Công thức vật lý 12 (cơ bản) – Tài liệu text
Công thức vật lý 12 (cơ bản)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (112.63 KB, 8 trang )
CÔNG THỨC VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN
CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ HỌC
1. Phương trình dao động: x = Acos(ωt + φ)
a
2π v max
k
g
g
Tần số góc ω = 2πf =
max
T
A
A
mΔl
l
2. Vận tốc tức thời: v = –ωAsin(ωt + φ)
3. Gia tốc tức thời: a = –ω²x = –ω²Acos(ωt + φ) (luôn hướng về VTCB)
xmax = A; vmax = ωA; amax = ω²A
4. Chiều dài quỹ đạo: L = 2A
v2 a 2 v2
5. Hệ thức độc lập thời gian: A² = x 2 2 4 2
ω
ω ω
6. Cơ năng
1
1 2 1
1 2
2
2 2
+ Con lắc lò xo: W = Wđ + Wt = mv kx mω A kA
2
2
2
2
A
n
Nếu Wđ = nWt thì x = ±
; v = ±vmax
n 1
n 1
+ Con lắc đơn: W = mgℓ(1 – cos αo) = (1/2)mv²max.
7. x, v, a có cùng chu kỳ T, tần số f; tần số góc ω nhưng động năng hoặc thế năng thì biến thiên tuần hoàn
với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2. Cơ năng không biến thiên mà được bảo toàn.
8. Quãng đường đi được trong một chu kỳ là 4A; trong nửa chu kỳ là 2A; riêng quãng đường trong 1/4 chu
kỳ là A chỉ đúng khi xuất phát ở VTCB hoặc vị trí biên. Với thời gian Δt cho trước (0 < Δt < T/2) thì quãng
đường cực đại và cực tiểu là
Δφ
Δφ
Smax = 2Asin
và Smin = 2A(1 – cos
)
2
2
Trong đó Δ = ωΔt
Nếu Δt > T/2 → Δt = n(T/2) + Δt 1 (sao cho 0 < Δt1 < T/2; n nguyên dương) thì S max = 2nA + S1max và Smin =
2nA + S1min.
9. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
x1 = A1cos(ωt + φ1) và x2 = A2cos(ωt + φ2) → x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ)
2
2
A² = A1 A 2 2A1A 2 cos(φ 2 φ1 ) → |A1 – A2| ≤ A ≤ A1 + A2.
A1 sinφ 1 A 2 sin φ 2
và tan φ =
A1cosφ1 A 2cosφ 2
Nếu hai dao động cùng pha Δ = 2kπ → Amax = A1 + A2
Nếu hai dao động ngược pha Δ = (2k + 1)π → Amin = |A1 – A2|
10. DAO ĐỘNG TẮT DẦN – CƯỠNG BỨC – SỰ CỘNG HƯỞNG
a. Dao động tắt dần với biên độ đầu A o, hệ số ma sát μ. Dao động tắt dần coi gần đúng là dao động tự do với
tần số riêng ωo và biên độ giảm dần về 0.
2
kAω
A 2 2
* Quãng đường đi được cho tới khi dừng lại: S =
2μmg
2μg
4μmg 4FC
* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ dao động: ΔA =
k
k
2
kAω A kA
* Số dao động thực hiện: N =
4μmg 4μg 4FC
AkTπωA kAT
* Thời gian dao động đến lúc dừng lại: Δt = N.T =
4μmg 2μg
4FC
b. Dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực điều hòa F = F ocos (ωt + φ). Vật dao động ổn định với
tần số của ngoại lực → A phụ thuộc biên độ lực, lực cản, độ chênh lệch tần số của ngoại lực so với tần số
dao động tự do (f – fo càng nhỏ thì A càng lớn). Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng A tăng đột ngột khi f =
fo
Một vật có chu kì riêng là T được treo vào trần xe ô tô, hay toa tàu, … đang chuyển động trên đường
thì điều kiện để vật có biên độ dao động cực đại (cộng hưởng) khi vận tốc chuyển động của ô tô hay tàu hỏa
là v = d/T với d là khoảng cách 2 hai đầu nối của thanh ray của tàu hỏa hay khoảng cách giữa hai lần xảy ra
biến cố làm kích thích dao động.
II. Con lắc lò xo
k
g
2π
m
1. Tần số góc: ω
; chu kỳ: T
2π
mΔl
ω
k
o
1
1 2
2 2
2. Cơ năng: W = mω A kA
2
2
Δlo
mg g
2 =>T 2π
3. Lò xo thẳng đứng: Δlo
kω
g
Chiều dài lò xo: lvtcb = lo + Δlo.
lmin = lo + Δlo – A.
lmax = lo + Δlo + A.
→ lvtcb = (lmax + lmin)/2.
A = (lmax – lmin)/2.
5. Lực đàn hồi của con lắc lò xo treo thẳng đứng
Fđh = k(Δlo + x) → Fđhmax = k(Δlo + A)
Fđhmin = k(Δlo – A) nếu Δlo > A
Fđhmin = 0 nếu Δlo ≤ A.
Lực hồi phục |Fhp| = k|x| → luôn hướng về VTCB.
Khi hệ dao động theo phương ngang thì Fđh = Fhp.
6. Ghép lò xo
1 1 1
* Nối tiếp:
k k1 k 2
* Song song: k = k1 + k2.
III. Con lắc đơn
1 2π
l
g
2π
1. Tần số góc: ω
; chu kỳ: T
fω
g
l
Điều kiện dao động điều hòa là bỏ qua mọi lực cản và biên độ góc nhỏ αo ≤ 10°
2. Cơ năng: W = Wtmax = Wđmax = mgl(1 – cos αo) = (1/2)mv²max.
3. Vận tốc và lực căng dây của con lắc đơn
v² = 2gl (cos α – cos αo)
Lực căng dây: TC = mg (3cos α – 2cos αo)
vmax = 2gl(1 cosα o)
TCmax = mg (3 – 2cos αo) khi ở vị trí cân bằng
TCmin = mg cos αo khi ở vị trí biên.
