Các công thức vật lý và các dạng bài tậpNgời soạn : Thầy lê minh sơn Quang lý A.. Giao thoa với lỡng thấu kính : Tiêu cự của thấu kính là f, khoảng cách giữa hai thấu kính là O1O2 = e..
Trang 1Các công thức vật lý và các dạng bài tập
Ngời soạn : Thầy lê minh sơn
Quang lý
A Các công thức
1 Khoảng vân : i =
a
D
λ Hiệu đờng đi : d
1- d2 = ∆d=
D ax
2 Vị trí vân sáng và vân tối :
xS = k
a
D
λ = k.i k=0: vân trung tâm, k = 1, 2, 3: vân sáng bậc1,2,3± ± ± …
xt = (2k+1)
a 2
D
λ = (k+
2
1 ).i = k’.i Không có vân tối bậc 0 Vân tối bậc 1 : k = 0, -1(k’ = ± 0,5) ; Vân tối bậc 2 : k =1, -2 (k’ = ± 1,5) ; Vân tối bậc 3 : k = 2, -3 (k’ = ± 2,5)
B các dạng toán
1 Tại điểm M trên màn cách vân trung tâm đoạn x là vân sáng hay tối:
x = k.i => k = x/i Nếu k = 0, 1 , 2 , 3 tại M là vân sáng bậc 0, 1, 2,3…
Nếu k = 0,5 ; 1,5 ; 2,5 tại M là vân tối bậc 1, 2,3
2 Tìm số vân sáng và tối trên đoạn MN
+) Xét trong 1/2 đoạn MN ( đoạn ON)
i
ON
= p,r Số vân sáng : ns = p
Số vân tối : r ≥5 thì nt = p+1 ; r < 5 thì nt = p
+) Xét trong toàn đoạn MN
Số vân sáng : NS = 2.ns+1 Số vân tối : Nt = 2.nt
3 Nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2
a) Hai vân sáng trùng nhau ( Vân cùng màu vân trung tâm) :
x = s1 x s2
a
D k a
D
k1λ1 = 2λ2
b) Tìm số vân trùng nhau trên đoạn MN
1
2 2
1
k
k
λ
λ
= =
2
1
n
n (1) ; x = s1
a
D
k1λ1
2
MN
≤ => k ≤… (2) Kết hợp 2 điều kiện => k1 = …
c) Tìm tổng số vân sáng trên màn : NS = NS1 + NS2 – số vân trùng nhau
d) Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân sáng trùng nhau( 2 vân cùng màu vân trung tâm)
1
2 2
1
k
k
λ
λ
= =
2
1
n
n với
2
1
n
n
là phân số tối giản Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân sáng trùng nhau( 2 vân cùng màu vân trung tâm): ∆x = n1.i1 = n2.i2
4 Giao thoa với ánh sáng trắng (0,38 μm ≤λ ≤ 0,76 μm)
a) Tại M cách vân trung tâm 1 đoạn x có những bức xạ nào cho vân sáng
x = k
a
D
λ => λ =
D k
x
a Có 0,4 μm
≤
≤λ 0,75 μm 0,4 μm≤
D k
x a
≤ 0,75 μm
Trang 2 … ≤ k ≤… .Vì k thuộc Z => k= …
b) Tìm độ rộng của quang phổ bậc 1 ( Khoảng cách từ vân màu đỏ bậc 1 đến vân màu tím bậc 1) ∆x1 =
a
D a
d −λ λ
5 Giao thoa với lỡng thấu kính : Tiêu cự của thấu kính là f,
khoảng cách giữa hai thấu kính là O1O2 = e Khoảng cách từ S
đến thấu kính là d, từ thấu kính đến màn ảnh E là D0
a) Khoảng cách giữa 2 ảnh S1S2:
a = S1S2 = e(1+
d
'
d ) = e(1+k) b) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 ảnh đến màn
D = D0 – d’
c) Bề rộng giao thoa MN trên màn :
MN = e( 1 +
d
D0 )
6 Giao thoa với lỡng lăng kính : Lăng kính có góc chiết
quang A nhỏ, chiết suất n Điểm sáng S cách lỡng lăng
kính 1 khoảng d, lăng kính đặt cách màn ảnh E đoạn D0
a) Góc lệch của tia sáng qua lăng kính :
α = A(n – 1)
