Tóm Tắt Lý Thuyết Trọng Tâm Vật Lý 12

Tóm Tắt Lý Thuyết Trọng Tâm Vật Lý 12 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...

CHƯƠNG 1 DAO ĐỘNG CƠ HỌC

1) DAO ĐỘNG TẮT DẦN

Khái niệm: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian → năng lượng dao động cũng giảm dần

Nguyên nhân: Do ma sát, lực cản và độ nhớt của môi trường

2) DAO ĐỘNG DUY TRÌ

Khái niệm: Là dao động tắt dần, nhưng được cung cấp năng lượng trong mỗi chu kì để bổ sung vào phần năng

lượng bị mất mát do ma sát

Đặc điểm: Chu kì dao động riêng của vật không thay đổi khi được cung cấp năng lượng

3) DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

Khái niệm: Là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức F = F o cos(ωt + φ)

Đặc điểm:

+ Dao động cưỡng bức là dao động điều hòa (có dạng hàm sin)

+ Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức

+ Biên độ của dao động cưỡng bức không đổi, tỉ lệ với Fo và phụ thuộc vào tần số góc của ngoại lực ω

4) HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

Là hiện tượng biên độ dao động đạt cực đại khi ω = ω o, với ωo là tần sô góc dao động riêng của vật

5) CÁC CÔNG THỨC VỀ DAO ĐỘNG TẮT DẦN

 Độ giảm biên độ sau một chu kì: 2

4F 4F

k mω

∆ = =

 Quãng đường vật đi được cho đến khi dừng lại:

kA mω A S

 Số dao động vật thực hiện được đến khi dừng lại: Ao

N A

∆ số lần vật qua VTCB là n = 2N

 Thời gian vật dao động đến khi dừng lại Ao

t N.T T

A

∆ = =

∆

Các lực F thường gặp là lực cản: Fc và lực ma sát: Fms = µmgcosα, với α là góc hợp bởi phương chuyển động và mặt phẳng ngang, nếu vật chuyển động theo phương ngang thì Fms = µmg, (µ là hệ số ma sát)

-

CHƯƠNG 2 SÓNG CƠ HỌC

1) ĐIỀU KIỆN CÓ CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRONG GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC

Hai nguồn cùng pha:

2 1

2 1

CD : d d kλ

λ

CT : d d 2k 1 k 0,5 λ

2

− =

Hai nguồn ngược pha: 2 1 ( ) ( )

2 1

λ

CD : d d 2k 1 k 0,5 λ

2

CT : d d kλ

− =

Hai nguồn vuông pha:

2 1

2 1

CD : d d 4k 1 4k 3 4k 5

CT : d d 4k 1 4k 5 4k 3

2) SÓNG ÂM

Khái niệm: Sóng âm là sự lan truyền các dao động âm trong các môi trường rắn, lỏng, khí

Đặc điểm

+ Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe được) các âm có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz

HỆ THỐNG TRỌNG TÂM LÍ THUYẾT VẬT LÍ

+ Các sóng âm có f < 16 Hz được gọi là hạ âm, f > 20000 Hz được gọi là siêu âm

+ Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự : rắn, lỏng, khí Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào

tính chất môi trường, nhiệt độ của môi trường và khối lượng riêng của môi trường Khi nhiệt độ tăng thì tốc

độ truyền âm cũng tăng

Các đặc trưng sinh lí của âm

Độ cao: phụ thuộc vào tần số âm

Độ to: phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm Tuy nhiên, độ to của âm không tỉ lệ thuận với cường

độ âm

+ Cường độ âm: là năng lượng mà sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm

Công thức tính :

2

A B 2

B A

I

 

  + Mức cường độ âm:

2

A A

A B

L lg (B) 10lg (dB) L L 10lg 10lg

 

 

Âm sắc: Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm (hay tần số và biên độ âm)

Ngưỡng nghe, ngưỡng đau, miền nghe được

 Ngưỡng nghe: là giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể nghe được

 Ngưỡng đau: là giá trị lớn nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể chịu đựng được.