CHƯƠNG 2. SÓNG CƠ HỌC
1. Bước sóng: λ = vT = v/f
2. Phương trình sóng
Tại nguồn O: uo = Acos(ωt + φ)
Tại điểm M cách O một đoạn x: uM = AMcos(ωt + φ – ωx/v) = AMcos(ωt + φ – 2πx/λ)
x
x
3. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau một đoạn x trên một phương truyền: Δφ ω 2π
vλ
II. SÓNG DỪNG
1. Khi có sóng dừng, khoảng thời gian giữa hai lần dây duỗi thẳng là nửa chu kỳ. Khoảng cách hai nút liên
tiếp bằng nửa bước sóng.
2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài ℓ
Hai đầu cố định: ℓ = kλ/2 (k là số nguyên dương)
Số bụng là k; Số nút kể cả hai đầu là k + 1.
Tần số do đàn phát ra f = kv/(2ℓ)
Ứng với k = 1 → âm phát ra là âm cơ bản có tần số f1 = v/(2ℓ)
k = 2, 3, 4, … có các họa âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1)
λ
Một đầu cố định và một đầu tự do: ℓ = (2k 1) (với k là số nguyên không âm)
4
→ Tần số do ống sáo phát ra là f = (2k + 1)v/(4ℓ)
Ứng với k = 0 → âm phát ra âm cơ bản có tần số fo = v/(4ℓ)
k = 1, 2, 3, … có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3fo), bậc 5 (tần số 5fo)
3. Biên độ sóng dừng trên sợi dây AB với 2 đầu cố định
Xét theo khoảng cách d từ M đến điểm nút bất kỳ, biên độ sóng tại M là AM = 2A|sin (2πd/λ)|
Nếu d là khoảng cách từ M đến điểm bụng bất kỳ, biên độ sóng tại M là AM = 2A|cos (2πd/λ)|
III. GIAO THOA SÓNG
Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1, S2 cách nhau một khoảng l. Xét điểm M cách
hai nguồn lần lượt là d1, d2.
Phương trình sóng tại 2 nguồn u1 = A cos (2πft + φ1) và u2 = Acos (2πft + φ2)
d d Δφ
Biên độ dao động tại M: AM = 2A|cos ( π 2 1
)| với Δφ = φ2 – φ1.
λ
2
Tại M có cực đại giao thoa khi Δd = d2 – d1 = [k + Δφ/(2π)]λ
Tại M có cực tiểu giao thoa khi Δd = [k + 1/2 + Δφ/(2π)]λ
lΔφ
l Δφ
k
* Số cực đại là số giá trị nguyên k thỏa mãn:
λ 2π
λ 2π
l 1Δφ
l 1 Δφ
k
* Số cực tiểu là số giá trị nguyên k thỏa mãn:
λ 2 2π
λ 2 2π
Nếu hai nguồn dao động cùng pha (Δφ = 0): số cực đại giữa hai nguồn luôn chẵn; số cực tiểu luôn lẻ.
Nếu hai nguồn dao động ngược pha (Δφ = π): số cực đại giữa hai nguồn luôn lẻ; số đường cực tiểu luôn
chẵn. Đường cực đại lúc hai nguồn cùng pha trở thành đường cực tiểu khi hai nguồn ngược pha
Khoảng cách giữa hai điểm cực đại hoặc cực tiểu gần nhất là λ/2.
IV. SÓNG ÂM
P
1. Cường độ âm: I =
nếu là sóng cầu phát ra từ nguồn điểm đẳng hướng.
4πR 2
I
2. Mức cường độ âm: L = 10 log
(dB)
Io
Liên hệ giữa hai điểm M và A: LM (dB) = LA + 20 log (RA/RM)
3. Đặc điểm của sóng âm
Âm tai người nghe được có tần số từ 16 Hz đến 20 kHz. Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.
Âm có tần số trên 20 kHz là siêu âm. Trong môi trường lỏng và khí, sóng âm là sóng dọc; trong môi trường
rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và dọc
f o (v v r )
Hiệu ứng doppler: f =
v vs
Trong đó v là vận tốc âm trong môi trường truyền; v r là vận tốc của máy thu; vs là vận tốc của máy
phát. Nếu lại gần thì vận tốc dương, ra xa thì vận tốc âm
CHƯƠNG 3. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
I. CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC
q = qocos(ωt + φ); u = q/C = Uo cos (ωt + φ)
i = dq/dt = –ωqo sin(ωt + φ) = Iocos(ωt + φ + π/2)
1
1
L
ω=
; T = 2π LC ; f =
; Io = ωqo; Uo = Io
LC
2π LC
C
1
q2 1
1 2 1
q2
1
; Wt = Li² → W = Wtmax = Wđmax = CU o2 o LIo2 = Wt + Wđ.
Cu qu
2
2
2
2C
2
2C 2
Nếu R khác 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công
suất: P = I²R = U²RC/L
i2 u 2
i 2 i2
1
2
I o2 U o2
I2 U 2
II. Sóng điện từ
1. Bước sóng: λ = c/f = c.T = 2πc LC
2. Phân loại sóng điện từ
Sóng Dài
105 – 10³ m
Năng lượng nhỏ và ít bị nước hấp thụ
Sóng Trung
10³ – 10³ m
Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm phản xạ tốt.
Sóng Ngắn
10² – 10 m
Bị tần điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần
–2
Sóng Cực Ngắn
10 – 10 m
không bị tầng điện li hấp thụ; truyền thẳng
CHƯƠNG 4. ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời
u = Uocos(ωt + φu) và i = Iocos(ωt + φi)
Với φ = φu – φi là độ lệch pha của u so với i, –π/2 < φ < π/2
2. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R, L, C
uR cùng pha với i nên i = uR/R
uL nhanh pha hơn i là π/2, ZL = ωL là cảm kháng
1
uC chậm pha hơn i là π/2, ZC =
là dung kháng
ωC
Định luật Ohm: I = UR/R = UL/ZL = UC/ZC = U/Z.
Wđ =
Tổng trở: Z =
R 2 (ZL ZC ) 2
Z L ZC U L U C
R
UR
Định luật Ohm: Io = UoAB/ZAB = UoR/R = UoL/ZL = UoC/ZC.