b) Khoảng cách giữa 2 ảnh S1S2 :
a = S1S2 = 2αd
c) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 ảnh đến màn :
D = D0 + d
d) Bề rộng giao thoa MN trên màn :
MN = 2αD0
7 Dịch chuyển nguồn S: Dịch chuyển nguồn S đi 1 đoạn ∆x
Nguồn sáng S , trung điểm của S1S2 và vân trung tâm luôn thẳng hàng với
nhau Vân trung tâm dịch chuyển ngợc chiều với nguồn S một đoạn là x0
với x0 =
D
d
x
∆
8 Đa cả hệ giao thoa vào trong chất lỏng chiết suất n
Bớc sóng của nguồn sáng phát ra giảm đi n lần : λ’ =
n
λ
Khoảng vân i giảm đi n lần : i’ =
n i
==============
Quang điện
1. Công thức Anhxtanh :
2
v m hc
max 0 0
+ λ
=
λ hay ε = A0 + Eđ0max
2. Hiệu điện thế hãm : e.Uh = Eđ0max =
2
v
max 0
Với e = 1,6.10-19(C) Để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện UAK = -Uh
Để triệt tiêu dòng quang điện : UAK ≤ -Uh
Nếu chiếu vào Katôt đồng thời nhiều bức xạ thì ta chọn Uh gây ra bởi bức xạ có bớc sóng nhỏ nhất
3. Hiệu suất lợng tử:
S
S1 S
2
O O’
S
S1
S2
M
N
O1
O2
S
S1
S2
M
N d
D
α α
Trang 3Số hạt phôtôn đập vào Katôt trong 1 giây : NP =
ε
P Với ε =
λ
c h
Số e bật ra trong 1 giây : Ne =
e
Ibh
Hiệu suất lợng tử : H=
P
e
N
N 100%
4. Chuyển động của e trong từ trờng đều B : Lực Loren đóng vai trò là lực hớng tâm làm e chuyển động tròn đều FL = e.v.B ; Fht =
R
v
=> e.v.B =
R
v
5. Điện thế cực đại (VMax) của vật dẫn cô lập : e.VMax =
2
v
max 0
Nếu chiếu vào vật cô lập đồng thời nhiều bức xạ thì ta chọn Vmax gây ra bởi bức xạ có bớc sóng nhỏ nhất
6. Chuyển động của e trong điện trờng :
a) Fđ = e.E ( lực điện Fđ tác dụng vào e ngợc với chiều cờng độ điện trờng E )
b) e bay từ M đến N Vận tốc ban đầu tại N là v0 , tìm vận tốc của e khi tới N
Bảo toàn năng lợng:
2
v
0 + e UNM =
2
v
N + Xét trong tế bào quang điện : e bật ra với vận tốc ban đầu v0max và bay đến đập vào Anôt với vận tốc vA Bảo toàn năng lợng :
2
v
max
0 + e.UAK =
2
v
A
7. Tia Rơnghen : Theo bảo toàn năng lợng ( Vận tốc ban đầu của e bật ra khỏi Katôt ≈ 0)
e UKA =
2
v
C =
λ
c h + Q =
min
c h
λ = h.fmax
8 Quang phổ vạch Hiđrô
công thức vật lý và dạng bài tập
Ngời soạn : Thầy lê minh sơn
Vật lý hạt nhân
1 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: A + B C + D
• Bảo toàn điện tích : ZA + ZB = ZC + ZD
• Bảo toàn số khối : AA + AB = AC + AD
• Bảo toàn năng lợng toàn phần : mA.c2 + KA + mB.c2 + KB = mC.c2 + KC + mD.c2 + KD
• Bảo toàn động lợng : PA+ PB = PC + PD
2 Các công thức trong phản ứng phóng xạ: XA
Z → tia phóng xạ + YA '
' Z
a) Hằng số phóng xạ : λ =
T
2 ln
- Là đại lợng đặc trng cho chất phóng xạ
m = m0.e-λt =
T t 0
2
m
N = N0.e-λt =
T t 0
2
N
m0, N0 : khối lợng và số hạt ban đầu
Laiman
Banme
Pasen
đỏ lam chàm
tớm
λ
c
h
= EM – E N
Trang 4m, N : khối lợng và số hạt còn lại sau thời gian t.
