Bài soạn Chuyên đề vật lý hạt nhân đại cương

CHƯƠNG II: CƠ SỞ CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ Câu 4: Trình bày thí nghiệm Đơbrơi nhằm kiểm chứng tính chất sóng của electron?. Câu 9: Xuất phát từ phương trình Strodingơ cho hạt trong hố thế một

Ngân hàng đề thi môn: Vật lý nguyên tử và hạt nhân

LÝ THUYẾT

CHƯƠNG I: CÁC MẪU NGUYÊN TỬ THEO LÝ THUẾT CỔ ĐIỂN

Câu 1: - Trình bày thí nghiệm tán xạ của Rơdepho?

- So sánh sự khác nhau giữa hai giả thuyết về cấu tạo nguyên

tử của Rơdepho và Tômxơn ?

Câu 2: Trình bày quy luật quang phổ nguyên tử Hidro ?

Câu 3: Trình bày 2 định đề của Bo ?

Vân dụng 2 định đề của Bo khảo sát cấu trúc nguyên tử Hidro ?

CHƯƠNG II: CƠ SỞ CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

Câu 4: Trình bày thí nghiệm Đơbrơi nhằm kiểm chứng tính chất sóng

của electron ?

Câu 5: Trình bày và xây dựng hệ thức bất định Haizenbec ?

Câu 6: Xây dựng hàm sóng của hạt tự do theo giả thuyết Đơbrơi ? Câu 7: Xây dựng phương trình Strodingơ dạng tổng quát cho hạt tự

do ?

Câu 8: Tìm hàm sóng diễn tả trạng thái của hạt trong hố thế một

chiều ?

Câu 9: Xuất phát từ phương trình Strodingơ cho hạt trong hố thế một

chiều hãy trình bày về sự lượng tử hóa năng lượng của hạt đó ?

CHƯƠNG III: NGUYÊN TỬ HIĐROO THEO LÝ TUYẾT LƯỢNG TỬ

Câu 10: Trình bày về sự lượng tử hóa mômen xung lượng của

electron trên quỹ đạo đối với nguyên tử hiđrô ?

Câu 11: Thế nào là sự lượng tử hóa không gian ?

Câu 12: Xây dựng biểu thức mômen từ của electrôn trong nguyên tử

hiđrô ?

CHƯƠNG IV: NGUYÊN TỬ PHỨC TẠP THEO LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ

Câu 13: Hày trình bày và giải thích phương pháp Hactric – Phốc khi

nghiên cứu nguyên tử phức tạp ?

Câu 14: Nêu nguyên lý Paoli từ đó giải thích cấu hình điện tử của một

nguyên tử phức tạp ?

Câu 15: Trình bày cơ chế phát xạ tia Rơn ghen ?

Giải thích tại sao đối âm cực làm bằng chất có nguyên tử nặng hơn thìnăng lượng tia phát xạ càng lớn ?

Câu 16: Trình bày về phổ tia Rơn ghen?

CHƯƠNG V: CẤU TRÚC PHÂN TỬ

Câu 17: Hãy trình bày về các liên kết hóa học ( liên kết phân tử ) ?

Hóa trị là gì ?

Câu 18: Trình bày về sự quay, sự dao động của các phân tử ?

Câu 19: Thế nào là phổ bức xạ của phân tử ? Phổ bức xạ gồm những

thành phần nào ?

CHƯƠNG VI: SỰ BỨC XẠ CỦA NGUYÊN TỬ

Câu 20: Thế nào là sự bức xạ của nguyên tử theo lý thuyết cổ điển ?

Câu 21: Trình bày về giới hạn áp dụng lý thuyết cổ điển cho bức xạ

của nguyên tử ?

Câu 22: Trình bày về bức xạ tự phát ?

Câu 23: Thế nào là bức xạ tự phát, bức xạ cảm ứng ?

Trình bày về bức xạ tự phát ?

Câu 24: Máy phát lượng tử và ứng dụng của nó ?

Câu 25: Trình bày hiệu ứng Diman, giải thích theo lý thuyết cổ điển ? Câu 26: Giải thích hiệu ứng Diman theo lý thuyết lượng tử ?

Câu 27: Trình bày về hiệu ứng Xtac ?

CHƯƠNG VII: CẤU TRÚC HẠT NHÂN.

Câu 28: Trình bày về đặc tính của p, n trong hạt nhân nguyên tử ? Câu 29: Lực hạt nhân là gì ? Đặc điểm của lực hạt nhân ? Lực hạt

nhân được xác định như thế nào ?

CHƯƠNG VIII: PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN

Câu 30: Phát biểu và xây dựng biểu thức định luật phóng xạ, biểu

thức chu kỳ bán rã ?

Câu 31: Kể tên các khái niệm thường dùng khi nói về phóng xạ tự

nhiên ?

Xây dựng biểu thức thời gia sống trung bình , hoạt độ phóng xạ ?

Câu 32: Thế nào là một họ phóng xạ ? Vì sao có sự hình thành

Câu 35: Nêu tác động của tia phóng xạ đối với môi trường vật

Câu 40: Trình bày về phưong pháp phát hiện nơtron và vai trò của

nơtron trong phản ứng phân hạch Ura và …

Câu 41: Trình bày về phản ứng phân hạch và năng lượng giải phóng

của phản ứng ?

Câu 42: Trình bày về phản ứng nhiệt hạch và so sánh sự giống và

khác nhau giữa phản ứng phân hạch và nhiệt hạch ?

Câu 43: Trình bày về hạt và phản hạt ? nếu các cặp hạt và phản hạt cơ

bản không phân rã ?

Bài 4: Tính bước sóng ĐơBrơi của:

- Viên bi có khối lượng 10g chuyển động với vận tốc 10m/s?

- Của Nơtron nhiệt với năng lượng 0,05ev ?Tính hiệu điện thế cần thiết để tăng tốc một electron chuyển độngtrong điện trường để có bước sóng ĐơBrơi bằng 1A0?

Bài 5: Electron ban đầu có vận tốc bằng không, được tăng tốc trong

điện trường với hiệu điện thế U Tính giá trị bước sóng ĐơBrơi trong haitrường hợp sau ?

a U = 51 v

b U = 510 Kv

Bài 6: Dựa vào hệ thức bất định tính giá trị kích thước nguyên tử

Huđrô biết động năng của electron vào cỡ 10ev ?

Bài 7: Dòng hạt electron có năng lượng xác định với mỗi hạt bằng E.

Chuyển động theo phương x từ trái sang phải đến gặp một hàng rào thế năngxác đinh bởi: …

Xác định hệ số phản xạ và hệ số truyền qua?

Bài 8: Thiết lập biểu thức của bước sóng ĐơBrơi cho electron và

proton trong hai trường hợp tương đối tính  và phi tương đối tính 0, biếtrằng động năng của chúng là T Với giá trị nào của T sự sai khác giữa 0 và

 không vượt quá 1% ?

Bài 9: Hàm sóng giao động từ điều hòa một chiều khối lượng m ở

trạng thái cơ bản có dạng:  x Ae x2

  , A hệ số chuẩn hóa,  hằng sốdương

Dùng phương trình Strođinger tính  và năng lượng ứng với trạngthái đó?

Bài 10: Khảo sát sự phân bố xác suất tím thấy e theo bán kính rtrong nguyên tử Hyđrô ở trạng thái cơ bản ?

Bài 11: Xác định năng lượng liên kết của hạt Đơtron 1

Bài 13: Một mẩu KCl nặng 2,71g nằm trong kho hóa chất được tìm

thấy là chất phóng xạ có tốc độ phân rã không đổi là 4490 phân rã/s Phân rãnày được dùng để đánh dấu nguyên tố K, đặc biệt là …, đồng vị chiếm1,17% trong K thông thường Tính chu kỳ bán rã của đồng vị này Cho khốilượng phân tử của KCl là 74,6g/mol ?

Bài 14: Để đo chu kỳ bán rã của chất phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn

người ta dùng máy đếm xung Ban đầu trong thời gian 1 phút đếm được 250xung, một giờ sau đó thì chỉ đếm được 92 xung trong 1 phút Xác định hằng

số phân rã và chu kỳ bán rã của chất phóng xạ đó?

