Đang tải... (xem toàn văn)
CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƢƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÕA 1. Chu kì, tần số, tần số góc: T f 2 2 với f T T f 1 1 T = n t (t là thời gian để vật thực hiện n dđ) 2. Dao động: a. Thế nào là dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng. b. Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hƣớng cũ. c. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phƣơng trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo bằng đơn vị độ dài cm hoặc m A O A + A = xmax: Biên độ (luôn có giá trị dương) + 2A: Chiều dài quỹ đạo. + : tần số góc (luôn có giá trị dương) + t : pha dđ (đo bằng rad) + : pha ban đầu (tại t = 0, đo bằng rad) + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên dương: 0 + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên âm: + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bằng theo chiều âm: 2 + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bằng theo chiều dương: 2
TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC ́ BỘ GIAO DỤC VÀ ĐÀ O TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC ÔN LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ SƢU TẦM & BIÊN SOẠN: HOÀNG THÁI VIỆT TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG SĐT : 01695316875 ĐÀ NẴNG 201 YMAIL: NGUYENVANVIETBKDN@GMAIL.COM FACEBOOK: https://www.facebook.com/gsbkdn2013 TÊN HS:……………………………………………… ĐÀ NẴNG 2014 HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC ƠN TẬP Kiến thức tốn bản: a Đạo hàm số hàm sử dụng Vật Lí: Hàm số Đạo hàm y = sinx y‟ = cosx y = cosx y‟ = - sinx b Các công thức lƣợng giác bản: 2sin2a = – cos2a - cos = cos( + ) 2cos2a = + cos2a - sina = cos(a + sina = cos(a - sina + cosa = sin(a sina - cosa = sin(a ) ) - cosa = cos(a + ) ) cosa - sina = ) sin(a ) c Giải phƣơng trình lƣợng giác bản: a k 2 a k 2 cos cosa a k 2 d Bất đẳng thức Cô-si: a b a.b ; (a, b 0, dấu “=” a = b) sin sin a e Định lý Viet: b x y S nghiệm X2 – SX + P = a x, y c x y P a b ; Đổi x0 rad: x 2a 180 f Các giá trị gần đúng: 10; 314 100 ; 0,318 ; 0,636 ; 0,159 ; 1,41 2;1,73 2 Chú ý: y = ax2 + bx + c; để ymin x = - Mọi công việc thành đạt nhờ kiên trì lịng say mê HỒNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC BẢNG CHỦ CÁI HILAP Kí hiệu in hoa A B E Z H I K M N O P T X Kí hiệu in thƣờng , Đọc alpha bêta gamma denta epxilon zêta êta têta iôta kapa lamda muy nuy kxi ômikron pi rô xichma tô upxilon phi Kí số 10 20 30 40 50 60 70 80 100 200 300 400 500 Pxi Omêga 600 700 800 - Thành công bước chân kẻ lười biếng - Ý chí sức mạnh để bắt đầu cơng việc cách lúc - Đừng xấu hổ không biết, xấu hổ không học - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Kiến thức Vật Lí: ĐỔI MỘT SỐ ĐƠN VỊ CƠ BẢN Khối lƣợng Năng lƣợng hạt nhân -3 1g = 10 kg 1u = 931,5MeV 1kg = 103g 1eV = 1,6.10-19J = 10 kg 1MeV = 1,6.10-13J 1ounce = 28,35g 1u = 1,66055.10-27kg 1pound = 453,6g Chú ý: 1N/cm = 100N/m 1đvtv = 150.106km = 1năm as Chiều dài -2 1cm = 10 m Vận tốc 1mm = 10-3m 18km/h = 5m/s 36km/h = 10m/s m = 10-6m -9 1nm = 10 m 54km/h = 15m/s -12 1pm = 10 m 72km/h = 20m/s 1A0 = 10-10m Năng lƣợng điện 1inch = 2,540cm 1mW = 10-3W 1foot = 30,48cm 1KW = 103W 1mile = 1609m 1MW = 106W hải lí = 1852m 1GW = 109W 1mH = 10-3H Độ phóng xạ 10 1Ci = 3,7.10 Bq H = 10-6H Mức cƣờng độ âm F = 10-6F 1B = 10dB 1mA = 10-3A 