Mối liên hệ giữa khối lợng và số hạt : N = NA
A
A = 6,023.1023 hạt/mol m(gam) + Khối lợng, số hạt nhân X bị phân rã : ∆m = m0 – m = m0(1 - e-λt ) ; ∆N = N0 – N = N0(1 - e-λt )
• Với t << T thì ∆m = m0 – m = m0λt ; ∆N = N0 – N = N0λt = H0t
+ Khối lợng, số hạt nhân Y tạo thành : NY = ∆N , mY = A'
A
m
∆
+ Tỉ số giữa khối lợng Y tạo thành và khối lợng X còn lại :
A
' A ) 1 2 ( A
' A ) 1 e ( m
t X
Y = λ − = −
b) Độ phóng xạ : là số phóng xạ vật thực hiện đợc trong 1 đơn vị thời gian – Là đại lợng đặc trng
cho sự phóng xạ mạnh hay yếu của một lợng chất phóng xạ
H =
t
N
∆
∆
− =
dt
dN
− = - N’(t) = λ.N =
T
2
ln .N (1) hoặc H = H
0.e-λt =
T t 0
2
H
Đơn vị của độ phóng xạ : Bq ( Bécơren) 1Bq 1 phóng xạ /giây ,
1 Ci (quyri) = 3,7.1010 Bq
Chú ý: Khi dùng công thức (1) thì T phải đổi ra đơn vị giây
+ Số hạt đếm đợc trong thời gian ∆t là N1 hạt; sau một thời gian t , số hạt đếm đợc trong ∆t là N2 hạt
tTt
2
∆
=
2
1
N N
3 Độ hụt khối, năng lợng liên kết, năng lợng liên kết riêng:
• Công thức Anhxtanh : E = m.c 2
E : năng lợng nghỉ của vật ; m : khối lợng của vật , c = 3.108 m/s
• Đơn vị của khối lợng : 1u = 1,6605.10-27 kg , khi biến hết 1u thành năng lợng thì nó toả ra năng lợng là 931,5 MeV
• Độ hụt khối : Là khối lợng hụt đi khi các hạt prôtôn và các hạt nơtrôn kết hợp với nhau thành hạt nhân XA
Z ∆m = ( Z mP + N.mn – mX)
• Năng lợng liên kết : là năng lợng liên kết các hạt lại với nhau Năng lợng này có đợc là do khối
lợng hụt đi ở trên tạo thành : ∆E = ∆m.c2 = ( Z mP + N.mn – mX) c2
• Năng lợng liên kết riêng : là năng lợng liên kết tính cho 1 hạt nuclôn : ∆ER =
A
E
∆
Muốn so sánh độ bền vững của hạt nhân thì ta so sánh năng lợng liên kết riêng : hạt nhân nào có năng lợng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân đó càng bền vững
4 Năng lợng của phản ứng hạt nhân
• Bảo toàn năng lợng toàn phần:
mA.c2 + KA + mB.c2 + KB = mC.c2 + KC + mD.c2 + KD
• Năng lợng toả ra của phản ứng:
∆E = (mA + mB – mC – mD ) c2 = KC + KD - KB - KA
= (∆mC + ∆mD - ∆mA -∆mB) c2 = ∆EC + ∆ED - ∆EA - ∆EB
Nếu ∆E > 0 : Phản ứng toả năng lợng – Các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt trớc
Nếu ∆E < 0 : Phản ứng thu năng lợng – Các hạt sinh ra kém bền vững hơn các hạt trớc
• Năng lợng cần cung cấp để xảy ra phản ứng trong pứ thu năng lợng : E = -∆E = hf
+ Bài toán tìm động năng của hạt sau phản ứng
∆E = (mA + mB – mC – mD ) c2 = KC + KD - KB - KA
=> KC + KD = ∆E + KB + KA (1)
Hai hạt có cùng động năng : KC = KD Kết hợp với (1) => KC, KD
Hai hạt có cùng vận tốc :
D
D C
C
m
K m K
= Kết hợp với (1) => KC, KD
Trang 55 Bảo toàn động lợng
• Động lợng : P= m v ; P có hớng của v ; P = m.v
• Mối liên hệ giữa động lợng và động năng : P2 = 2mK
• Bảo toàn động lợng: PA+ PB = PC + PD
• Hai dạng toán thờng gặp trong bảo toàn động lợng:
i Hạt nhân U đứng yên phóng ra hạt α và biến đổi thành hạt Th Tìm động năng của 2 hạt nếu khối lợng của các hạt đã dợc biết
Theo bảo toàn động lợng : Pα = PTh => Pα2 = 2
Th
P => 2.mα.Kα = 2.mTh.KTh (1) Năng lợng toả ra từ phản ứng : ∆E = (mU – mα – mTh ) c2 = Kα + KTh (2)
Từ (1) và (2) ta tính đợc động năng của hạt α và hạt Th
ii Hạt A có động năng E đA bay đến đập vào hạt B đứng yên sinh ra hạt C và hạt D Biết hạt
C bay ra theo phơng vuông góc với hạt A Tìm động năng của các hạt sinh ra Khối lợng của các hạt đã biết.
Giải : Từ hình vẽ ta có : 2
D
P = 2
A
P + 2
C
P
2.mD.KD = 2.mA.KA + 2.mC.KC (1)
Năng lợng toả ra từ phản ứng :
∆E = (mA + mB – mC – mD ) c2 = KC + KD - KA (2)
Từ (1) và (2) ta tính đợc động năng của hạt C và hạt D
==============
A
P
D
P
C
P
Th
P
α
P U