SỰ TRUYỀN SĨNG ▪ Sĩng cơ: là sự lan truyền dao động cơ cho các phần tử trong mơi trường.. ▪ Sĩng ngang: các phần tử của mơi trường dao động theo phương vuơng gĩc với phương truyền sĩng
Trang 1
TRỤC PHÂN BỐ THỜI GIAN
QUÃNG ĐƯỜNG NHỎ NHẤT, LỚN NHẤT TRONG THỜI GIAN Δt
▪ Trường hợp 1: t T
2
→ Smax 2A sin t
T
T
▪ Trường hợp 2: t T
2
, tách: t n.T t , t T Smax / min( t ) n.2A Smax/min( t ')
CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG
▪ Các đại lượng dao động x, v, a, F:
Biểu thức li độ: x=A cos( + t ) Biểu thức vận tốc: v x ' A cos t
2
= = + +
a= =v ' x''= Acos + + t Biểu thức lực kéo về: 2 ( )
F=ma= m Acos + + t
Quan hệ các biên: xmax = A; vmax = ωA; amax = ω2A; Fmax = mω2A
Tốc độ trung bình trong một chu kì ( ) max
tb T
2v 4A 2 A v
T
Quan hệ tức thời:
1
1
2
F=ma= − m x
a và F luơn hướng về VTCB, cịn v cùng chiều chuyển động
▪ Năng lượng trong dao động:
Thế năngWt 1m 2x2
2
®
1
2
Động năng, thế năng biến thiên tuần hồn với tần số gấp đơi tần số của vật dao động và chu kì bằng một nửa
n 1
+
CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ
T 12
T 24
T 24
T 12
T 12
T 12
T 24
T 24
A 2
−
A 2 2
−
A 3 2
− A
A 2
A 2 2
A 3 2
O
6
4
3
2
2
3
3 4
5 6
5 6
−
3 4
−
2 3
−
2
−
3
−
4
− 6
−
0 x
T 8 T 6
T 4
T 8 T 6 T 4
Trang 2 CON LẮC Lề XO TREO THẲNG ĐỨNG
CON LẮC ĐƠN
Con lắc đơn dao động khi chịu thờm lực điện
(q > 0 và E ) hoặc (q < 0 và E ) (q < 0 và E ) hoặc (q > 0 và E ) E cú phương ngang
VTCB Dõy treo cú phương thẳng đứng Dõy treo cú phương thẳng đứng Fđ q E
tan
P mg
= =
Chu kỡ
T 2
q E g m
= +
T 2
q E g m
=
T 2
q E g
m
=
+
TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA
( )
A A A 2A A cos ; Đk: A A A A A
A sin A sin
A cos A cos
CÁC LOẠI DAO ĐễNG KHÁC
▪ Dao động tắt dần: biờn độ, cơ năng giảm dần theo thời gian
Nguyờn nhõn: ma sỏt, lực cản Ứng dụng: giảm xúc xe ụ tụ, xe mỏy
▪ Dao động duy trỡ: biờn độ và tần số khụng đổi (tần số dao động riờng f0 của hệ)
Vớ dụ: đồng hồ quả lắc, đỏnh đu (trũ chơi dõn gian)
▪ Dao động cưỡng bức: cú tần số bằng tần số lực cưỡng bức và biờn độ A phụ thuộc vào: biờn độ ngoại lực cưỡng bức, tần số
ngoại lực cưỡng bức (|fcb – f0|)
Cộng hưởng: biờn độ dao động cưỡng bức đạt cực đại khi fcb = f0
1
2
A
m
0
v
Li độ dài:
s = → s = 0 0
Tốc độ:
0
v =2g cos −cos ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →g −
Lực căng dõy:
0
Lực kộo về (α0 < 100):
kv
F =mg
v = g
( 2)
g
2 0
2
= −
0
dao động điều hòa 2
1
2
s
s0
Flà lực kộo về
đh
F là lực đàn hồi do lũ xo tỏc dụng lờn vật
*
đh
F là lực đàn hồi do lũ xo tỏc dụng lờn điểm treo
Biờn trờn
Biờn dưới
Biờn trờn
TN
mg k
=
ℓ0
Điểm treo lũ xo
A < Δℓ
A > Δℓ
Biờn dưới
O m
Lũ xo nộn FvàFđhcựng chiều; FvàF*đhngược chiều
FvàFđhngược chiều; FvàF*đhcựng chiều
FvàFđhcựng chiều; FvàF*đhngược chiều
Lũ xo dón
P
đh-O
F
g
Trang 3 SỰ TRUYỀN SĨNG
▪ Sĩng cơ: là sự lan truyền dao động cơ cho các phần tử trong mơi trường
▪ Sĩng ngang: các phần tử của mơi trường dao động theo phương vuơng gĩc với phương truyền sĩng Thực nghiệm chứng tỏ, sĩng ngang truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng
▪ Sĩng dọc: các phần tử của mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sĩng Thực nghiệm chứng tỏ, sĩng dọc truyền được cả trong chất rắn, lỏng và khí
▪ Phương trình sĩng trên phương truyền sĩng Ox là: u=A cos + −t 2 x
▪ Độ lệch pha giữa hai phần tử trên phương truyền sĩng là: =2 d
, d là khoảng cách vị trí cân bằng của hai phần tử
▪ Trục phân bố các phần tử dao động theo bước sĩng trên phương truyền sĩng:
GIAO THOA SĨNG
Giả sử trên mặt chất lỏng cĩ hai nguồn dao động đồng pha tại A và B: uA = uB = acosωt
▪ Biên độ dao động tổng hợp tại M: 1 2
M
(d d )
A = 2a cos −
Điểm cĩ biên độ cực đại khi: =d d1−d2 = k
Điểm cĩ biên độ cực tiểu khi: =d d1−d2 =(k−0, 5)
▪ Số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn AB:
Số điểm cực đại: 2.AB + 1
; với
AB
là số dãy cực đại một phía của đường trung trực
Số điểm cực tiểu: 2.AB+0, 5
; với
AB
0, 5
là số dãy cực tiểu một phía của đường trung trực
▪ Số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn MN (nếu MN vuơng gĩc AB thì chia đoạn xét trường hợp)
Số điểm cực đại là số giá trị k thoả mãn: ΔdM ≤ kλ ≤ ΔdN
Số điểm cực tiểu là số giá trị k thoả mãn: ΔdM ≤ (k – 0,5)λ ≤ ΔdN
▪ Điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách A và B một đoạn là d thì luơn chậm pha so với hai nguồn một lượng: 2 d
CHƯƠNG 2: SÓNG CƠ
(d1 – d2) –2λ –1,5λ –1λ –0,5λ 0 0,5λ 1λ 1,5λ 2λ
a
−
24
24
24
24
24
24
12
12
12
12
12
12
12
12
24
a
2
−
a 2
2
a
2
a 3
2
O
a
a 2
2
a 3
2
−
24
Trang 4 SểNG DỪNG
▪ Phương trỡnh súng dừng nếu chọn gốc tọa độ O là nỳt: b ( )
2 x
u A sin cos t
▪ Biờn độ dao động của cỏc phần tử trờn dõy cú súng dừng:
▪ Súng dừng thường gặp
Súng dừng hai đầu cố định Súng dừng một đầu cố định, một đầu tự do Điều kiện xảy
ra súng dừng
n
n là số bụng sóng
2 ; trong đó:
v số nút là n + 1
f n 2
=
=
(2n 1)
n là số bụng sóng
4 ; trong đó:
v số nút cũng là n
f (2n 1)
4
= −
= −
SểNG ÂM
▪ Cỏc khỏi niệm:
Súng õm là cỏc dao động cơ truyền trong cỏc mụi trường khớ, lỏng, rắn Súng õm trong chất khớ là súng dọc
Tốc độ truyền õm trong cỏc mụi trường: vkhớ < vlỏng < vrắn
Âm nghe được (õm thanh) cú tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz Âm cú tần số trờn 20 000 Hz gọi là siờu õm
Âm cú tần số dưới 16 Hz gọi là hạ õm
▪ Cỏc đặc trưng vật lý của õm: L B( )
0 2
P
4 r
▪ Cỏc đặc trưng sinh lý của õm:
Độ cao của õm là một đặc trưng sinh lí của õm gắn liền với đặc trưng vật lớ tần số õm
Độ to của õm là một đặc trưng sinh lí của õm gắn liền với đặc trưng vật lớ mức cường độ õm Âm càng to khi mức cường
độ õm càng lớn
Âm sắc là một đặc trưng sinh lớ của õm, giỳp ta phõn biệt õm do cỏc nguồn õm khỏc nhau phỏt ra Âm sắc cú liờn quan mật thiết với đồ thị dao động õm
u
12
24
12
12
24
b
A
b
A 3 2
A b 2 2
b
A
2
O
b
A 2
−
b
A 2 2
b
A 3 2
b
A
−
Biờn dưới
12
Trang 5U0R
U0Cmax
U0L
U0RL
I0
U0
U0R
U0Lmax
U0C
U0
I0
U0RC
MẠCH RLC
▪ Biểu thức dũng điện i=I cos0 ( + t i)
▪ Biểu thức cỏc điện ỏp
( )
u=uR+uL+uC =U cos0 ( + t u)
2 2
2
I
0R
tan tan( )
▪ Dụng cụ đo điện (ampe kế, vụn kế) đo được giỏ trị được gọi là giỏ trị hiệu dụng:
