Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý 12 - Chương I: Dao động cơ học

Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý 12 - Chương I: Dao động cơ học

 1. Dao động cơ

Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.

 2. Dao động tuần hoàn.

là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

Chu kỳ: là khoảng thời gian T vật thực hiện được một dao đôạng điều hoà( đơn vị s)

Tần số: Số lần dao f động trong một giây ( đơn vị là Hz)

 3. Dao động điều hoà

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian .

Phương trình

phương trình x=Acos(t+) thì:

 + x : li độ của vật ở thời điểm t (tính từ VTCB)

 +A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao động cực đại ứng với cos(t+) =1.

 +(t+): Pha dao động (rad)

 +  : pha ban đầu.(rad)

 + : Gọi là tần số góc của dao động.(rad/s)

 

doc 17 trang Người đăng dung15 Lượt xem 897Lượt tải 2 Download
Bạn đang xem tài liệu "Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý 12 - Chương I: Dao động cơ học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
 1. Dao động cơ
Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.
 2. Dao động tuần hoàn.
là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ
Chu kỳ: là khoảng thời gian T vật thực hiện được một dao đôạng điều hoà( đơn vị s)
Tần số: Số lần dao f động trong một giây ( đơn vị là Hz)
 3. Dao động điều hoà
Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian .
Phương trình 
phương trình x=Acos(wt+j) thì:
 + x : li độ của vật ở thời điểm t (tính từ VTCB)
 +A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao động cực đại ứng với cos(wt+j) =1.
 +(wt+j): Pha dao động (rad)
 + j : pha ban đầu.(rad)
 + w: Gọi là tần số góc của dao động.(rad/s)
 - Chu kì (T): 
C1 : Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ.
C2: chu kì của dao động điều hòa là khoản thời gian vật thực hiện một dao động .
 - Tần số (f)
Tần số của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây .
 f = 
 T= t/n 
n là số dao động toàn phần trong thời gian t 
 - Tần số góc
kí hiệu là w .
đơn vị : rad/s
Biểu thức : 
 - Vận tốc 
 v = x/ = -Awsin(wt + j),
 - vmax=Aw khi x = 0-Vật qua vị trí cân bằng.
- vmin = 0 khi x = ± A ở vị trí biên
KL: vận tốc trễ pha p / 2 so với ly độ.
 - Gia tốc .
a = v/ = -Aw2cos(wt + j)= -w2x
- |a|max=Aw2 khi x = ±A - vật ở biên
- a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi đó Fhl = 0 .
- Gia tốc luôn hướng ngược dâu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng)
KL :	Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
 4. Con lắc lò xo
 a. Cấu tạo 
+ một hòn bi có khối lượng m, gắn vào một lò xo có khối lượng không đáng kể
+ lò xo có độ cứng k
. Phương trình dao động x = Acos(wt+j).
* Đối với con lắc lò xo 
 b. Động năng của con lắc lò xo
 Wđ=mv2 =mA2w2sin2(wt+j) (1)
· Đồ thị Wđ ứng với trường hợp j = 0
 c. Thế năng của lò xo
 Wt=kx2 =kA2cos2(wt+j) (2a)
· Thay k = w2m ta được:
 Wt=mw2A2cos2(wt+j) (2b)
· Đồ thị Wt ứng với trường hợp j
 d. Cơ năng của con lắc lò xo .Sử bảo toàn cơ năng .
 = hằng số 
- cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động .
- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bở qua mọi ma sát .
5. Con lắc đơn
 a. Câu tạo và phương trình dao động
Q
a
s
s0
O
M
gồm :
+ một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây 
+ sợi dây mềm khụng dón có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể.
 + Phương trình dao động s = Acos(wt + j).
Chu kỳ . 
Tần số : f = 
 b. Động năng của con lắc lò xo
 Wđ =mv2 = (1)
 c.Thế năng của con lắc đơn
 d. cơ năng của con lắc đơn
6 Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng
 a. Dao động tắt dần
Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian 
 - Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.
 b. Dao động duy trì:
 - Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì.
c. Dao động cưỡng bức
 Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(wt + j) lên một hệ.lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi là dao động cưỡng bức
 Đặc điểm
 · Dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực,
 · Biên độ của dao động không đổi 
d. Hiện tượng cộng hưởng
Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với tần số riêng (f0) của hệ dao động tự do, thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại.
Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :
 · Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn 
 · Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn.
7. Tổng hợp dao động
 Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình lần lượt là:
x1 = A1cos(wt + j1), x2 = A2cos(wt + j2)
 Biên độ:
A2 = A22 + A12+2A1A2cos(j2 – j1)
P
P1
P2
x
j
Dj
M1
M2
M
O
 Pha ban đầu: 
Ảnh hưởng của độ lệch pha : 
 · Nếu: j2 – j1 = 2kp ® A = Amax = A1+A2.
 · Nếu: j2 – j1 =(2k+1)p ®A=Amin = 
 · Nếu j2 – j1 = p/2+kp ®A = 
CHƯƠNG II : SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
1. CÁCĐỊNH NGHĨA: 
 + Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất theo thơig gian.
 + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định.
 + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. 
Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.
 + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. 
 Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo.
 + Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử vật chất của môi trường có sóng truyền qua.
 + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử vật chất của môi trường sóng truyền qua.
 + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ són : f = 
 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trongmôi trường . 
 + Bước sóng l:là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. l = vT = .
 +Bước sóng l cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau. 
 + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là , 
và hai điểm gần nhau nhất vuông pha nhau cách nhau 
2. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG
 Nếu phương trình sóng tại O là uO =Aocos(wt) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: 
M
O
N
x
y
 uM = AMcos(w(t - Dt) . Hay uM =AMcos (wt - 2p) 
 Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình 
truyền sóng thì biên độ sóng tại A và tại M bằng nhau
 (Ao = AM = A). Thì : uM =Acos 2p( ) 
 Phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: uN = ANcos(w(t - Dt) . Hay uN =ANcos (wt - 2p) 
 Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại A và tại M bằng nhau(Ao = AM = AN =A). Thì : uN =Acos( ) . Độ lệch pha giữa hai điểm M và N là: trong đó: 
3. GIAO THOA SÓNG. 
* Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng kết hợp.
+ Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp.
+ Hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp.
+ Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chổ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt.
*Lý thuyết về giao thoa: 
 +Giả sử S1 và S2 là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng uS1 =uS2 = Acos và cùng truyến đến điểm M 
M
S1
S2
d1
d2
( với S1M = d1 và S2M = d2 ). Gọi v là tốc độ truyền sóng. Phương trình dao động tại M do S1 và S2 truyền đến lần lượt là: 
u1M = Acos u2M = Acos 
 +Phương trình dao động tại M: uM = u1M + u2M = 2Acoscos 
Dao động của phần tử tại M là dao động điều hoà cùng chu kỳ với hai nguồn và có biên độ:
AM = 2Acos và 
+ Khi hai sóng kết hợp gặp nhau: 
 -Tại những chổ chúng cùng pha, chúng sẽ tăng cường nhau, biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại:
 VỊ TRÍ CÁC CỰC ĐẠI GIAO THOA(Gợn lồi): Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d1 – d2 = kl ;( k = 0, ±1, ± 2 ,...) dao động của môi trường ở đây là mạnh nhất.
 -Tại những chổ chúng ngược pha, chúng sẽ triệt tiêu nhau, biên độ dao động tổng hợp có giá trị cực tiểu: 
 VỊ TRÍ CÁC CỰC TIỂU GIAO THOA(Gợn lõm) : Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước sóng: 
 d1 – d2 = (2k + 1), ;( k = 0, ±1, ± 2 ,...) dao động của môi trường ở đây là yếu nhất.
 -Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian.
*Điều kiện giao thoa: -Dao động cùng phương , cùng chu kỳ hay tần số
 -Có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
4.SÓNG DỪNG
+ Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trưởng hợp xuất hiện các nút và các bụng 
+ Sóng dừng có được là do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng phát ra từ một nguồn.
+ Điều kiện để có sóng dừng
 -Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng. l = k
 -Để có sóng dừng trên sợi dây với một đầu là nút một đầu là bụng (một đầu cố định, một đầu dao động) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ bước sóng. l = (2k + 1)
+ Đặc điểm của sóng dừng
 -Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian.
 -Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là . 