Ngưỡng đau ứng với âm có mức cường độ 130 dB và không phụ thuộc vào tần số âm

 Miền nghe được: là giá trị của mức cường độ âm trong khoảng giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau

-

CHƯƠNG 3 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1) MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA

Tần số máy phát: f np Np

60

= = , với n (vòng/giây); N(vòng/phút)

Nếu máy phát nối với tải tiêu thụ là đoạn mạch RLC thì U E ωNBS U n ((( )))

2

=== === 

+ Nếu roto quay với tốc độ n vòng/giây thì

2

I

= =

+ −

+ Nếu roto quay với tốc độ 2n vòng/giây thì 1

C L

I

R 2Z

2

= =

+  − 

+ Nếu roto quay với tốc độ 3n vòng/giây thì 2

C L

I

R 3Z

3

= =

+  − 

…

2) MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

Các biểu thức e, i:

Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 2

+ Khi e, i trong một pha cực đại, thì hai pha còn lại là



←→

 = −  = −

+ Khi e, i trong một pha triệt tiêu, thì hai pha còn lại là

←→

-

CHƯƠNG 4 MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

1) ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

Các giả thuyết Macxoen

 Giả thuyết 1:

+ Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy

+ Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là đường cong kín

 Giả thuyết 2:

+ Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín

Điện từ trường

+ Phát minh của Măcxoen dẫn đến kết luận không thể có sự tồn tại riêng biệt của điện trường hoặc từ trường Điện

trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện

trường biến thiên

+ Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất gọi là điện từ trường

2) SÓNG ĐIỆN TỪ

Khái niệm: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn trong

không gian theo thời gian

Đặc điểm:

+ Sóng điện từ là sóng ngang Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kỳ trên phương truyền, vectơ E

, vectơ B

luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.

+ Trong sóng điện từ, ,

E B tại một điểm luôn dao động cùng pha với nhau

+ Sóng điện từ truyền được trong các môi trường vật chất và cả trong chân không Vận tốc truyền sóng điện từ trong chân không lớn nhất, và bằng vận tốc ánh sáng v = c = 3.10 8 m/s

+ Sóng điện từ có tính chất giống sóng cơ học: phản xạ, có thể khúc xạ và giao thoa được với nhau

+ Khi lan truyền, sóng điện từ mang năng lượng

3) NGUYÊN TẮC TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ

Phải dùng các sóng điện từ cao tần:

Các sóng vô tuyến dùng để truyền tải thông tin được gọi là sóng mang

Phải biến điệu các sóng mang:

Âm nghe thấy có tần số từ 16 Hz đến 20 kHz, trong khi sóng mang có tần số từ 500 kHz đến 900 MHz, rất lớn so với tần số âm Vì vậy người ta cần làm sao cho sóng mang truyền tải được những thông tin có tần số âm:

+ Dùng micro để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số

+ Dùng một bộ phận khác để trộn sóng âm tần với sóng mang Việc này được gọi là biến điệu sóng điện từ,

bộ phần trộn sóng được gọi là mạch biến điệu Sóng mang được biến điệu sẽ được truyền từ đài phát đến máy

thu

Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần:

Ở nơi thu phải tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa Bộ phận làm nhiệm vụ này được gọi là mạch tách sóng

Khuếch đại âm tần:

Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng mạch khuếch đại.

-

CHƯƠNG 5 SÓNG ÁNH SÁNG

1) MÁY QUANG PHỔ

Khái niệm: là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng trắng thành các thành phần đơn sắc

Cấu tạo: Gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực → hệ tán sắc → buồng tối

2) CÁC LOẠI QUANG PHỔ

a) Quang phổ liên tục

+ Khái niệm: Quang phổ liên tục là một dải sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

+ Nguồn phát: Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng hoặc khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng

+ Đặc điểm: Đặc điểm quan trọng nhất của quang phổ liên tục là không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát mà chỉ

phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng

+ Ứng dụng: Xác định được nhiệt độ của các vật ở xa như các vì sao, thiên hà… bằng việc nghiên cứu quang phổ liên

tục do chúng phát ra

b) Quang phổ vạch phát xạ

+ Khái niệm: Quang phổ vạch phát xạ một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối + Nguồn phát: Quang phổ vạch do các chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện + Đặc điểm: Quang phổ vạch phát xạ của các chất hay các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng các vạch,

về vị trí (hay bước sóng) và cường độ sáng của các vạch

+ Ứng dụng: Căn cứ vào quang phổ vạch phát xạ nhận biết thành phần định tính và cả định lượng của một nguyên tố

trong một mẫu vật

c) Quang phổ vạch hấp thụ

+ Khái niệm: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục

+ Nguồn phát: Các chất rắn, lỏng và khí đều cho được các quang phổ hấp thụ

+ Đặc điểm: Vị trí các vạch tối nằm đúng ở vị trí các vạch màu trong quang phổ vạch phát xạ của chất khí hay hơi đó + Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ:

Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát ra quang phổ liên tục

3) CÁC LOẠI TIA

a) Tia hồng ngoại

+ Định nghĩa: là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ (λ > 0,76 µm)

+ Nguồn phát

Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0K đều phát ra tia hồng ngoại Môi trường xung quanh, do có nhiệt độ cao hơn 0K nên cũng phát ra tia hồng ngoại Vật có nhiệt độ càng thấp thì phát càng ít tia có bước sóng ngắn, mà chỉ phát các tia có bước sóng dài Thân nhiệt của con người có nhiệt độ khoảng 370C (310 K) cũng là một nguồn phát tia hồng ngoại, nhưng chỉ phát chủ yếu là các tia có bước sóng từ 9 µm trở lên Ngoài như những động vật máu nóng cũng phát ra tia hồng ngoại

Bếp ga, bếp than cũng là những nguồn phát tia hồng ngoại

Ánh sáng mặt trời có khoảng 50% năng lượng thuộc về tia hồng ngoại

+ Tính chất và ứng dụng

Tính chất nổi bật nhất là có tác dụng nhiệt rất mạnh Tia hồng ngoại dễ bị các vật hấp thụ, năng lượng của nó

chuyển hóa thành nhiệt năng khiến cho vật nóng lên Tính chất này được ứng dụng trong sấy khô hoặc sưởi ấm

Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại Được ứng dụng để chụp ảnh hồng ngoại ban đêm trong kĩ thuật quân sự

Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học Vì vậy người ta chế tạo được phim ảnh có thể chụp được tia hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh hồng ngoại của nhiều thiên thể

Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần Tính chất này cho phép ta chế tạo được những

bộ điều khiển từ xa

Trong quân sự, tia hồng ngoại có rất nhiều ứng dụng đa dạng: ống nhòm hồng ngoại để quan sát và lái xe ban đêm, camêra hồng ngoại, tên lửa tự động tìm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại do mục tiêu phát ra…

Tia hồng ngoại còn có khả năng gây ra hiện tượng quang điện với một số chất bán dẫn

b) Tia tử ngoại

+ Định nghĩa: là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng tím (λ < 0,38 µm)

+ Nguồn phát

Những vật có nhiệt độ cao (từ 20000C trở lên) đều phát tia tử ngoại Nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn

Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 4

Hồ quang điện có nhiệt độ trên 30000C là một nguồn tử ngoại mạnh, bề mặt của Mặt Trời có nhiệt độ chừng 6000K

là nguồn tử ngoại rất mạnh

Trong các phòng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện,… nguồn tử ngoại chủ yếu là đèn hơi thủy ngân

+ Tính chất

Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh

Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất (đèn huỳnh quang)

Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học

Tia tử ngoại làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác

Tia tử ngoại có tác dụng sinh học

Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh,… hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh

+ Sự hấp thụ tia tử ngoại

Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh tia tử ngoại Thạch anh, nước và không khí đều trong suốt đối với các tia có bước sóng trên 200 nm, và hấp thụ các tia có bước sóng ngắn hơn

Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300 nm và là “tấm áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt của các tia tử ngoại của Mặt Trời

+ Ứng dụng

Trong y học, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng các dụng cụ phẫu thuật, để chữa một số bệnh

Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm trước khi đóng gói hoặc đóng hộp