Giá trị cực đại Giá trị hiệu dụng =
2
▪ Cụng suất:
2 2
2 2
U R
P UI cos I R
+ − Hệ số cụng suất :
0R 0
cos
= =
▪ Cộng hưởng: ZL Z hay C 1
LC
2 CH
U P R
=
▪ Cực trị trong mạch RLC
Mạch RLC R thay đổi
- Khi R = R0= ZL−ZC thỡ cụng suất cực đại
2 max
U P
2 Z Z
=
−
- Khi R = R1 và R = R2 mà 2 ( )2
R R =R = Z −Z thỡ cụng suất 2 trường hợp bằng nhau
2
U
P P
R R
= =
+ và tổng độ lệch pha (u,i) trong 2 trường hợp: 1 2
2
+ = L, C thay đổi thay đổi
- Khi L = L0 mà
C L0
C
R Z Z
Z
+
= thỡ UL đạt cực đại
- Khi L = L1; L = L2 mà
L =L +L thỡ UL bằng nhau
- Khi L cú giỏ trị thỏa món
L
Z
2
RL max
U Z 4R Z U
2R
=
- Khi C = C0 mà
L C0
L
R Z Z
Z
+
= thỡ UC đạt cực đại
- Khi C = C1; C = C2 mà C1+C2 =2C0thỡ UC bằng nhau
- Khi C cú giỏ trị thỏa món
C
Z
2
RC max
U Z 4R Z U
2R
=
Mạch RLC cú tần số thay đổi
2LC R C
= =
− thỡ UL cực đại
- Khi = ;L1 = màL 2 2 2 2
1 + 1 = 2
thỡ UL bằng nhau
- Khi
2 2
2LC R C 2L C
−
= = thỡ UC cực đại
- Khi = ;C1 = màC 2 2 2 2
+ = thỡ UC bằng nhau
0
1 LC
= = : cộng hưởng điện → quan hệ đỏng nhớ: 2 ( )
=
CHệễNG 3: DOỉNG ẹIEÄN XOAY CHIEÀU
U0R
U0L
U0C
U0
I0 φ
Mạch cú tớnh cảm khỏng
Z L > Z C
U0R
U0L
U0C
U0
I0 φ
Mạch cú tớnh dung khỏng
Z L < Z C
Trang 6 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
▪ Nguyờn lý tạo dũng điện xoay chiều: cho khung dõy N vũng quay đều với tốc độ n (vũng/s) trong từ trường đều B vuụng gúc với trục quay, nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra dũng điện cảm ứng trờn khung dõy
Biểu thức từ thụng qua khung dõy: Φ = NBScos( n , B ) = Φ0cos(ωt + φ); ω = 2πn
Biểu thức suất điện động cảm ứng: e = – Φ’ = E0cos(ωt + φ –
2
) ; E0 = ω Φ 0 = ωNBS
Φ, e vuụng pha:
e 1 E
+ =
▪ Mỏy phỏt điện xoay chiều một pha
Cấu tạo
– Phần cảm: tạo ra từ thụng biến thiờn bằng cỏc nam chõm quay; đú là một vành trũn cú đặt p cặp cực nam chõm xếp xen
kẽ cực bắc, cực nam đều nhau
– Phần ứng: gồm cỏc cuộn dõy giống nhau; xếp cỏch đều nhau trờn một vũng trũn
⁕ Một trong đứng yờn, phần cũn lại quay, bộ phận đứng yờn gọi là stato, bộ phận quay gọi là rụto
Đặc điểm
– Tốc độ quay của roto là n vũng/giõy → tần số mỏy phỏt là f = np (Hz)
– Suất điện động cực đại mỏy phỏt điện tạo ra: E0 = 2πf.Φ0.N.[số cuộn dõy trờn phần ứng]
Thay đổi tốc độ quay n của roto cuả mỏy phỏt điện thỡ mạch ngoài RLC cú I hay (UR, P) liờn hệ với n như sau:
– Khi tốc độ n = n0 thỏa món 0 2 2 2
2 n p
2LC R C
=
− thỡ I hay (UR, P) cực đại – Khi tốc độ n = n1 và n = n2 mà 2 2 2
n +n =n thỡ I hay (UR, P) bằng nhau trong hai trường hợp
▪ Mỏy phỏt điện xoay chiều ba pha
Cấu tạo
– Phần cảm: thường là nam chõm điện, là roto
– Phần ứng: gồm 3 cuộn dõy giống nhau quấn quanh lừi thộp, đặt cỏch nhau 1
3vũng trũn trờn thõn của stato
Ba suất điện động trờn ha cuộn dõy cú cựng tần số, biờn độ nhưng lệch pha nhau 2
3
từng đụi một
▪ Động cơ khụng đồng bộ
Dựa trờn hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay
Biến đổi điện năng thành cơ năng
Khung dõy dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đú với tốc độ gúc nhỏ hơn của từ trường quay
MÁY BIẾN ÁP, TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
