Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống kiến thức Vật Lý 12
0 TRƯỜNG TH PT GIO LINH - - HỆ THỐNG KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 THÁN G 10 - 2010 TTT- 0942 492 305 LỜI NÓI ĐẦU Để phục vụ cho em học sinh học tập tốt môn vật lý lớp 12 giúp em đạt kết cao kỳ thi Tốt nghiệp THPT, thi ĐH - CĐ, sưu tầm biên soạn tài liệu nhằm giúp em ôn tập, củng cố kiến thức trọng tâm cách dễ dàng tiện lợi Tài liệu trình bày dạng tóm tắt lý thuyết sở sách giáo khoa đồng thời đưa cách giải số dạng tập thường gặp đề thi Chúng hy vọng tài liệu bổ ích em học sinh Mới bước đầu hồn thành nên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý bạn đồng nghiệp em học sinh, để tài liệu hoàn thiện Xin chân thành cám ơn! TTT- 0942 492 305 CHƯƠNG I ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Toạ độ góc Gọi: Po mặt phẳng cố định P mặt phẳng gắn với vật quay Po P = Oz(trục quay) Góc hợp hai mặt phẳng Po P( thay đổi theo thơi gian) gọi tọa độ góc vật *Quy ước: Chọn chiều quay vật chiều dương, > Tốc độ góc Là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động quay vật rắn quanh trục - Tốc độ góc trung bình: tb ( rad / s ) t d - Tốc độ góc tức thời: '(t ) dt Lưu ý: Liên hệ tốc độ góc tốc độ dài v = r Gia tốc góc Là đại lượng đặc trưng cho biến thiên tốc độ góc -Gia tốc góc trung bình: tb (rad / s ) t d d 2 -Gia tốc góc tức thời: '(t ) ''(t ) dt dt Lưu ý: + Vật rắn quay const + Vật rắn quay nhanh dần đều: . > + Vật rắn quay chậm dần đều: . < Phương trình động học chuyển động quay -Vật rắn quay ( = 0): = 0 + t - Vật rắn quay biến đổi ( = const ): + = 0 + t 2 + 0 2 ( ) + 0 t t Gia tốc chuyển động quay - Gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm) an : Đặc trưng cho thay đổi hướng vận tốc dài v ( a n v ) v2 an r r -Gia tốc tiếp tuyến at : Đặc trưng cho thay đổi độ lớn v ( at v phương) dv at v '(t ) r '(t ) r dt - Gia tốc toàn phần a an at a an at2 a -Góc hợp a an : tan t an TTT- 0942 492 305 Lưu ý: Vật rắn quay at = a an Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định M I hay Trong đó: M I + M = Fd (Nm)là mômen lực trục quay (d tay đòn lực) + I mi ri2 (kgm2)là mơmen qn tính vật rắn trục quay i * Mơmen qn tính I số vật rắn đồng chất khối lượng m có trục quay trục đối xứng: - Vật rắn có chiều dài l, tiết diện nhỏ: I ml 12 - Vật rắn vành trịn trụ rỗng bán kính R: I = mR2 - Vật rắn đĩa tròn mỏng hình trụ đặc bán kính R: I mR 2 Định lý Stenơ: Nếu vật rắn quay quanh trục () song song với trục quay qua khối tâm thì: - Vật rắn khối cầu đặc bán kính R: I mR I = IG + Ma2 Trong đó: +a khoảng cách từ trục quay qua G trục quay +M khối lượng vật rắn Mômen động lượng Là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay vật rắn quanh trục L = I (kgm 2/s) Lưu ý: Với chất điểm mơmen động lượng L = mr2 = mvr (r k/c từ v đến trục quay) Dạng khác phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định M dL dt Định luật bảo tồn mơmen động lượng Trường hợp M = L = const +Nếu I = const = vật rắn không quay quay quanh trục +Nếu I thay đổi I11 = I22 10 Động vật rắn quay quanh trục cố định Wđ I ( J ) *Trường hợp vật rắn vừa chuyển động tịnh tiến vừa quay thì: Wđ = I2 + mvG 2 Trong vG tốc độ khối tâm G 11 Sự tương tự đại lượng góc đại lượng dài chuyển động quay chuyển động thẳng Chuyển động quay Chuyển động thẳng (trục quay cố định, chiều quay không đổi) (chiều chuyển động không đổi) (rad) Toạ độ x (m) Toạ độ góc Tốc độ v (rad/s) (m/s) TTT- 0942 492 305 Tốc độ góc Gia tốc góc Mơmen lực M Mơmen qn tính I Mơmen động lượng L = I Động quay Wđ I 2 (Rad/s ) (Nm) (Kgm2) (kgm 2/s) (J) t t 2 2 0 2 ( ) Phương trình động lực học M I dL Dạng khác M dt Định luật bảo toàn mômen động lượng I11 I 22 hay Li const Định lý động lực) Động Wđ mv Chuyển động quay đều: = const; = 0; = 0 + t Chuyển động quay biến đổi đều: = const = 0 + t Wđ (m/s2) (N) (kg) (kgm/s) Gia tốc a Lực F Khối lượng m Động lượng P = mv (J) Chuyển động thẳng đều: v = const; a = 0; x = x0 + at Chuyển động thẳng biến đổi đều: a = const v = v0 + at x = x0 + v0t + at2/2 at 2 v v0 2a ( x x0 ) Phương trình động lực học F m dp Dạng khác F dt a Định luật bảo toàn động lượng p mv i i i const Định lý động 2 I 1 I 2 A (công ngoại 2 Wđ 2 I 1 I 2 A (công 2 ngoại lực) Công thức liên hệ đại lượng góc đại lượng dài s = r; v = r; at = r; an = 2r TTT- 0942 492 305 CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ I ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ Phương trình dao động: x = Acos(t + ) Vận tốc tức thời: v = x’ = -Asin(t + ) +Vật VTCB( x = 0): vmax = A +Vật biên(x = ±A): vmin = Gia tốc tức thời: a = x’’ = - Acos(t + ) hay: a = -2x +Vật VTCB(x = 0): amin = +Vật biên(x = ± A) amax = 2 A *NX: + a hướng vị trí cân + a ln sớm pha /2 so với v; v sớm pha /2 so với x (a x ngược pha) Hệ thức độc lập với thời gian: v2 A x 2 Cơ năng: W Wđ Wt m A2 = const Với mv m A2 sin (t ) Wsin (t ) 2 1 Wt m x m A2 cos (t ) Wco s (t ) 2 Wđ *Nhận xét: Dao động điều hồ có tần số góc ,(tần số f, chu kỳ T) Thì động biến thiên với tần số góc 2,(tần số 2f, chu kỳ T/2) Lập phương trình dao động dao động điều hồ: x = Acos(t + ) l l *Tính A: vmax A. ; amax A. ; Fmax m. A k A; E k A ; A x v ; A max …(1) * Tính : Dựa vào biểu thức sau: + 2. f 2. k T m + Từ (1) ta tìm biết đại lượng lại + Trong thời gian t vật thực n dao động, chu kỳ dao động : T t n x xo x cos (*) o v vo v o A sin(**) * Tính dựa vào điều kiện đầu: lúc t = => Giải (*) tìm 1, 2 Đối chiếu với (**), chọn giá trị thích hợp Lưu ý: Vật chuyển động theo chiều dương v > 0, ngược lại v < TTT- 0942 492 305 8.Một số dạng toán liên quan đến thời gian dao động điều hòa a Xác định thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 đến x2 -Một DĐĐH coi hình chiếu vật 2 chuyển động tròn lên đường thẳng nằm mặt M2 phẳng quỹ đạo M1 -Khi vật từ M1 đến M2 hình chiếu có li độ x1,x2 => Thời gian vật DĐĐH (cũng thời gian vật CĐTĐ) tỉ lệ thuận với độ dài cung tròn M 1M , tức tỉ lệ với góc Vậy thời t gian vật từ li độ x1 đến x2 là: t 1 -A x2 O x1 A (*) b Tinh tốc độ trung bình vật từ li độ x1 đến li độ x2 vtb x x1 t Trong đó: t = t2 – t1 thời gian ngắn vật từ li độ x1 đến li độ x2 *Chú ý: Quãng đường chu kỳ 4A c.Tính quãng đường vật thời gian t -Nếu t < T, tìm theo cơng thức (*) sau dựa vào tương tự DĐĐH CĐ trịn để tính s -Nếu t > T, tách t = nT + t’(t’ < T) => Quãng đường vật là: s = s1 + s2 +Quãng đường thời gian t1 = nT là: s1 = 4nA +Quãng đường thời gian t2 = t’ s2, xác định trường hợp t < T d.Tính quãng đường lớn nhỏ vật khoảng thời gian < t < T/2 Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên nên khoảng thời gian quãng đường lớn vật gần VTCB nhỏ gần vị trí biên Sử dụng mối liên hệ dao động điều hồ chuyển đường trịn Gọi góc quét tời gian t là: = t +Quãng đường lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1) S Max 2A sin +Quãng đường nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2) S Min A(1 cos ) M2 M1 M2 P A -A P2 O P H.1 A P -A x O H.2 x M1 TTT- 0942 492 305 x II CON LẮC LÒ XO *Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản vật dao động giới hạn đàn hồi Tần số góc: Chu kỳ: T k ; m 2 m 2 ; k *Nhận xét: Khi gắn vật khối lượng m1 vào lò xo k chu kỳ T1, Gắn vật khối lượng m2 vào lị xo chu kì T2 - Gắn m 1+ m2 vào lị xo thì: T T12 T22 - Gắn m 1- m2 vào lị xo thì: T T12 T22 Cơ năng: W = Wđ + Wt = const W 1 m A2 kA2 = const 2 Lực kéo (hay lực hồi phục) F = -kx = -m2x Đặc điểm: + Là lực gây dao động cho vật + Luôn hướng VTCB + Biến thiên điều hoà tần số với li độ 5.Chú ý: *Nếu lắc lò xo dao động theo phương ngang -Chiều dài lò xo: lmax = l0 + A; lmin = l0 – A -Lực đàn hồi lò xo: Fmax = k.A; Fmin = * Nếu lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng a Ở vị trí cân O: Fđh = P k l = mg hay Suy ra; g l k g m l ( l : độ dãn lị xo vị trí cân ) T = 2 l g -Chiều dài lò xo: + Chiều dài lò xo VTCB: lcb = l0 + l (l0 chiều dài tự nhiên) + Chiều dài cực tiểu (khi vật vị trí cao nhất): lmin = l0 + l – A + Chiều dài cực đại (khi vật vị trí thấp nhất): lmax = l0 + l + A lcb = (lmin + lmax)/2 -A b.Lưc đàn hồi cực đại, cực tiểu -Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l) -Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin k (l A) : l A = : l A l -A l dãn O O dãn A x Hình a (A < l) nén A x Hình b (A > l) TTT- 0942 492 305 * Xác định thời gian lò xo dãn, nén chu kì: - Thời gian lị xo nén t1 thời gian ngắn để vật từ vị trí lị xo khơng biến dạng đến vị trí cao trở vị trí cũ - Thời gian lò xo dãn t2 thời gian ngắn để vật từ vị trí lị xo khơng biến dạng đến vị trí thấp trở vị trí cũ 2 -Ta có: t1 = ; t2 = ; x A nén l O dãn (A > l) O -A Cắt, ghép lị xo a.Một lị xo có độ cứng k, chiều dài l cắt thành lò xo có độ cứng k1, k2, … chiều dài tương ứng l1, l2, … có: kl = k1l1 = k2l2 = … b.Ghép lò xo: 1 k k1 k2 * Nối tiếp: *Song song: k = k1 + k2 + … III CON LẮC ĐƠN *Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản 0 W = Wtmax = mgl(1-cos o) => v = 2gl(1- cos o) max TTT- 0942 492 305 Khi nhỏ( < 10o): W mgl o2 = const *Lực căng dây: TC = mg(3cosα – 2cosα0) Xác định thời gian động hồ bị nhanh, chậm thời gian Lưu ý: + Nếu T = T’ - T > đồng hồ chạy chậm + Nếu T = T’ - T < đồng hồ chạy nhanh + Nếu T = đồng hồ chạy Con lắc đơn có chu kỳ T độ cao h1, nhiệt độ t1 Khi đưa tới độ cao h2, nhiệt độ t2 ta có: T h t (h = h2 – h1; t = t2 – t1) T R Với R = 6400km bán kính Trái Đất; hệ số nở dài lắc * Thời gian chạy sai đồng hồ thời gian : T T' T T Con lắc đơn chịu thêm tác dụng lực phụ không đổi Khi chu kỳ dao động lắc đơn là: T ' 2 l g' F Với g ' g gọi gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến m Các trường hợp đặc biệt: F m -Nếu F có phương ngang: g ' g ( )2 -Nếu F có phương thẳng đứng thì: F m F g' g m + Nếu F hướng xuống g ' g + Nếu F hướng lên *Lực phụ không đổi thường là: a Lực quán tính: F ma , độ lớn F = ma b.Lực điện trường: F qE , độ lớn F = qE (Nếu q > F E ; q < F E ) c Lực đẩy Ácsimét: F = ρgV ( F hướng thẳng đứng hướng lên) Trong đó: +ρ khối lượng riêng chất lỏng hay chất khí +g