cường độ sáng của các vạch đó. Quang phổ vạch hấp thụ a) Cách tạo. Ở ngoài miền ỏnh sỏng nhỡn thấy (cú bước súng từ 0,38àm đến 0,76àm) cũn cú những loại ánh sáng (bức xạ) nào đó, không nhìn thấy được, nhưng cũng có tác dụng nhiệt giống như các bức xạ nhìn thấy. Tia hồng ngoại. Bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng dài hơn lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến điện được gọi là tia hồng ngoại. a) Nguồn phát tia hồng ngoại. Mọi vật, ở nhiệt độ thấp, lò than, lò điện, đèn điện dây tóc…. - Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt. - Tia hồng ngoại có thể tác dụng lên một số loại kính ảnh. - Tia hồng ngoại còn có thể gây ra hiệu ứng quang điện trong ở một số chất bán dẫn. c) Ứng dụng tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại dùng để sấy khô, sưởi ấm, ống nhòm nhìn ban đêm, chụp ảnh bề mặt của Trái đất từ vệ tinh;. Tia hồng ngoại dùng trong cái điều khiển từ xa để điều khiển hoạt động của tivi, thieát bò nghe nhìn…. Tia tử ngoại. Bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng tím được gọi là tia tử ngoại. a) Nguồn phát tia tử ngoại.

            XÁC ĐỊNH BƯỚC SểNG CỦA ÁNH SÁNG

            CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

              Ôn lại các kiến thức về công của lực điện trường, định lí động năng, khái niệm cường độ dòng điện bão hòa (SGK Vật lí 11). Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :. HS : Học sinh quan sát thí nghiệm. HS : Hoà quang ủieọn. HS : Taỏm keừm maỏt ủieọn tớch aõm. HS : Không xảy ra. HS : Không bị cụp lại : tấm kẽm không maỏt ủieọn tớch aõm. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Xuất hiện do hiện tượng quang điện. HS : Giới hạn quang điện. HS : Có nhưng nhỏ. GV : Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghieọm 59.1. GV : Hãy kể tên một số nguồn phát ra tia tử ngoại ?. GV : Hai lá của điện nghiệm khép lại chứng tỏ điều gì ?. GV : Neỏu taỏm keừm mang ủieọn dửụng thỡ hiện tượng trên có xảy ra không ?. GV : Neỏu chaộn chuứm tia hoà quang baống tấm thủy tinh không màuthì hai lá của điện nghiệm như thế nào ?. GV : Tại sao dòng điện xuất hiện trong mạch là dòng quang điện ?. HS : Hiệu điện thế hãm. HS : Cường độ dòng quang điện bão hòa taêng. HS : Electron quang ủieọn. HS : Không xảy ra hiện tượng quang điện. HS : Hiện tượng quang điện. GV : Giữ nguyên bước sóng λ, nhưng tăng cường độ sáng chiếu vào catốt thì dòng quang điện sẽ như thế nào ?. GV : Dòng quang điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt nào ?. GV : Động năng của các electron quang điện có đặc điểm gì ?. GV : Viết công thức động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện ? GV : Giới thiệu định luật thứ nhất ?. GV : Định luật này được rút ra từ kết quả TN nào ?. GV : Yêu cầu HS xem bảng giới hạn quang điện của một số kim loại ?. GV : Nêu nhận xét về trị số của λo đối với các kim loại khác nhau ?. GV : Neỏu trong TN Heực khoõng duứng taỏm kẽm mà dùng tấm kali hoặc xesi thì các kết quả thu được có điều gì khác ?. GV : Định luật này được rút ra từ kết quả TN nào ?. GV : Trình bày giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng ?. GV : Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng cuûa Einstein ?. GV : Hãy tính năng lượng của phôtôn ứng. HS : Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số êlectron quang điện bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ của chùm sáng tới. Mặt khác cường độ của dòng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt. GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình Einstein ?. GV : Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định luật 1 ?. GV : Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định luật 2 ?. Hiện tượng quang điện. a) Chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm ban đầu tích điện âm tấm kẽm bị mất điện tích âm. Tia tử ngoại đã làm bứt các êlectron ra khỏi tấm đó. b) Các thí nghiệm với các tấm kim loại khác đã dẫn đến kết luận sau. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng quang điện. Các êlectron bị bật ra được gọi là êlectron quang điện. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện a) Thớ nghieọm. b) Kết quả thí nghiệm. + Khi UAK > 0, chiếu chùm ánh sáng có bước sóng, trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện. Nhỏ hơn hoặc bằng trị số λo; λo : giới hạn quang điện. Các định luật quang điện a) Định luật quang điện thứ nhất. Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λo. λo được gọi là giới hạn quang điện của kim loại :. b) Định luật quang điện thứ hai. “Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn (hay lượng tử ánh sáng). Phôtôn có vận tốc của ánh sáng, có một động lượng xác định và mang một năng lượng xác định ε = hf =hλc. ε chỉ phụ thuộc tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ nó đến nguồn sáng. Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian. Giải thích các định luật quang điện. a) Hiện tượng quang điện là sự va chạm giữa phôtôn với êlectron trong kim loại. Trong va chạm đó, phôtôn bị êlectron quang điện hấp thụ hoàn toàn, và nhường toàn bộ năng lượng ε = h f của nó cho êlectron. Đối với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng ε này được dùng vào hai việc :. - Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để nó thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra ngoài mặt kim loại;. - Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu cực đại 0max2 2. mv , ngay sau khi nó bứt ra khỏi bề mặt kim loại. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có. Là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện. b) Giải thích các định luật quang điện.