▪ Mỏy biến ỏp (khụng thay đổi tần số): 2 2 má y lí tưởng 1
U = N ⎯⎯⎯⎯⎯→ =I
▪ Truyền tải điện năng đi xa:
1 truyền tải hao phí ti êu thụ
2
truyền t ả i ti êu thụ truyền tải
2
hao phí
ti êu thụ truyền tải truyền tải
1 H
Giữ U:
1
R.P
1 H UIcos I R
U cos H.U cos
U cos P P
−
truyền t ả i 1 2 ti êu thụ 1
2 truyền t ả i 2 1 ti êu thụ 2
2
truyền t ả i
2
ti êu thụ
Giữ P : =
−
−
N
S
Mỏy phỏt một cặp cực
N
N
S
S
Mỏy phỏt hai cặp cực
Trang 7 MẠCH DAO ĐỘNG LC
Mạch dao động LC dao động với tần số gĩc 1 ,
LC
= tần số f 1
2 LC
=
và chu kì T= 2 LC
SĨNG ĐIỆN TỪ
▪Mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên, điện từ trường
Tại một nơi cĩ từ trường biến thiên theo thời gian thì
tại đĩ xuất hiện điện trường xốy (điện trường xốy là
điện trường cĩ đường sức khép kín)
Tại một nơi cĩ điện trường trường biến thiên theo thời gian thì tại đĩ xuất hiện từ trường (đường sức từ trường bao giờ cũng
khép kín)
Điện từ trường: là một trường thống nhất gồm hai thành phần: điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
▪ Sĩng điện từ
Định nghĩa sĩng điện từ: là điện từ trường biến thiên lan truyền trong khơng gian
Các đặc điểm và tính chất của sĩng điện từ:
– Truyền trong mọi mơi trường vật chất và truyền trong cả chân khơng
– Sĩng điện từ là sĩng ngang vì E⊥ ⊥B v Hai thành phần của sĩng điện từ là
điện trường E và từ trường B luơn biến thiên cùng tần số, cùng pha
– Sĩng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng
– Sĩng điện từ mang năng lượng, nhờ đĩ khi sĩng điện từ truyền đến anten sẽ
làm cho các electron tự do trong anten dao động
THU PHÁT SĨNG VƠ TUYẾN
▪ Một mạch dao động LC trong máy phát hay máy thu sẽ thu hay phát được sĩng điện từ cĩ chu kì và tần số bằng chu kì và tần
số riêng của mạch: f 1
2 LC
=
c
2 c LC f
→ = =
Sơ đồ
Các bộ
phận cơ
bản
Micrơ: biến dao động âm thành dao động điện
cùng tần số
Mạch phát sĩng điện từ cao tần: phát sĩng điện
từ cĩ tần số cao
Mạch biến điệu: trộn dao động điện từ cao tần với
dao động điện từ âm tần
Mạch khuyếch đại: khuyếch đại cường độ dao
động điện từ cao tần đã được biến điệu
Anten phát: tạo ra điện từ trường cao tần lan
truyền trong khơng gian
Anten thu: thu sĩng điện từ cao tần biến điệu
Mạch chọn sĩng: chọn lọc sĩng muốn thu nhờ mạch
cộng hưởng
Mạch tách sĩng: tách dao động điện từ âm tần ra
khỏi dao động điện từ cao tần
Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần:
khuyếch đại cường độ dao động điện từ âm tần từ
mạch tách sĩng gửi đến
Loa: biến dao động điện thành dao động âm cĩ
cùng tần số
▪ Sĩng vơ tuyến và sự truyền sĩng vơ tuyến:
Định nghĩa: là sĩng điện từ dùng trong thơng tin liên lạc
Phân loại: sĩng cực ngắn, sĩng ngắn, sĩng trung và sĩng dài
Sĩng cực ngắn: 0,01 (m) – 10 (m)
Sĩng ngắn: 10 (m) – 100 (m)
Sĩng trung: 100 (m) – 1000 (m)
Sĩng dài: lớn hơn 1000 (m)
Sĩng cực ngắn: khơng bị tầng điện li phản xạ, nĩ xuyên qua tầng điện li đi vào khơng gian vũ trụ, nơi cĩ vệ tinh Sĩng cực ngắn thường được dùng để truyền thơng qua vệ tinh
E
v
B
CHƯƠNG 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