3. Công suất tiêu thụ
R UR
P = UIcos φ = I²R. Hệ số công suất cos φ =
Z
U
Mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC thì không tiêu thụ công suất.
4. Hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch RLC nối tiếp
Độ lệch pha u so với i: tan φ =
U=
U 2R (U L U C ) 2
URL = I.ZRL =
U 2R U 2L ; URC = I.ZRC =
Cuộn dây có điện trở trong thì Zcd =
U 2R U C2 ; ULC = |UL – UC|
r 2 Z2L và Ucd = IZcd.
5. Máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực, roto quay với vận tốc n (vòng/s) phát ra dòng điện có tần
số f = pn hoặc f = pn’/60 (n’ tính theo vòng/phút)
Từ thông qua khung dây: Φ = NBScos (ωt + φ) = Φocos (ωt + φ)
Suất điện động: e = ωNBS.sin (ωt + φ) = Eocos (ωt + φ – π/2)
Với Φo = NBS là từ thông cực đại, Eo = ωNSB là suất điện động cực đại.
6. Dòng điện xoay chiều ba pha
Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up và Id = Ip.
Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up; Id = 3 Ip.
U1 E1 I 2 N1
7. Công thức máy biến áp lý tưởng:
U 2 E 2 I1 N 2
8. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: ΔP = I²R =
P2R
2
U 2 cosφ
Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: ΔU = IR
PΔP
Hiệu suất tải điện: H =
.100%
P
II. BÀI TOÁN CỰC TRỊ
1. Cộng hưởng
Điều kiện cộng hưởng ZL = ZC hay ω²LC = 1 hay u và i cùng pha thì Zmin = R → Imax = U/R
Pmax = I²maxR = U²/R = U.Imax.
và cos φ = 1; UR = U; u và uR cùng pha
2. Nếu R thay đổi, các đại lượng khác không đổi
* Công suất P đạt cực đại khi R = |ZL – ZC| → Pmax = U²/(2R) = U²/(2|ZL – ZC|)
* Khi P < Pmax luôn tồn tại 2 giá trị R 1, R2 để công suất tiêu thụ trên mạch bằng nhau thỏa mãn điều kiện: φ 1
+ φ2 = π/2; giá trị R làm công suất cực đại thỏa R² = R1R2 = (ZL – ZC)²; P1 = P2 = U²/(R1 + R2)
* Các giá trị I, UL, UC đạt cực đại khi R = 0.
Nếu cuộn dây có điện trở r thì: (R + r)² = (R1 + r)(R2 + r)
3. Điện dung C thay đổi, các đại lượng khác không đổi
U R 2 ZL2
R 2 Z2L
Hiệu điện thế UC đạt cực đại khi ZC
U C max
ZL
R
2C1C 2
Khi C = C1 hoặc C = C2 mà P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi C =
C1 C 2
Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UC bằng nhau thì UCmax khi C = (C1 + C2)/2.
Khi C = C1 hoặc C = C2 mà các giá trị I, P, UR, UL không đổi thì ZL = (ZC1 + ZC2)/2
Các giá trị P, I, UR, UL đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng: ZC = ZL.
4. Độ tự cảm L thay đổi, các đại lượng khác không đổi
U R 2 ZC2
R 2 ZC2
Hiệu điện thế UL đạt cực đại khi ZL
U L max
ZC
R
Khi L = L1 hoặc L = L2 mà P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi: L = (L1 + L2)/2.
2L1L 2
Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL có giá trị như nhau thì ULmax khi: L =
L1 L 2
Khi L = L1 hoặc L = L2 mà I, P, UC, UR như nhau thì ZC = (ZL1 + ZL2)/2
Các giá trị P, I, UR, UC đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng: ZL = ZC.
5. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 mà P, I, Z, cos φ, UR có giá trị như nhau thì P, I, Z, cos φ, U R sẽ đạt giá trị cực đại
1
ω1ω2
khi ω =
LC
Chương 5. SÓNG ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng
Ánh sáng trắng bị tách thành nhiều màu khác nhau. Nguyên nhân là do chiết suất môi trường khác
nhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau. Chiết suất đối với tia tím là lớn nhất, đối với tia đỏ nhỏ nhất.
2. Giao thoa ánh sáng với khe Young
* Hiệu đường đi của ánh sáng: Δd = ax/D
λD
* Vị trí vân sáng: Δd = kλ → x = k
(k là số nguyên)
a
* Vị trí vân tối: Δd = (k + 0,5)λ → x = (k + 0,5)λD/a (k là số nguyên)
* Khoảng vân: i = λD/a
* Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa có bề rộng L đối xứng qua vân trung tâm
+ Số vân sáng: NS = 2[L/(2i)] + 1. Trong đó [L/(2i)] là phần nguyên của L/(2i)
+ Số vân tối: Nt = 2[L/(2i) + 0,5]
* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N lần lượt có tọa độ là x1, x2 (giả sử x1 < x2)
+ Số vân sáng là số giá trị nguyên k thỏa mãn x1 < ki < x2.
+ Số vân tối là số giá trị nguyên k thỏa mãn x1 < (k + 0,5)i < x2.
* Sự trùng nhau của các bức xạ λ1, λ2 có khoảng vân tương ứng là i1, i2.
+ Vị trí trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2.
* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,38 μm λ 0,76 μm)
Bề rộng quang phổ bậc k: Δx = k(λđ – λt)D/a với λđ; λt lần lượt là bước sóng ánh sáng đỏ, tím
Xác định số vân sáng và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định x
ax
ax
�k �
Số vân sáng là số giá trị nguyên k thỏa mãn:
λ max D
λ min D
3. QUANG PHỔ
a. Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím.
Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.
Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn.
b. Quang phổ vạch
Quang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối. Các
chất khí hay hơi có áp suất thấp khi bị kích thích phát ra.
Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục.
Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát quang phổ liên tục.
