Laze là máy khuếch đại ánh sáng dựa vào sự phát xạ cảm ứng.
Câu 2. Nêu các đặc điểm của chùm sáng (tia laze) do laze phát ra.
Chùm sáng do laze phát ra có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao và cường độ lớn.
Câu 3. Sự phát xạ cảm ứng là gì? Tại sao có thể khuếch đại ánh sáng dựa vào hiện tượng phát xạ cảm ứng?
Năm 1917, khi nghiên cứu lí thuyết phát xạ, Anh-xtanh đã chứng minh rằng: ngoài hiện tượng phát xạ tự phát còn có hiện tượng phát xạ mà ông gọi là phát xạ cảm ứng. Hiện tượng đó như sau:
Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng ε = hf, bắt gặp một phôtôn có năng lượng ε’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn ε. Phôtôn ε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtôn ε’. Ngoài ra, sóng điện từ ứng với phôtôn e hoàn toàn cùng pha với sóng điện từ ứng với phôtôn ε’ (H.49.2).
Như vậy, nếu có một phôtôn ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thì số phôtôn sẽ tăng lên theo cấp số nhân (H.46.3).
Các phôtôn này có cùng năng lượng (ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng; do đó tính đơn sắc của chùm sáng rất cao); chúng bay theo cùng một phương (tính định hướng của chùm sáng rất cao); tất cả các sóng điện từ trong chùm sáng do các nguyên tử phát ra điều cùng pha (tính kết hợp của chùm sáng rất cao). Ngoài ra, vì số phôtôn bay theo cùng một hướng rất lớn nên cường độ của chùm sáng có cường độ rất mạnh.
Câu 4. Trình bày cấu tạo của laze rubi?
Laze này gồm một thanh rubi hình trụ có chiều dài thỏa mãn hệ thức. Hai mặt được mài nhẳn, vuông góc với trục của thanh. Mặt (3) được mạ bạc; mặt (4) là mặt bán mạ. Một bóng đèn xeon (2) được quấn quanh thanh rubi. Khi laze hoạt động thì thanh rubi sẽ rất nóng, nên người ta phải gắn nó vào những cánh tỏa nhiệt (5).
Tuy vậy, laze rubi cũng chỉ hoạt động ở chế độ xung, lúc phát, lúc nghỉ.
Câu 5. Có những loại laze gì?
Có ba loại laze: laze khí, laze rắn và laze bán dẫn.
Câu 6. Trình bày một vài ứng dụng của laze.
- Trong y học, lợi dụng khả năng có thể tập trung năng lượng của chùm tia laze vào một vùng rất nhỏ, người ta đã dùng tia laze như một dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi như mắt, mạch máu,… Ngoài ra, người ta cũng sử dụng tác dụng nhiệt của tia laze để chữa một số bệnh như các bệnh ngoài da…
- Trong thông tin liên lạc, do có tính định hướng rất cao nên tia laze có ưu thế đặc biệt trong liên lạc vô tuyến (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển các con tàu vũ trụ,…). Do có tính kết hợp và cường độ cao nên tia laze được sử dụng rất tốt trong việc thông tin bằng cáp quang.
- Trong công nghiệp, vì tia laze có cường đồ lớn và tính định hướng cao nên nó được dùng trong các công việc như cắt, khoan, tôi,… chính xác trên nhiều chất liệu như kim loại, compozit,..
- Trong trắc địa, laze được dùng trong các công việc như đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng,…
- Laze còn được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, trong các bút chỉ bảng, bản đồ, trong các thí nghiệm quang học ở trường phổ thông,… Các laze này thuộc loại laze bán dẫn.
Câu 7. Chọn câu đúng. Chùm sáng do laze rubi phát ra có màu gì
A. Trắng B. Xanh. C. Đỏ. D. Vàng.
Trả lời: Đáp án C
Rubi (hồng ngọc) là Al2O3 có pha Cr2O3. Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion crôm phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản. Đó cũng là màu của tia laze.
Câu 8. Tia laze không có đặc điểm nào dưới đây?
A. Độ đơn sắc. B. Độ định hướng. C. Cường độ lớn. D. Công suất lớn.
Trả lời: Đáp án D
Chùm do laze phát ra có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao và cường độ lớn.
Câu 9. Bút laze mà người ta thường dùng để chỉ bảng thuộc loại laze nào?
A. Khí. B. Lỏng. C. Rắn. D. Bán dẫn.
Trả lời: Đáp án D
Laze được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, trong các bút chỉ bảng, bản đồ, trong các thí nghiệm quang học ở trường phổ thông,... Các laze này thuộc loại laze bán dẫn.
BÀI 35: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN Câu 1. Trong các câu sau câu nào đúng? câu nào sai?
1. Kích thước hạt nhân tỉ lệ với số nuclôn A.
2. Các hạt nhân đồng vị có cùng số prôtôn.
3. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nuclôn.
4. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prôtôn.
5. Một hạt nhân có khối lượng 1u thì sẽ có năng lượng tương ứng 931,5 MeV.
Trả lời: 1 - S; 2 - Đ; 3 - S; 4 - Đ; 5 - Đ.
Câu 2. Các hạt nhân có cùng số A và khác số Z được gọi là hạt nhân đồng khối, ví dụ: 3613S và 3618Ar. So sánh:
1. khối lượng 2. điện tích
của hai hạt nhân đồng khối.
Trả lời:
Hai hạt nhân đồng khối:
- Có khối lượng xấp xỉ bằng nhau.
- Có điện tích khác nhau.
Câu 3. Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân 126 C.
Phương pháp: Khối lượng của nguyên tử mnt mhn Z m. emhn mntZ m. e
Cách giải: Khối lượng của hạt nhân: mhn 12u6.me 12u6.5, 486.104u11, 99670u Câu 4. Chọn câu đúng. Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc:
A. nguyên tử khối; B. số khối;
C. khối lượng nguyên tử; D. số các đồng vị.
Phương pháp: Nguyên tử số Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn.
Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc vào nguyên tử số của nguyên tử đó.
Cách giải: Đáp án A
Câu 5. Chọn câu đúng. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng:
A. số prôtôn; B. số nơtron;
C. số nuclôn; D. khối lượng nguyên tử.
Phương pháp: Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số proton và khác số notron Cách giải: Đáp án A
Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng số prôtôn.
Câu 6. Số nuclôn trong 1327Al là bao nhiêu?
A. 13 B. 14 C. 27 D. 40.
Phương pháp: Kí hiệu hạt nhân: ZAX (A là số nuclon; Z là số proton; A - Z là số notron) Cách giải: Đáp án C Số nuclon trong 1327Al là 27
Câu 7. Số nơtron trong hạt nhân 1327Al là bao nhiêu?
A. 13. B. 14. C. 27. D. 40.
Phương pháp: Kí hiệu hạt nhân: ZAX (A là số nuclon; Z là số proton; A - Z là số notron) Cách giải: Đáp án B Số notron trong hạt nhân 1327Al là: (A - Z) = 27 - 13 = 14 nơtron.
BÀI 36: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 1. Hãy chọn câu đúng. Năng lượng liên kết riêng
A. giống nhau với mọi hạt nhân. B. lớn nhất với các hạt nhân nhẹ.
C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình. D. lớn nhất với các hạt nhân nặng.
Phương pháp: Các hạt nhân bền vững có năng lượng liên kết riêng lớn nhất vào cỡ 8,8 MeV/nuclon; đó là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn ứng với: 50 < A < 80 Cách giải: Đáp án C
Năng lượng liên kết riêng lớn nhất với các hạt nhân trung bình.
Câu 2. Hãy chọn câu đúng. Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là A. lực tĩnh điện. B. lực hấp dẫn.
C. lực diện từ. D. lực tương tác mạnh.
Trả lời: Đáp án D
Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực tương tác mạnh.
Câu 3. Phạm vi tác dụng của các lực tương tác mạnh trong hạt nhân là bao nhiêu?
A. 10-13cm. B. 10-8 cm. C. 10-10cm. D. Vô hạn.
Trả lời: Đáp án A
Phạm vi tác dụng của lực hạt nhân là 10-15 m = 10-13cm.
Câu 4. Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn nhất?
A. Heli. B. Cacbon. C. Sắt. D. Urani.
Phương pháp: Các hạt nhân bền vững có năng lượng liên kết riêng lớn nhất vào cỡ 8,8 MeV/nuclon; đó là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn ứng với: 50 < A < 80 Cách giải: Đáp án C
Trong số các hạt nhân heli, cacbon, sắt, urani thì sắt có năng lượng liên kết riêng lớn nhất vì sắt là hạt nhân trung bình.