Bài 18: Nguyên tử Hyđrô ở trạng thái 1S Tính xác suất tìm thấy

electron trong một hình cầu bán kính r 0,1a 0( a bán kính quỹ đạo Bo thứ0nhất )

Bài 19: Xác định động năng tối thiểu của hai hạt nhân Hyđrô 1

1H bắnvào nhau và nhiệt độ tương ứng của nó để có thể xảy ra phản ứng tổng hợphạt nhân, biết bán kính hiệu dụng của nó là R = 0,8 (fm) = 0,8.10 (m) 15

Bài 20: Trong các cực đại nhiễu xạ được quan sát bởi Davisơn và

Germer ứng với chùm electron có năng lượng 65ev và góc tán xạ

4



 

(như hình vẽ) Hãy xác định khoảng cách d của các mặt phẳng nguyên tử

trong tinh thể ứng với cực đại nhiễu xạ đó?

( Thiếu hình vẽ)

Bài 21: Hãy dùng hệ thức bất định đánh giá độ bất định động năng

của electron trong nguyên tử Hyđrô?

Bài 22:

a Một nguyên tử Hyđrô ở trạng thái: n 2,l 1,m  e 1 ( m lượnge

tử từ quỹ đạo) Hãy xác định năng lượng của nguyên tử, độ lớn mômen quỹđạo của electron, thành phần z của mômen quỹ đạo đó?

b Khoảng cách ứng với xác suất lớn nhất Hàm sóng của electrontrong nguyên tử Hyđrô ở trạng thái có n 1,l 0,m 0   có dạng:

0

3 r 2 a

ĐÁP ÁN BÀI TẬP

Bài 1:

Xét electron trên quỹ đạo Bo n bất kỳ, ta có:

Mômen động lượng: Ln m v re n n với …

Với  

 

 

2 TD

- Hiệu điện thế cần thiết là:

Từ

2 34

b Có động năng của electron là:

eu = 0,51 Mev bằng năng lượng nghỉ của electron

Vì vậy ta phải áp dụng cơ học tương đối tính:

Có

0 2 2

m

m

v1

c eu eu 2m c1

eu m cv

1c

2

cv1

c



Vậy bước sóng Đơbrơi là:

0 2

Giả sử kích thước nguyên tử Hydro có đường kính là R

Khi đó vị trí của electron nằm trong đoạn: [0,R]

Hệ số truyền qua được tính: D = 1 – R

Để xác định mật độ dòng tới và mật độ dòng phản xạ ta phải đi xây dựng hàm sóng cho dòng electron

Trong miền II: U U 0 0 nên:

B

A nên từ (5) ta

2 2

2 2

0

U

ER

  (1)+ Trường hợp tương đối tính ta có:

2 2

mvmv

v1c

 (2)

1c

 + với p: m 1,67.10 kg 27

e

Phương trình Strođinger cho dao động tử điều hòa có dạng:

Thay vào (1) ta được:

Error! Not a valid embedded object.

Bài 10:

ở trạng thái cơ bản có n=1, l=0 hàm sóng theo r có dạng

0

3 2 ( , ) (1,0)

0( ) ( ) 2( )

r a

dr

r a

số thông thường, đi tính tích df

Bài 14:

Gọi n1 là số hạt đếm được trong 1 phút đầu

Gọi n2 là số hạt đếm được trong 1 phút sau

a2: Q = 931,4 (MN + mHe – m0 – mH)

= 931,4(14,00307 + 4,0026 – 16,99914 – 1,007825) = -1,21 (Mev) thu nhiệt

Theo định luật bảo toàn xung lượng có:

10

1215.10 ( ) 3650.10 ( )

m m

b theo nguyên lí Pauli ta có thể viết:

15 14

K

14

9 23

7, 2.10

5, 2.10 ( ) 1,38.10

Một electiron được gia tốc

từ trạng thái đứng yên bởi

0, 083.10 ( ) 3

Độ bất định của electiron trong nguyên tử Hydro vào cỡ kích thước của nguyên tử đó.

định về động lượng có cận dưới cho bởi phương trình

1

0

1

của nó khi đó giá trị ước lượng của động năng electiron là

1

1 1

1 13, 6

2 4 ( 1)

3, 4( )

1, 41

e n