Bài giảng Bài 1: đại cương dao động điều hòa

n bề mặt kim loại 3. TIA RƠN - GHEN ( TIA X) -11 -8 Định nghĩa Tia X là các bức xạ điện từ có bước sóng từ 10 đến 10 m. -11 -10 - Từ 10 m đến 10 m gọi là X cứng -10 -8 - Từ 10 đến 10 m gọi là X mềm Nguồn phát Do các ống Cu - lit - giơ phát ra (Bằng cách cho tia catot đập vào các miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn) Tính chất - Khả năng năng đâm xuyên cao - Làm đen kính ảnh - Làm phát quang một số chất - Gây ra hiện tượng quang điện ngoài ở hầu hết tất cả các kim loại - Làm i ôn hóa không khí - Tác dụng sinh lý, hủy diệt tế bào Ứng dụng - Chuẩn đoán hình ảnh trong y học - Phát hiện khuyết tật trong các sản phẩm đúc - Kiểm tra hành lý trong lĩnh vực hàng không - Nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn BÀI 3: CÔNG THỨC BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG. I. PHƯƠNG PHÁP 1. LĂNG KÍNH Các công thức quan trọng: ct 1: A = r1 + r2 ct2: D = i1 + i2 - A A ct3: sin i = n.sinr D Khi Dmin ta có: i 1 i r1 = r2; i1 = i2 2 A + D r  D = 2i - A  i = min 1 r2 min 2 Với góc chiết quang nhỏ: i = n.r D = ( n - 1) A Bài toán cần chú ý: Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 53 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com Bài toán xác định góc lệch của tia đỏ so với tia tím khi ló ra khỏi lăng kính( với A nhỏ)   D = ( nt - nđ ).A Bài toán xác định bề rộng quang phổ khi đặt màn hứng cách mặt phẳng phân giác của lăng kính một đoạn h  r = h.( nt - nđ ).A ( A phải đổi về rad) 2. THẤU KÍNH 1 1 1 = (n - 1)( + ) f R1 R2 Trong đó: f :là tiêu cự của thấu kính n: là chiết suất của chất làm thấu kính với tia sáng f R1: là bán kính của mặt cong thứ nhất t fđ R2: là bán kính của mặt cong thứ hai ( R 0 mặt lồi) 3.HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG i i h r r r r n n d hình.b hình .a Hình vẽ a: Diễn tả cho chúng ta thấy về hiện tượng khúc xạ ánh sáng sini = n.sinr Hình vẽ b: Cho chúng ta thấy hiện tượng tán sắc ánh sáng trong môi trường chiết suất n,  d = h( tan rd - tan rt) 4. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết quang lớn về môi trường có chiết quang nhỏ hơn. Hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra như quan sát trên hình vẽ: r o Ta có: n.sin i = sin r ( vì r song song với mặt nước cho nên r = 90 )  n.sin i = 1 i n 1  sin igh ≥ ( hiện tượng toàn phần bắt đầu xảy ra) n Hiện tượng phản xạ toàn phần r i n Hiện tượng phản xạ toàn phần Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 54 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com BÀI 4: GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG I. PHƯƠNG PHÁP 1. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt . Nhờ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng mà các tia sáng đi qua các khe hẹp sẽ trở thành nguồn sáng mới - Chúng ta chỉ có thể giải thích được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng nếu S thữa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng khi qua khe hẹp S 2. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG Gọi d là khoảng hiệu quang lộ từ hai nguồn S1 và S2 tới màn: a.x M  d = d2 - d1 = D S1 Nếu tại M là vân sáng d1 d2  d2 - d1 = k.  với k là vân sáng bậc k k ( 0; ± 1; ± 2; …) a Nếu tại M là vân tối. S D 1 2  d - d = ( k + )  với k là vân tối thứ (k + 1) k  ( 0; ± 1; ± 2…) 2 1 2 a. Vị trí vân sáng: a.x d - d = = k.  2 1 D D  x = k trong đó: k là vân sáng bậc k ( k = 0, ± 1, ± 2, ± 3….) S a Trong đó:   là bước sóng ánh sáng ( m)  D là khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 đến màn M  a là khoảng cách giữa hai khe S1S2  k là bậc của vân sáng ( k = 0, ± 1, ± 2, ± 3 ….) b. Vị trí vân tối 1 a. x d - d = ( k + ).  = 2 1 2 D 1 D  x = ( k + ) trong đó ( k = 0, ± 1, ± 2, ± 3 …) t 2 a Nếu k > 0: thì k là vân tối thứ (k + 1) Vd: k = 5 vân tối thứ (5 + 1) = 6  Nếu k < 0 thì k là vân tối thứ ( - k) Vd: k = -5 là vân tối thứ 5  Đối với vân tối không có khái niệm bậc của vân tối. k= : -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Vt : 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 Vs: 7 6 5 4 3 2 1 (VSTT) 1 2 3 4 5 6 7 k= : -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 c. Khoảng vân  Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp D ia  i =   = a D Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 55 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com  xs = ki 1  x = ( k + ) i. t 2 d. Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng.  Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định  Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 0,38  0,76 m  Ánh sáng mặt trời là hồn hợp của vô số ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục từ 0  ∞.  Bảng màu sắc - bước sóng ( Trong chân không)  Màu  ( nm) Đỏ 640 : 760 Da cam 590 : 650 Vàng 570 : 600 Lục 500 : 575 Lam 450 : 510 Chàm 430 : 460 Tím 380 : 440  Điều kiện để hiện tượng giao thoa ánh sáng sảy ra  Hai nguồn phải phát ra hai sóng có cùng bước sóng  Hiệu số pha của hai nguồn phải không đổi theo thời gian. 3. CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN Dạng 1: Bài toán xác định bề rộng quang phổ bậc k.  .D Gọi x là vị trí vân sáng thứ k của ánh sáng đỏ x = k d d d a  .D Gọi x là vị trí vân sáng thứ k của ánh sáng tím. x = k t t t a  .D  .D x = x - x = k d - k t d t a a D  x = k (  -  ) a d t Dạng 2: . Bài toán xác định vị trí trùng nhau Thực hiện giao thoa ánh sáng với hai bước sóng 1 và 2 Loại 1: Trùng nhau của hai vân sáng Gọi x là vị trí vân sáng trùng nhau của hai ánh sáng giao thoa trên 1D 2D k1 2 Ta có: x = k1 = k2  k11 = k22  = a a k2 1 Loại 2: Vị trí trùng nhau của hai vân tối 1  D 1  D x = (K + ). 1 = (K + ). 2 1 2 a 2 2 a 1 K + 1 2   = 2 1  K + 1 2 2 Loại 3: Ví trí trùng nhau của 1 vân sáng - 1 vân tối 1  D  D x = (K + ). 1 = k 2 1 2 a 2 a Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 56 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com 1 (K1 + ) 2 2  = k2 1 Loại 4: Vị trí trùng nhau của 3 vân sáng Thực hiện giao thoa ánh sáng với ba ánh sáng đơn sắc 1; 2; 3.  D  D  .D x = = k 1 = k 2 = k . 3 1 a 2 a 3 a K1 2  = K2 1   các giá trị của K1; K2; K3 K1 3 =  k3 1 Dạng 3: . Bài toán xác định số bước sóng cho vân sáng tại vị trí xo hoặc cho vân tối tại vị trí xo Loại 1: Số bức xạ cho vân sáng tại xo Đề bài: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có ( t ≤  ≤ t ). Trong đó D là khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 tới màn., a là khoảng cách giữa hai khe S1S2. Hãy xác định số ánh sáng cho vân sáng tại vị trí xo. Bài giải: D x a Ta có: x = k ( 1)   = o ( 2) o a kD x a Vì  ≤  ≤    ≤  = o ≤  t t t kD t xo.a xo.a  ≤ k ≤ ( 3) ( k = 0, ± 1, ± 2, ± 3….) d.D t.D Từ ( 3) thay vào ( 2) ta có được cụ thể từng bước sóng cho vân sáng tại vị trí xo Loại 2: Số bức xạ cho vân sáng tại vị trí xo. Đề bài: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có ( t ≤  ≤ t ). Trong đó D là khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 tới màn., a là khoảng cách giữa hai khe S1S2. Hãy xác định số ánh sáng cho vân tối tại vị trí xo. Bài giải: 1 D x a Ta có: x = x = ( k + ) ( 1)   = o ( 2) t o 2 a 1 (k+ )D 2 x a Vì  ≤  ≤    ≤  = o ≤  t t t 1 t (k+ )D 2 xoa 1 xo.a  ≤ (k + ) ≤ ( k = 0, ± 1, ± 2, ± 3….) d.D 2 t.D xoa 1 1 xo.a 1  - ≤ (k + ) ≤ - ( 3) d.D 2 2 t.D 2 Từ ( 3) thay vào ( 2) ta có được cụ thể từng bước sóng cho vân tối tại vị trí xo Dạng 4: Dạng toán xác định số vân sáng - vân tối trên đoạn MN Loại 1: Số vân sáng - vân tối trên giao thoa trường ( Công thức dưới đây còn có thể áp dụng cho bài toán xác định số vân sáng vân tối giữa hai điểm MN và có một vân sáng ở chính giữa.) L Số vân sáng: V = 2 | | + 1.  