LyLy thuyet hay so 2

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (337.38 KB, 10 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

VII.1: NHỮNG KLUẬN RÚT RA TỪ CÁC TN CỦA NEWTON VỀ TÁN SẮC AS



Ánh sáng trắng là tập hợp vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục
từ đỏ tới tím



Chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với các ánh
sáng đơn sắc khác nhau: lớn nhất đối với ánh sáng tím và nhỏ
nhất đối với as đỏ. Do đó khi chiều chùm as trắng vào cạnh
bên 1 lăng kính chùm tia ló bị tán sắc tạo thành dãy màu như
cầu vồng, trong đó tia tím bị lệch nhiều nhất



Ánh sáng đơn sắc là as không bị tán sắc khi qua lăng kính; mỗi as đơn sắc có một bước
sóng  xác định ứng với một màu xác định gọi là màu đơn sắc. VD:

- Vùng as đỏ có  từ 0,76m đến 0,64m

- Vùng as tím có  từ 0,44m đến 0,40m



Vận tốc as trong chân không là c, vận tốc as trong môi trường có chiết suất n là

c
v

n


. Mặt
khác, giữa bước sóng và vận tốc có mối liên hệ =vT, nên ta có kết luận: khi truyền từ m.
trường này sang mơi trường khác vận tốc và bước sóng as thay đổi (cịn chu kì và tần số
khơng đổi).

VII.2: NHỮNG KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CÁC THÍ NGHIỆM YOUNG VỀ GTAS



Hiện tượng giao thoa as đơn sắc là hình ảnh các vạch sáng tối xen kẽ nhau đều đặn quan
sát được khi cho hai nguồn as đơn sắc (thỏa mãn yêu cầu nguồn kết hợp) gặp nhau



Hiện tượng giao thoa as trắng là hình ảnh gồm một vạch trắng trung tâm, hai bên là hai
dãy màu cầu vồng tím trong, đỏ ngồi, quan sát được khi cho hai nguồn as trắng (thỏa mãn
yêu cầu nguồn kết hợp) gặp nhau



Hiện tượng giao thoa as là bằng chứng thực nghiệm quan trọng chứng tỏ as có tính chất
sóng



Thí nghiệm Young giúp đo được trực tiếp khoảng vân, từ đó xác định được bước sóng ánh
sáng theo công thức:

ai
D



(a là khoảng cách giữa hai khe, i là khoảng cách giữa hai vân
sáng hoặc tối cạnh nhau, D là khoảng cách từ khe tới màn)

VII.3: QUANG PHỔ

 Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích as phức tạp thành các thành phần đơn sắc
khác nhau, có bộ phận cấu tạo chính là 1 lăng kính.



Các lợi ích của phép phân tích quang phổ:

- Giúp xác định nhiệt độ của các vật sáng (đặc biệt là các vật ở xa hoặc nơi nguy
hiểm) do các vật có nhiệt độ khác nhau có quang phổ liên tục khác nhau.

- Giúp xác định thành phần cấu tạo của vật sáng, do các nguyên tố khác nhau có
quang phổ vạch khác nhau

 So sánh các loại quang phổ:

So sánh Quang phổliên tục Quang phổ vạchphát xạ Quang phổ vạch hấp thụ

Nguồn
phát

Các vật rắn,
lỏng, khí có tỉ 
khối lớn bị
nung nóng
VD: lõi mặt
trời, bếp lị…

Khí ở áp suất thấp
(tỉ khối nhỏ) bị kích
thích phát sáng bằng
cách đun nóng …
VD: đèn hơi

Khí ở áp suất thấp, có nhiệt độ
nhỏ hơn nguồn phát quang phổ
liên tục, đặt trên đường truyền của
nguồn phát quang phổ liên tục.
VD: khí quyển mặt trời

Đặc điểm -Là dãy màu -Là những vạch màu -Là những vạch tối riêng lẻ nằm

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

liên tục từ đỏ
tới tím
-Chỉ phụ thuộc
nhiệt độ nguồn
phát

riêng lẻ nằm trên
nền tối

-Đặc trưng cho từng
nguyên tố hóa học

trên nền quang phổ liên tục.
-Khi nhiệt độ nguồn quang phổ
liên tục hạ xuống thấp hơn nhiệt
độ của khối khí hấp thụ, khối khí
này sẽ phát trở lại quang phổ vạch
phát xạ (hiện tượng đảo sắc)

Ứng dụng Đo nhiệt độ nguồn phát Nhận biết sự có mặt của 1 nguyên tố trong hổn hợp ( phát hiện ra He trên mặt trời trước khi tìm thấy trên trái đẩt)