2
1
Trang 8 THANG SĨNG ĐIỆN TỪ
CÁC LOẠI TIA: TIA HỒNG NGOẠI, TIA TỬ NGOẠI, TIA X
Nguồn phát Mọi vật cĩ nhiệt độ cao hơn 0 K đều phát ra tia hồng ngoại
Những vật cĩ nhiệt độ cao (từ 2000oC trở lên) đều phát tia tử ngoại
Nguồn phát: hồ quang điện, bề mặt Mặt trời, phổ biến là đèn hơi thuỷ ngân
Ống Cu-lít-giơ (ống tia X): Chùm electron cĩ năng lượng lớn đập vào kim loại cĩ nguyên tử lượng lớn, khiến kim loại phát ra tia X
Bước sĩng Từ 760 nm đến vài mm Từ vài nm đến 380 nm Từ 10-11 m đến 10-8 m
Tính chất
Tính chất nổi bật là tác dụng
nhiệt rất mạnh
Gây một số phản ứng hố học,
tác dụng lên một số phim ảnh để
chụp ảnh ban đêm
Cĩ thể biến điệu như sĩng điện từ
cao tần
Tác dụng lên phim ảnh
Kích thích sự phát quang nhiều chất
Kích thích nhiều phản ứng hố học
Làm ion hố khơng khí và nhiều chất khí
Tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào, diệt khuẩn, nấm mốc
Bị thuỷ tinh, nước hấp thụ rất mạnh
Tầng ozon hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại bước sĩng dưới 300 nm
Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả
năng đâm xuyên
Làm đen kính ảnh
Làm phát quang một số chất
Làm ion hố khơng khí
Cĩ tác dụng sinh lí
Cơng dụng,
Ứng dụng
Sấy khơ, sưởi ấm…
Chụp ảnh hồng ngoại, ống nhịm
hồng ngoại
Điều khiển từ xa hồng ngoại
Y học: tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, chữa bệnh cịi xương,
Cơng nghiệp thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm trước khi đĩng gĩi
Cơng nghiệp cơ khí: tìm vết nứt trên bề
mặt các vật bằng kim loại
Y học: Chiếu điện, chụp điện; chuẩn đốn bệnh, chữa bệnh ung thư
Cơng nghiệp cơ khí : kiểm tra khuyết tật trong sản phẩm đúc
Sử dụng trong giao thơng để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay
ĐẶC ĐIỂM SĨNG ĐIỆN TỪ TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG
Ánh sáng đơn sắc f khi truyền từ mơi trường này tới mơi trường khác thì chu kì, tần số, màu sắc của nĩ khơng đổi
▪ Trong chân khơng hay khơng khí, tốc độ truyền sĩng c = 3.108 m/s và bước sĩng λ0
▪Trong mơi trường trong suốt chiết suất là n (đối với ánh sáng đơn sắc này) thì tốc độ và bước sĩng v c
n
mt
n
=
▪ Chiết suất một mơi trường đối với các ánh sáng đơn sắc: n đỏ < n cam < n vàng < n lục < n lam < n chàm < n tím
Chiết suất càng lớn thì tốc độ ánh sáng truyền càng nhỏ: v đỏ > v cam > v vàng > v lục > v lam > v chàm > v tím
CÁC MƠ HÌNH TÁN SẮC ÁNH SÁNG
CÁC LOẠI QUANG PHỔ
Định
nghĩa Gồm một dải cĩ màu liền nhau một cách liên tục từ đỏ đến tím Là quang phổ chỉ chứa những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối
Nguồn
phát Do mọi chất rắn, lỏng, khí cĩ áp suất lớn phát ra khi bị nung nĩng Do các chất khí (hơi) ở áp suất thấp khi bị kích thích phát ra
Đặc
điểm
Quang phổ liên tục khơng phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của
nguồn phát sáng
Quang phổ liên tục của các chất khác nhau ở cùng nhiệt độ thì giống
nhau và chỉ phụ thuộc nhiệt độ của chúng
Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau
về số lượng các vạch, vị trí và độ sáng các vạch