S 2i  L 1 Số vân tối: V = 2 | + |  T 2i 2  Tổng số vân sáng vân tối thu được n = VS + VT L L 1 Trong đó: | | ; | + | là các phần nguyên. Ví dụ: 5,8 lấy 5. 2i 2i 2 Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 57 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com Loại 2: Số vân sáng - vân tối giữa hai điểm MN bất kỳ.( Giải sử xM < xN ) - Số vân sáng. Ta có: x = k. i  xM ≤ k.i ≤ xN x x  M ≤ k ≤ N i i - Số vân tối trên trên MN 1 1 Ta có: x = (k + ).i  x ≤ (k + ).i ≤ x 2 M 2 N x 1 x 1  M - ≤ k ≤ N - i 2 i 2 Loại 3: Xác định số vân sáng - vân tối nếu biết hai đầu là hai vân sáng: L V = + 1  s i L L  L  i = = V = vs - 1 vt  t i Loại 4: Xác định số vân sáng - vân tối nếu biết hai đầu là hai vân tối L V =  s i L L  i = =  L V = + 1 vs vt - 1  t i Loại 5: Xác định số vân sáng - vân tối nếu biết một đầu sáng - một đầu tối. L 1 L V = V = +  i = s t i 2 1 V - s 2 Dạng 5: Bài toán dịch chuyển hệ vân ( dịch chuyển vân sáng trung tâm) Bài 1: Thực hiện thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng. Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1 S2 là a, khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 tới màn là D, khoảng cách từ nguồn sáng S tới hai khe S1 S2 là d, Nếu dịch chuyển nguồn sáng S lên trên một đoạn y lên trên thì vân sáng trung tâm trên màn sẽ dịch chuyển như thế nào? S1 D M Bài giải: y Gọi x là độ dịch chuyển của hệ vân trên màn M, M luôn dịch chuyển về phía a x nguồn chậm pha hơn ( tức là dịch chuyển ngược chiều với S. S d S2 y.D Và công thức xác định độ dịch chuyển như sau: x = M1 d Bài 2: Thực hiện thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng. Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1 S2 là a, khoảng cách từ mặt phẳng S1 S2 tới màn là D, Trước nguồn sáng S1 đặt tấm thủy tinh mỏng có bề dày e chiết suất n. Hãy xác định độ dời của vân sáng trung tâm. S1 e Vstt Bài giải: x Vị trí vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển về phía nguồn chậm pha hơn, tức là a dịch chuyển về phía S1. Công thức xác định độ dịch chuyển như sau: S d ( n - 1)e.D x = a S2 D M Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 58 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI I. PHƯƠNG PHÁP 1. ĐỊNH NGHĨA HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 1.1. Thí nghiện hiện tượng quang điện ngoài Đèn hồ quang Đèn hồ quang Đèn hồ quang e e  a b H1. Có tấm thủy H2. Không có tấm thủy tinh tinh 1..2. Nhận xét: Ở hình 1: Ta đặt tấm thủy tinh trước đèn hồ quang, thấy không có hiện tượng gì sảy ra với hai tấm kẽm tích điện âm Ở hình 2: Khi bỏ tấm thủy tinh trong suốt ra một lúc sau thấy hai lá kẽm tích điện âm bị cụp xuống. Chứng tỏ điện tích âm của lá kẽm đã bị giải phóng ra ngoài. Thí nghiệm số 2 gọi là thí nghiệm về hiện tượng quang điện 1.3. Định nghĩa về hiện tượng quang điện ngoài Hiện tượng khi chiếu ánh sáng vào tấm kim loại làm các electron bật ra ngoài gọi là hiện tượng quang điện ngoài. ( Hiện tượng quang điện) 2. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN 2.1. Định luật 1: ( Định luật về giới hạn quang điện) Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào tấm kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng 0. 