gia tốc rơi tự +V thể tích phần vật chìm chất lỏng hay chất khí IV CON LẮC VẬT LÝ Tần số góc: Chu kỳ: T 2 mgd ; I I ; tần số f 2 mgd mgd I Trong đó: m (kg) khối lượng vật rắn +d (m) khoảng cách từ trọng tâm đến trục quay +I (kgm2) mơmen qn tính vật rắn trục quay TTT- 0942 492 305 23 * Khi đường truyền ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) đặt mỏng dày e, chiết suất n hệ vân dịch chuyển phía S1 (hoặc S2) đoạn: x0 = ( n - 1)eD a *Giao thoa với lưỡng lăng kính fresnel: a = 2d(n – 1)A; D = d + d’ ( d,d’ khoảng cách từ lăng kính đến S màn) *Giao thoa với thấu kính Biê: a = e df d d' ; D = L – d’; d ' d’ ( L khoảng cách thấu d df kính đến màn; e = O1O2) III.CÁC LOẠI QUANG PHỔ 1.Quang phổ phát xạ a.Quang phổ liên tục - Quang phổ gồm dải màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím - Nguồn phát: Các chất rắn, lỏng, khí áp suất lớn bị nung nóng phát quang phổ liên tục - Đặc điểm: Quang phổ không phụ thuộc chất nguồn sáng, phụ thuộc nhiệt độ nguồn sáng Ở nhiệt độ, vật xạ, nhiệt độ nguồn sáng cao miền quang phổ mở rộng vùng ánh sáng có bước sóng ngắn - Ứng dụng: Dùng để xác định nhiệt độ nguồn sáng b.Quang phổ vạch: - Quang phổ gồm vạch màu riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối - Nguồn phát: Do chất khí, áp suất thấp bị kích thích phát - Đặc điểm: Mỗi nguyên tố hóa học có quang phổ vạch khác về: số lượng vạch, độ sáng, vị trí vạch… -Ứng dụng: Có thể ứng dụng việc phát diện nguyên tố hợp chất 2.Quang phổ hấp thụ -Là hệ thống vạch (đám vạch) tối riêng rẽ nằm quang phổ liên tục Quang phổ liên tục thiếu số vạch màu bị chất khí hay hấp thụ quang phổ vạch hấp thụ khí hay - Nguồn phát: Chỉ thu quang phổ hấp thụ nhiệt độ đám khí hay hấp thụ thấp nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục - Đặc điểm: Quang phổ hấp thụ ngun tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố có khác về: số lượng vạch phổ, vị trí vạch phổ -Ứng dụng: Dùng để nhận biết có mặt nguyên tố hỗn hợp hay hợp chất IV TIA HỒNG NGOẠI, TIA TỬ NGOẠI VÀ TIA X THANG SĨNG ĐIỆN TỪ 1.Tia hồng ngoại -Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng dài bước sóng màu đỏ, từ 0,76m đến khoảng vài mm -Nguồn phát: Tất vật có nhiệt độ lớn 0K Các nguồn thường dùng: Bếp gas, lị sưởi … -Tính chất công dụng: +Tác dụng bật tác dụng nhiệt Dùng để sấy, sưởi +Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại, gây số phản ứng hóa học Dùng để chụp ảnh ban đêm, camera hồng ngoại… +Có thể biến điệu sóng điện từ Điều khiển từ xa TV… 2.Tia tử ngoại TTT- 0942 492 305 24 -Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng ngắn bước sóng màu tím, từ 0,38m đến vài nanomet -Nguồn phát: Các vật đun nóng đến nhiệt độ 2000oC -Các tính chất ứng dụng: +Làm phát quang số chất Dò tìm vết nứt mặt sản phẩm, đèn huỳnh quang +Có tác dụng sinh học, hủy diệt tế bào Dùng để khử trùng, diệt nấm mốc, chữa bệnh còi xương… +Bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh +Tác dụng lên kính ảnh, gây số phản ứng quang hóa, quang hợp +Làm ion hóa chất khí 3.Tia X -Là xạ điện từ có bước sóng ngắn bước sóng màu tím, khoảng từ 10-8m đến 1011 m Tia X bước sóng ngắn cứng -Cách tạo tia X: Cho chùm electron có vận tốc lớn chuyển động đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn sinh tia X - Tính chất công dụng +Khả đâm xuyên Chụp X quang; dị tìm vết nứt lịng sản phẩm; kiểm tra hành lý hành khách; nghiên cứu cấu trúc vật rắn… +Tác dụng mạnh lên phim ảnh, Làm phát quang nhiều chất Chiếu điện, chụp điện +Làm ion hóa khơng khí Đo liều lượng tia X +Tác dụng sinh lí mạnh, hủy diệt tế bào Chữa bệnh ung thư cạn (ngoài da) +Gây tượng quang điện 4.Thang sóng điện từ -Các sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia (gama) sóng điện từ Các sóng có cách phát khác chúng khơng có ranh giới rõ rệt - Các sóng có bước sóng dài dễ quan sát tượng giao thoa thể nhiện rõ tính chất sóng - Các sóng có bước sóng ngắn có khả đâm xun mạnh, gây ion hóa khơng khí… thể nhiện rõ tính chất hạt TTT- 0942 492 305 25 CHƯƠNG VII LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 1.Hiện tượng quang điện *Hiện tượng quang điện ngoài: Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi lượng quang điện (ngoài) *Hiện tượng quang điện trong:Hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết thành electron dẫn lỗ trống tham gia dẫn điện, gọi tượng quang điện 2.Khảo sát tượng quang điện *Thí nghiệm với tế bào quang điện + Uh < UAK < U1 => I tăng theo UAK + UAK ≥ U1 => I = Ibh + UAK ≤ -Uh => I = tất e bứt bị giữ lại Katot mvo max eU h 3.Các định luật quang điện a Định luật quang điện thứ I.(Định luật giới hạn quang điện.) Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng bé giới hạn quang điện o kim loại đó: ≤ o b Định luật quang điện thứ II.