Trong công nghiệp cơ khí, tia tử ngoại được sử dụng để tìm các vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại

c) Tia X

+ Khái niệm tia X

Tia X, (hay còn gọi là tia Rơn-ghen) là các bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn của tia tử ngoại (bước sóng nằm trong khoảng từ 10–11 m đến 10–8 m) Người ta phân biệt tia X làm hai loại: tia X cứng là các tia có bước sóng ngắn và tia X mềm là các tia có bước sóng dài hơn

+ Tính chất

Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh, đây là tính chất nổi bật và quan trọng nhất của tia X Tia X có bước sóng càng

ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn, ta nói là nó càng cứng

Tia X làm đen kính ảnh, nên dùng để chụp điện trong y tế

Tia X làm phát quang một số chất

Tia X làm ion hóa không khí

Tia X có tác dụng sinh lí, nó hủy diệt tế bào, nên dùng chữa bệnh ung thư

+ Công dụng

Ngoài một số công dụng chuẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học, tia X còn được sử dụng trong công nghiệp

để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể

Được sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay

Sử dụng trong các phòng thí nghiệm để nghiên cứu thành phần và cấu trúc của vật rắn

-

CHƯƠNG 6 LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1) THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

a) Giả thuyết về lượng tử năng lượng Planck

Theo nhà bác học người Đức, Planck, Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ

có giá trị hoàn toàn xác định, được ký hiệu là ε và có biểu thức ε = h.f

b) Sự bất lực của thuyết sóng ánh sáng

Theo thuyết sóng ánh thì ánh sáng là một chùm sóng điện từ Khi đạp vào bề mặt kim loại sẽ làm cho các e ở bề mặt kim loại dao động, cường độ chùm sáng càng lớn thì các e dao động càng mạnh và bật ra ngoài tạo thành dòng quang điện Do đó bất kì chùm sáng nào có cường độ đủ mạnh cũng gây ra hiện tượng quang điện (trái với định luật I) và động năng ban đầu cực đại của các e chỉ phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích (trái với định luật III)

c) Thuyết lượng tử ánh sáng

Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính:

+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác định ε = h.f, cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây

+ Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn

Chú ý:

+ Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt đứt quãng, mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định - Chùm sáng là một chùm hạt mỗi hạt là một phôtôn mang một năng lượng xác định

+ Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử năng lượng không bị thay đổi, không phụ thuộc cách nguồn sáng xa hay gần

2) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG DẪN, QUANG ĐIỆN TRỞ, PIN QUANG ĐIỆN

a) Chất quang dẫn

Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng

b) Hiện tượng quang điện trong

+ Khái niệm: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để chúng trở thành các electron dẫn đồng thời

giải phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong

+ Đặc điểm:

Để gây được hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị

λo gọi là giới hạn quang điện trong

Năng lượng cần thiết để giải phóng electron khỏi liên kết trong chất bán dẫn thường nhỏ hơn công thoát A của electron từ mặt kim loại nên giới hạn quang điện của các chất bán dẫn nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại

+ Ứng dụng: Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện

c) Hiện tượng quang dẫn

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh điện trở suất của chất bán dẫn, tức làm tăng độ dẫn điện khi chiếu ánh sáng thích hợp vào chất bán dẫn

d) Quang điện trở

Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn và có giá trị điện trở giảm mạnh khi chiếu sáng

e) Pin quang điện

Là một loại nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng

3) HIỆN TƯỢNG QUANG - 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 :

– Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó

– 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

Sự phát quang của một số chất khi có ánh sáng thích hợp (ánh sáng kích thích) chiếu vào nó, gọi là hiện tượng quang phát quang Người ta thấy có hai loại quang phát quang:

+ Huỳnh quang: là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10–8 (s)) Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí

+ Lân quang: là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10–6 (s) trở lên), nó thường xảy ra với chất rắn

Đặc điểm nổi bật của ánh sáng huỳnh quang là bước sóng λ’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng λ của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ : λ′ > λ, (Định luật Stocke)

4) LAZE

+ Định nghĩa: Là máy khuyếch đại ánh sáng bằng sự phát xạ cảm ứng

+ Đặc điểm: Chùm tia laze có 4 đặc điểm quan trọng

Tính đơn sắc cao, (do độ sai lệch tỉ đối về tần số của chùm tia laze là rất nhỏ)