              PIN QUANG ẹIEÄN

              • THUYẾT BO VÀ QUANG PHỔ CỦA HIĐRÔ

                Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của các ánh sáng thích hợp, được gọi là hiện tượng quang điện trong. Bài 63 : THUYẾT BO VÀ QUANG PHỔ CỦA HIĐRÔ. • Hiểu và nhớ các tiên đề của Bo và mẫu nguyên tử Bo. • Giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của hiđrô. Ôn lại thuyết lượng tử ánh sáng và kiến thức về cấu tạo nguyên tử trong môn Hóa học. Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :. HS : Học sinh nhắc lại kiến thức đã học trong môn Hóa học ?. HS : Có năng lượng thấp nhất. HS : Những quỹ đạo hoàn toàn xác định. HS : Khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo K. HS : Khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo L. HS : Khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo M. HS : Ánh sáng khả kiến. GV : GV thông báo tiên đề về trạng thái dừng ?. GV : Các vạch phát xạ của nguyên tử hydrô sắp xếp thành mấy dãy ?. GV : Các electron dịch chuyển như thế nào để tạo thành dãy Lyman ?. GV : Các electron dịch chuyển như thế nào để tạo thành dãy Balmer ?. GV : Các electron dịch chuyển như thế nào để tạo thành dãy Paschen ?. Mẫu nguyên tử Bo. a) Tiên đề về trạng thái dừng. Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ hoặc hấp thụ năng lượng. b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng Em sang trạng thái dừng có năng lượng En < Em thì nguyên tử phát ra một phôtôn có tần số f tính bằng công thức :. Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng En mà hấp thụ được phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu Em – En, thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng Em lớn hơn. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô. a) Khi khảo sát thực nghiệm quang phổ của nguyên tử hiđrô, người ta thấy các vạch phát xạ của nguyên tử hiđrô sắp xếp thành các dãy khác nhau. Trong miền hồng ngoại cú dãy gọi là dãy Pa-sen (Paschen). Hình 63.2 Ảnh chụp các vạch trong dãy Ban-me. b) Mẫu nguyên tử Bo giải thích được quang phổ vạch của hiđrô cả về định tính lẫn định lượng. Dãy Lai-man được tạo thành khi êlectron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo K. Dãy Ban-me được tạo thành, khi êlectron từ các quỹ đạo ở phía ngoài chuyển về quỹ đạo L. Dãy Pa-sen được tạo thành khi êlectron từ các quỹ đạo ở phía ngoài chuyển về quỹ đạo M. c) Thành công lớn của thuyết Bo là đã giải thích được một cách định tính và định lượng sự tạo thành quang phổ vạch của hiđrô.

                Hỡnh 62.2 Hỡnh caột ngang cuỷa pin quang ủieọn silic V /  CỦNG CỐ VÀ DẶN Dề :
                Hỡnh 62.2 Hỡnh caột ngang cuỷa pin quang ủieọn silic V / CỦNG CỐ VÀ DẶN Dề :