0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó. (  ≤ 0 ) 2.2. Định luật 2: (Định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa) Đối với mỗi ánh sáng kích thích có (  ≤ 0 ), cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích. 2.3. Định luật 3: ( Định luật về động năng cực đại của quang electron) Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc cường độ của chùm kich thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại. Đặc tuyến trên thể hiện mối quan hệ giữa hiệu điện thế UAK và cường độ dòng quan điện bão hòa. I - Khi UAK < - Uh thì dòng quan điện bão hòa bị triệt tiêu hoàn toàn ( I = 0). Sở dĩ như vậy và vì: electron bị bật ra từ catot, với tốc độ ban đầu vomax và động năng ban đầu Wdmax , đã chịu tác Ibh2 2 dụng của lực điện trường hướng về catot ( do Uh gây ra) lực này ngăn không cho eletron tới anot để gây ra dòng quang điện. - Khi UAK = 0 vẫn có dòng quang điện vì, electron có vận tốc 1 Ibh1 ban ban đầu tạo ra sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện  có dòng điện. - Hiệu điện thế UAK tăng dần, làm cho dòng quang điện tăng dần, nhưng khi tăng đến giá trị U1 thì khi tăng tiếp UAK cũng không làm cho dòng quang điện tăngthêm( I = Ibh ). Giá trị Ibh U1 U - Uh 0 đó gọi là dòng quang điện bão hòa. - Đường số (1) và (2) thể hiện dòng quang điện của hai ánh sáng khác nhau, có cùng bước sóng, nhưng cường độ của chùm Đặc tuyến vôn - ampe kế của tế bào quang điện sáng tạo ra dòng quang điện (2) lớn hơn dòng cường độ của chùm sáng tạo ra dòng quang điện (1). 3. LƯỠNG TÍNH SÓNG HẠT CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 59 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com Sóng điện từ vừa mang tính chất sóng vừa mang tính chất hạt. - Với sóng có bước sóng càng lớn thì tính chất sóng thể hiện càng rõ ( các hiện tượng như giao thoa, khúc xạ, tán sắc…) - Với các sóng có bước sóng càng nhỏ thì tính chất hạt thể hiện càng rõ ( các hiện tượng như quang điện, khả năng đâm xuyên…) 4. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôton( các lượng tử ánh sáng) . Mỗi phô tôn có năng lượng xác định  = h.f. ( f là tần số của sóng ánh sángđơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phô tôn phát ra trong 1 giây. Phân tử, nguyên tử, eletron… phát ra hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phô tôn. 8 Các phô tôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 m/s trong chân không. 5. CÁC CÔNG THỨC QUANG ĐIỆN CƠ BẢN hc Ct1: Công thức xác định năng lượng phô tôn:  = h f =  Ct2: Công thức anh tanh về hiện tượng quang điện ngoài hc 1 2 hc hc 1 2 1 2 = A0 + mv o hoặc = + mv o ( Wdmax = mv o = e. |Uh| )  2  0 2 2 hc P Ct3: Công suất của nguồn sáng- hoặc công suất chiếu sáng: P = n . = n .hf = n .  n =      hc N I Ct4: Cường độ dòng quang điện bão hòa: I = n .e = e  n = bh bh e t e e ne I.hc Ct5: Hiệu suất phát quang: H = . 100% = .100% n e.P. Giải thích về ký hiệu: - : Năng lượng photon ( J) -34 - h: Hằng số plank h= 6,625.10 j.s. 8 - c: Vận tốc ánh sáng trong chân không. c = 3.10 m/s. - f : Tần số của ánh sáng kích thích ( Hz) -  : Bước sóng kích thích ( m) - 0 : Giới hạn quang điện ( m) -31 - m : Khối lượng e. me = 9,1. 10 kg - v : Vận tốc e quang điện ( m/s) - Wdmax : Động năng cực đại của e quang điện ( J) - Uh : Hiệu điện thế hãm, giá trị hiệu điện thế mà các e quang điện không thể bứt ra ngoài - P: Công suất của nguồn kích thích ( J) - n : số phô tôn đập tới ca tốt trong 1s - ne : Số e bứt ra khỏi catot trong 1 s -19 - e : điện tích nguyên tố |e| = 1,6. 10 C - H : Hiệu suất lượng tử. ( %). -13 -19 - 1 MeV = 1,6. 10 J; 1 eV = 1,6. 