4. Thang SÓNG ĐIỆN TỪ
Tia gamma
< 10–12 m
Tia Rơnghen (X)
10–12 m → 10–9 m
Tia tử ngoại
10–9 m → 3,8.10–7 m
Ánh sáng nhìn thấy 3,8.10–7 m → 7,6.10–7 m
Tia hồng ngoại
7,6.10–7 m → 10–3 m
–3
Sóng vô tuyến > 10 m
Màu ánh sáng nhìn thấy
Vùng đỏ: 0,64 μm → 0,76 μm
Vùng cam: 0,59 μm → 0,65 μm
Vùng vàng: 0,57 μm → 0,60 μm
Vùng lục: 0,50 μm → 0,575 μm
Vùng lam: 0,45 μm → 0,51 μm
Vùng chàm: 0,44 μm → 0,46 μm
Vùng tím: 0,38 μm → 0,44 μm
a. Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (λ >
0,76 μm)
Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt; Tác dụng lên một loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng
ngoại; Bị hơi nước hấp thụ; Có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học; Có thể biến điệu được như sóng
điện từ cao tần; Có thể gây gây ra hiện tượng quang điện trong cho một số chất bán dẫn.
Ứng dụng: sấy khô, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại.
b. Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím (λ <
0,38 μm)
Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nóng trên 3000°C phát ra tia tử ngoại.
Tác dụng: Tác dụng mạnh lên kính ảnh; Làm phát quang một số chất; Làm ion hóa chất khí; Gây ra
một số phản ứng quang hóa, quang hợp; Gây hiệu ứng quang điện; Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết
chết vi khuẩn; Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Trong suốt với thạch anh.
Ứng dụng: chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa còi xương.
c. Tia Rơnghen (Tia X) là những bức xạ điện từ có bước sóng từ 10–12 m đến 10–8 m.
Cách tạo ra tia Rơnghen: khi chùm tia catot đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng phát ra.
Tác dụng: Khả năng đâm xuyên mạnh; Tác dụng mạnh lên kính ảnh; Có khả năng làm ion hóa không
khí; Làm phát quang nhiều chất; gây ra hiện tượng quang điện cho hầu hết các kim loại; Tác dụng sinh lí:
diệt tế bào, diệt vi khuẩn.
Ứng dụng: dò khuyết tật bên trong sản phẩm đúc, chụp điện, chiếu điện, chữa ung thư nông.
CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Ánh sáng là chùm photon, mỗi photon có năng lượng xác định ε = hf. Trong đó h = 6,625.10 –34 J.s là
hằng số Plăng, f là tần số của ánh sáng. Trong chân không, photon bay với vận tốc là c = 3.108 m/s.
hc
Giới hạn quang điện: λo =
→ A = hc/λo là công thoát electron của kim loại
A
mvo2
hc
= A + |eUh|
A
λ
2
Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = Ne.e/t
Công suất bức xạ của nguồn: P = Nλ.ε/t → Nλ = P.t/ε.
I .hc
Hiệu suất lượng tử: H = Ne/Nλ = bh
ePλ
Xét vật cô lập về điện, điện thế cực đại Vmax = e.Uh = hc/λ – A = hc/λ – hc/λo.
Năng lượng tia X: εmax = hc/λmin = e.UAK nếu coi vận tốc đầu của electron bật ra không đáng kể.
Ở trạng thái dừng, electron chỉ chuyển động trên quỹ đạo có bán kính xác định: rn = n²ro; ro = 0,53.10–10 m
Năng lượng ở trạng thái dừng: En = –Eo/n² (eV); Eo = 13,6 eV.
Quang phổ Hiđrô
Công thức ε = A + Wđomax →
n=∞
Tím
P
n=6
chàm
O
n=5
Lam
N
n=4
Đỏ
M
n=3
Pasen
Hồng ngoại
L
n=2
Banme
Tử ngoại + khả kiến
λmin
K
λmax
n=1
Laiman (Tử ngoại)
Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng nào đó thì có khả năng
phát ra một bức xạ điện từ. Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới hạn của ánh sáng nhìn thấy thì được
gọi là sự phát quang. Hiện tượng quang phát quang là hiện tượng khi vật hấp thụ ánh sáng kích thích có
bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.
Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới 10 –8 s, thường xảy ra với chất lỏng và khí. Lân
quang là sự phát quang có thời gian dài trên 10–8 s, thường xảy ra với chất rắn. Ánh sáng phát quang có bước
sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng kích thích λ’ > λ.
Chương 7. VẬT LÝ HẠT NHÂN
A
1. Ký hiệu Z X có Z = số proton = điện tích hạt nhân; mp = 1,67262.10–27 kg
A là số khối; N = A – Z là số neutron và mn = 1,6749.10–27 kg.
2. Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10–27 kg → mp = 1,007276u; mn = 1,008665u.
3. Bán kính trung bình của hạt nhân: R = 1,2.10–15. 3 A
(m)
4. Độ hụt khối: Δm = Zmp + (A – Z)mn – m (trong đó m là khối lượng hạt nhân)
5. Hệ thức Einstein: E = mc²; 1uc² = 931,5 MeV.
6. Năng lượng liên kết: ΔE = Δmc²
7. Năng lượng liên kết riêng: ε = ΔE/A
Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Hạt nhân có A trong khoảng từ 50 đến 70
bền nhất, năng lượng liên kết riêng có giá trị lớn nhất vào cỡ 8,8 MeV/nuclon.
8. Hiện tượng một hạt nhân không bền, tự phát tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác gọi là hiện
tượng phóng xạ. Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, điện
từ trường; chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ.
m = moe–λt hay N = Noe–λt
với λ = ln 2/T là hằng số phóng xạ và T là chu kỳ bán rã → e–λt = 2–t/T.
* Số hạt bị phân rã = số hạt tạo thành = ΔN = No – N = No(1 – e–λt)
* Khối lượng chất phóng xạ mất đi Δm = mo – m = mo(1 – e–λt);
* Khối lượng hạt nhân con tạo ra m’ = (A’/A)mo(1 – e–λt)
* Thời gian phóng xạ t và chu kì T
m
N
H
T
T
T
t
ln o
ln o
ln o
ln 2 m ln 2 N ln 2 H
* Độ phóng xạ: H = Hoe–λt = λN = λNoe–λt.
Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây và Curi (Ci); 1 Ci = 3,7.1010 Bq.