1BTU = 1055,05J Năng lƣợng 1KJ = 103J 1BTU/h = 0,2930W 1J = 24calo 1HP = 746W 1Calo = 0,48J 1CV = 736W ĐƠN VỊ CHUẨN TRONG HỆ SI (Systeme International) Đơn vị chiều dài: mét (m) Đơn vị thời gian: giây (s) Đơn vị khối lượng: kilôgam (kg) Đơn vị nhiệt độ: kenvin (K) Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A) Đơn vị cường độ sáng: canđêla (Cd) Đơn vị lượng chất: mol (mol) Chú ý: bội ước đơn vị chuẩn sử dụng máy tính Casio HỒNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Động học chất điểm: a Chuyển động thẳng đều: v = const; a = b Chuyển động thẳng biến đổi đều: v o; a const v v0 at a v v v0 s v0t at v v 20 2as t t t c Rơi tự do: v 2gh gt d Chuyển động tròn đều: h v R 2 T f Các lực học: v2 R R aht v gh v gt .t @ Định luật II NewTon: Fhl ma a Trọng lực: P mg Độ lớn: P mg b Lực ma sát: F N mg v2 R Fdh kx k (l ) d Lực đàn đàn hồi: c Lực hƣớng tâm: Fht ma ht m Các định luật bảo toàn: a Động năng: Wd mv 2 A 2 mv2 mv1 2 b Thế năng: @ Thế trọng trƣờng: Wt mgz mgh A mgz1 mgz 2 kx k (l ) 2 c Định luật bảo toàn động lƣợng: p1 p2 const @ Thế đàn hồi: Wt ' ' @ Nếu va chạm mềm: m1v1 m2v2 (m1 m2 )V d Định luật bảo toàn năng: W1 W2 @ Hệ hai vật va chạm: m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 Hay Wd Wt1 Wd Wt - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Điện tích: a Định luật Cu-lơng: F k q1q2 r b Cƣờng độ điện trƣờng: E k c Lực Lo-ren-xơ có: Với k = 9.109 Q r f L q vBsin o o q: điện tích hạt (C) v: vận tốc hạt (m/s) o o o (v , B ) B: cảm ứng từ (T) f L : lực lo-ren-xơ (N) Nếu có lực Lorenzt tác dụng lên hạt (v , B) 90 hạt chuyển động trịn Khi vật chuyển động trịn lực Lorenzt đóng vai trị lực hướng tâm Bán kính quỹ đạo: R mv qB Dòng điện chiều: a Định luật Ôm cho đoạn mạch: I I= U R q U (q điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch) R t q N= ( e = 1,6 10-19 C) e Tính suất điện động điện tích lũy nguồn điện A ( suất điện động nguồn điện, đơn vị Vôn (V)) q Công công suất dòng điện đoạn mạch: A = UIt P= A U.I t HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC U2 t U.I.t Định luật Jun-LenXơ: Q = RI t = R Công suất dụng cụ tiêu thụ điện: P = UI = RI2 = b Định luật Ơm cho tồn mạch: I U2 R E Rr Định luật khúc xạ phản xạ toàn phần: a Định luật khúc xạ: sin i n v n21 sin r n1 v2 n1 n2 b Định luật phản xạ toàn phần: n2 i igh n Ngày mai ngày hơm nay! - “Đường khó khơng phải ngăn sơng cách núi Chỉ khó lịng người ngại núi, e sông” - - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC CHƢƠNG I DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƢƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÕA Chu kì, tần số, tần số góc: 2f 2 với f T T *T= T f t (t thời gian để vật thực n dđ) n Dao động: a Thế dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hồn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hƣớng cũ c Dao động điều hịa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian Phƣơng trình dao động điều hịa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m -A O A + A = xmax: Biên độ (ln có giá trị dương) + 2A: Chiều dài quỹ đạo + : tần số góc (ln có giá trị dương) + t : pha dđ (đo rad) + : pha ban đầu (tại t = 0, đo rad) + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên dương: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên âm: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều âm: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều dương: * Chú ý: + Quỹ đạo đoạn thẳng dài L = 2A + Mỗi chu kì vật qua vị trí biên lần, qua vị trí khác lần (1 lần theo chiều dương lần theo chiều âm) - sina = cos(a + ) sina = cos(a - ) 2 HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC Phƣơng trình vận tốc: v = - Asin(t + ) + v chiều với chiều cđ + v sớm pha so với x + Vật cđ theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < + Vật VTCB: x = 0; vmax = A; + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; Phƣơng trình gia tốc: a = -2Acos(t + ) = -2x + a hướng vị trí cân bằng; + a ln sớm pha so với v + a x ngƣợc pha + Vật VTCB: x = 0; vmax = A; amin = + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; amax = 2A Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m x =-kx + Fhpmax = kA = m A : vị trí biên + Fhpmin = 0: vị trí cân + Dđ đổi chiều lực đạt giá trị cực đại + Lực hồi phục hướng vị trí cân -A O A xmax A x=0 vmax A v=0 amax = A a=0 Fhpmax Fhpmin = Công thức độc lập: A x A v2 2 xmax = A v=0 amax = 2A Fhpmax = kA = m A v2 2 a2 4 + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn buông (thả) A + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn truyền v x HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC Phƣơng trình đặc biệt: Biên độ: A x a ± Acos(t + φ) với a const Tọa độ VTCB: x A Tọa độ vt biên: x a ± A x a ± Acos2(t+φ) với a const Biên độ: A ; ‟2; φ‟ 2φ Đồ thị dđđh: + đồ thị li độ đường hình sin + đồ thị vận tốc đoạn thẳng (A) + đồ thị gia tốc elip +4 t (s) -4 10 Mối liên hệ cđ tròn dđđh: Dđđh xem hình chiếu chất điểm chuyển động trịn lên trục nằm mặt phẳng quỹ đạo Với: sodocung.T t 3600 + B1: Vẽ đường tròn (O, R = A); B2: t = 0: xem vật đâu bắt đầu chuyển động theo chiều âm hay dương + Nếu : vật chuyển động theo chiều âm (về biên âm) + Nếu : vật chuyển động theo chiều dương (về biên dương) B3: Xác định điểm tới để xác : định góc quét t T 360 (C ) M ‟ α M O A x(cos) M‟‟ -A O A t.360 T HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 10 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC b Tiên đề xạ, hấp thụ lƣợng nguyên tử Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng ( En ) sang trạng thái dừng có lượng thấp ( Em ) phát phơtơncó lượng hiệu Em En - Em : hfmn hc Em En nhận phát phôtôn mn phôtôn hfmn Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có En hfmn Em > En lượng hiệu En - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Số vạch nhiều = ( n 1) Bƣớc sóng 1 mn mi in 1 mn mi ni n Nếu tốn cho số cụ thể, sử dụng Cơng thức: 1,1.10 ( ) với m > n (sai số 0,001) 2 mn n m Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử Hiđrô: rn = n2r0 Với r0 = 5,3.10-11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Quỹ đạo K L M N O P Bán kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 P O N n=6 n=5 n=4 M n=3 Pasen L H H H H n=2 Banme n=1 K HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 Laiman 81 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC Năng lƣợng electron ngun tử hiđrơ: En = - 13, (eV ) Với n N* n2 - Thành cơng khơng có bước chân kẻ lười biếng CHỦ ĐỀ 4: SƠ LƢỢC VỀ LAZE Laze nguồn sáng phát chùm sáng có cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng Tia laze có đặc điểm: Tính đơn sắc cao, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ lớn Nguyên tắc: Dựa tƣợng phát xạ cảm ứng Ứng dụng laze: Trong y học: Làm dao mổ, chữa số bệnh ngồi da Trong thơng tin liên lạc: Vô tuyến định vị, truyền tin cáp quang Trong công nghiệp: Khoan, cắt kim loại, compôzit Trong trắc địa: Đo khoảng cách, ngắm đường - - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 82 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC CHƢƠNG VII HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN Dạng 1: Xác định thành phần cấu tạo hạt nhân Hạt nhân: Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt proton (mp = 1,00728u; qp = +e) nơtron (mn = 1,00866u; không mang điê ̣n tíc h), gọi chung nuclon A Kí hiệu hạt nhân nguyên tố hóa ho ̣c X: Z X Z: nguyên tử số (số thứ tự bảng ̣ thố ng tuầ n hoàn số proton ở ̣t nhân số electron ở vỏ nguyên tử) A: Số khối tổ ng số nuclon N = A - Z: Số nơtron Bán kính hạt nhân: R = 1,2.10-15 A m Đồng vị: Cùng Z khác A (cùng prôtôn khác số nơtron) Vd: Hidro có ba đồng vị: + Hidro thường H chiếm 99,99% hidro thiên nhiên 2 + Hidro nặng H gọi đơtêri D chiếm 0,015% hidro thiên nhiên 3 + Hidro siêu nặng H gọi triti T Khối lƣợng hạt nhân: Khối lượng hn lớn so với khối lựơng êlectron, khối lượng nguyên tử gần tập trung tồn hn HỒNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 83 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu: u = đờ ng vi ̣Cacbon 12 khố i lươ ̣ng của 12 C 1u = 1,66055.10-27kg Theo đơn vị MeV/c2: 1u = 931,5 MeV/c2 (1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13 J) Vậy khối lượng hạt nhân có đơn vị: u, kg MeV/c2 Lực hạt nhân: Lực tương tác nuclon gọi lực hạt nhân Lực hạt nhân chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn Lực hạt nhân lực tương tác mạnh phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân - Thành cơng khơng có bƣớc chân kẻ lƣời biếng - Dạng 2: Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, lƣợng liên kết, lƣợng liên kết riêng Hệ thức Anhxtanh khối lƣợng lƣợng: E = m.c2 Với c = 3.108 m/s vận tốc ás chân không @ Khối lượng động: m = m0 1 v2 c2 @ Một hạt có khối lượng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v có động Wđ=W–W0=mc2 – m0c2 = m0 c2 – m0c2 Trong W = 1 v2 c2 mc2 gọi lượng toàn phần W0 = m0c2 gọi lượng nghỉ Độ hụt khối hạt nhân: m = Zmp + (A - Z)mn - mX A mX khối lượng hạt nhân Z X Năng lƣợng liên kết: WLK = m.c2 Năng lƣợng liên kết riêng: lượng liên kết tính cho nuclon: Wlk Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền A vững (khơng q 8,8MeV/nuclơn) - Đừng xấu hổ không biết, xấu hổ không học - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 84 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Dạng 3: Phản ứng hạt nhân Phƣơng trình phản ứng: ZA X1 + 1 A2 Z2 X2 ® A3 Z3 X3 + A4 Z4 X4 Các định luật bảo toàn + Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo tồn điện tích (ngun tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Bảo toàn động lượng: p1 p2 p3 p4 haym1v1 m2v2 m3v3 m4v4 + Bảo toàn lượng: K X K X E K X K X Trong đó: E lượng phản ứng hạt nhân K X = mx vx động cđ hạt X + Khơng có định luật bảo tồn khối lượng Năng lƣợng phản ứng hạt nhân: W = ( m trướ - msau ).c2 c W > mtrước > msau : Tỏa lượng W < mtrước < msau : Thu lượng Năng lƣợng tỏa 1mol khí: W = m N A Wlk nN A Wlk A Năng lƣợng tạo thành m(g) hạt X: W m N A E A - Ý chí sức mạnh để bắt đầu cơng việc cách lúc - Chuyến vạn dặm bắt đầu bước