                SỰ PHÁT QUANG

                  Khi cho chùm ánh sáng trắng đi qua bình đựng hơi natri, ta thấy trên nền quang phổ liên tục của ánh sáng trắng thu được nhờ máy quang phổ, có một vạch đen kép, tương ứng với hai bước sóng λ1 = 5890Ao và λ2 = 5896 Ao đã bị mất (do bị hơi natri hấp thụ). Nếu chiếu ánh sáng trắng vào kính lọc sắc “đỏ”, thì nó chỉ cho các tia đỏ truyền qua, các bức xạ còn lại bị nó hấp thụ gần như hoàn toàn (Hình 64.1). Kết quả là ta nhìn thấy kính lọc sắc có màu đỏ. Nếu chiếu vào tấm kính đỏ ánh sáng màu tím chẳng hạn, ánh sáng này sẽ bị tấm kính đỏ hấp thụ gần như hoàn toàn, và lúc này ta nhìn thấy tấm kính có màu “đen”. Hình 64.1 Chùm ánh sáng trắng đi qua tấm kính đỏ. Sự phản xạ lọc lựa. Khi chiếu một chùm ánh sáng trắng vào một vật nào đó. Chùm sáng phản xạ từ vật bị khuyết một số phôtôn có năng lượng xác định. Điều đó chứng tỏ ánh sáng có bước sóng khác nhau được phản xạ nhiều ít khác nhau từ vật. Đó là phản xạ lọc lựa. Phổ của ánh sáng phản xạ phụ thuộc phổ của ánh sáng tới và tính chất quang học của bề mặt phản xạ. Phổ của ánh sáng tán xạ phụ thuộc phổ của ánh sáng tới và tính chất quang học của bề mặt tán xạ. Màu sắc các vật. Khi vật phản xạ tất cả ánh sáng có bước sóng khác nhau chiếu vào nó, thì theo hướng phản xạ ta sẽ nhìn thấy vật có màu trắng, vật hấp thụ tất cả các ánh sáng có bước sóng khác nhau chiếu tới, thì theo hướng phản xạ ta nhìn thấy nó có màu đen, vật hấp thụ đa số bức xạ chính trong quang phổ của ánh sáng trắng, nó sẽ có màu xám. Các vật thể có màu sắc là do vật được cấu tạo từ những vật liệu xác định và vật hấp thụ một số bước sóng ánh sáng và phản xạ, tán xạ những bước sóng khác. Hiện tượng phát quang a) Sự phát quang. • Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì chúng có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy. Các hiện tượng đó được gọi là sự phát quang. • Sự phát quang có khác biệt với các hiện tượng phát ánh sáng khác, hai đặc điểm quan trọng :. + Một là, mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó. + Hai là, sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn tiếp tục kéo dài thêm một khoảng thời gian nào đó, rồi mới ngừng hẳn. b) Các dạng quang phát quang : lân quang và huỳnh quang.

                  Hình 64.1 Chùm ánh sáng trắng đi qua tấm kính đỏ.
                  Hình 64.1 Chùm ánh sáng trắng đi qua tấm kính đỏ.

                  SƠ LƯỢC VỀ LAZE

                  Sơ lược về laze

                  Thế nhưng, trong những điều kiện đặc biệt, có thể xảy ra sự đảo mật độ, nghĩa là mức trên lại chứa nhiều nguyên tử hơn mức dưới. Kết quả là ta có hai phôtôn kết hợp có cùng tần số f (phôtôn ban đầu và phôtôn phát xạ cảm ứng); hai phôtôn này lại gây ra bức xạ kích thích, sinh ra bốn phôtôn kết hợp… (Hình 62.2). Vì mật độ nguyên tử ở mức E2 rất lớn nên, trong một thời gian ngắn, có rất nhiều nguyên tử chuyển xuống mức E1, và do đó, số phôtôn kết hợp được tạo ra rất lớn. Kết quả là, chùm sáng không những không bị môi trường hấp thụ, mà trái lại, được khuếch đại lên. Sự khuếch đại như thế lại càng được nhân lên, nếu ta làm cho các phôtôn kết hợp đi lại nhiều lần trong môi trường, bằng cách bố trí hai gương song song ở hai đầu, trong đó có một gương là nửa trong suốt, hình thành hộp cộng hưởng, tạo ra chùm phôtôn rất mạnh cuứng pha. Sau khi phản xạ một số lần lên hai gương, phần lớn phôtôn sẽ đi qua gương nửa trong suốt và tạo thành tia laze. Đó là nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát tia laze b) Một số đặc điểm của tia laze.