10 J. Định lý động năng: + Wd = Wdo + Uq ( nếu UAk >0) -  Wdo Wd + Wd = Wdo - |U|q ( nếu UAk < 0) - Để triệt tiêu dòng quang điện thì không còn e quang điện trở về Anot. - e + - + Cũng có nghĩa là Wd = 0 hoặc e đã bị hút ngược trở lại catot. - U + 1 2  |U|.q ≥ Wdo = m.vo K 2 6. MỘT SỐ BÀI TOÁN CẦN CHÚ Ý Bài toán 1: Bài toán xác định bán kính quĩ đạo của electron trong từ trường v2 F = qvB = m. = F lorenxo R hướng tâm m.v  R = qB Bài toán 2: Bài toán xác định điện tích của quả cầu kim loại đặt trong không khí khi bị chiếu sáng để hiện tượng quang điện ngoài sảy ra: Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 60 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com q Công thức Gauxo ta có: E.S = R .o E điện trường trường tạo ra của quả cầu S là diện tích mặt cầu q là điện tích của quả cầu Trong đó: 1  = 4k  o hằng số điện môi Trong không khí: o = 1. U  h .4.R2 = q.4.k R U .R  q = h k Bài toán 3: Bài toán xác định bán kính cực đại của e quang điện khi đến anot: R = Vo.t at2 - ++ d =  2 - ++ 2 2 - ++ q.E q.U q.U.t 2md R Với a = =  d =  t = - + m m.d 2m.d q.U 2 - m Vo 2.q.|Uh | - = q.|Uh | Vo = 2 m - 2 2m.d .2.q.|Uh | Uh  R = = 2d d q.U.m U BÀI 2: TIA X I. PHƯƠNG PHÁP -8 -11 Định nghĩa Tia X là sóng điện từ có bước sóng từ10 đến 10 m Nguồn phát Do máy X quang phát ra. Tác dụng - Khả năng năng đâm xuyên cao - Làm đen kính ảnh - Làm phát quang một số chất - Gây ra hiện tượng quang điện ngoài ở hầu hết các kim loại - Làm iôn hóa không khí - Tác dụng sinh lý, hủy diệt tế bào Ứng dụng - Chuẩn đoán hình ảnh trong y học - Phát hiện khuyết tật trong các sản phẩm đúc - Kiểm tra hành lý trong lĩnh vực hàng không - Nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn Các công thức bài tập 1 2 hc * q.UAK = mV max = hfmax = Trong đó: 2 min * Cường độ dòng điện trong ống Rơnghen: I = ne.e I * Tổng động năng của e khi va chạm đối ca tốt trong 1s:  W = n .W = .U .q d e d e AK Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 61 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com  * Công thức xác định hiệu suất ống Cu - lit - giơ: H = . Wd Với e là tổng năng lượng tia X  e = Wd.H  Q = Wd( 1 - H) -19 - q là độ lớn điện tích của electron = 1,6. 10 C - UAK là hiệu điện thế giữa anot và catot của máy ( V ) -31 - m là khối lượng các electron; m = 9,1.10 kg - Vmax là vận tốc cực đại của các khi đập vào đối catot ( m/s) - h là hằng số plank - fmax là tần số lớn nhất của bức xạ phát ra (Hz) - min là bước sóng của bức xạ ( m) BÀI 3: MẪU NGUYÊN TỬ BOR - QUANG PHỔ HIDRO I. PHƯƠNG PHÁP 1. TIÊN ĐỀ VỀ TRẠNG THÁI DỪNG - Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng. Đối với nguyên tử Hidro bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp: Rn là bán kính quĩ đạo thứ n 2 -11  Rn = n ro với ro = 5,3.10 m. Trong đó: n là quĩ đạo thứ n ro là bán kính cơ bản ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro K L M N O P 2. TIÊN ĐỀ VỀ HẤP THỤ VÀ BỨC XẠ NĂNG LƯỢNG. - Khi nguyên tử chyển từ trạng thái dừng có năng lượng ( En ) sang trạng n thái dừng có năng lượng thấp hơn ( Em ) thì nó phát ra một pho ton có năng lượng đúng bằng hiệu: En - Em -  = En - Em  = hfnm = En - Em m - Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái dừng có năng lượng n Em mà hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En- Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En. hc  = hfnm = En - Em =   = En - Em m - Từ tiên đề trên: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng ấy. 3. QUANG PHỔ VẠCH HIDRO. - 13,6 eV - Mức năng lượng ở trạng thái n : En = 2 với ( n = 1,2,3…) n - e lectron bị ion hóa khi: E∞ = 0. Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 62 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com  hf13 = hf12 + hf23  f13 = f12 + f23 - E = E12 + E23  hc hc hc 1 1 1 12 = +  = +   =   1 2  1 2 1 + 2 - Công thức xác định tổng số bức xạ có thể phát ra khi e ở trạng thái năng lượng thứ n: Sbx = ( n - 1) + ( n- 2) + …+ 2 + 1 n C2 n 6 P 6 O 5 N 4 M 3 L 2     K 1 Dãy Lai-man: hoàn toàn Dãy Ban- me: nằm trong Dãy Pachen: hoàn toàn trong vùng tử ngoại vùng khả kiến và tử ngoại trong vùng hồng ngoại BÀI 4: HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG; TIA LAZE 1. HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG A. Định nghĩa - Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác. Hiện tượng trên gọi là hiện tượng quang - phát quang. - Ví dụ: Chiếu tia tử ngoại vào dung dịch fluorexein thì dung dịch này sẽ phát ra ánh sáng màu lục. Trong đó tia tử ngoại là ánh sáng kích thích còn ánh sáng màu lục là ánh sáng phát quang. - Ngoài hiện tượng quang - phát quang ta còn đề cập đến một số hiện tượng quang khác như: hóa - phát quang ( đom đóm); phát quang ca tốt ( đèn hình ti vi); điện - Phát quang ( đèn LED)… B. Phân loại quang phát quang Huỳnh quang Lân quang Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm Sự phát quang của nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau khi tắt ánh là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một sáng kích thích. Gọi là hiện tượng huỳnh quang khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích. Sự phát quang trên gọi là hiện tượng lân quang. - Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước - Một số loại sơn xanh, đỏ, vàng lục quyets trên sóng của ánh sáng kích thích các biển báo giao thông hoặc ở đầu các cọc chỉ giới đường là các chất lân quang có thời gian kéo dài khoảng vài phần mười giây. Định luật Stock về hiện tượng phát quang: k < p 1 1 hc hc  -  - Năng lượng mất mát trong quá trình hấp thụ phô tôn :  = hfkt - hfhq = - = hc.   k p k p  Pp np. k - Công thức hiệu suất phát quang: H = .100% = .100% Pk nk. p 2. LASER ( LAZE) Giáo Dục Hồng Phúc - Nơi Khởi Đầu Ước Mơ! HP 63 Ex: Nguyễn Hồng Khánh _ HKP HỆ THỐNG CÔNG THỨC - LÝ THUYẾT GIẢI NHANH VẬT LÝ 12 Mobile: 09166.01248 TÀI LIỆU CHUẨN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2012 Email: Khanhcaphe@gmail.com A. Định nghĩa laser - Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng. - Sự phát xạ cảm ứng: Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích sẵn sàng phát ra một photon có năng lượng  = hf, bắt gặp một photon có năng lượng ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra photon . Photon  có cùng năng lượng và bay cùng phương với photon ’. Ngoài ra, sóng điện từ ứng vơí photon  hoàn toàn cùng pha và dao động trong mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon ’. - Đặc điểm của tia laze. Tính đơn sắc cao vì ( có cùng năng lượng ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng) Tính định hướng rất cao ( bay theo cùng một phương) Tính kết hợp cao ( cung pha ) Cường độ của chumg sáng rất lớn( số phô tôn bay theo cùng một hướng rất lớn) - Ứng dụng của tia laze: Trong y học dùng làm dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi Thông tin liên lạc ( vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh) Trong công nghiệp dùng để khoan cắt, tôi chính xác Trong trắc địa dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc…. Laze còn dùng trong các đầu đọc đĩa Τ. 3. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG A. Quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các e liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tượng quang điện trong B. Chất quang dẫn: hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn. Chất o ( m) Ge 1.88 Si 1,11 PbS 4,14 CdS 0,9 PbSe 5,65 C. Pin quang điện: là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng nó Điện cực biến đổi trực tiếp quang năng trong suốt thành điện năng. Pin hoạt động + dựa vào hiện tượng quang điện Bán dẫn loại trong c