4
Các tia phóng xạ: tia α có bản chất là hạt nhân heli 2 He , tia β– có bản chất là chùm hạt electron; tia β + có
bản chất là chùm hạt pozitron và tia γ có bản chất là chùm photon.
A
A
A
A
9. Phản ứng hạt nhân: Z11 X Z22 Y � Z33 Z Z44 T
a. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4.
Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4.
r r
r r
Bảo toàn động lượng: p1 p 2 p3 p 4
Bảo toàn năng lượng toàn phần: K1 + K2 + ΔE = K3 + K4.
Trong đó: ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân; ΔE = (m 1 + m2 – m3 – m4)c² = (Δm3 + Δm4 – Δm1 – Δm2)c²
= A3ε3 + A4ε4 – A1ε1 – A2ε2
Không có định luật bảo toàn khối lượng. Mối quan hệ giữa động lượng p X và động năng KX của hạt
X là p² = 2mK
K1 v1 m 2 A 2
�
Nếu hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã thành hai hạt thì
K 2 v 2 m1 A1
Nếu ΔE > 0 thì tỏa năng lượng; nếu ΔE < 0 thì thu năng lượng
2 2+ Con lắc lò xo: W = Wđ + Wt = mv kx mω A kANếu Wđ = nWt thì x = ±; v = ±vmaxn 1n 1+ Con lắc đơn: W = mgℓ(1 – cos αo) = (1/2)mv²max.7. x, v, a có cùng chu kỳ T, tần số f; tần số góc ω nhưng động năng hoặc thế năng thì biến thiên tuần hoànvới tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2. Cơ năng không biến thiên mà được bảo toàn.8. Quãng đường đi được trong một chu kỳ là 4A; trong nửa chu kỳ là 2A; riêng quãng đường trong 1/4 chukỳ là A chỉ đúng khi xuất phát ở VTCB hoặc vị trí biên. Với thời gian Δt cho trước (0 < Δt < T/2) thì quãngđường cực đại và cực tiểu làΔφΔφSmax = 2Asinvà Smin = 2A(1 – cosTrong đó Δ = ωΔtNếu Δt > T/2 → Δt = n(T/2) + Δt 1 (sao cho 0 < Δt1 < T/2; n nguyên dương) thì S max = 2nA + S1max và Smin =2nA + S1min.9. TỔNG HỢP DAO ĐỘNGx1 = A1cos(ωt + φ1) và x2 = A2cos(ωt + φ2) → x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ)A² = A1 A 2 2A1A 2 cos(φ 2 φ1 ) → |A1 – A2| ≤ A ≤ A1 + A2.A1 sinφ 1 A 2 sin φ 2và tan φ =A1cosφ1 A 2cosφ 2Nếu hai dao động cùng pha Δ = 2kπ → Amax = A1 + A2Nếu hai dao động ngược pha Δ = (2k + 1)π → Amin = |A1 – A2|10. DAO ĐỘNG TẮT DẦN – CƯỠNG BỨC – SỰ CỘNG HƯỞNGa. Dao động tắt dần với biên độ đầu A o, hệ số ma sát μ. Dao động tắt dần coi gần đúng là dao động tự do vớitần số riêng ωo và biên độ giảm dần về 0.kAωA 2 2* Quãng đường đi được cho tới khi dừng lại: S =2μmg2μg4μmg 4FC* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ dao động: ΔA =kAω A kA* Số dao động thực hiện: N =4μmg 4μg 4FCAkTπωA kAT* Thời gian dao động đến lúc dừng lại: Δt = N.T =4μmg 2μg4FCb. Dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực điều hòa F = F ocos (ωt + φ). Vật dao động ổn định vớitần số của ngoại lực → A phụ thuộc biên độ lực, lực cản, độ chênh lệch tần số của ngoại lực so với tần sốdao động tự do (f – fo càng nhỏ thì A càng lớn). Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng A tăng đột ngột khi f =foMột vật có chu kì riêng là T được treo vào trần xe ô tô, hay toa tàu, … đang chuyển động trên đườngthì điều kiện để vật có biên độ dao động cực đại (cộng hưởng) khi vận tốc chuyển động của ô tô hay tàu hỏalà v = d/T với d là khoảng cách 2 hai đầu nối của thanh ray của tàu hỏa hay khoảng cách giữa hai lần xảy rabiến cố làm kích thích dao động.II. Con lắc lò xo2π1. Tần số góc: ω ; chu kỳ: T 2πmΔl1 22 22. Cơ năng: W = mω A kAΔlomg g 2 =>T 2π3. Lò xo thẳng đứng: Δlo kωChiều dài lò xo: lvtcb = lo + Δlo.lmin = lo + Δlo – A.lmax = lo + Δlo + A.→ lvtcb = (lmax + lmin)/2.A = (lmax – lmin)/2.5. Lực đàn hồi của con lắc lò xo treo thẳng đứngFđh = k(Δlo + x) → Fđhmax = k(Δlo + A)Fđhmin = k(Δlo – A) nếu Δlo > AFđhmin = 0 nếu Δlo ≤ A.Lực hồi phục |Fhp| = k|x| → luôn hướng về VTCB.Khi hệ dao động theo phương ngang thì Fđh = Fhp.6. Ghép lò xo1 1 1* Nối tiếp: k k1 k 2* Song song: k = k1 + k2.III. Con lắc đơn1 2π 2π1. Tần số góc: ω ; chu kỳ: T fωĐiều kiện dao động điều hòa là bỏ qua mọi lực cản và biên độ góc nhỏ αo ≤ 10°2. Cơ năng: W = Wtmax = Wđmax = mgl(1 – cos αo) = (1/2)mv²max.3. Vận tốc và lực căng dây của con lắc đơnv² = 2gl (cos α – cos αo)Lực căng dây: TC = mg (3cos α – 2cos αo)vmax = 2gl(1 cosα o)TCmax = mg (3 – 2cos αo) khi ở vị trí cân bằngTCmin = mg cos αo khi ở vị trí biên.CHƯƠNG 2. SÓNG CƠ HỌC1. Bước sóng: λ = vT = v/f2. Phương trình sóngTại nguồn O: uo = Acos(ωt + φ)Tại điểm M cách O một đoạn x: uM = AMcos(ωt + φ – ωx/v) = AMcos(ωt + φ – 2πx/λ)3. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau một đoạn x trên một phương truyền: Δφ ω 2πvλII. SÓNG DỪNG1. Khi có sóng dừng, khoảng thời gian giữa hai lần dây duỗi thẳng là nửa chu kỳ. Khoảng cách hai nút liêntiếp bằng nửa bước sóng.2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài ℓHai đầu cố định: ℓ = kλ/2 (k là số nguyên dương)Số bụng là k; Số nút kể cả hai đầu là k + 1.Tần số do đàn phát ra f = kv/(2ℓ)Ứng với k = 1 → âm phát ra là âm cơ bản có tần số f1 = v/(2ℓ)k = 2, 3, 4, … có các họa âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1)Một đầu cố định và một đầu tự do: ℓ = (2k 1) (với k là số nguyên không âm)→ Tần số do ống sáo phát ra là f = (2k + 1)v/(4ℓ)Ứng với k = 0 → âm phát ra âm cơ bản có tần số fo = v/(4ℓ)k = 1, 2, 3, … có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3fo), bậc 5 (tần số 5fo)3. Biên độ sóng dừng trên sợi dây AB với 2 đầu cố địnhXét theo khoảng cách d từ M đến điểm nút bất kỳ, biên độ sóng tại M là AM = 2A|sin (2πd/λ)|Nếu d là khoảng cách từ M đến điểm bụng bất kỳ, biên độ sóng tại M là AM = 2A|cos (2πd/λ)|III. GIAO THOA SÓNGGiao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1, S2 cách nhau một khoảng l. Xét điểm M cáchhai nguồn lần lượt là d1, d2.Phương trình sóng tại 2 nguồn u1 = A cos (2πft + φ1) và u2 = Acos (2πft + φ2)d d ΔφBiên độ dao động tại M: AM = 2A|cos ( π 2 1 )| với Δφ = φ2 – φ1.Tại M có cực đại giao thoa khi Δd = d2 – d1 = [k + Δφ/(2π)]λTại M có cực tiểu giao thoa khi Δd = [k + 1/2 + Δφ/(2π)]λlΔφl Δφk * Số cực đại là số giá trị nguyên k thỏa mãn: λ 2πλ 2πl 1Δφl 1 Δφk * Số cực tiểu là số giá trị nguyên k thỏa mãn: λ 2 2πλ 2 2πNếu hai nguồn dao động cùng pha (Δφ = 0): số cực đại giữa hai nguồn luôn chẵn; số cực tiểu luôn lẻ.Nếu hai nguồn dao động ngược pha (Δφ = π): số cực đại giữa hai nguồn luôn lẻ; số đường cực tiểu luônchẵn. Đường cực đại lúc hai nguồn cùng pha trở thành đường cực tiểu khi hai nguồn ngược phaKhoảng cách giữa hai điểm cực đại hoặc cực tiểu gần nhất là λ/2.IV. SÓNG ÂM1. Cường độ âm: I =nếu là sóng cầu phát ra từ nguồn điểm đẳng hướng.4πR 22. Mức cường độ âm: L = 10 log(dB)IoLiên hệ giữa hai điểm M và A: LM (dB) = LA + 20 log (RA/RM)3. Đặc điểm của sóng âmÂm tai người nghe được có tần số từ 16 Hz đến 20 kHz. Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.Âm có tần số trên 20 kHz là siêu âm. Trong môi trường lỏng và khí, sóng âm là sóng dọc; trong môi trườngrắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và dọcf o (v v r )Hiệu ứng doppler: f =v vsTrong đó v là vận tốc âm trong môi trường truyền; v r là vận tốc của máy thu; vs là vận tốc của máyphát. Nếu lại gần thì vận tốc dương, ra xa thì vận tốc âmCHƯƠNG 3. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪI. CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LCq = qocos(ωt + φ); u = q/C = Uo cos (ωt + φ)i = dq/dt = –ωqo sin(ωt + φ) = Iocos(ωt + φ + π/2)ω=; T = 2π LC ; f =; Io = ωqo; Uo = IoLC2π LCq2 11 2 1q2; Wt = Li² → W = Wtmax = Wđmax = CU o2 o LIo2 = Wt + Wđ.Cu qu 2C2C 2Nếu R khác 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có côngsuất: P = I²R = U²RC/Li2 u 2i 2 i22I o2 U o2I2 U 2II. Sóng điện từ1. Bước sóng: λ = c/f = c.T = 2πc LC2. Phân loại sóng điện từSóng Dài105 – 10³ mNăng lượng nhỏ và ít bị nước hấp thụSóng Trung10³ – 10³ mBan ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm phản xạ tốt.Sóng Ngắn10² – 10 mBị tần điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần–2Sóng Cực Ngắn10 – 10 mkhông bị tầng điện li hấp thụ; truyền thẳngCHƯƠNG 4. ĐIỆN XOAY CHIỀU1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thờiu = Uocos(ωt + φu) và i = Iocos(ωt + φi)Với φ = φu – φi là độ lệch pha của u so với i, –π/2 < φ < π/22. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R, L, CuR cùng pha với i nên i = uR/RuL nhanh pha hơn i là π/2, ZL = ωL là cảm khánguC chậm pha hơn i là π/2, ZC =là dung khángωCĐịnh luật Ohm: I = UR/R = UL/ZL = UC/ZC = U/Z.Wđ =Tổng trở: Z =R 2 (ZL ZC ) 2Z L ZC U L U CURĐịnh luật Ohm: Io = UoAB/ZAB = UoR/R = UoL/ZL = UoC/ZC.3. Công suất tiêu thụR URP = UIcos φ = I²R. Hệ số công suất cos φ =Mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC thì không tiêu thụ công suất.4. Hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch RLC nối tiếpĐộ lệch pha u so với i: tan φ =U=U 2R (U L U C ) 2URL = I.ZRL =U 2R U 2L ; URC = I.ZRC =Cuộn dây có điện trở trong thì Zcd =U 2R U C2 ; ULC = |UL – UC|r 2 Z2L và Ucd = IZcd.5. Máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp cực, roto quay với vận tốc n (vòng/s) phát ra dòng điện có tầnsố f = pn hoặc f = pn’/60 (n’ tính theo vòng/phút)Từ thông qua khung dây: Φ = NBScos (ωt + φ) = Φocos (ωt + φ)Suất điện động: e = ωNBS.sin (ωt + φ) = Eocos (ωt + φ – π/2)Với Φo = NBS là từ thông cực đại, Eo = ωNSB là suất điện động cực đại.6. Dòng điện xoay chiều ba phaMáy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up và Id = Ip.Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up; Id = 3 Ip.U1 E1 I 2 N1 7. Công thức máy biến áp lý tưởng:U 2 E 2 I1 N 28. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: ΔP = I²R =P2RU 2 cosφĐộ giảm điện áp trên đường dây tải điện: ΔU = IRPΔPHiệu suất tải điện: H =.100%II. BÀI TOÁN CỰC TRỊ1. Cộng hưởngĐiều kiện cộng hưởng ZL = ZC hay ω²LC = 1 hay u và i cùng pha thì Zmin = R → Imax = U/RPmax = I²maxR = U²/R = U.Imax.và cos φ = 1; UR = U; u và uR cùng pha2. Nếu R thay đổi, các đại lượng khác không đổi* Công suất P đạt cực đại khi R = |ZL – ZC| → Pmax = U²/(2R) = U²/(2|ZL – ZC|)* Khi P < Pmax luôn tồn tại 2 giá trị R 1, R2 để công suất tiêu thụ trên mạch bằng nhau thỏa mãn điều kiện: φ 1+ φ2 = π/2; giá trị R làm công suất cực đại thỏa R² = R1R2 = (ZL – ZC)²; P1 = P2 = U²/(R1 + R2)* Các giá trị I, UL, UC đạt cực đại khi R = 0.Nếu cuộn dây có điện trở r thì: (R + r)² = (R1 + r)(R2 + r)3. Điện dung C thay đổi, các đại lượng khác không đổiU R 2 ZL2R 2 Z2LHiệu điện thế UC đạt cực đại khi ZC U C max ZL2C1C 2Khi C = C1 hoặc C = C2 mà P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi C =C1 C 2Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UC bằng nhau thì UCmax khi C = (C1 + C2)/2.Khi C = C1 hoặc C = C2 mà các giá trị I, P, UR, UL không đổi thì ZL = (ZC1 + ZC2)/2Các giá trị P, I, UR, UL đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng: ZC = ZL.4. Độ tự cảm L thay đổi, các đại lượng khác không đổiU R 2 ZC2R 2 ZC2Hiệu điện thế UL đạt cực đại khi ZL U L max ZCKhi L = L1 hoặc L = L2 mà P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi: L = (L1 + L2)/2.2L1L 2Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL có giá trị như nhau thì ULmax khi: L =L1 L 2Khi L = L1 hoặc L = L2 mà I, P, UC, UR như nhau thì ZC = (ZL1 + ZL2)/2Các giá trị P, I, UR, UC đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng: ZL = ZC.5. Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 mà P, I, Z, cos φ, UR có giá trị như nhau thì P, I, Z, cos φ, U R sẽ đạt giá trị cực đại ω1ω2khi ω =LCChương 5. SÓNG ÁNH SÁNG1. Hiện tượng tán sắc ánh sángÁnh sáng trắng bị tách thành nhiều màu khác nhau. Nguyên nhân là do chiết suất môi trường khácnhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau. Chiết suất đối với tia tím là lớn nhất, đối với tia đỏ nhỏ nhất.2. Giao thoa ánh sáng với khe Young* Hiệu đường đi của ánh sáng: Δd = ax/DλD* Vị trí vân sáng: Δd = kλ → x = k(k là số nguyên)* Vị trí vân tối: Δd = (k + 0,5)λ → x = (k + 0,5)λD/a (k là số nguyên)* Khoảng vân: i = λD/a* Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa có bề rộng L đối xứng qua vân trung tâm+ Số vân sáng: NS = 2[L/(2i)] + 1. Trong đó [L/(2i)] là phần nguyên của L/(2i)+ Số vân tối: Nt = 2[L/(2i) + 0,5]* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N lần lượt có tọa độ là x1, x2 (giả sử x1 < x2)+ Số vân sáng là số giá trị nguyên k thỏa mãn x1 < ki < x2.+ Số vân tối là số giá trị nguyên k thỏa mãn x1 < (k + 0,5)i < x2.* Sự trùng nhau của các bức xạ λ1, λ2 có khoảng vân tương ứng là i1, i2.+ Vị trí trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2.* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,38 μm λ 0,76 μm)Bề rộng quang phổ bậc k: Δx = k(λđ – λt)D/a với λđ; λt lần lượt là bước sóng ánh sáng đỏ, tímXác định số vân sáng và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định xaxax�k �Số vân sáng là số giá trị nguyên k thỏa mãn:λ max Dλ min D3. QUANG PHỔa. Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím.Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn.b. Quang phổ vạchQuang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối. Cácchất khí hay hơi có áp suất thấp khi bị kích thích phát ra.Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục.Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát quang phổ liên tục.4. Thang SÓNG ĐIỆN TỪTia gamma< 10–12 mTia Rơnghen (X)10–12 m → 10–9 mTia tử ngoại10–9 m → 3,8.10–7 mÁnh sáng nhìn thấy 3,8.10–7 m → 7,6.10–7 mTia hồng ngoại7,6.10–7 m → 10–3 m–3Sóng vô tuyến > 10 mMàu ánh sáng nhìn thấyVùng đỏ: 0,64 μm → 0,76 μmVùng cam: 0,59 μm → 0,65 μmVùng vàng: 0,57 μm → 0,60 μmVùng lục: 0,50 μm → 0,575 μmVùng lam: 0,45 μm → 0,51 μmVùng chàm: 0,44 μm → 0,46 μmVùng tím: 0,38 μm → 0,44 μma. Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (λ >0,76 μm)Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt; Tác dụng lên một loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồngngoại; Bị hơi nước hấp thụ; Có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học; Có thể biến điệu được như sóngđiện từ cao tần; Có thể gây gây ra hiện tượng quang điện trong cho một số chất bán dẫn.Ứng dụng: sấy khô, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại.b. Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím (λ <0,38 μm)Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nóng trên 3000°C phát ra tia tử ngoại.Tác dụng: Tác dụng mạnh lên kính ảnh; Làm phát quang một số chất; Làm ion hóa chất khí; Gây ramột số phản ứng quang hóa, quang hợp; Gây hiệu ứng quang điện; Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giếtchết vi khuẩn; Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Trong suốt với thạch anh.