 -Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là . 
+ Xác định bước sóng, tốc độ truyền sóng nhờ sóng dừng: -Khoảng cách giữa hai nút sóng là .
 -Tốc độ truyền sóng: v = lf = .
5. SÓNG ÂM
* Sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn .Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm .
*Nguồn âm: Một vật dao động tạo phát ra âm là một nguồn âm.
*Âm nghe được , hạ âm, siêu âm
 +Âm nghe được(âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người. 
 +Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được
 +siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được. 
 +Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất nhưng chúng có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm thụ được âm thanh chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm.
+Nhạc âm có tần số xác định.
* Môi trường truyền âm 
 Sóng âm truyền được trong cả ba môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không.
 Các vật liệu như bông, nhung, tấm xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng được dùng làm vật liệu cách âm.
*Tốc độ truyền âm: Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ xác định.
 -Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. 
 -Nói chung tốc độ âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.
 -Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi.
* Các đặc trưng vật lý của âm
-Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm .
-Cường độ âm : I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phuơng truyền sóng trong một đơn vị thời gian .
Đơn vị cường độ âm là W/m2.
-Mức Cường độ âm : Mức cường độ âm L là lôga thập phân của thương số giữa cường độ âm I và cường độ âm chuẩn Io: L(B) = lg. hoặc L(dB) = 10lg
+Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B), thực tế thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB):1B = 10dB.
-Âm cơ bản và hoạ âm : Sóng âm do một người hay một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, . Âm có tần số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f,  gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ  ...  thấy là: vạch đỏ Ha (la = 0,6563mm), vạch lam Hb (lb = 0,4861mm), vạch chàm Hg (lg = 0,4340mm), vạch tím Hd (ld = 0,4102mm).
- Trong miền hồng ngoại có một dãy, gọi là dãy Pasen.
+ Mẫu nguyên tử Bo giải thích được cấu trúc quang phổ vạch của hydrô cả về định tính lẫn định lượng.
	- Dãy Lyman được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo K.
	- Dãy Banme được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo L.
	- Dãy Pasen được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía ngoài về quỹ đạo M.
CHƯƠNG VII:HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Cấu tạo nguyên tử, khối lượng hạt nhân:
a. Cấu tạo nguyên tử
* Hạt nhân có kích thước rất nhỏ (khoảng 10-4 m đến 10-15 m) được cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn gọi là nuclon. 
* Có 2 loại nuclon: 
- Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố +e; Nơtron: ký hiệu n, không mang điện tích.
* Nếu một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn Mendeleev (Z gọi là nguyên tử số) thì nguyên tử của nó sẽ có Z electron ở vỏ ngoài hạt nhân của nguyên tử ấy chứa Z proton và N nơtron. 
* Vỏ electron có điện tích -Ze ; Hạt nhân có điện tích +Ze 
Nguyên tử ở điều kiện bình thường là trung hòa về điện 
* Số nuclon trong một hạt nhân là: A = Z + N .A: gọi là khối lượng số hoặc số khối lượng nguyên tử 
* Ví dụ: 
- Nguyên tử Hydro: có Z = 1, có 1e- ở vỏ ngoài hạt nhân có 1 proton và không có nơtron, số khối A=1 
- Nguyên tử Carbon có Z = 6, có 6e- ở vỏ ngoài, hạt nhân có 6 proton và nơtron, số khối A=Z+N=12 
- Nguyên tử natri có Z = 11, có 11e- ở vỏ ngoài, hạt nhân có chứa 11 proton và 12 nơtron. Số khối: 
A = Z + N = 11 + 12 = 23 
 + Kí hiệu hạt nhân
- Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu: 
- Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp: , , .
 + Đồng vị: 
* Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton Z nhưng có số nơtron N khác nhau gọi là đồng vị 
Ví dụ: - Hydro có 3 đồng vị: 
* Các đồng vị có cùng số electron nên chúng có cùng tính chất hóa học 
b. Khối lượng hạt nhân 
+. Đơn vị
* Đơn vị khối lượng nguyên tử (ký hiệu là u) bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị các bon 12 do đó đôi khi đơn vị này còn gọi là đơn vị carbon (C), 1u = 1,66055.10 – 27(kg)
+.Khối lượng và năng lượng hạt nhân
Năng lượng
E = mc2
 c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s).
 1uc2 = 931,5MeV ® 1u = 931,5MeV/c2 MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.
- Chú ý quan trọng:
+ Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với
Tuần:..
Ngày soạn:..//
Ngày dạy:.././
Trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.
+ Năng lượng toàn phần:
Trong đó: E0 = m0c2 gọi là năng lượng nghỉ.
E – E0 = (m - m0)c2 chính là động năng của vật.
2. Lực hạt nhân:
 a. Lực hạt nhân
* Mặc dù hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt mang điện cùng dấu hoặc không mang điện nhưng lại khá bền vững. 
* Do đó lực liên kết giữa chúng có bản chất khác với lực điện(là lực hút rất mạnh) . Lực liên kết này gọi là lực hạt nhân. Bán kính tác dụng của lực hạt nhân. bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân .
b.Năng lượng liên kết của hạt nhân
+. Độ hụt khối
- Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
- Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu Dm
 Dm = Zmp + (A – Z)mn – m()
+. Năng lượng liên kết
 Hay 
- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c2.
+. Năng lượng liên kết riêng
- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu , là thương số giữa năng lượng liên kết Elk và số nuclôn A.
- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
3. Phản ứng hạt nhân
a. Định nghĩa phản ứng hạt nhân
* Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt khác theo sơ đồ:
 A + B → C + D 
Trong đó: A và B là hai hạt nhân tương tác với nhau. C và D là hai hạt nhân mới được tạo thành 
Lưu ý: Sự phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân đó là quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác. 
+. Phản ứng hạt nhân tự phát
- Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
+. Phản ứng hạt nhân kích thích
- Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
- Đặc tính của ohản ứng hạt nhân: 
+ Biến đổi các hạt nhân.
+ Biến đổi các nguyên tố.
+ Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
b. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
 Xét phản ứng hạt nhân 
+ Định luật bảo toàn số Nuclon (số khối A): 
Tổng số nuclon của các hạt nhân trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau: 
 A1 + A2 = A3 + A4 
+. Định luật bảo toàn điện tích nguyên tử số Z) 
Tổng điện tích của các hạt trước và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 
+. Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng: 
* Hai định luật này vẫn đúng cho hệ các hạt tham gia và phản ứng hạt nhân. Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng và động lượng được bảo toàn 
* Lưu ý : Không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ 
c. Năng lượng phản ứng hạt nhân
- Phản ứng hạt nhân có thể toả năng lượng hoặc thu năng lượng.
 W = (mtrước - msau)c2
+ Nếu W > 0® phản ứng toả năng lượng:
+ Nếu W < 0 ® phản ứng thu năng lượng:
4 . Hiện tượng phóng xạ: 
a. Hiện tượng phóng xạ 
* Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng ra những bức xạ và biến đổi thành hạt nhân khác 
* Những bức xạ đó gọi là tia phóng xạ, tia phóng xạ không nhìn thấy được nhưng có thể phát hiện ra chúng do có khả năng làm đen kính ảnh, ion hóa các chất, bị lệch trong điện trường và từ trường 
b. Đặc điểm của hiện tượng phóng xạ: 
* Hiện tượng phóng xạ hoàn toàn do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra, hoàn toàn không phụ thuộc vào tác động bên ngoài. 
* Dù nguyên tử phóng xạ có nằm trong các hợp chất khác nhau, dù chất phóng xạ chịu áp suất hay nhiệt độ khác nhau thì mọi tác động đó đều không gây ảnh hưởng đến quá trình phóng xạ của hạt nhân nguyên tử. 
c. Các dạng phóng xạ: 
+. Tia alpha: bản chất là hạt nhân . Bị lệch về bản âm của tụ điện mang điện tích +2e .Vận tốc chùm tia : 107 m/s Có khả năng gây ra sự ion hóa chất khí
+. Tia bêta: gồm 2 loại: 
- Tia −β là chùm electron mang điện tích âm. Bị lệch về bản dương của tụ điện 
- Tia +β Thực chất là chùm hạt có khối lượng như electron nhưng mang điện tích +e gọi là positron. Bị lệch về bản âm của tụ điện 
* Các hạt được phóng xạ với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng 
* Có khả năng ion hóa chất khí yếu hơn tia α 
* Có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α, có thể đi được hàng trăm mét trong không khí 
+. Tia gamma: γ Bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn 
* Không bị lệch trong điện trường và từ trường .Đây là chùm photon có năng lượng cao, có khả năng đâm xuyên lớn có thể đi qua một lớp chì dày hàng domestic và nguy hiểm cho người 
d. Định luật phóng xạ
* Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kì thì 1/2 số nguyên tử của chất ấy đã biến đổi thành chất khác. 
* Gọi N0, m0: là số nguyên tử và khối lượng ban đầu của khối lượng phóng xạ. 
Gọi N, m: là số nguyên tử và khối lượng ở thời điểm t. 
Ta có: N = NO.hoặc m = mo. 
T: là chu kỳ bán rã , là hằng số phóng xạ với = 
Độ phóng xạ: 
* Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu được đo bằng số phân rã trong 1 giây. 
* Đơn vị là Becqueren (Bq) hoặc Curie (Ci) ; 1 Bq là phân rã trong 1 giây ; 1 Ci = 3,7.1010 Bq
* Độ phóng xạ: H = Nλ = H0. với H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu 
e. Quy tác dịch chuyển phóng xạ
Áp dụng các định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích và quá trình phóng xạ ta thu được các quy tắc dịch chuyển sau: 
+.Phóng xạ : anpha
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con ở vị trí lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối nhỏ hơn 4 đơn vị. 
+. Phóng xạ β- 
* So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con ở vị trí tiến 1 ô và có cùng số khối. 
* Thực chất của phóng xạ là trong hạt nhân 1 nơtron (n) biến thành 1 prôton (p) cộng với 1 electron (e-) và phản neutrio () −βγ : n → p + e + γ 
(Neutrino là hạt nhân không mang điện, số khối A = 0, chuyển động với vận tốc ánh sáng) 
+. Phóng xạ : β+
* So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con ở vị trí lùi 1 ô và có cùng số khối. 
* Thực chất của sự phóng xạ là sự biến đổi của prôton (p) thành neutron (n) cộng với 1 prsitron (e) và 1 nueutrino. +β : p → n + e+ + γ 
+. Phóng xạ : γ 
* Phóng xạ photon có năng lượng: hf = E2 - E1 (E2 > E1)
* Photon () có A = 0, Z = 0 nên khi phóng xạ không có biến đổi hạt nhân của nguyên tố này thành hạt nhân của nguyên tố kia mà chỉ có giảm năng lượng của hạt nhân đó một lượng bằng hf. 
5 Phản ứng phân hạch và nhiệt hạnh
a Sự phân hạch
+ Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtrôn chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân nặng trung bình.
+ Đặc điểm của sự phân hạch: mỗi phản ứng phân hạch sinh ra từ 2 đến 3 nơtrôn và toả ra một năng lượng khoảng 200MeV.
* Phản ứng dây chuyền
+ Phản ứng phân hạch sinh ra một số nơtrôn thứ cấp. Nếu sau mỗi lần phân hạch còn lại trung bình s nơtrôn gây được phân hạch mới và khi s ³ 1 thì sẽ có phản ứng hạt nhân dây chuyền. 
+ Các chế độ của phản ứng dây dây chuyền: với s > 1: phản ứng dây chuyền vượt hạn, không khống chế được, với s = 1: phản ứng dây chuyền tới hạn, kiểm soát được, với s < 1: phản ứng dây chuyền không xảy ra.
+ Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra
 - Các nơtrôn sinh ra phải được làm chậm lại.
 - Để có s ³ 1 thì khối lượng của khối chất hạt nhân phân hạch phải đạt tới một giá trị tối thiểu nào đó gọi là khối lượng tới hạn mh. Ví dụ: Với 235U, khối lượng tới hạn mh = 50kg.
* Nhà máy điện nguyên tử
+ Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân, ở đó phản ứng phân hạch được giữ ở chế độ tới hạn khống chế được.
+ Nhiên liệu của nhà máy điện nguyên tử là các thanh Urani đã làm giàu 235U đặt trong chất làm chậm để giảm vận tốc nơtrôn.
+ Để đạt được hệ số s = 1, người ta đặt vào lò các thanh điều chỉnh hấp thụ bớt các nơtrôn .
+ Năng lượng do phân hạch tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt được chuyển thành nhiệt năng của lò và truyền đến nồi sinh hơi chứa nước. Hơi nước được đưa vào làm quay tua bin máy phát điện.
b. Phản ứng nhiệt hạnh
	+ Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn.
	+ Là phản ứng tỏa năng lượng, tuy một phản ứng kết hợp tỏa năng lượng ít hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhiều hơn.
	+ Phản ứng phải thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ).
	Lý do: các phản ứng kết hợp rất khó xảy ra vì các hạt nhân mang điện tích dương nên chúng đẩy nhau. để chúng tiến lại gần nhau và kết hợp được thì chúng phải có một động năng rất lớn để thắng lực đẩy Culông. để có động năng rất lớn thì phải có một nhiệt độ rất cao.
	+ Trong thiên nhiên phản ứng nhiệt hạch xảy ra trên các vì sao, chẵng hạn trong lòng Mặt Trời. 
	Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được, ví dụ sự nổ của bom khinh khí (bom H).

Tài liệu đính kèm:

  • docTài liệu ôn thi tốt nghiệp vật lý 12.doc