                  CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐỘ HUẽT KHOÁI

                    GV : Giả sử ta có ( A − Z ) nơtrôn và mỗi nơtrôn có khối lượng mn thì tổng khối lượng của các hạt nơtrôn bằng bao nhiêu ?. GV : Tổng khối lượng của các hạt nuclôn baèng bao nhieâu ?. GV : Khối lượng của hạt nhân được tạo từ các hạt nuclôn đó bằng bao nhiêu ?. GV : Giáo viên giới thiệu kết quả thực nghieọm ?. GV : Các nuclôn trước khi liên kết có năng lượng được xác định như thế nào ?. GV : Các nuclôn sau khi liên kết có năng lượng được xác định như thế nào ?. GV : Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm mối quan hệ giữa E0 và E ?. GV : Do năng lượng toàn phần được bảo toàn nên đã có một lượng năng lượng tỏa ra khi các nuclôn tạo nên hạt nhân. Năng lượng này được xác định như thế nào ? GV : Ngược lại, nếu muốn tách hạt nhân đó thành các nuclôn riêng rẽ, có tổng khối lượng [ Z. mn ] > M thì ta phải tốn một lượng năng lượng là bao nhieâu ?. GV : Năng lượng liên kết hạt nhân là gì ? GV : Năng lượng liên kết cho một hạt nhân được tính như thế nào ?. GV : Lập luận cho học sinh thấy tính bền vững của hạt nhân ?. Cấu tạo hạt nhân. a) Cấu tạo hạt nhân. • Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn : prôtôn, kí hiệu p, mang một điện tích nguyên tố dương +e, và nơtron, kí hiệu n, khoõng mang ủieọn. • Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tử trong bảng tuần hoàn Men- đê-lê-ép; Z được gọi là nguyên tử số. Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A. b) Kí hiệu hạt nhân. Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố có kí hiệu hóa học X được kí hiệu là ZAX c) Kích thước hạt nhân. Có thể coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu bán kính R. Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau. Đơn vị khối lượng nguyên tử. a) Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. b) Khối lượng còn có thể đo bằng đơn vị của năng lượng chia cho c2, cụ thể là có thể đo bằng eV/c2 hoặc MeV/c2. Ngược lại, nếu muốn tách hạt nhân đó thành các nuclôn riêng rẽ, có tổng khối lượng Zmp + (A – Z)mn > M, thì ta phải tốn năng lượng ∆E = ∆M.c2 để thắng lực tương tác giữa chúng.

                    71 : HIỆN TƯỢNG PHểNG XẠ

                      HS : Bằng vận tốc ánh sáng. HS : Làm ion hóa môi trường và mất năng lượng. HS : Tia β − đi được quảng đường tới hàng trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimet. HS : Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng hạt phôtôn có năng lượng cao. HS : Khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia α và tia β. HS : Giảm theo thời gian. HS : Neõu ủũnh nghúa. GV : Tia β phóng ra từ hạt nhân với vận toác baèng bao nhieâu ?. GV : Trong quá trình phân rã hạt nhân số hạt nhân có đặc điểm gì ?. GV : Sau khoảng thời gian T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ?. GV : Sau khoảng thời gian 2T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ?. GV : Sau khoảng thời gian 3T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ?. GV : Sau khoảng thời gian 4T số hạt nhân chưa bị phân rã bằng bao nhiêu ?. GV : Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị. GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập công thức ?. GV : Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gì ?. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Neõu ủũnh nghúa. HS : Nguyên tử đánh dấu. HS : Xác định tuổi các mẫu vât cổ đại. GV : Nêu các ứng dụng của đồng vị phóng xạ ?. Hiện tượng phóng xạ. Hiện tượng một hạt nhân bị phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phóng xạ. Các tia phóng xạ a) Các loại tia phóng xạ. b) Bản chất các loại tia phóng xạ. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm số mũ, như số hạt nhân (số nguyên tử) của nó. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng a) Đồng vị phóng xạ. Đặc điểm của các đồng vị phóng xạ nhân tạo của một nguyên tố hóa học là chúng có cùng tính chất hóa học như đồng vị bền của nguyên tố đó. b) Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ.

                      73 : PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

                        HS : Tổng khối lượng của các hạt nhân tương tác lớn hơn tổng khối lượng của các hạt nhân tạo thành. HS : Tổng khối lượng của các hạt nhân tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt nhân tạo thành. GV : Định luật bảo toàn động lượng. GV : GV nhấn mạnh cho học sinh thấy không có sự bảo toàn về khối lượng. GV : Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào ?. GV : Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào ?. GV : Em có nhận xét gì về vị trí của hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?. GV : Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào ?. GV : Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào ?. GV : Em có nhận xét gì về vị trí của hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?. GV : Hạt nhân con có số khối được xác định như thế nào ?. GV : Hạt nhân con có nguyên tử số được xác định như thế nào ?. GV : Em có nhận xét gì về vị trí của hạt nhân con trong bảng tuần hoàn ?. GV : Khi nào thì phản ứng tỏa nhiệt ? GV : Giới thiệu công thức xác định năng lượng tỏa. GV : Khi nào thì phản ứng thu nhiệt ? GV : Giới thiệu công thức xác định năng lượng thu. Phản ứng hạt nhân a) ẹũnh nghúa. Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác. trong đó A, B là các hạt tương tác, còn C, D là các hạt sản phẩm. trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân con và C là hạt α hoặc β b) Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. a) Định luật bảo toàn số nuclôn (Số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm. b) Định luật bảo toàn điện tích : Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm. c) Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần : Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm. Quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ a) Phân rã α. Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích, thì nó chuyển từ mức kích thích E2 xuống mức thấp hơn E1, đồng thời phóng ra một phôtôn có tần số f xác định bởi hệ thức E2 – E1 = hf.