VII.4: TIA HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI VÀ RƠN GHEN
 So sánh tia hồng ngoại, tử ngoại và tia Rơnghen:

So sánh Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia Rơn ghen

Bản chất

Bức xạ khơng
nhìn thấy có
bước sóng lớn
hơn as đỏ
(>0,76.10-6m) và 
nhỏ hơn sóng vơ
tuyến(<10-3m)

Bức xạ khơng nhìn
thấy có bước sóng nhỏ

hơn as tím (<0,4.10
-6m) và lớn hơn tia Rơn
ghen

(>10-8m)

Bức xạ khơng nhìn thấy có
bước sóng rất ngắn

(từ 10-12 đến 10-8m) (nhỏ hơn 
as tím và lớn hơn tia gamma)

Nguồn
phát

Các vật có nhiệt
độ cao hơn nhiệt
độ mơi trường

Các vật có nhiệt độ rất
cao (mặt trời, đèn thủy
ngân, hồ quang…)

Ống Rơn ghen: dưới tác dụng
của điện trường mạnh, e từ
catod bay đập vào anod tương
tác với các nguyên tử của
anod phát ra tia Rơnghen

Tính chất

tác dụng
ứng dụng

-Tác dụng nhiệt,
dùng để sưởi,
sấy, phơi…
-Tác dụng lên
phim hồng ngoại
dùng chụp ảnh
ban đêm…

-Bị thủy tinh, nước
hấp thụ

-Tác dụng mạnh lên
phim ảnh, làm phát
quang 1 số chất, gây
phản ứng quang hóa,
quang hợp… dùng trị
bệnh còi xương, phát
hiện vết trầy xướt trên
bề mặt sản phẩm
tiện…

-Đâm xuyên mạnh: để cản tia
Rơn ghen phải dùng tấm kim
loại khối lượng riêng lớn như
chì …

-Làm phát quang, hủy hoại tế

bào, sát khuẩn…

-Chụp Xquang để phát hiện
gãy xương, trị ung thư gần
da, phát hiện lỗ hổng trong
sản phẩm tiện..



Thang sóng điện từ:

Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy từ đỏ tới tím, tia tử ngoại, tia Rơnghen
và tia gamma đều có chung bản chất là sóng điện từ có bước sóng giảm dần từ 103m đến 
10-13m (tần số tăng dần tương ứng) chia thành từng nấc như thang (gọi là thang sóng điện 
từ)

VIII.1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN



Thí nghiệm Hec giúp phát hiện ra hiện tượng quang điện: Khi chiếu as có bước sóng
thích hợp vào một tấm kim loại, các electron trên bề mặt kim loại bị bật ra (gọi là electron
quang điện).



Thí nghiệm với tế bào quang điện giúp xây dựng 3 định luật quang điện:

+ Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng as kích thích nhỏ hơn giới hạn quang
điện của kim loại (hay tần số kích thích lớn hơn tần số giới hạn)

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

+ Cường độ dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ với cường độ as kích thích (điều này chỉ đúng
khi đã có hiện tượng quang điện, vì nếu bước sóng ánh sáng kích thích lớn hơn giới hạn
quang điện, dù tăng cường độ sáng đến mức nào vẫn khơng có dịng quang điện)

+ Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh
sáng kích thích và giới hạn quang điện của kim loại được chiếu sáng (để dòng quang điện
triệt tiêu hiệu điện thế hãm Uh phải tạo ra công cản eUh = động năng ban đầu cực đại Eđomax
của các electron quang điện)



Thuyết sóng ánh sáng khơng giải thích được hiện tượng quang điện:

Vì nếu theo thuyết này muốn có hiện tượng quang điện chỉ cần cường độ sáng mạnh cung
cấp năng lượng giúp cho các electron dao động mạnh khi sóng as truyền tới để electron bứt
ra khỏi liên kết với nguyên tử trở thành eletron quang điện.



Thuyết lượng tử của Plank được Einstein vận dụng để g.thích 3 đluật quang điện:
☻Nội dung của thuyết lượng tử: Những nguyên tử vật chất hấp thụ hay bức xạ as thành
từng phần riêng biệt, đứt quãng. Mỗi phần có năng lượng xác định ε=hf, gọi là lượng tử as
hay photon; trong đó h là hằng số Plank và f là tần số as

☻Giải thích 3 định luật quang điện bằng thuyết lượng tử:

Theo Einstein, khi e hấp thụ một photon thì năng lượng này được dùng để cung cấp cho e
một cơng thốt A để thốt ra khỏi liên kết và cung cấp cho e một động năng ban đầu để đi
về anod: hf=A+ Eđomax. (công thức Einstein về hiện tượng quang điện). Công thức này được

dùng để giải thích 3 ĐLQĐ.