Ứng dụng: chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa còi xương.c. Tia Rơnghen (Tia X) là những bức xạ điện từ có bước sóng từ 10–12 m đến 10–8 m.Cách tạo ra tia Rơnghen: khi chùm tia catot đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng phát ra.Tác dụng: Khả năng đâm xuyên mạnh; Tác dụng mạnh lên kính ảnh; Có khả năng làm ion hóa khôngkhí; Làm phát quang nhiều chất; gây ra hiện tượng quang điện cho hầu hết các kim loại; Tác dụng sinh lí:diệt tế bào, diệt vi khuẩn.Ứng dụng: dò khuyết tật bên trong sản phẩm đúc, chụp điện, chiếu điện, chữa ung thư nông.CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNGÁnh sáng là chùm photon, mỗi photon có năng lượng xác định ε = hf. Trong đó h = 6,625.10 –34 J.s làhằng số Plăng, f là tần số của ánh sáng. Trong chân không, photon bay với vận tốc là c = 3.108 m/s.hcGiới hạn quang điện: λo =→ A = hc/λo là công thoát electron của kim loạimvo2hc= A + |eUh|ACường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = Ne.e/tCông suất bức xạ của nguồn: P = Nλ.ε/t → Nλ = P.t/ε.I .hcHiệu suất lượng tử: H = Ne/Nλ = bhePλXét vật cô lập về điện, điện thế cực đại Vmax = e.Uh = hc/λ – A = hc/λ – hc/λo.Năng lượng tia X: εmax = hc/λmin = e.UAK nếu coi vận tốc đầu của electron bật ra không đáng kể.Ở trạng thái dừng, electron chỉ chuyển động trên quỹ đạo có bán kính xác định: rn = n²ro; ro = 0,53.10–10 mNăng lượng ở trạng thái dừng: En = –Eo/n² (eV); Eo = 13,6 eV.Quang phổ HiđrôCông thức ε = A + Wđomax →n=∞Tímn=6chàmn=5Lamn=4Đỏn=3PasenHồng ngoạin=2BanmeTử ngoại + khả kiếnλminλmaxn=1Laiman (Tử ngoại)Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng nào đó thì có khả năngphát ra một bức xạ điện từ. Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới hạn của ánh sáng nhìn thấy thì đượcgọi là sự phát quang. Hiện tượng quang phát quang là hiện tượng khi vật hấp thụ ánh sáng kích thích cóbước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới 10 –8 s, thường xảy ra với chất lỏng và khí. Lânquang là sự phát quang có thời gian dài trên 10–8 s, thường xảy ra với chất rắn. Ánh sáng phát quang có bướcsóng lớn hơn bước sóng ánh sáng kích thích λ’ > λ.Chương 7. VẬT LÝ HẠT NHÂN1. Ký hiệu Z X có Z = số proton = điện tích hạt nhân; mp = 1,67262.10–27 kgA là số khối; N = A – Z là số neutron và mn = 1,6749.10–27 kg.2. Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10–27 kg → mp = 1,007276u; mn = 1,008665u.3. Bán kính trung bình của hạt nhân: R = 1,2.10–15. 3 A(m)4. Độ hụt khối: Δm = Zmp + (A – Z)mn – m (trong đó m là khối lượng hạt nhân)5. Hệ thức Einstein: E = mc²; 1uc² = 931,5 MeV.6. Năng lượng liên kết: ΔE = Δmc²7. Năng lượng liên kết riêng: ε = ΔE/AHạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Hạt nhân có A trong khoảng từ 50 đến 70bền nhất, năng lượng liên kết riêng có giá trị lớn nhất vào cỡ 8,8 MeV/nuclon.8. Hiện tượng một hạt nhân không bền, tự phát tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác gọi là hiệntượng phóng xạ. Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, điệntừ trường; chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ.m = moe–λt hay N = Noe–λtvới λ = ln 2/T là hằng số phóng xạ và T là chu kỳ bán rã → e–λt = 2–t/T.* Số hạt bị phân rã = số hạt tạo thành = ΔN = No – N = No(1 – e–λt)* Khối lượng chất phóng xạ mất đi Δm = mo – m = mo(1 – e–λt);* Khối lượng hạt nhân con tạo ra m’ = (A’/A)mo(1 – e–λt)* Thời gian phóng xạ t và chu kì Ttln o ln o ln oln 2 m ln 2 N ln 2 H* Độ phóng xạ: H = Hoe–λt = λN = λNoe–λt.Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây và Curi (Ci); 1 Ci = 3,7.1010 Bq.Các tia phóng xạ: tia α có bản chất là hạt nhân heli 2 He , tia β– có bản chất là chùm hạt electron; tia β + cóbản chất là chùm hạt pozitron và tia γ có bản chất là chùm photon.9. Phản ứng hạt nhân: Z11 X Z22 Y � Z33 Z Z44 Ta. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhânBảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4.Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4.r rr rBảo toàn động lượng: p1 p 2 p3 p 4Bảo toàn năng lượng toàn phần: K1 + K2 + ΔE = K3 + K4.Trong đó: ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân; ΔE = (m 1 + m2 – m3 – m4)c² = (Δm3 + Δm4 – Δm1 – Δm2)c²= A3ε3 + A4ε4 – A1ε1 – A2ε2Không có định luật bảo toàn khối lượng. Mối quan hệ giữa động lượng p X và động năng KX của hạtX là p² = 2mKK1 v1 m 2 A 2Nếu hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã thành hai hạt thìK 2 v 2 m1 A1Nếu ΔE > 0 thì tỏa năng lượng; nếu ΔE < 0 thì thu năng lượng