Tia laze là chùm sáng kết hợp, (do các photon trong chùm tia có cùng tần số và cùng pha)

Tính định hướng cao, (do tia laze là chùm sáng song song)

Cường độ lớn

+ Nguyên tắc hoạt động: Có 3 nguyên tắc cơ bản:

Sử dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng

Tạo sự đảo lộn mật độ

Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 6

Dùng buồng cộng hưởng

+ Ứng dụng:

Trong y học: làm dao mổ trong phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu…

Trong thông tin liên lạc: dùng trong liên lạc vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh

Trong công nghiệp:dùng khoan cắt, tôi…với độ chính xác cao

Trong trắc địa: dùng đo khoảng cách, ngắm đường thẳng…

-

CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN, TỪ VI MÔ ĐÊN VĨ MÔ

1) NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

∆ = E M o − M c = m X + m X − m X − m X c = ∆ m X + ∆ m X − ∆ m X − ∆ m X c =

3 4 1 2 3 3 ε 4 4 ε 1 1 ε 2 2ε

= ∆ E X + ∆ E X − ∆ E X − ∆ E X = A + A − A −A

2) PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

a) Phân hạch

+ Là hiện tượng một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơ tron chậm vỡ thành hai hạt nhân có sô khối trung bình đồng thời phóng ra một số nơ tron và tỏa ra một năng lượng rất lớn (khoảng 200 MeV)

+ Năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt

b) Đặc điểm

+ Sau mỗi phản ứng phân hạch đều có hơn 2 notron chậm được sinh ra

+ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn, khoảng 200 MeV

c) Phản ứng dây chuyền:

Gọi k là số nơ tron còn lại sau mỗi phân hạch

+ Nếu k >1: số phân hạch tăng lên rất nhanh với tốc độ k1, k2, k3…Phản ứng dây chuyền trở thành thác lũ không thể không chế Hệ thống gọi là vượt hạn Đây chính là cơ chế nổ của bom nguyên tử

+ Nếu k < 1: Phản ứng dây chuyền không thể xảy ra Hệ thống gọi là dưới hạn

+ Nếu k =1: Phản ứng dây chuyền có thể khống chế Hệ thống gọi là tới hạn Đâychính là cơ chế hoạt động của nhà máy điện nguyên tử

Muốn k≥1 thì khói lượng Urani phải đạt đến một trị số tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mh

3) PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

a) Khái niệm

Là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân nặng hơn

b) Đặc điểm

+ Tuy một phản ứng nhiệt hạch tỏa ra một năng lượng nhỏ hơn một phản ứng phản ứng phân hạch nhưng nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng lớn hơn

+ Các phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng 50 đến 100 triệu độ vì chỉ ở nhiệt độ cao các hạt nhân nhẹ mới thu được động năng đủ lớn thắng được lực đẩy Culông tiến lại gần nhau đến mức lực hạt nhân tác dụng kết hợp chúng lại

→ Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch là nhiệt độ phải rất lớn (lên đến hàng triệu độ)

+ Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các sao là do phản ứng nhiệt hạch

+ Con người dã thực hiện được hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng sự nổ của bom khinh khí

c) Lí do để con người quan tâm nhiều đến phản ứng nhiệt hạch

+ Có nguồn nhiên liệu vô tận

+ Phản ứng nhiệt hạch sạch hơn phản ứng phân hạch do không có các cặn bã phóng xạ

3) CÁC HẠT SƠ CẤP

a) Khái niệm hạt sơ cấp

Các hạt có kích thước và khối lượng rất nhỏ như phôtôn, êlectron, prôtôn, nơtron, nơtrinô, mêzôn, muyôn, piôn, …

được gọi là các hạt sơ cấp

b) Các đặc trưng của hạt sơ cấp

+ Khối lượng nghỉ (hay năng lượng nghỉ)

b) Điện tích Q

c) Spin

d) Thời gian sống trung bình

Bốn hạt: prôtôn, êlectron, phôtôn, nơtrinô không phân rã thành các hạt khác, gọi là các hạt bền Tất cả các hạt còn lại

là các hạt không bền

c) Phản hạt

+ Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, mỗi cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ mo như nhau, còn một số đặc trưng khác thì có trị số bằng nhau nhưng trái dấu Trong mỗi cặp, có một hạt và một phản hạt của hạt đó

+ Trong quá trình tương tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tượng hủy cặp hoặc sinh cặp “hạt- phản hạt”

d) Phân loại hạt sơ cấp: Theo khối lượng nghỉ tăng dần.