+Nếu

hc

hf A


 

hiện tượng quang điện bắt đầu xảy ra  0

hc
A





gọi là giới hạn qđiện
+Cường độ dòng quang điện sẽ triệt tiêu khi UAKUh, với Uh là HĐT hãm tạo công cản của
điện trường eUh ngăn không cho e tới anod eUh=Eđomax ;

2
0max
đ max

2
o

mv

E 

là động năng
ban đầu của các electron quang điện (cực đại đối với e lớp ngoài, nhỏ hơn với các e lớp
trong)

+Từ các mối liên hệ trên suy ra cách xác định cơng thốt của electron quang điện và giới
hạn quang điện như sau: chiếu lên catod as có bước sóng  thích hợp để có dịng quang
điện; đổi cực nguồn điện để tạo HĐT hãm Uh sao cho I=0. Khi đó A=hf-eUh0



Ánh sáng thể hiện rõ tính chất sóng (giao thoa…) khi bước sóng dài, tần số thấp, năng
lượng thấp như sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại …Bước sóng càng ngắn, năng lượng càng
lớn thì tính chất hạt (ion hóa, đâm xuyên …) càng thể hiện rõ, do đó có thể coi as có lưỡng
tính sóng - hạt

VIII.2: HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN



So sánh hiện tượng quang điện và quang dẫn:

So sánh Hiện tượng quang điện Hiện tượng quang dẫn

Vật liệu Kim loại Chất bán dẫn

Bước sóng as kích

thích Nhỏ, năng lượng lớn (như tia tử ngoại) Vừa, năng lượng trung bình (as nhìn thấy..)

Ứng dụng

Tế bào quang điện dùng
trong các mạch điều khiển
tự động(nay ít thông dụng)
do nhược điểm cần as kích
thích có bước sóng ngắn

Quang trở (dùng thay tế bào quang
điện trong các mạch điều khiển tự
động do có ưu điểm chỉ cần kích thích
bằng as nhìn thấy), Pin quang điện
giúp biến quang năng thành điện năng
VIII.2: THUYẾT LƯỢNG TỬ VÀ MẪU NGUYÊN TỬ BO



</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

+ Tiên đề 1: về các trạng thái dừng: nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái dừng (có
năng lượng xác định); trong trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ.

Hệ quả: Ở trạng thái dừng các electron chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo
dừng có bán kính xác định tương ứng với các lớp K, L, M, N… của mẫu nguyên tử
Rutherford trong đó lớp K có bán kính nhỏ nhất r0=0,5.10-10m gọi là bán kính Bo, các lớp
L, M, N có bán kính lần lượt là 4r0, 9r0, 16r0,25r0…

+ Tiên đề 2: về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử:

- Nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp

hấp thụ được 1 photon có năng lượng đúng bằng hiệu hai mức năng lượng thì thì
nó chuyển sang trạng thái dừng có mức năng lượng cao hơn (gọi là trạng thái 
kích thích, thời gian tồn tại của trạng thái này rất ngắn)

- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng cao sang trạng thái
dừng có mức năng lượng thấp sẽ phát ra 1 photon có năng lượng đúng bằng hiệu
hai mức năng lượng

Hai tiên đề của Bo được vận dụng để giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử
Hidro: Khi chuyển từ trạng thái kích thích có năng lượng cao xuống trạng thái dừng có
năng lượng thấp các e phát ra các photon có năng lượng xác định tương ứng với các vạch
trong quang phổ vạch của H:

 

hf



E



E

1; các vạch màu khác nhau là do hiệu các

mức năng lượng khác nhau nên phơton có bước sóng khác nhau 2 1

hc

E









IX.1: CẤU TẠO HẠT NHÂN



Kích thước: từ 10-14 đến 10-15m



Thành phần: gồm hai loại nuclon:

- Prơton mang điện tích ngun tố dương e=+1,6.10-19C (cùng giá trị với điện tích 
electron nhưng trái dấu). Kí hiệu là p

- Nơtron khơng mang điện. Kí hiệu n



Một nguyên tử X ở trạng thái trung hoà, hạt nhân có N nơtron và Z prơton (tương ứng với
Z electron ở vỏ) sẽ có số khối là A=Z+N và được kí hiệu là ZA