                        PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

                          Dưới dạng không kiểm soát được. HS : Lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch rất nhiều. HS : Raát toán keùm. GV : Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch chưa ?. GV : Năng lượng tỏa ra của chúng có đặc ủieồm gỡ ?. GV : Nguyên liệu trong phản ứng nhiệt hạch là gì ?. GV : Việc xây dựng các lò phản ứng nhiệt hạch như thế nào ?. Phản ứng nhiệt hạch. a) Quá trình kết hợp hai hạt nhân nhẹ để tạo nên một hạt nhân nặng hơn gọi là sự tổng hợp hạt nhân, hay phản ứng nhiệt hạch. b) Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch. Phản ứng kết hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên mới gọi là phản ứng nhiệt hạch. Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ. Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng cuûa chuùng. Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất. a) Trên Trái Đất, con người đã thực hiện một phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom khinh khí). b) Vì năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch rất nhiều, và vì nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên, nên một vấn đề quan trọng đặt ra là : làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung cấp năng lượng lâu dài của nhân loại.

                          78. CÁC HẠT SƠ CẤP

                            Tương tác của các hạt sơ cấp. a) Tương tác hấp dẫn. Đó là tương tác giữa các hạt vật chất có khối lượng. b) Tương tác điện từ. Hạt quac (quark). a) Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac (tiếng Anh : quark). Cùng với các quac, có 6 phản quac với điện tích có dấu ngược lại. c) Các bariôn là tổ hợp của ba quac.

                            79 – 80. MẶT TRỜI HỆ MẶT TRỜI

                              Năm Mặt Trời có nhiều vết đen nhất xuất hiện được gọi là Năm Mặt Trời hoạt động. Năm Mặt Trời có ít vết đen xuất hiện nhất gọi là Năm Mặt Trời tĩnh. Sự hoạt động của Mặt trời có rất nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất. - Làm nhiễu loạn thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến ngắn. - Làm cho từ trường Trái Đất biến thiên, gây ra bão từ. - Ảnh hưởng đến trạng thái thời tiết trên Trái Đất, quá trình phát triển của các sinh vật, tình trạng sức khỏe của con người sống trên Trái Đất. Trái đất a) Cấu tạo. Trỏi đất cú một cỏi lừi bỏn kớnh vào khoảng 3000 km, có cấu tạo bởi chủ yếu là sắc, niken, lớp vỏ dày khoảng 35 km được cấu tạo chủ yếu bởi đá granit. b) Từ trường của Trái Đất. Từ trường Trái Đất tác dụng lên các dòng hạt tích điện phóng ra từ Mặt Trời và từ vũ trụ làm cho các hạt này “tập trung” vào các khu vực ở trên cao so với mặt đất, tạo thành hai vành đai bao quanh Trái Đất, gọi là “vành đai phóng xạ”.

                              81. CÁC SAO, THIÊN HÀ

                              82. THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG)

                              Các sự kiện thiên văn quan trọng a) Vũ trụ dãn nở

                              Kết quả thu được đã chứng tỏ bức xạ đó là bức xạ được phát ra tứ phía từ Vũ trụ nay đã nguội và được gọi là bức xạ “nền” Vũ trụ. Hai sự kiện thiên văn quan trọng nêu trên và một số sự kiện thiên văn khác đã minh chứng cho tính đúng đắn của Thuyết Big Bang.

                              Thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang)

                              Các lực hấp dẫn thu gom các nguyên tử lại, tạo thành các thiên hà và ngăn cản các thiên hà tiếp tục nở ra, chỉ có khoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục tăng lên. Thuyết Vụ nổ lớn chưa giải thích được hết các sự kiện quan trọng trong Vũ trụ và đang được các nhà vật lí thiên văn phát triển và bổ sung.