(Định luật cường độ dòng quang điện bão hòa) Đối với ánh sáng thích hợp( ≤ o), cường độ dịng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích c Định luật quang điện thứ III Động ban đầu cực đại electron quang điện khơng phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại 4.Thuyết lượng tử ánh sáng a.Thuyết lượng tử ánh sáng -Ánh sáng tạo hạt gọi phôtôn, phôtôn mang lượng =hf -Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108m/s -Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hấp thụ phôtôn b.Công thức Anh-xtanh: Với: + hf +A A mvo max hc - lượng tử lượng; hc - cơng o + o – giới hạn quang điện kim loại + h = 6,625.10-34Js – số Planck 5.Một số toán liên quan a.Hiệu suất quang điện (hiệu suất lượng tử): H ne np TTT- 0942 492 305 26 Với ne np số electron quang điện bứt khỏi catốt số phôtôn đập vào catốt giây: np I P ; ne bh e b Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại vo max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại Vmax, … tính ứng với xạ có min (hoặc fmax) c.Tính vận tốc electron đến anod: mv 2 mvo max eU AK c Tia X có bước sóng nhỏ hay tần số lớn nhất: Ta ln có động electron Wđ => min Trong Wđ = hc W eU hay f max đ AK Wđ h h mv eU AK động electron đập vào đối âm cực(xem vận tốc electron vừa bứt vo = 0) d Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc v từ trường B R mv eB sin với = ( v , B ) Nếu electron vừa rời khỏi catốt v = vomax II CÁC TIÊN ĐỀ BOHR - QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIĐRÔ 1.Các tiên đề Bohr a.Tiên đề I(Tiên đề trạng thái dừng) -Nguyển tử tồn trạng thái có lượng xác định En, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ -Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định rn, gọi quỹ đạo dừng *Đối với ngun tử hiđrơ: rn = n2ro (trong ro = 5,3.10 -11m gọi bán kính Bohr) Bán kính rn: ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro Tên gọi: K L M N O P b.Tiên đề II(Tiên đề xạ hấp thụ lượng) Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng En sang trạng thái dừng có mức lượng Em thấp phái photon có lượng hiệu: nhận phôtôn En hf phát phôtôn hf Em Em > En En - Em = hf Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có mức lượng Em mà hấp thụ photon có lượng hf hiệu En - Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng En cao TTT- 0942 492 305 27 2.Quang phổ vạch nguyên tử hiđrô Gồm dãy: -Dãy Lyman: gồm vạch vùng tử ngoại n=6 n=5 n=4 P O N n=3 M Pasen -Dãy Banme: gồm vạch vùng tử ngoại vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy: Ứng với electron chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo L +Vạch đỏ H ứng với e: M L +Vạch lam H ứng với e: N L +Vạch chàm H ứng với e: O L +Vạch tím H ứng với e: P L -Dãy Passen: gồm vạch vùng hồng ngoại L H H H H n=2 Banme n=1 K Laiman 3.Một số toán liên quan a.Xác định bước sóng (tần số) xạ phát (hoặc hấp thụ) dịch chuyển e- từ mức lượng En Em,(hoặc ngược lại) ta dùng công thức = hf = En - Em => (hoặc f) Năng lượng electron nguyên tử hiđrơ tính theo cơng thức: En Eo n2 Với Eo = 13,6eV, n N* b.Xác định bước sóng xạ nguyên tử H biết bước sóng lân cận: 13 = 12 + 23 => 1 13 12 23 c.Xác định lượng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử hidrô từ trạng thái -Năng lượng cần thiết để đưa e từ quỹ đạo n = lên n = ( tức đưa e- khỏi nguyên tử) là: = E - E1 = Eo E ( 2o ) E o = 13,6eV (Đây lượng ion hóa ngun tử hidrơ) -Nếu ngun tử hấp thụ phơton có > 13,6eV electron cịn có động năng: W đ = - Eo TTT- 0942 492 305 28 CHƯƠNG IX VẬT LÝ HẠT NHÂN Một số số đơn vị thường dùng * Số Avôgađrô: NA = 6,022.1023 mol-1 * Điện tích nguyên tố: e = 1,6.10-19 C * Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu: u 1u = 1,66055.10-27kg Theo đơn vị MeV/c2: 1u = 931,5 MeV/c2 (1eV = 1,6.10 -19 J; 1MeV = 106eV) * Khối lượng prôtôn: mp = 1,00728u * Khối lượng nơtrôn: mn = 1,00866u * Khối lượng electrôn: me = 5,486.10 -4u Phóng xạ a.Định luật phóng xạ: Số nguyên tử (khối lượng) chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t N Noe Trong đó: t N oe t T t t T hay m mo e mo e +N0, m0 số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu + Hằng số phóng xạ: ln 0,693 ; T chu kỳ bán rã T T ( T không phụ thuộc vào tác động bên mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ) b Độ phóng xạ H Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ, đo dN ' N (t ) dt H H o e t N số phân rã giây: H +Ho = No độ phóng xạ ban đầu +Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = phân rã/giây Curi (Ci); Ci = 3,7.1010 Bq *Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, Ho (Bq) chu kỳ phóng xạ T phải đổi đơn vị giây(s) c.Các loại phóng xạ X A - Phóng xạ ( 24 He ): Z X 24He Z 4Y 2 So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi bảng tuần hồn có số khối giảm đơn vị X A - Phóng xạ - ( o e ): Z X 1 e Z 1Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân tiến ô bảng tuần hồn có số khối Thực chất phóng xạ - hạt nơtrơn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn hạt nơtrinô: n p + Bản chất (thực chất) tia phóng xạ - hạt electrơn (e-), mang điện âm + Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng không tương tác với vật chất X A - Phóng xạ + ( o e ): Z X 1 e Z 1Y So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi bảng tuần hồn có số khối Thực chất phóng xạ + hạt prôtôn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn hạt nơtrinô: p n +Bản chất tia phóng xạ + hạt pôzitrôn (e+), mang điện dương TTT- 0942 492 305 29 -Phóng xạ (hạt phơtơn) Hạt nhân sinh trạng thái kích thích có mức lượng E1 chuyển xuống mức lượng E2 đồng thời phóng phơtơn có lượng lớn: hf hc E1 E *Bản chất: Là sóng điện từ có bước sóng ngắn chùm phơtơn có lượng lớn Khơng mang điện +Tia có khả đâm xuyên mạnh.