X

hoặc

A
Z

X

VD1: 11

H

:nguyên tử Hidro, nguyên tử số Z=1 (đứng đầu bảng tuần hồn), số khối
A=1, hạt nhân có Z=1 p và N=A-Z=0 n

VD2: 1123

Na

:nguyên tử Natri, nguyên tử số Z=11 (xếp thứ 11 trong bảng tuần hoàn),
số khối A=23, hạt nhân có Z=11 p và N=A-Z=12 n



Vì chỉ cần tra Bảng tuần hồn là biết ngun tử số Z nên có thể dùng các kí hiệu tắt sau
đây: H1, Na23, C12, U235… hoặc H1, Na23, C12, U235



Dù được cấu tạo từ các hạt mang điện dương p (đẩy nhau) và các hạt trung hoà n, nhưng đa
số hạt nhân rất bền vững nhờ một loại lực liên kết siêu mạnh gọi là lực hạt nhân (có bán
kính tác dụng rất ngắn, khoảng 10-13m)



Các ngun tử có cùng nguyên tử số Z nhưng có số khối khác nhau (do số N khác nhau)
gọi là các đồng vị (cùng vị trí trong bảng tuần hồn)

VD: Hidro có 3 đồng vị:

- 1H1dro thường, kết hợp với oxy thành nước thường H2O

- 1H2Hidro nặng, thường kí hiệu D, kết hợp với oxy thành nước nặng D2O
- 1H3Hidro siêu nặng, thường kí hiệu T, kết hợp với oxy thành nước siêu nặng T2O

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Các loại hidro này có số n ở hạt nhân lần lượt là 0, 1, 2

Hầu hết các nguyên tố đều có đồng vị, có một số đồng vị có tính phóng xạ được ứng dụng
trong cơng nghệ hạt nhân (điều trị ung thư, nhà máy điện nguyên tử…)



Đơn vị khối lượng nguyên tử là đơn vị đo khối lượng dùng trong vật lí hạt nhân. Kí hiệu là
u (trong hoá học gọi là đvC).

1u1,66055.10-27kg=1/12 khối lượng nguyên tử cacbon C12
Lưu ý !!!:



mp1,007276u mn1,008665u me0,000549u

Vì khối lượng electron nhỏ hơn rất nhiều lần so với prôton và nơtron nên có thể coi khối
lượng nguyên tử tập trung tại hạt nhân (gần bằng ngưyên tử khối A). VD: mH1u,
mNa23u, …

Trong 1mol (1phân tử gam hay nguyên tử gam) của bất kì chất nào cũng chứa số nguyên
tử như nhau NA=6,022.1023/mol (gọi là số Avogadro). Do đó 1NAu=1g

1molHe=1NA4u=4g, 1molNa=1NA23u=23g…



Vì trong tự nhiên, các nguyên tố là hổn hợp nhiều đồng vị nên nguyên tử lượng thường lấy
giá trị trung bình. VD: C có ngun tử lượng 12.011u do Cacbon có các đồng vị C12,
C13…

IX.2: HIỆN TƯỢNG PHĨNG XẠ



Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng 1 hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ khơng
nhìn thấy gọi là tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. VD: Ra226 phóng xạ biến
thành Rn222 và phát ra tia α (là hạt nhân của Hêli 2He4).

Hiện tượng diễn ra do các nguyên nhân bên trong hạt nhân, hồn tồn khơng phụ thuộc các
yếu tố bên ngồi như áp suất, nhiệt độ…(khơng thể dừng được hiện tượng phóng xạ)



Có ba loại tia phóng xạ:

+ Tia alpha (hay hạt α) : mang điện tích dương +2e, có khối lượng lớn nhất trong 3 loại tia,
là hạt nhân nguyên tử hêli 2He4

+ Tia bêta: có hai loại:
- Tia -: là các electron

- Tia +: là các pozitron, có cùng khối lượng với electron nhưng mang điện tích 
ngun tố dương +e (giống như prơton)

+ Tia gamma (γ): là sóng điện từ (hay phơton) có bước sóng cực ngắn, có năng lượng rất
lớn



Định luật phóng xạ: Mỗi chất phóng xạ có một chu kì bán rã T đặc trưng

Tức là sau thời gian T, phân nửa chất phóng xạ đã bị biến thành chất khác

VD: Urani có T=4,5.109năm, có nghĩa là nếu hiện nay có 1kg Urani thì sau bốn tỉ rưởi năm 
nửa chỉ cịn nửa kg

Các cơng thức của định luật phóng xạ:

N

=

N

0

e

− λt hoặc

m

=

m

0

e

− λt trong đó N, m là số nguyên tử và khối lượng
nguyên tử còn lại sau thời gian t, N0 và m0 là số nguyên tử và khối lựơng nguyên tử ban
đầu, λ được gọi là hằng số phóng xạ

λ

=

ln 2

T

=

0 ,

693 T

ta thấy các chất phóng xạ
khác nhau có chu kì bán rã khác nhau nên hằng số phóng xạ cũng khác nhau, chu kì càng
ngắn thì hằng số phóng xạ càng lớn.

VD: Ra226 có T=10-6s, suy ra λ≈693000/s

Ngồi ra trong 1 số bài tốn chỉ cần dùng công thức

2

k

N



hoặc
0

2

k

m



</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>



Độ phóng xạ H đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu được đo bằng số phân rã sau

một giây

H

=

λN

0

e

− λt

=

H

0

e

− λt

=

λN

trong đó H là độ phóng xạ tại thời điểm t,
H0 là độ phóng xạ ban đầu, ta thấy

H

=

λN

: các chất có hằng số phóng xạ lớn (như
Ra) hoặc lượng chất phóng xạ nhiều thì độ phóng xạ mạnh.

Đơn vị của độ phóng xạ là Bp (Berquerel): 1Bp=1phân rã/giây



Ứng dụng: C14 là đồng vị phóng xạ tự nhiên có chu kì bán rã 5600 năm, tuy nhiên trong
khí quyển do tác động của tia vũ trụ, tỉ lệ C14/C gần như không đổi từ hàng chục ngàn năm
nay. Cơ thể sống liên tục hấp thụ C14 (cùng với C) nên có độ phóng xạ H0 xác định. Khi
sinh vật chết, quá trình hấp thụ ngưng lại, nhưng quá trình phân rã vẫn tiếp tục nên độ
phóng xạ giảm dần. So sánh độ phóng xạ của 1 cổ vật với độ phóng xạ của sinh vật đang
sống có thể định tuổi cổ vật khá chính xác.

VD: Một vật bằng gỗ của người Ai Cập cổ có độ phóng xạ H=0,15Bq; một mãnh gỗ mới
chặt có độ phóng xạ 0,25Bq. Áp dụng cơng thức

H

=

H

0

e

− λt với =0,693/5600 ta
tính được tuổi của cổ vật là t=4100 năm

IX.3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN



Phản ứng hạt nhân là sự tương tác giữa các hạt nhân, dẫn tới sự biến đổi của chúng thành
các hạt khác: A+B→C+D (A,B là các hạt trước phản ứng; C,D là các hạt sau phản ứng).
Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân, trong đó hạt nhân mẹ A tự biến đổi
thành các hạt con: A→C+D



Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật bảo tồn số khối A, điện tích Z, năng lượng E
và động lượng

p



VD1: 1327

Al+

42

He

→

1530

P

+

n

khi kết hợp với hạt nhân Hêli (hay hạt α) nhôm
biến thành photpho và giải phóng 1 nơtron, tổng số khối và điện tích trước và sau phản ứng
bằng nhau

VD2:

+

¿

P→

Si

+

10

e

¿ đồng vị photpho P30 là chất phóng xạ beta cộng tự biến
đổi thành silic và một pozitron

Các quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ
Loại

phóng

xạ Alpha Beta trừ Beta cộng Gamma

PT đầy

đủ Z

A

X →

Z'
A '

Y

+

He

ZA

X →

Z+1A

Y

+

−10

e

−

+

¿

Z
A

X →

Z −A1

Y

+

10

e

E

2

− E

1

=

hf

PT thu

gọn

n → p

+

e

−

+

ν

+

¿

+

ν

p→ n

+

e

Ý nghĩa

2He4 hay hạt α
thường dùng làm

“đạn” để bắn phá
các hạt nhân khác
trong các phản
ứng hạt nhân nhân
tạo

Nơtron có thể biến
thành prơton giải
phóng 1 electron và
1 hạt không mang
điện, gần như
không có khối
lượng gọi là
nơtrino (: nuy)

Prơton có thể biến
thành nơtron giải
phóng 1 pozitron
và 1 nơtrino

Đi kèm với 3
loại phóng xạ
kia, là năng
lượng toả ra
trong sự phóng
xạ (tia gamma
=hf)

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

dịch
chuyển

hạt nhân con Y
giảm 2 so với mẹ:

lùi 2 ơ trong bảng
tuần hồn

hạt nhân con Y
tăng 1 so với mẹ:

tiến 1 ô trong bảng
tuần hoàn

hạt nhân con Y
giảm 1 so với mẹ:

lùi 1 ơ trong bảng
tuần hồn

Ví dụ

226

Ra

→

222

Rn

+

He

Radi (Z=86)biến

thành Radon
(Z=84) (mất 2p)

210

Bi

→

210

Po

+

−10

e

−
Bitmut (Z=83) biến
thành Pôlôni
(Z=84) (thêm 1p)

+

¿

15
30

P→

1430

Si

+

10

e

¿
Photpho (Z=15)
biến thành Silic
(Z=14) (mất 1p)



Ngoài các phản ứng hạt nhân tự nhiên, con người còn tạo ra các phản ứng hạt nhân nhân
tạo phục vụ cho nghiên cứu khoa học (như phương pháp nguyên tử đánh dấu bằng cách
cho 1 lượng rất nhỏ đồng vị phóng xạ P32 vào phân lân dùng máy dị phóng xạ có thể biết
phân lân tới các bộ phận nào của cây), y học (như Co60 dùng điều trị ung thư bằng pp xạ
trị), năng lượng hạt nhân…

IX.3: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

Hệ thức Einstein về khối lượng và năng lượng:

E

=

mc

2 trong đó c là vận tốc as
trong chân không. Hệ thức này cho thấy 1g chất nào cũng chứa một năng lượng rất lớn
(khoảng 25 triệu KWh!)



Từ hệ thức trên suy ra

m

=

E

c

2 .Nếu E tính bằng MeV (mega electron volt) thì khối
lượng có thể đo bằng đơn vị MeV/c2 (là đơn vị dùng trong vật lí hạt nhân)

1MeV=106eV=1,6.10-13j

(1eV=1,6.10-19 j là năng lượng cần cung cấp để dịch chuyển electron trong điện trường 
đều giữa 2 điểm có hiệu điện thế 1V)

và (c2=3.108m/s)2 nên

1MeV/c2 =1,7827.10-30kg1kg=0,561.1030MeV/c21u=1,66055.10 kg=931,5MeV/c-27 2



Trong các phản ứng hạt nhân, tổng khối lượngcác nuclon:

+ Trước khi liên kết m0=Zmp+Nmn trong đó Z và N là số p và n
+ Sau khi liên kết m=Zmp+Nmn ≠ m0 trong đó Z và N là số p và n

Điều đó cho thấy một phần khối lượng (gọi là độ hụt khối m=m0-m) đã biến thành năng
lượng toả ra hoặc là năng lượng cần cung cấp để liên kết các nuclon thành hạt nhân:

E=mc2 (E gọi là năng lượng liên kết).
Tỉ số

ΔE

A

gọi là năng lượng liên kết riêng (A là số khối). Tỉ số này càng lớn thì hạt
nhân càng bền vững (các nguyên tố nằm ở khoảng giữa bảng tuần hồn). Tỉ số này càng
nhỏ thì hạt nhân càng kém bền (các nguyên tố nằm ở khoảng đầu và cuối bảng tuần hoàn)



Hai loại phản ứng hạt nhân toả năng lượng:

1. Phản ứng phân hạch (phân chia hạt nhân): ngồi phân hạch tự động (phóng xạ), hiện
tượng phân hạch cịn có thể xảy ra khi một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron (năng
lượng kiên kết riêng giảm) bị vỡ ra thành hai hạt nhân có khối lượng trung bình

VD: 23592

U

+

01

n →

23692

U →

AZ

X

+

A'Z'

Y

+

k

01

n

+

200 MeV

trong đó X, Y là các
hạt nhân nặng trung bình, k là số nơtron sinh ra (2 hoặc 3)



</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

+ Nếu s<1: dưới hạn phản ứng dây chuyền không xảy ra

+ Nếu s=1: tới hạn phản ứng dây chuyền xảy ra nhưng kiểm soát được( trong nhà máy điện
nguyên tử)

+Nếu s>1: vượt hạn phản ứng khơng kiểm sốt được gây ra vụ nổ hạt nhân (bom A) (khi
khối Urani đạt khối lượng tới hạn)

2. Phản ứng nhiệt hạch (kết hợp hạt nhân trong điều kiện nhiệt độ rất cao): hai hạt nhân rất
nhẹ kết hợp thành hạt nhân nặng hơn

VD: 12

H

+

13

H →

24

He

+

01

n

+

17 ,

6 MeV

nếu so sánh cùng khối lượng nhiên liệu
thì phản ứng nhiệt hạch cho năng lượng cao hơn. Đây là một trong số các phản ứng duy trì
nguồn nhiệt cho mặt trời và các vì sao

Phản ứng này hiện nay chưa kiểm soát được để tạo nguồn năng lượng thay thế cho các
nguồn năng lượng truyền thống (dù nguyên liệu cho phản ứng có sẵn trong tự nhiên và rất
dồi dào, đó là nước nặng)

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Sự phụ thuộc của chiết suất TK và LK vào màu sắc as

VD1: Thấu kính thủy tinh rìa mỏng hai mặt cong lồi bán kính bằng nhau và bằng 20cm.
Chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ là 1,5 đối với tia tím là 1,54. Tính khoảng cách giữa
hai tiêu điểm khi lần lượt dùng tia đỏ và tia tím



mặt cong lồi R>0 R=0,2m; độ tụ của TK đối với tia đỏ là Dđ=(nđ-1)…suy ra tiêu cự khi

chiếu tia đỏ là fđ=…; độ tụ của TK đối với tia tím là… f=..

 TK rìa dầy hai mặt cong lõm. Độ tụ của TK phân kì thay dổi thế nào khi bước sóng ánh
sáng thay đổi?

VD2: Chiếu một chùm as trắng // hẹp vào mặt bên một lăng kính dạng nêm có góc chiết
quang A=6° theo phương vng góc mặt phân giác của A. Đặt màn hứng cách LK 2m.
Tính chiều dài dãy quang phổ liên tục trên màn biết chiết suất của LK đối với tia đỏ là 1,5
với tia tím là 1,54



+ Tính góc lệch của tia đỏ: i1=3° góc nhỏ nên sinii (rad); sini1=nsinr1 hay r1=i1:n=2°;

r2=A-r1=4°i2=n.r2=6°D=..=3°=3.0,0175rad=0,052rad; khoảng cách từ vân trung tâm

O đến vân đỏ là OĐ=AO.tgD (góc nhỏ nên sini  tgi i (rad))OĐ=… Tính tốn tương

tự đối với tia tím suy ra chiều dai quang phổ liên tục là TĐ=..

 A=4°; AO=1m; nđ=1,6 nt=1,65

Ghi nhớ:

chiết suất có giá trị khác nhau nếu as chiếu vào lăng kính hoặc TK có giá trị khác nhau
 với những góc nhỏ (<10°) có thể lấy gân đúng sina=tga=a (rad)

 1°=0,0175rad (=3,14:180)

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

VD1: Trong thí nghiệm Young, a=0,5mm D=2m dùng as đỏ có =0,75m. Xác định
khoảng vân. Nếu dời màn về phía khe thì bước sóng có thay đổi khơng?



i=..=.. nếu dời màn về phía khe đương nhiên bước sóng khơng đổi nhưng khoảng vân sẽ 
thu hẹp lại

 a=0,2mm D=1m dùng as đơn sắc, từ vân trung tâm đến vân sáng bậc 5 đo được 15mm.
Xác định bước sóng as

VD2: Khe Young chiếu bằng as trắng. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của as đỏ cịn có những vân
sáng của as đơn sắc nào? Cho đ=0,75m t=0,40m



vị trí của vân sáng bậc 4 của as đỏ

0,75

3

4 D

x

a



; as có bước sóng  cho vân sáng
tại x khi

3 D

k

a

k









(k là số nguyên dương). 0,4 0,75 suy ra…4 k 

7,25 vậy k nhận các giá trị 4;5;6;7 hay các as cho vân sáng tại x là …

tại vị trí vân sáng bậc 6 của as vàng có bao nhiêu vân sáng đơn sắc trùng nhau

Ghi nhớ:

 trong công thức

D

x k

a





thì kZ: các vân sáng ở 2bên vân trung tâm với qui ước x>0 
k>0…



a c b d

bd  cc (khi nghịch đảo thì bất đẳng thức đổi chiều)

Dạng 3: Xác định cơng thốt, giới hạn quang điện, HĐT hãm

VD: Chiếu as có bước sóng 0,42m vào catod của tế bào quang điện thấy xuất hiện dòng
quang điện. Nếu HĐT hãm là 0,95V thì dịng quang điện triệt tiêu. Xác định cơng thốt A
và giới hạn quang điện của catod. Cho h=6,62.10-34 c=3.108 e=1,6.10-19



I=0 eUh=Eđomax A= - eUh=.. ; 0=..

 A=1,88eV. 0=?. Khi chiếu as có bước sóng 0.489m thì vận tốc cực đại của e là? Để
dịng quang điện bằng khơng thì HĐT hãm là?

Ghi nhớ:

Khi đã có dịng quang điện để triệt tiêu nó cần có HĐT hãm (đổi cực nguồn điện) Uh sao
cho công cản của lực điện trường bằng động năng ban đầu của các e quang điện; khi đó dù
có thốt khỏi bề mặt kim loại nhưng e vẫn không thể tới anod

Dạng 4: Áp dụng định luật phóng xạ

VD: Chất phóng xạ Co60 dùng trong y tế có T=5,33năm. Ban đầu có 800g chất này thì sau 
bao lâu cịn lại 100g? Có cách gì bảo quản mà khơng bị thất thốt? Sau thời gian trên độ
phóng xạ giảm bao nhiêu lần? Cịn lại bao nhiêu nguyên tử Co60?

 0

100 1

800 8
m

m   ; 0

1 3
2k 8
m

m   k

; k=t/Tt=..; độ phóng xạ ban đầu H0=N0;
H=N=N0/2kH/H0=..H=..; số nguyên tử ban đầu N0=m0NA/A=..N=..

84Po210 có chu kì bán rã 140 ngày đêm. Trong 21g poloni có bao nhiêu nguyên tử bị phân rã
sau 280 ngày đêm? Độ phóng xạ giảm bao nhiêu lần?

Ghi nhớ:

dùng PT

2k

m
m

khi k nguyên (k=t/T); trường hợp khác dùng m=m0e-t et=m0:mt=..

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Dạng 5: Tìm hạt chưa biết trong phản ứng hạt nhân

VD: Tìm hạt x trong phản ứng: 92U235+0n157La148+35Br85+3x



kí hiệu x=ZXA áp dụng định luật BT điện tích và số khối..

1)Hồn thành chuỗi phản ứng sau: 23892

U

Th

Pa

U

Th

Ra

    

 

2)Tìm hạt x trong phản ứng 7Li8+p2He4+x

Ghi nhớ:

áp dụng định luật BT số khối và điện tích trong đó lưu ý p (proton là hạt nhân nguyên tử
hydro 1H1,  là hạt nhân nguyên tử Hêli 2He4

Dạng 6: Năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng

VD: So sánh độ bền của hạt alpha và hạt nhân nhân hydro nặng (Ditơri) biết m=4,0015u;

mD=2,0136u; mp=1,0073u; mn=1,0087u; u=931MeV/c2; NA=6,02.1023. Khi kết hợp hai hạt
nhân D để tạo thành hạt alpha phản ứng toả hay thu năng lượng? Bao nhiêu?



D hay 1H2 do 1p và 1n tạo thành; khối lượng trước liên kết:..; sau liên kết:. năng lượng

liên kết riêng

..

A

E

MeV





; hạt alpha do … ..bền hơn so với ..

Năng lượng toả ra khi tạo thành 1 hạt : E=..; khi tạo thành 1 mol He là: E=NA.E

Ghi nhớ:

 Độ hụt khối m=m0-m; trong đó m0 là khối lượng riêng lẻ của các hạt trước liên kết và m
là khối lượng của hạt nhân sau liên kết

 Năng lượng liên kết E=mc2 và năng lượng liên kết riêng

E
A


</div>

LyLy thuyet hay so 2



 

<i>hf</i>



<i>E</i>



<i>E</i>

<i>hc</i>

<i>hc</i>

<i>E</i>

<i>E</i>











<i>X</i>

<i>X</i>

<i><sub>H</sub></i>

<sub>Na</sub>

<i>N</i>

=

<i>N</i>

<i>e</i>

<i>m</i>

=

<i>m</i>

<i>e</i>

<i>λ</i>

=

ln 2

<i>T</i>

=

0

<i>,</i>

693

<i>T</i>

2

<i>N</i>

<i>N</i>



2

<i>m</i>

<i>m</i>



<i><sub>H</sub></i>

<sub>=</sub>

<i><sub>λN</sub></i>

<i><sub>e</sub></i>

<sub>=</sub>

<i><sub>H</sub></i>

<i><sub>e</sub></i>

<sub>=</sub>

<i><sub>λN</sub></i>

<i>H</i>

=

<i>λN</i>

<i><sub>H</sub></i>

<sub>=</sub>

<i><sub>H</sub></i>

<i><sub>e</sub></i>

<i>p</i>



Al+

He

<i>→</i>

<i>P</i>

+

<i>n</i>

+

¿

<i><sub>P→</sub></i>

<sub>Si</sub>

+

<i>e</i>

<i><sub>X →</sub></i>

<i><sub>Y</sub></i>

+

He