Câu 5. Năng lượng liên kết của 1020Ne là 160,64 MeV. Xác định khối lượng của nguyên tử 1020Ne. Phương pháp:
+ Năng lượng liên kết: Wlk Zmp A Z m nmhnc2 + Khối lượng nguyên tử: mnt = mhn + Z.me
Cách giải:
+ Hạt nhân 1020Necó 10 proton và 10 notron + Ta có:
2 160, 64 2 2
W 10 20 10 160, 64 0,17245
931, 5
10.1, 00728 10.1, 00866 0,17245 19, 98695
lk p n hn
hn hn
m m m c MeV uc uc
u u m u m u
Vậy khối lượng hạt nhân: mhn = 19,98695u
+ Muốn tìm khối lượng nguyên tử 1020Ne ta phải cộng thêm khối lượng của 10 êlectron
=> mnt = mhn + 10me = 19,99245u
Câu 6. Khối lượng nguyên tử của 5626Fe 55,934939u. Tính Wlk và Wlk A . Phương pháp:
+ Năng lượng liên kết: Wlk Zmp A Z m nmhnc2 + Khối lượng nguyên tử: mnt = mhn + Z.me
Cách giải:
+ Năng lượng liên kết của 5626Fe là :
2 2
2
[(26 30 ) ( 26 )] 26.1, 00728 30.1, 00866 55,934939 26.0, 000550 W 0,528441 0,528441.931,5 492, 242792
lk p n Fe e
lk
W m m m m c uc
uc MeV
+ Năng lượng liên kết riêng của 5626Fe là: 492, 242792
8, 79 56
Wlk
A (MeV/1 nuclôn)
Câu 7. Hoàn chỉnh các phản ứng sau:
7 4 7 3 32 1
6 1
3 0
10
6 4
5 2
35 4
17 2
?
?
? Be Li
Li n
B He
Cl S He
Phương pháp: Phương trình phản ứng: 1 2 3 4
1 2 3 4
A
A A A
Z AZ B Z CZ D
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số nuclon (bảo toàn số khối A):
1 2 3 4
1 2 3 4
Z Z Z Z
A A A A
Cách giải:
6 2 7 1
3 1 4 0
10 1 7 4
5 0 3 2
35 1 32 4
17 1 16 2
Li H Be n
B n Li He
Cl H S He
Câu 8. Phản ứng: 36Li12H242Hetỏa năng lượng 22,4 MeV. Tính khối lượng nguyên tử của 63Li. ( Khối lượng nguyên tử của 12Hvà 42He lần lượt là 2,01400u và 4,00150u).
Phương pháp:
+ Năng lượng toả ra của phản ứng hạt nhân: W = (mtrước – msau)c2
+ Khối lượng nguyên tử: mnt = mhn + Z.me
Cách giải:
Ta có:
2 22, 4 2 2
W 2 22, 4 0, 024
931,5 2 0, 024
2 0, 024 2.4, 00150 2, 01400 0, 024 6, 013
Li H He
Li H He
Li He H
m m m c MeV uc uc
m m m u
m m m u u u u u
=> Khối lượng nguyên tử 63Li: mnt = 6,013u + 3.0,00055u = 6,01465u Câu 9. Chọn câu sai. Trong một phản ứng hạt nhân, có bảo toàn
A. năng lượng. B. động lượng. C. động năng. D. điện tích.
Phương pháp: Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân:
- Bảo toàn điện tích
- Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A) - Bảo toàn năng lượng toàn phần - Bảo toàn động lượng
Cách giải: Đáp án C
Trong một phản ứng hạt nhân, không có bảo toàn động năng.
Câu 10. Phản ứng nào sau đây thu năng lượng?
A. 11H12H He32 B. 12H12H He42 C. 12H13H He42 10n
D. 42He147 N O178 11H Phương pháp: Phản ứng hạt nhân có: mtrước < msau là phản ứng thu năng lượng Cách giải: Đáp án D
Phương trình phản ứng: 42He147 N O178 11H
Ta có: (mHe + mN) – (mO + mH) = (4,002603 + 14,003074)u - (16,999133 + 1,007825)u = -0,001281u < 0
=> Phản ứng thu năng lượng.
BÀI 37: PHÓNG XẠ
Câu 1. Một hạt nhân ZAXphóng xạ α, β+ , β- , ɣ , hãy hoàn chỉnh bảng sau:
Hướng dẫn:
Câu 2. Hãy chọn câu đúng.
Quá trình phóng xạ hạt nhân
A. thu năng lượng.
B. tỏa năng lượng.
C. không thu, không tỏa năng lượng.
D. có trường hợp thu, có trường hợp tỏa năng lượng.
Trả lời: Đáp án B
Quá trình phóng xạ hạt nhân luôn tỏa năng lượng.
Câu 3. Trong số các tia α, β-, β+ và ɣ, tia nào đâm xuyên mạnh nhất? Tia nào đâm xuyên yếu nhất?
Tia ɣ đâm xuyên mạnh nhất. Tia α đâm xuyên yếu nhất
Câu 4. Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân?
A. Phóng xạ α. B. Phóng xạ β-. C. Phóng xạ β+. D. Phóng xạ ɣ.
Trả lời: Đáp án D
Phóng xạ ɣ không làm thay đổi cấu tạo hạt nhân.
Câu 5. Hãy chọn câu đúng.
Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt nhân phân rã giảm đi với thời gian t theo quy luật A. -αt + β (α, β > 0) B. 1
t C. 1
t D. e-λt Trả lời: Đáp án D
Định luật phóng xạ: Số hạt nhân phân rã của một nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ: N = N0.e-λt BÀI 38: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH