Học nhanh Vật lý cấp 3 - Phần Quang học và Hạt nhân

12 Học nhanhï VẬT LÝ CẤP 3Ä Ù Á QUANG HỌC DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ c. Máy biến thế : d. Truyền tải điện năng : 1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2. Năng lượng mạch dao động : 1. Định luật phản xạ ánh sáng : 2. Gương cầu : a. Công thức xác định vị trí : b. Độ phóng đại của ảnh : * Hiệu điện thế : * Công suất hao phí trên đường dây : * Cường độ dòng điện : Nếu H = 100% và hệ số công suất hai mạch sơ cấp và thứ cấp bằng nhau thì I , I ' : cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch sơ cấp và thứ cấp U,U' và N, N' : Hiệu điện thế và số vòng của cuộn sơ cấp, thứ cấp N' > N ⇔ U' > U : Máy tăng thế N' < N ⇔ U' < U : Máy hạ thế R : Tổng điện trở đường dây P : Công suất cần truyền tải U : Hiệu điện thế ở 2 đầu dây tải - Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ bằng góc tới : i' = i 'd 1 d 1 f 1 += Vật thật, ảnh thật (ở trước gương) : d, d' > 0Vật ảo, ảnh ảo (ở sau gương) : d, d' < 0 Gương cầu lõm Gương cầu lồi02 Rf >= 02 Rf <−= d 'd'B'AK −== AB K > 0 : Ảnh cùng chiều vật K < 0 : Ảnh ngược chiều vật 13 Học nhanhï VẬT LÝ CẤP 3Ä Ù Á c. Sự phản xạ toàn phần : a. Độ tụ (D) và tiêu cự (f) của thấu kính : b. Công thức xác định vị trí vật, ảnh : c. Độ phóng đại của ảnh : 4. Lăng kính : 5. Thấu kính mỏng : 3. Sự khúc xạ ánh sáng - Hiện tượng phản xạ toàn phần : a. Định luật khúc xạ ánh sáng : b. Sự liên hệ giữa chiết suất và vận tốc truyền ánh sáng : - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới - Đối với cặp môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini)với sin của góc khúc xạ (sinr) luôn luôn là một số không đổi n21 : Chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1) Môi trường (1) : Môi tường chứa tia tới Môi trường (2) : Môi tường chứa tia khúc xạ1 2 21 n n n rsin isin == 1 2 v v 2 1 n n = v c n = với c = 3.108.m/s; * Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn (n1) sang môi trường chiết quang kém (n2) * Góc tới (i) lớn hơn góc giới hạn (igh) : i > igh Với sinigh = < 1 1n 2n * Nếu tia sáng truyền từ môi trường chiết suất n ra ngoài không khí : sinigh = n 1 * Tại I sini1 = nsinr1 * Tại R sini2 = nsinr2 * Góc chiết quang A = r1 + r2 * Góc lệch D = i1 + i2 − A * Nếu góc tới i và góc chiết quang A nhỏ : ( ≤ 100) i1 = nr1 ; i2 = nr2 ; A = r1 + r2 ; D = (n − 1)A * Khi có góc lệch cực tiểu : D = Dmin thì : i1 = i2 r1 = r2 = A2 Dmin = 2i1 − A A2sin = nsin Dmin + A 2 * Tiêu cựï = (n − 1)( + )1f 1 R1 1 R2 * Độ tụ D = ; f(m) ; D (Điốp)1f - n : Chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính với môi trường trong đó đặt thấu kính - R1, R2 : Bán kính hai mặt thấu kính Quy ước : - Mặt cầu lồi R > 0, mặt cầu lõm R < 0, mặt phẳng R = ∞ - Thấu kính hội tụ : f > 0, D > 0 - Thấu kính phân kỳï : f < 0, D < 0 1 f = + 1 d 1 d'Quy ước : - Vật thật (trước thấu kính) : d > 0 - Vật ảo (sau thấu kính) : d < 0 - Ảnh thật (sau thấu kính) : d' > 0 - Ảnh ảo (trước thấu kính) : d' < 0 K = = −A'B' AB d' d K > 0 : Ảnh cùng chiều vật K < 0 : Ảnh ngược chiều vật 14 Học nhanhï VẬT LÝ CẤP 3Ä Ù Á MẮT VÀ DỤNG CỤ QUANG HỌC TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG 1. Mắt : 2. Kính lúp : 3. Kính hiển vi : 4. Kính thiên văn : 1. Giao thoa sóng : Là sự gặp nhau của hai sóng kếp hợp. (f1 > f2) x * Sơ đồ tạo ảnh khi một người mang kính : * Nhìn cực cận (Mắt điều tiết tối đa) : O1O2 = d' + dc * Nhìn cực viễn (Mắt không điều tiết ) : O1O2 = d' + dv 1 fc = +1 dc 1 d'm 1 fv = +1 dv 1 d'm * Chữa bệnh cận thị : d = ∞ * Kính cận thị : Thấu kính phân kỳ * Mắt không có tật : dv = ∞ * Kính viễn thị : Thấu kính hội tụ - Độ bội giác - Độ bội giác G = = K tgαtgα0 Đ d' +  tgα = A'B' d' +  tgα0 = ABĐ Đ = OCc = dc; ; - Ngắm chừng cực cận Gc = K - Ngắm chừng vô cực G∞ = Đ f 25 f Ghi chú : Vành kính lúp ghi x5 nghĩa là : G = 5 = ⇔ f = 5cm G = tgαtgα0 tgα0 = AB Đ với Nếu ngắm chừng cực cận : Gc = Kc = K1K2 Nếu ngắm chừng vô cực : G∞ = δĐf1f2 δ = O1O2 − f1 − f2 : Độ dài quang học của kính hiển vi Khi ngắm chừng vô cực : O1O2 = f1 + f2 G∞ = = tgα tgα0 f1 f2 - Hiệu đường đi của hai sóng ánh sáng từ S1, S2 tới M là : ax D d2 − d1 = λD ad2 − d1 = kλ ⇒ x = k λD ad2 − d1 = (k + ½)λ ⇒ x = (k + ½) - Tại M là vân ánh sáng : k = 0 : Vân sáng trung tâm (tại O) k = ± 1 : Vân sáng bậc 1 k = ± 2 : Vân sáng bậc 2 . . . - Tại M là vân tối k = 0 hay k = − 1 : Vân tối bậc 1 k = 1 hay k = − 2 : Vân tối bậc 2 ... - Khoảng vân : Khoảng cách giữa 2 vân sáng hay 2 vân tối liên tiếp : λDai = 15 Học nhanhï VẬT LÝ CẤP 3Ä Ù Á LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 2. Thang sóng điện từ : 1. Thuyết lượng tử : VẬT LÝ HẠT NHÂN 2. Hiện tượng quang điện : 4. Thuyết lượng tử trong nguyên tử Hydro (mẫu nguyên tử Bo (Bohr)) : 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử : a. Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện : b. Công thức Anhxtanh (Einstein) : c. Hiệu điện thế hãm (Uh) : d. Định lý động năng : (Bức xạ)(Hấp thụï) - Tia Gamma (γ) : dưới 10−12m - Tia Rơnghen (tia X) : 10−12m đến 10−9m - Tia Tử ngoại : 10−9m đến 4.10−7m - Ánh sáng nhìn thấy : 4.10−7m đến 7,6.10−7m - Tia Hồng ngoại : 7,6.10−7m đến 10−3m - Các sóng vô tuyến : 10−3m trở lên ∗ Lượng tử ánh sáng hay photon : ε = hf = hc λ h = 6,625.10−34.Js : Hằng số Plank c = 3.108.m/s : Vận tốc ánh sáng trong chân không f : Tần số ánh sáng λ : Bước sóng ánh sáng λ ≤ λ0 - λ : Bước sóng của ánh sáng kích thích - A : Công thoát của e khỏi kim loại : Giới hạn quang điện của kim loạiλ0 = hc/A ε = hf = = A + mv hc λ 1 2 2 0max (m = 9,1.10 −31kg) vomax : Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện mv1 2 2 0maxEđ0max = : Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện Khi UAK ≤ Uh ⇔ I = 0 ⇔ eUh = Eđ0max mv1 2 2 0maxmv 1 2 2 maxe UAK = − 3. Tia Rơnghen (Tia X) : Tần số cực đại (hay bước sóng cực tiểu) của tia X do ống Rơnghen phát ra ứng với toàn bộ động năng cực đại của electron biến thành năng lượng của photon tia X : mv1 2 2 maxε = hfmax = = hc λmin (Q = 0) εmn = hfmn = = Em − En hcλmn ∗ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng, có năng lượng Em đến trạng thái dừng, có năng lượng En thì nguyên tử phát ra một photon có năng lượng : Z : Nguyên tử số hay số proton bên trong hạt nhân N : Số nơtron trong hạt nhân A = N + Z : Số khối XAZ ∗ Các hạt nhân cùng số proton Z nhưng số khối A khác nhau gọi là đồng vị ∗ Đơn vị khối lượng nguyên tử (u) bằng 1/12 khối lượng của C ⇒ u ≅ 1,66058.10−27kg126 16 Học nhanhï VẬT LÝ CẤP 3Ä Ù Á 2. Sự phóng xạ : 3. Phản ứng hạt nhânï : a. Các tia phóng xạ : b. Định luật phóng xạ : c. Độ phóng xạ : b. Các luật bảo toàn : d. Sự phân hạch và phản ứng nhiệt hạch (tỏa năng lượng) : Tia α ( )He42 Tia β − ( )e0−1 Tia β + ( )e01 Tia γ ( )ε = hf = hc λ ; ; ; N = N0.e−λt m = m0.e−λt ∗ N0, m0 : Số nguyên tử, khối lượng ban đầu (t = 0) của chất phóng xạ ∗ N, m : Số nguyên tư, khối lượng ở thời điểm t của chất phóng xạ ∗ : Hằng số phóng xạ , với T : Chu kì bán rãλ = =Ln2T 0,693 T ∗ N0 = m0.NAA N = m.NA A e −λt = 1 2t/T ; ; H = H0.e−λt = λN H0 = λN0với Đơn vị H : Beccơren (Bq) = phân rã/giây Đơn vị khác : Curi (Ci) = 3,7.1010Bq H0 : Độ phóng xạ lúc ban đầu (t = 0) H : Độ phóng xạ ở thời điểm t a. Phản ứng hạt nhân : AA1Z1 B A2 Z2 C A3 Z3 D A4 Z4 + + ∗ Định luật bảo toàn số khối : ∗ Định luật bảo toàn điện tích : ∗ Định luật bảo toàn năng lượng : Tổng các dạng năng lượng của hệ trước và sau phản ứng bảo toàn. A1 + A2 = A3 + A4 Z1 + Z2 = Z3 + Z4 ∗ E = m.c2 : Năng lượng nghỉ (Hệ thức Anhxtanh) ∗ Wđ = : Động năngmv212 Ghi chú : Không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ ∗ Định luật bảo toàn động lượng : pA + pB = pC + pD ⇔ mAvA + mBvB = mCvC + mDvD c. Phản ứng tỏa và thu năng lượng : Gọi : M0 = mA + mB ; M = mC + mD ∗ M < M0 ⇔ Phản ứng tỏa năng lượng ∗ M > M0 ⇔ Phản ứng thu năng lượng ∗ Sự phân hạch : Là hiện tượng một hạt nhân (loại rất nặng) hấp thụ nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình ∗ Phản ứng nhiệt hạch : Sự kếp hợp 2 hạt nhân rất nhẹ thành 1 hạt nhân nặng hơn U23592 U 236 92 X A Z 200MeVX' A' Z'n 1 0 k n 1 0+ + + + H21 H 3 1 He 4 2 17,6MeVn 1 0+ + + Ví dụ : Ví dụ : 4. Năng lượng liên kết - Độ hụt khối của hạt nhân nguyên tử :( X)AZ ∆m = m0 - m ∆E = (m0 - m)c2 ∆E' = ∆EA ⇔ : Độ hụt khối của hạt nhân : Năng luợng liên kết của hạt nhân : Năng luợng liên kết riêng của hạt nhân với m0 = Zmp + Nmnm = mx Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn, thì càng bền vững