Mỗi nguyên tố hĩa học cĩ một quang phổ đặc trưng của nguyên tố đĩ
GIAO THOA KHE Y-ÂNG
Khoảng vân: i D
a
=
Điểm cĩ vân sáng bậc k 2 1
s
x k.i
− =
=
( )
t
d d k 0,5
x k 0,5 i
= −
Đỏ
Tím
K.khí
H2O
Đỏ
Tím
K.khí
H2O
Đỏ
Tím
CHƯƠNG 5: SÓNG ÁNH SÁNG
Sĩng Vơ Tuyến Tia Hồng Ngoại ASNT Tia Tử Ngoại Tia X (Rơnghen) Tia Gamma
Tần số f
Bước sĩng
λ
M
S2
O
d1
d2
D
x S1
a
Trang 9Ecao
Ethấp
e
e
NỘI DUNG THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
▪ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phơtơn Với mỗi ánh sáng đơn sắc cĩ tần số f , các phơtơn đều giống nhau, mỗi phơtơn mang năng lượng = hf
▪ Trong chân khơng, phơtơn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng Phơtơn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, khơng cĩ phơtơn đứng yên
▪ Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phơtơn
CƠNG SUẤT NGUỒN ĐƠN SẮC:P= =n n.hf=n.hc
n là số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI VÀ QUANG ĐIỆN TRONG
Vật bị
Khái niệm Là hiện tượng các electron bất khỏi bề mặt kim
loại khi được chiếu sáng
Là hiện tượng các electron liên kết được giải phĩng thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống khi khối bán dẫn được chiếu sáng
Đặc điểm
Hiện tượng xảy ra khi:
0
hc A
=
λ0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại;
A được gọi là cơng thốt electron của khi loại
λ0 và A phụ thuộc vào bản chất của kim loại
Giới hạn quang điện của bạc, đồng, kẽm, nhơm nằm trong vùng tử ngoại; của canxi, kali, natri, xesi nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy
Hiện tượng xảy ra khi:
0
hc A
=
λ0 được gọi là giới hạn quang dẫn của bán dẫn; A được gọi là năng lượng kích hoạt của bán dẫn
λ0 và A phụ thuộc vào bản chất của bán dẫn
Giới hạn quang dẫn của các bán dẫn hầu như trong vùng hồng ngoại Vì vậy, năng lượng để giải phĩng electron liên kết trong bán dẫn thường nhỏ hợp cơng thốt A của eletron từ bề mặt kim loại
Ứng dụng Thiết bị tự động đĩng - mở cửa nhà ga Quang điện trở và pin quang điện
MẪU NGUYÊN TỬ BO
▪ Tiên đề 1 - Bán kính các trạng thái dừng
Trong trạng thái dừng của nguyên tử, các electrơn chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quĩ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định gọi là quĩ đạo dừng
Electron chuyển động trịn đều trên quỹ đạo dừng quanh hạt nhân,
theo định luật II Niutơn:
r
Tốc độ gĩc, tần số, chu kì cĩ cơng thức lần lượt là: v
r
= ; f
2
=
;
1 2 T f
= =
▪ Tiên đề 2 - Sự hấp thụ và phát xạ phơton
Ecao – Ethấp = hc
hf
= =
( )
13,6
n
−
=
+
-r
CHƯƠNG 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Trang 10 CẤU TẠO HẠT NHÂN
▪Hạt nhân được tạo thành bởi 2 loại hạt là proton và notron; hai loại hạt này cĩ tên chung là nuclon:
▪Hạt nhân X cĩ N nơtron và Z prơtơn; Z được gọi là nguyên tử số; tổng A = Z + N được gọi là số khối, kí hiệu là AZX
▪Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prơtơn nhưng số nơtron khác nhau (A khác nhau)
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luơn luơn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số
tỉ lệ là c2 (c = 3.108 m/s) Ta cĩ hệ thức Anhxtanh: E = mc2
Vật ở trạng thái nghỉ Khối lượng nghỉ: m0 Năng lượng nghỉ: E0 = m0c2
Vật chuyển động với
tốc độ v
Khối lượng tương đối tính: 0
2 2
m m
v 1 c
=
−
Năng lượng tồn phần:
2
2 2
m c
E mc
v 1 c
−
→ Động năng: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2
LIÊN KẾT TRONG HẠT NHÂN
▪ Lực hạt nhân: lực tương tác giữa các nuclơn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh) Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10–15m)
▪ Độ hụt khối, năng lượng liên kết của hạt nhân AZX
Độ hụt khối của hạt nhân: =m Z.mp+(A Z).m− n−mX
E m.c m m c Z.m N.m m c
Năng lượng liên kết riêng: E
A
= → năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân
Hạt nhân cĩ năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững Hạt nhân mà 50 < A < 70 thì bền vững hơn cả
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: quá trình biến đổi hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác.
▪ Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân
⁕ Định luật bảo tồn điện tích ⁕ Bảo tồn số nuclơn (bảo tồn số A)
⁕ Bảo tồn động lượng ⁕ Bảo tồn năng lượng tồn phần
Lưu ý: Khơng cĩ bảo tồn khối lượng, số proton hay notron trong phản ứng hạt nhân
▪ Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = (mtrước – msau).c2
⁕ W > 0: pư tỏa năng lượng
⁕ W < 0: pư thu năng lượng
▪ Phĩng xạ: Hiện tượng một hạt nhân khơng bền vững tự phát phân rã, đồng thời phát ra các tia phĩng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phĩng xạ Quá trình này do các nguyên nhân bên trong gây ra nên khơng chịu tác động của các yêu tố thuộc mơi trường ngồi như nhiệt độ, áp suất,…Các tia phĩng xạ thường được đi kèm trong sự phĩng xạ của các hạt nhân Cĩ 3 loại tia phĩng xạ chính là tia anpha (ký hiệu là α), tia beta(hí hiệu là ), tia gamma(kí hiệu là )
a) Phĩng xạ α: AZX→A 4Z 2−−Y+42He
⁕ Tia α thực chất hạt nhân của nguyên tử Heli, hí hiệu 42He
⁕ Trong khơng khí, tia α chuyển động với tốc độ khoảng 2.107 m/s Đi được chừng vài cm trong khơng khí và chừng vài
μm trong vật rắn
b) Phĩng xạ β: Tia là các hạt phĩng xạ phĩng xạ với tốc độ lớn (xấp xỉ tốc độ ánh sáng), cũng làm ion hĩa khơng khí
nhưng yếu hơn tia α Trong khơng khí tia cĩ thể đi được quãng đường dài vài mét và trong kim loại cĩ thể đi được vài mm Cĩ
hai loại phĩng xạ là + và –:
⁕ Phĩng xạ –: Tia – là dịng các electron −01e Trong phân rã – cịn sinh ra một hạt phản notrino
⁕ Phĩng xạ +: Tia + là dịng các electron dương+01e Trong phân rã + cịn sinh ra một hạt notrino
Chú ý: Các hạt notrino và phản notrino là những hạt khơng mang điện, cĩ khối lượng bằng 0 và chuyển động với tốc
độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng
c) Phĩng xạ : Tia là sĩng điện từ cĩ bước sĩng rất ngắn, cũng là hạt phơtơn cĩ năng lượng cao, thường đi kèm trong cách phĩng xạ + và –
▪ Định luật phĩng xạ
Số hạt chất phĩng xạ cịn lại (X) Số hạt đã bị phĩng xạ (Y)
Thời điểm t > 0
t
t T
N =N −N 2− =N −N e−
t
t
X
N
2 1 e 1 N
= − = −
CHƯƠNG 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