chân! HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 85 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC CHỦ ĐỀ 3: PHĨNG XẠ Hiện tƣợng phóng xạ: q trình phân hủy tự phát hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân hủy kèm theo tạo hạt kèm theo phát xạ địên từ Hạt nhân tự phân hủy gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân hủy gọi hạt nhân Đặc tính: + Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng + Phóng xạ mang tính tự phát khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi như: nhiệt độ, áp suất Các dạng tia phóng xạ: HỒNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 86 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Chu kì bán rã: khoảng thời gian để ½ số hạt nhân nguyên tử biến đổ i thành ̣t nhân khác T ln 0,693 : Hằng số phóng xạ ( s 1 ) Định luật phóng xạ: Số hạt nhân (khớ i lươ ̣ng) phóng xạ giảm theo qui luật hàm số mũ Phóng xạ Alpha ( ) Bản chất Là dịng hạt nhân Hêli ( He ) A Z Phƣơng trình X Y He Rút A gọn: Z X Z 4Y A 2 Vd: 226 Ra 222 Rn He 88 86 Rút gọn 226 88 Tốc độ Khả Ion hóa A Z 2 v Ra 222 86 Phóng Bêta: có loại và + - : dòng electron ( 1 e ) +: dịng pơzitron ( 1 e ) A - : Z X Ví dụ: Rn 2.107m/s C N e 14 A +: Z X Ví dụ: v Y 1 e A Z 1 12 14 1 Y 1e A Z 1 N 12C 1e Phóng Gamma () Là sóng điện từ có ngắn ( 10-11m), dịng phơtơn có lượng cao Sau phóng xạ xảy trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái phát phô tôn v = c = 3.108m/s c = 3.108m/s Mạnh yếu tia Khả đâm xuyên + Đi vài cm không khí (Smax = 8cm); vài m vật rắn (Smax = 1mm) + Smax = vài m khơng khí + Xuyên qua kim loại dày vài mm Trong điện trƣờng Lệch Lệch nhiều tia alpha Không bị lệch Chú ý Trong chuổi phóng xạ thường kèm theo phóng xạ khơng tồn đồng thời hai loại Cịn có tồn hai loại hạt A X AY 0e 0 nơtrinô Không làm thay đổi hạt nhân Z 1 Z A Z Yếu tia Mạnh + Đâm xuyên mạnh tia Có thể xuyên qua vài m bê-tơng vài cm chì X ZA1Y 1e 00 phản nơtrinô t N = N0e = N0 t T t ; m = m0 e = m0 t 2T HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 87 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CƠNG THỨC N0, m0: sớ ̣t nhân và khố i lươ ̣ng ban đầ u ta ̣i t = N, m: số ̣t nhân và khố i lươ ̣ng còn la ̣i vào thời điể m t m m0 m N N N m, N : số ̣t nhân và khố i lươ ̣ng bị phân rã (thành chất khác) Chú ý: + % lại: m 100% ? m0 + % phân rã: m 100% ? m0 - Dạng 1: Các đại lƣợng đặc trƣng phóng xạ t Số nguyên tử chất phóng xạ cịn lại sau t/g t: N N T N e t Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân đƣợc tạo thành số hạt ( e- e+) đƣợc tạo thành: N N N N (1 e t ) Khối lượng hạt nhân tạo thành: m' = N ' A' NA A‟ số khối hạt nhân tạo thành Khối lƣợng hạt nhân (chất tạo thành sau thời gian t): A A mcon m0 mc.laïi Hoặc mcon N N c.laïi NA Amẹ Trong phóng xạ , xác định thể tích (khối lƣợng) khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ N ' He = N = N0 – N = N0(1- e t ) = N0(1- t T ) + Khối lượng khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ:mHe = N He NA + Thể tích khí Heli tạo thành (đktc) sau thời gian t:V = 22,4 N He NA Bảng quy luật phân rã HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 88 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC t= T 2T 3T 4T 5T Số hạt lại N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 N0/32 Số hạt phân rã N0/2 3N0/4 7N0/8 15N0/16 31N0/32 Tỉ lệ % rã 50% 75% 87.5% 93.75% 96.875% Tỉ lệ rã &còn lại 15 31 Khối lƣợng chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t t m m0 T m0 e t Khối lƣợng chất bị phóng xạ sau thời gian t m m0 m m0 (1 e t ) Trong đó: + N0, m0 số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu + T chu kỳ bán rã + ln 0,963 : số phóng xạ; T khơng phụ thuộc vào tác T T động bên mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ + N m N A V N A V0 22, 4dm A V0 + Nếu t t = m0 N m0 T ln m hay N =>t = N N0 ln ln T ln Nếu biết tỉ số khối lƣợng (số nguyên tử) bị phóng xạ khối lƣợng (số ngun tử) cịn lại lƣợng chất phóng xạ m' =>t = m T ln( A.m' N 1) T ln(1 ) N m A' N Hoặc => t = N ln ln Nếu biết tỉ số khối lƣợng (số nguyên tử) lại hai chất phóng xạ có mẫu vật cổ N1 N2 N1 N 02 ln ln N N 01 =>t = với 1 , 2 T2 T1 2 1 ln Tính tuổi biết tỉ số khối lƣợng: mX: khối lượng chất tạo thành sau phân rã m: khối lượng chất ban đầu mX m m0 (1 et ) Ta có: et m m m0e t + Nếu mX t ln m mX + Nếu t ln m t Ta có: mX N N0 (1 e ) AX (et 1) AX t m N N 0e A A Gọi k tỉ số số nguyên tử chất tạo thành số nguyên tử ban đầu, tuổi mẫu chất đƣợc xác định: t T ln(1 k ) ln Dạng 6: Bài tốn vận dụng định luật bảo tồn: A D B C E Liên hệ động lƣợng động năng: p mv 2 p 2mK K mv Động hạt B, C: HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 91 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC KB mC mB E K C E mC mB m B mC % lƣợng toả chuyển thành động hạt B, C %KC = mB KC 100% 100% = m B mC E %KB = 100% - %KC Vận tốc chuyển động hạt B, C: KC = mv v = 2K m Định luật bảo toàn lƣợng: K A K B E KC K D uu r p1 Tính góc áp dụng quy tắc hình bình hành ur uu u u ur uu r u r · r Ví dụ: p = p1 + p2 biết j = p1 , p2 p = p12 + p2 + p1 p2 cosj u r p φ uu r p2 2 hay (mv) = (m1v1 ) + (m2 v2 ) + 2m1m2 v1v2cosj hay mK = m1K1 + m2 K2 + m1m2 K1K2 cosj ur u u · r uu u ·r r Tương tự biết φ1 = p1 , p φ = p2 , p ur u uu r 2 Trường hợp đặc biệt: p1 ^ p2 p = p1 + p2 ur u u r uu r u r Tương tự p1 ^ p p2 ^ p v = (p = 0) p1 = p2 K1 v1 m2 A = = » K v2 m1 A1 Tương tự v1 = v2 = Chú ý: Câu 36 (Đề thi tuyển sinh Đại học 2008) Hạt nhân A đứng yên phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB hạt α có khối lượng m Tỉ số động hạt nhân B động hạt α sau phân rã HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 92 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC m B B m m D m B Giải: Xét phản ứng phân rã hạt nhân A: A B m A mB m C B m Phương trình bảo tồn động lượng cho ta: mB v B m v mA v A mB vB m v mB vB 2 m v 2 2 1 2 mB vB mB m v m WdB mB Wd m 2 WdB m (1) Như đáp án A Wd mB Nếu theo cơng thức (2) phải đáp án C Vậy hai công thức áp dụng cơng thức hợp lý? K p mP Khi dùng công thức (2)? K n mn cịn dùng cơng thức WdB m (1)? Wd mB Công thức (2) áp dụng đề cho vận tốc hai hạt sinh lập tỉ số bình thường Và áp dụng ta khơng có sử dụng định luật bảo toàn động lượng để lập tỉ số Cịn cơng thức (1) ta sử dụng định luật bảo tồn động lượng để giải cơng thức (2) áp dụng cho Và tốn khơng cho điều kiện cả, có hạt nhân ban đầu đứng n thơi Do ta giải bình thường mà khơng cần điều kiện Chú ý: Khi tính vận tốc hạt B, C - Động hạt phải đổi đơn vị J(Jun) - Khối lượng hạt phải đổi kg - 1u = 1,66055.10-27kg - 1MeV = 1,6.10-13J - VẤN ĐỀ 4: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH VÀ NHIỆT HẠCH I Phản ứng phân hạch : Là phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ (có số khối