+ Phôtôn: (lượng tử ánh sáng) có mo = 0

+ Leptôn: gồm các hạt nhẹ như êlectron, muyôn,…

+ Mêzôn: gồm các hạt có khối lượng trung bình trong khoảng 200 - 900 lần me, gồm hai nhóm: mêzôn π và mêzôn K

+ Barion: gồm các hạt nặng có khối lượng bằng hoặc lớn hơn khối lượng prôtôn, gồm hai nhóm nuclôn và hipêron

e) Tương tác của các hạt sơ cấp: Có bốn loại tương tác cơ bản đối với các hạt sơ cấp:

+ Tương tác hấp dẫn

+ Tương tác điện từ

+ Tương tác yếu

+ Tương tác mạnh

d) Hạt quac (quark)

+ Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là quac

+ Có sáu hạt quac kí hiệu là u, d, s, c, b và t Cùng với các quac, có sáu phản quac với điện tích có dấu ngược lại Điện tích các quac và phản quac bằng e ; 2e

3 3

± ± + Các barion là tổ hợp của ba quac Hạt prôtôn được cấu tạo từ 3 quac (u, u, d) Hạt nơtron được cấu tạo từ ba quac (u,

d, d)

+ Các hạt quac tồn tại ở trạng thái liên kết, chưa quan sát được các hạt quac tự do

4) HỆ MẶT TRỜI

a) Cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời: Hệ Mặt Trời bao gồm

+ Mặt trời ở trung tâm hệ

+ Tám hành tinh lớn: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh và hải Vương tinh

+ Các tiểu hành tinh, các sao chổi, thiên thạch,…

+ Các hành tinh đều chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều (chiều thuận) và gần như trong cùng một mặt phẳng Mặt Trời và các hành tinh đều quanh quanh mình nó và đều quay theo chiều thuận (trừ Kim tinh)

+ Khối lượng Mặt Trời bằng 1,99.1030 kg, gấp 333 000 lần khối lượng Trái Đất

5) SAO - THIÊN HÀ

a) Sao: là một khối khí nóng sáng, giống như Mặt Trời Ngôi sao gần nhất cách ta đến hàng chục tỉ kilômét, ngôi sao

xa nhất mà ta đã biết cách ta đến 14 tỉ năm ánh sáng

b) Các loại sao

+ Đa số các sao tồn tại trong trạng thái ổn định, có kích thước, nhiệt độ,… không đổi trong một thời gian dài

+ Các sao đặc biệt:

- Sao biến quang là sao có độ sáng thay đổi, gồm hai loại: biến quang do che khuất và biến quang do nén dãn

- Sao mới là sao có độ sáng tăng đột ngột

- Punxa, sao nơtron là sao bức xạ năng lượng dưới dạng những xung sóng điện từ rất mạnh

+ Ngoài ra, trong hệ thống các thiên thể trong vũ trụ còn có lỗ đen và tinh vân

d) Thiên hà: Các loại thiên hà: thiên hà xoắn ốc; thiên hà elíp; thiên hà không định hình hay thiên hà không đều.

Đường kính thiên hà vào khoảng 100000 năm ánh sáng Toàn bộ các sao trong thiên hà đều quay xung quanh trung tâm thiên hà

e) Thiên Hà của chúng ta Ngân Hà

Thiên Hà của chúng ta là loại thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 000 năm ánh sáng và có khối lượng

khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời

Từ Trái Đất, chúng ta chỉ nhìn được hình chiếu của Thiên hà trên vòm Trời, như một dải sáng trải ra trên bầu trời đêm được gọi là dải Ngân Hà

Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 8