(xuyên qua vài cm chì, vài mét bê tơng) +Trong phóng xạ khơng có biến đổi hạt nhân, phóng xạ thường kèm theo phóng xạ Hệ thức Anh-xtanh, độ hụt khối, lượng liên kết a Hệ thức Anhxtanh khối lượng lượng E = m.c2 b Độ hụt khối, lượng liên kết - Độ hụt khối hạt nhân: m = Zmp + (A - Z)m n - mX (m X khối lượng hạt nhân ZA X ) - Năng lượng liên kết: WLK = m.c2 - Năng lượng liên kết riêng: WLK A Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững Phản ứng hạt nhân a Phương trình phản ứng: ZA A ZA B ZA C ZA D -Trong số hạt hạt sơ cấp nuclôn, eletrôn, phôtôn -Trường hợp đặc biệt phóng xạ: A C D -A hạt nhân mẹ, C hạt nhân con, D hạt b Các định luật bảo tồn - Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 - Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 p1 p2 p3 p - Bảo toàn động lượng: ( m m )c K K - Bảo toàn lượng toàn phần: (Kt, Ks tổng động hạt trước, sau phản ứng) 4 t s t s c.Năng lượng phản ứng hạt nhân W = (mt – m s)c2 (m t = mA + mB; ms = m C + mD) - Nếu mt > m s phản ứng toả lượng W dạng động hạt nhân C, D phôtôn Các hạt sinh có độ hụt khối lớn nên bền vững - Nếu mt < m s phản ứng thu lượng: W + Wđ ,với Wđ tổng động hạt sinh Các hạt sinh có độ hụt khối nhỏ nên bền vững Phản ứng phân hạch - Phản ứng phân hạch: hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn, kèm theo vài nơtrôn Năng lượng tỏa phản ứng cỡ 210 MeV -Sự phân hạch 1g U235 giải phóng lượng 8,5.1010J tương đương với lượng 8,5 than dầu tỏa cháy hết - Phản ứng phân hạch dây chuyền: Gọi k hệ số nhân nơtrơn, số nơtrơn cịn lại sau phân TTT- 0942 492 305 30 hạch đến kích thích hạt nhân khác + Khi k < 1, phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh + Khi k = 1, phản ứng tự trì lượng phát không đổi theo thời gian + Khi k > 1, phản ứng tự trì lượng phát tăng nhanh gây bùng nổ.(Vậy k ≥ xảy phản ứng phân hạch dây chuyền) - Khối lượng tới hạn: khối lượng tối thiểu chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền trì Với U235 khối lượng tới hạn cỡ 15 kg, với Pu239 vào cỡ kg Phản ứng nhiệt hạch - Hai hay nhiều hạt nhân nhẹ (He, H ), kết hợp với thành hạt nhân nặng Phản ứng xảy nhiệt độ cao, nên gọi phản ứng nhiệt hạch Con người thực phản ứng dạng không kiểm soát (bom H) - Điều kiện để phản ứng xảy ra: + Phải đưa hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma cách đưa nhiệt độ lên tới hàng trăm triệu độ + Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn + Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao phải đủ lớn 5.Một số lưu ý a Số hạt nhân nguyên tử bị phân rã, khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: N = No – N = No(1 – e-t); m = m o – m = m o(1 – e-t) *Chú ý: +Số hạt nhân nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành số hạt ( e- e+) sinh +Số hạt nhân chứa m (gam) hạt nhân có số khối A: N m NA A b Khối lượng chất tạo thành sau thời gian t m' A' m A (A, A’ số khối hạt nhân mẹ hạt nhân con; m - khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã) - Trường hợp phóng xạ +, - A = A’ m’ = m c.Định luật bảo toàn lượng toàn phần: W K t K s (W = (m t – ms)c2 – lượng phản ứng) c.Bài tốn áp dụng định luật bảo tồn động lượng Xét phản ứng: X X X p p1 p2 => p p12 p p1 p2 cos( p1 , p2 ) *Chú ý: + p2 = 2mK + Nếu p1 p p p12 p hay mK = m 1K1 + m2K2 d Trong phản ứng hạt nhân A1 Z1 A ZA22 B ZA33 C ZA44 D Các hạt nhân A, B, C, D có: Năng lượng liên kết riêng tương ứng 1, 2, 3, 4 Năng lượng liên kết tương ứng E1, E2, E3, E4 Độ hụt khối tương ứng m 1, m2, m3, m Năng lượng phản ứng hạt nhân tính theo công thức: E = A44 + A33 – A22 – A11 E = E4 + E3 – E2 – E1 TTT- 0942 492 305 31 E = (m4 + m3 - m2 - m 1)c2 CHƯƠNG VIII TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ I CÁC HẠT SƠ CẤP: Thế giới vi mô, vĩ mô xếp theo kích thước lớn dần: Hạt sơ cấp, hạt nhân nguyên tử, nguyên tử, phân tử, hành tinh, hệ Mặt Trời, thiên hà Hạt sơ cấp: Là hạt có kích thước khối lượng nhỏ hạt nhân nguyên tử - Các hạt sơ cấp chia làm ba loại: + phơtơn có m0 = + Các leptơn: Có khối lượng từ đến 200 me Bao gồm: nơtrinô , electron e-, pôzitron e+, + Các hađrôn: Có khối lượng 200me Được chia thành ba nhóm con: Mêzơn , K: Có khối lượng 200me nhỏ khối lượng nuclôn Nuclôn p, n Hipêron: Có khối lượng lớn khối lượng nuclơn Nhóm nuclơn hipêron cịn gọi barion - Tất hađrôn cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi quac Có loại quac (kí hiệu là: u, e 2e d, s, c, b, t) với phản quac tương ứng Các quac có mang điện phân số: , Một 3 thành công giả thuyết quac dự đốn hạt