trung bình) vài nơtron HỒNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 93 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC n + 235 U 92 U 139 I + 94 Y +3( n ) + 53 39 236 92 + Nơtrron châ ̣m là nơtron có đô ̣ng dưới 0,01MeV + Mỗi ̣t nhân 235 U phân rã tỏa lươ ̣ng khoảng 200MeV 92 Phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng, lượng gọi lượng phân hạch Phản ứng phân hạch dây chuyền Gỉa sử lần phân hạch có k nơtron giải phóng đến kích thích hạt nhân 235U tạo nên phân hạch Sau n lầ n phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng k n kích thích k n phân hạch Khi k phản ứng phân hoạch dây chuyền trì Khối lượng tối thiểu chất phân hạch để phản ứng phân hạch trì gọi khối lượng tới hạn Để xảy phản ứng phân ̣ch thì khố i lươ ̣ng chấ t phải lớn khối lượng tới hạn (Đây là phản ứng của bom nguyên tử) Phản ứng phân hạch có điều khiển Khi k = phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì lượng phát khơng đổi theo thời gian Đây phản ứng phân hạch có điêu khiển thực lị phản ứng hạt nhân II Phản ứng nhiệt hạch : phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng vài nơtron Ví dụ: H H He n + 4MeV 1 H H He n + 17,6MeV Đặc điểm: + Phản ứng nhiệt hạch phản ứng toả lượng + Tính theo phản ứng phản ứng nhiệt hạch toả lượng phản ứng phân hạch , tính theo khối lượng nhiên liệu phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều + Sản phẩm pứ nhiệt hạch (khơng có tính phóng xạ) Điều kiện để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra: Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Năng lƣợng nhiệt hạch: Tỏa lượng lớn Là nguồn gốc lượng hầu hết Ƣu điểm lƣợng nhiệt hạch: HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 94 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Nguồn nguyên liệu dồi Phản ứng nhiệt hạch không gây ô nhiễm môi trường SO SÁNH PHÂN HẠCH VÀ NHIỆT HẠCH Phân hạch Định nghĩa Đặc điểm Điều kiện Ƣu nhƣợc Là phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ (có số khối trung binh) vài nơtron ̀ Nhiệt hạch Là phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng vài nơtron Là phản ứng tỏa lượng, Là phản ứng toả lượng phân hạch k 1 + k = 1: kiểm soát + k > 1: khơng kiểm sốt được, gây bùng nổ (bom hạt nhân) - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ - Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn - Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn Gây ô nhiễm mơi trường (phóng xạ) Khơng gây nhiễm mơi trường - Dạng 2: Nhà máy điện nguyên tử + Hiệu suất nhà máy: H Pci (%) Ptp + Tổng lượng tiêu thụ thời gian t: A = Ptp t P t + Số phân hạch: N A (Trong E lượng toả E E phân hạch) + Nhiệt lượng toả ra: Q = m.q - CHÖC CÁC EM HỌC TỐT VÀ THI ĐẬU ĐẠI HỌC! HTV HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 95 ... đơn vị Vôn (V)) q Công công suất dòng điện đoạn mạch: A = UIt P= A U.I t HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC U2... thành công đời tay người dạy sớm ” - HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 20 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC Dạng 5: Tổng hợp dao động Cơng thức. .. tính - ? ?Học không đơn học, mà học phải tƣ duy, vận dụng sáng tạo” HOÀNG THÁI VIỆT – ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 01695316875 14 TÀI LIỆU LTĐH MÔN VẬT LÝ – TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC CHỦ ĐỀ