ơmêga trừ - Phần lớn hạt sơ cấp tạo thành cặp gồm hạt phản hạt Phản hạt có khối lượng nghỉ spin hạt đặc trưng khác có trị số độ lớn trái dấu - Lưu ý: + Sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối lượng hạt sơ cấp biết: Phôtôn, leptôn, mêzôn barion + Theo quan niệm hạt thực sơ cấp gồm: Các quac, leptôn hạt truyền tương tác gluôn, phôtôn, W, Z0 gravitơn + Hạt prơton có cấu tạo quac nên prơton bị phá vỡ Bốn loại tương tác vũ trụ: mạnh, điện từ, yếu, hấp dẫn - Tương tác hấp dẫn: Là tương tác hạt (các vật) có khối lượng khác khơng Bán kính lớn vơ cùng, lực tương tác nhỏ.Vd: Trọng lực, lực hút TĐ mặt trăng - Tương tác điện từ: tương tác hạt mang điện vật tiếp tiếp xúc gây nên ma sát Bán kính lớn vơ hạn, lực tương tác mạnh tương tác hấp dẫn cỡ 1038 lần Tương tác điện từ chất lực Culông, lực điện từ, lực Lo – ren, lực ma sát, lực liên kết hóa học - Tương tác yếu – leptơn: Đó tương tác leptơn Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 1018 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 10 11 lần Ví dụ: trình phân rã : ~ p n + e+ + ve ; n p + e- + ve -Tương tác mạnh: Là tương tác hadrôn; không kể q trình phân rã chúng Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 1015 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 102 lần Một trường hợp riêng tương tác mạnh lực hạt nhân Kích thước nguyên tử, hạt nhân, prôton là: 10 -10m, 10-14m, 10-15m - Theo thứ tự kích thước giảm dần: Phân tử > nguyên tử > hạt nhân > nuclôn > quac TTT- 0942 492 305 32 II MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI: Hệ mặt trời: Gồm Mặt Trời hành tinh, tiểu hành tinh vệ tinh, chổi thiên thạch - Các hành tinh: Thủy tinh,Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh - Để đo đơn vị hành tinh người ta dùng đơn vị thiên văn: 1ñvtv 150.106 km - Năm ánh sáng: quãng đường mà ánh sáng năm nă m nh sá ng = 9,46.1012 Km - Các hành tinh quay quanh mặt trời theo chiều thuận phẳng, Mặt Trời hành tinh tự quay quanh quay theo chiều thuận trừ Kim tinh Mặt trời: - Là thiên thể trung tâm hệ mặt trời Có bán kính > 109 lần bk trái đất; khối lượng = 333 000 lần kl TĐ - Có khối lượng lớn, lực hấp dẫn Mặt Trời có vai trị định hình thành, phát triển chuyển động hệ - Là cầu khí nóng sáng, khoảng 75% hiđrơ 23% heli Nhiệt độ bề mặt 6000K, lòng đến hàng chục triệu độ Trong lịng mặt trời ln xảy p.ư nhệt hạch p.ư tổng hợp hạt nhân hiđrô thành hn heli -Cấu trúc mặt trời: Nhìn tổng quát, Mặt trời cấu tạo gồm hai phần quang cầu khí cầu +Quang cầu Nhìn từ Trái đất ta thấy Mặt trời có dạng đĩa sáng trịn bán kính góc 16 phút khối cầu nóng sáng nhìn thấy gọi quang cầu ( cịn gọi quang quyển, có bán kính khoảng 7.105 km) +Khí Mặt trời (khí cầu) Bao quanh quang cầu có khí Mặt trời Khí Mặt trời cấu tạo chủ yếu hiđrơ, heli… có nhiệt độ cao nên khí có đặc tính phức tạp Khí phân hai lớp có tính chất vật lí khác sắc cầu nhật hoa Sắc cầu lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày 10 000 km có nhiệt độ khoảng 4500k Phía ngồi sắc cầu nhật hoa Vật chất cấu tạo nhật hoa trạng thái ion hoá mạnh (gọi trạng thái plaxma) Nhiệt độ khoảng triệu độ Nhật hoa có hình dạng thay đổi theo thời gian - Công suất phát xạ Mặt Trời P 3,9.1026 W Lưu ý: Công suất xạ mặt trời P = 3,9.10 26W, Mà P = A E = ==> E = P.t t t ==> Khối Lượng mặt trời giảm : m = E/c2 = Pt/c2 Trái Đất: a) Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình cầu, bán kính xích đạo 6378km , bán kính hai cực 6357km , khối lượng riêng trung bình 5515kg/m + Lõi Trái Đất: bán kính 3000km ; chủ yếu sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000 - 40000 C + Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km ; chủ yếu granit; khối lượng riêng 3300kg/m TTT- 0942 492 305 33 - vài số liệu TĐ: BK = 6400km, KL = 5,98.10 24kg, BK quĩ đạo quanh mặt trời 150.106km Chu kì quay quanh trục 23h56ph004 giây Chu kì quay quanh mặt trời 365,2422 ngày Góc nghiêng 23027’ b) Mặt Trăng- vệ tinh Trái đất - Mặt trăng cách Trái Đất 384 000 km có bán kính 1738 km, có khối lượng 7, 35.10 22 kg Gia tốc trọng trường Mặt trăng 1,63 m/s2 Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất với chu kì 27,32 ngày Trong chuyển động củaTrái Đất, Mặt Trăng quay quanh trục với chu kì chu kì chuyển động quanh Trái Đất Hơn nữa, chiều tự quay chiều với chiều quay quanh Trái đất, nên Mặt Trăng ln hướng nửa định phía Trái đất - Do lực hấp dẫn bé nên Mặt Trăng khơng giữ khí Nói khác, Mặt Trăng khơng có khí - Bề mặt Mặt trăng phủ lớp vật chất xốp Trên bề mặt Mặt Trăng có dãy núi cao, có vùng phẳng gọi biển (biển đá, biển nước), đặc biệt có nhiều lỗ trịn đỉnh núi (có thể miệng núi lửa tắt, vết tích va chạm thiên thạch) - Nhiệt độ ngày đêm Mặt Trăng chênh lệch lớn ; vùng xích đạo mặt Mặt Trăng, nhiệt độ lúc trưa 100 0C lúc nửa đêm lại là-150 0C - Mặt Trăng có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất, mà rõ rệt gây tượng thuỷ triều Cần lưu ý khí Trái Đất bị tác dụng lực triều (triều), dâng lên hạ xuống với biên độ lớn biên độ thuỷ triều nhiều lần Hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo xác định - Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh - Các hành tinh có kích thước nhỏ cỡ vài trăm km nhỏ gọi tiểu hành tinh - Vệ tinh chuyển động quanh hành tinh - Những hành tinh thuộc nhóm Trái Đất là: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái Đất Hoả tinh Đó hành tinh nhỏ, rắn, có khối lượng riêng tương đối lớn Nhiệt độ bề mặt tương đối cao - Những hành tinh thuộc nhóm Mộc tinh là: Mộc tinh, Thổ tinh, Hải vương tinh Thiên vương tinh Chúng hành tinh lớn, khối khí nhân rắn xung quanh chất lỏng Nhiệt độ bề mặt tương dối thấp - Các đặc trưng hành tinh Thiên thể Khoảng cách đến Mặt Trời (đvtv) Bán kính (km) Khối lượng (so với Trái Đất) Khối lượng riêng (103kg/m3) Chu kì tự quay Chu kì chuyển động quanh Mặt Trời Số vệ tinh đă biết Thủy tinh 0,39 2440 0,055 5,4 59 ngày 87,9 ngày Kim tinh 0,72 6056 0,81 5,3 243 ngày 224,7 ngày Trái Đất 6375 5,5 23g56ph 365,25 ngày (1 năm) Hỏa tinh 1,52 3395 0,11 3,9 24g37ph 1,88 năm Mộc tinh 5,2 71490 318 1,3 9g50ph 11,86 năm 63 Thổ tinh 9,54 60270 95 0,7 14g14ph 29,46 năm 34 TTT- 0942 492 305 34 Thiên Vương tinh 19,19 25760 15 1,2 17g14ph 84,00 năm 27 Hải Vương tinh 30,07 25270 17 1,7 16g11ph 164,80 năm 13 Sao chổi thiên thạch: - Sao chổi: Là khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp dẹt mà mặt trời tiêu điểm Khi chổi cđ quĩ đạo gần mặt trời vật chất bị nóng sáng bay thành đám khí bụi quanh Đám khí bụi bao quanh bị áp suất as mặt trời gây đẩy dạt phía đối diện với mặt trời tạo thành đuôi chổi Đứng TĐ ta nhìn thấy đầu chổi: đầu chổi gần mặt trời, đuôi chổi xa MT - Thiên thạch: Là tảng đá chuyển động quanh mặt trời Trường hợp thiên thạch bay bầu khí trái đất bị ma sát mạnh nêu nóng sáng bốc cháy, để lại vết dài mà ta gọi “sao băng” III CÁC SAO VÀ THIÊN HÀ: Sao: - Sao thiên thể nóng sáng giống Mặt Trời Các xa, biết gần cách đến hàng chục tỉ km (trên năm as); cịn ngơi xa cách xa đến 14 tỉ năm ánh sáng ( nă m nh sá ng 9,46.1012 Km ) - Xung quanh số cịn có hành tinh chuyển động, giống hệ Mặt Trời Khối lượng có giá trị năm khoảng từ 0,1 lần khối lượng Mặt Trời đến vài chục lần (đa số khoảng lần ) khối lượng Mặt Trời Bán kính có giá trị nằm khoảng rộng, từ khoảng phần nghìn lần bán kính Mặt Trời ( chắt) đến gấp hàng ngìn lần bk mặt trời (ở kềnh) Các loại sao: - Đa số tồn trạng thái ổn định; có kích thước, nhiệt độ, … không đổi thời gian dài - Ngồi ra; người ta phát thấy có số đặc biệt biến quang, mới, nơtron, … + Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại: *Sao biến quang che khuất hệ đơi (gồm vệ tinh), độ sáng tổng hợp mà ta thu biến thiên có chu kì *Sao biến quang nén dãn có độ sáng thay đổi thực theo chu kì xác định + Sao có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần sau từ từ giảm Lí thuyết cho pha đột biến tŕnh biến hóa hệ + Punxa, nơtron ngồi xạ lượng cịn có phần xạ lượng thành xung sóng vơ tuyến *Sao nơtron cấu tạo hạt nơtron với mật độ lớn 1014 g/cm *Punxa (pulsar) lơi nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 vò ng/s phát sóng vơ tuyến Bức xạ thu Trái Đất có dạng xung sáng giống sáng hải đăng mà tàu biển nhận - Ngoài ra, hệ thống thiên thể vũ trụ có lỗ đen tinh vân TTT- 0942 492 305 35 + Lỗ đen thiên thể tiên đốn lí thuyết, cấu tao nơtron, có trường hấp dẫn lớn thu hút vật thể, kể ánh sáng Vì vậy, thiên thể tối đen khơng phát sóng điện từ Người ta phát lỗ đen nhờ tia X phát ra, lỗ đen hút thiên thể gần + Tinh vân ta thấy “đám mây sáng”, gọi Đó đám bụi khổng lồ rọi sáng ngơi gần đó, đám khí bị ion hố phóng từ hay siêu Khái quát tiến hoá Khi “nhiên liệu” cạn kiệt, biến thành thiên thể khác Lí thuyết cho thấy có khối lượng cỡ Mặt Trời “ sống” tới 10 tỉ năm, sau biến thành chắt trắng (hay lùn ), có bán kính phần trăm hay phần nghìn bán kính Mặt Trời lại có nhiệt độ bề mặt tới 50 000 K Cịn có khối lượng lớn mặt trời (từ năm lần trở lên) “sống” khoảng 100 triệu năm, nhiệt độ giảm dần trở thành kềnh đỏ, sau lại tiếp tục tiến hoá trở thành nơtron (punxa), lỗ đen Thiên hà: - Các tồn vũ trụ thành hệ thống tương đối độc lập Hệ thống gồm nhiều loại tinh vân gọi thiên hà -Đường kính thiên hà vào khoảng 100 000 năm ánh sáng -Toàn thiên hà quay xung quanh trung tâm thiên hà a Các loại thiên hà: +Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt đĩa, có cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí +Thiên hà elip có dạng elipxoit, chứa khí có khối lượng trải dải rộng Có loại thiên hà elip nguồn phát sóng vơ tuyến điện mạnh +Thiên hà khơng định hình trơng đám mây (VD thiên hà Ma gien-lăng) b Thiên Hà Ngân hà: - Thiên hà loại thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng có khối lượng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời Nó hệ phẳng giống đĩa, dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ Hệ Mặt Trời nằm cánh tay xoắn rìa thiên hà, cách trung tâm 30 nghìn năm ánh sáng quay quanh tâm thiên hà với tốc độ khoảng 250 km/s Giữa có bụi khí Phần trung tâm thiên hà có dạng hình cầu dẹp, gọi vùng lồi trung tâm (dày khoảng 15 000 năm ánh sáng ), tạo “già” khí bụi Ngay trung tâm thiên hà có nguồn phát xạ hồng ngoại nguồn phát xạ sóng vơ tuyến điện ; nguồn phát lượng tương đương với độ sáng chừng 20 triệu ngơi mặt trời phóng luồng gió mạnh - Từ Trái đất, Chúng ta nhìn hình chiếu Thiên Hà vịm trời, dải sáng trải bầu trời đêm, gọi dải Ngân Hà Mặt phẳng trung tâm dải Ngân Hà trở nên tối bụi dài Vào đầu đêm mùa hè, ta thấy dải Ngân Hà nằm trời theo hướng Đơng BắcTây Nam c Nhóm thiên hà Siêu nhóm thiên hà: - Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, thiên hà thường cách khoảng mười lần kích thước Thiên Hà Các thiên hà có xu hướng hợp lại với thành nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiên hà - Thiên Hà thiên hà lân lận thuộc Nhóm thiên hà địa phương, gồm khoảng 20 thành viên, chiếm thể tích khơng gian có đường kính gần triệu năm ánh sáng Nhóm bị chi phối chủ yếu ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224); Thiên Hà chúng ta; Thiên hà Tam giác, thành viên cịn lại Nhóm thiên hà elip thiên hà khơng định hình tí hon TTT- 0942 492 305 36 - Ở khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộng bầu trời chịm Trinh Nữ - Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà Siêu nhóm thiên hà địa phương có tâm nằm Nhóm Trinh Nữ chứa tất nhóm bao quanh nó, có nhóm thiên hà địa phương IV THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG) Các kiện thiên văn quan trọng a) Vũ trụ dãn nở: Các thiên hà dịch chuyển xa nhau, chứng kiện thiên văn quan trọng : vũ trụ dãn nở b) Bức xạ “vũ trụ” Bức xạ phát đồng từ phía khơng trung tương ứng với xạ phát từ vật có nhiệt độ khoảng 3K (chính xác 2,735K); xạ đươc gọi xạ 3K Kết thu chứng tỏ xạ xạ phát từ phía vũ trụ (nay nguội) gọi xạ “nền” vũ trụ Định luật Hớp-bơn: Tốc độ lùi xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách thiên hà chúng ta: Với: v = H.d + v tốc độ chạy xa thiên hà + d k/c từ thiên hà xét đến thiên hà + H 1,7.102 m/s.naê m aù nh saù ng gọi hs Hớp – bơn ( nă m nh sáng 9,46.1012 Km ) Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang): - Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dăn nở từ “điểm kì dị” Để tính tuổi bán kính vũ trụ, ta chọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi điểm zêrô Big Bang) - Tại thời điểm định luật vật lí biết thuyết tương đối rộng khơng áp dụng Vật lí học đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đoán tượng xảy thời điểm tp= 10-43s sau Vụ nổ lớn gọi thời điểm Planck - Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ 1035 m , nhiệt độ 1032 K mật độ 1091 kg/cm Các trị số cực lớn cực nhỏ gọi trị số Planck Từ thời điểm Vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ Vũ trụ giảm dần Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập hạt có lượng cao electron, notrino quark, lượng 1015 GeV - Tại thời điểm t = 10-6s, chuyển động quark phản quark đủ chậm để lực tương tác mạnh gom chúng lại gắn kết chúng lại tạo thành prơtơn nơtrơn, lượng trung bình hạt vũ trụ lúc 1GeV - Tại thời điểm t phuù t , hạt nhân Heli tạo thành Trước đó, prôtôn nơtrôn đă kết 2 hợp với để tạo thành hạt nhân đơteri H Khi đó, đă xuất hạt nhân đơteri H , triti H , heli He bền Các hạt nhân hiđrô hêli chiếm 98% khối lượng thiên hà, khối lượng TTT- 0942 492 305 37 khối lượng hêli có khối 4 lượng hiđrơ Điều chứng tỏ, thiên thể, thiên hà có chung nguồn gốc hạt nhân nặng chiếm 2% Ở thiên thể, có - Tại thời điểm t 300000 naê m , loại hạt nhân khác đă tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác điện từ Các lực điện từ gắn electron với hạt nhân, tạo thành nguyên tử H He - Tại thời điểm t 106 naê m , nguyên tử tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom nguyên tử lại, tạo thành thiên hà ngăn cản thiên hà tiếp tục nở Trong thiên hà, lực hấp dẫn nén đám nguyên tử lại tạo thành Chỉ có khoảng cách thiên hà tiếp tục tăng lên - Tại thời điểm t 14.109 naê m , vũ trụ trạng thái với nhiệt độ trung bình T 2,7K Lưu ý: - Theo hiệu ứng Đốp-le với sóng as nguồn đứng yên phát xạ đơn sắc bước sóng 0, nguồn chuyển động với tốc độ v máy thu bước sóng xạ mà máy thu nhận - Độ dịch chuyển bước sóng xạ = - 0 = v c + Nếu nguồn xa máy thu v > ==> = - 0 > ==> > 0 , bước sóng xạ d/c phía đỏ, bước sóng dài + Nếu nguồn lại gần máy thu v < ==> = - 0 < ==> < 0, bước sóng xạ d/c phía tím, bước sóng ngắn TTT- 0942 492 305 ... cho em học sinh học tập tốt môn vật lý lớp 12 giúp em đạt kết cao kỳ thi Tốt nghiệp THPT, thi ĐH - CĐ, sưu tầm biên soạn tài liệu nhằm giúp em ôn tập, củng cố kiến thức trọng tâm cách dễ dàng tiện... Lưu ý: + Vật rắn quay const + Vật rắn quay nhanh dần đều: . > + Vật rắn quay chậm dần đều: . < Phương trình động học chuyển động quay -Vật rắn quay ( = 0): = 0 + t - Vật rắn... (kgm2)là mơmen qn tính vật rắn trục quay i * Mômen quán tính I số vật rắn đồng chất khối lượng m có trục quay trục đối xứng: - Vật rắn có chiều dài l, tiết diện nhỏ: I ml 12 - Vật rắn vành trịn