Xem Nhiều 11/2022 #️ Bài Tập Hạt Nhân Nguyên Tử Cutohtnhnnguynt Doc / 2023 # Top 12 Trend | 3mienmoloctrungvang.com

Xem Nhiều 11/2022 # Bài Tập Hạt Nhân Nguyên Tử Cutohtnhnnguynt Doc / 2023 # Top 12 Trend

Cập nhật thông tin chi tiết về Bài Tập Hạt Nhân Nguyên Tử Cutohtnhnnguynt Doc / 2023 mới nhất trên website 3mienmoloctrungvang.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.

CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Câu 1 . Phát biểu nào sau đây là đúng? Hạt nhân nguyên tử :

A. được cấu tạo gốm Z nơtron và A prôtôn. B. được cấu tạo gốm Z nơtron và A nơtron.

C. được cấu tạo gốm Z prôtôn và (A-Z) nơtron. D. được cấu tạo gốm Z nơtron và (A+Z) prôtôn.

Câu 2 . Phát biểu nào sau đây là đúng? Hạt nhân nguyên tử :

A. được cấu tạo từ các prôtôn. B. được cấu tạo từ các nơtron.

C. được cấu tạo từ các prôtôn và các nơtron D. được cấu tạo từ các prôtôn, nơtron và êlectron.

Câu 3 . Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG. Đồng vị là các nguyên tử mà

C. hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôtôn khác nhau. D. hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau.

Câu 4 . Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lượng của một nguyên tử hiđrô

B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cabon C. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon

D. u bằng khối lượng của một nguyên tử cacbon

Câu 5. Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhân là A. kg B. đơn vị khối lượng nguyên tử (u).C. đơn vị eV/c 2 hoặc MeV/c 2 . D. câu A, B, C đều đúng.

Câu 6 . Hạt nhân có cấu tạo gồm:A. 2 38p và 92n. B. 92p và 238n. C. 238p và 146n. D. 92p và 146n.

Câu 7 : Các động vị của cùng một nguyên tố có cùng : A. Số nơtrôn B. Số prôtrôn C. Số nuclôn D. Khối lượng nguyên tử .

Câu 8 . Hạt nhân có cấu tạo gồm: A. 33 prôtôn và 27 nơtron. B. 27 prôtôn và 60 nơtron. C. 27 prôtôn và 33 nơtron . D. 33 prôtôn và 27 nơtron.

Câu 9. Nguyên tử pôlôni Po có điện tích là A. 210 e B. 126 e C. 84 e D. 0

Câu 10. Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức nào là đúng khi so sánh khối lượng prôtôn (m P ), nơtrôn (m n ) và đơn vị khối lượng nguyên tử u.

NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

Câu 12. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. năng lượng liên kết là toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ.

B. Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn .

C. Năng lượng liên kết là năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclôn.

D. Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các êlectron và hạt nhân nguyên tử.

Câu 13. Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật bảo toàn nào? A. Bảo toàn điện t ích, khối lượng, năng lượng. B. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng. C. Bảo toàn điện tích, khối lượng, động lượng, năng lượng. D. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng, năng lượng.

Câu 14. Hạt nhân hêli ( He) có năng lượng liên kết là 28,4MeV; hạt nhân liti ( Li) có năng lượng liên kết là 39,2MeV; hạt nhân đơtêri ( D) có năng lượng liên kết là 2,24MeV. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này.

A. liti, hêli, đơtêri. B. đơtêri, hêli, liti. C. hêli, liti, đơtêri. D. đơtêri, liti, hê li.

Câu 15. Hạt nhân có khối lượng là 55,940 u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và kh ối lượng của nơtrôn là 1,0087 u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là A. 70,5 MeV. B. 70,4MeV. C. 48,9 MeV. D. 54,4 MeV.

Câu 16. Cho khối lượng prôtôn là m p = 1,0073u ; khối lượng nơtrôn là m n = 1,0087u ; khối lượng hạt  là m  = 4,0015u ; 1u = 931,5Mev/c 2 . Năng lượng liên kết riêng của là A.  28,4MeV B.  7,1MeV C.  1,3MeV D.  0,326MeV

Câu 17. Hạt nhân đơteri có khối lượng 2,0136 u . Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và kh ối lượng của nơtron là 1,0087 u. Năng lượng liên kết của hạt nhân là A. 0,67 MeV. B. 1,86 MeV. C. 2,02 MeV. D. 2,23 MeV.

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN- NĂNG LƯỢNG

Câu 18. Hãy cho biết x và y là các nguyên tố gì trong các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây:

+  x + n ; p +  + y

A. x: ; y: B. x: ; y: C. x: ; y: D. x: ; y:

Câu19. Cho phaûn öùng haït nhaân , X laø haït nhaân naøo sau ñaây? A. B. C. D.

Câu 20. Trong phương trình phản ứng hạt nhân : . Ở đây là hạt nhân nào ?

A. B. C. D.

Câu 21. Cho phaûn öùn g haït nhaân bieát soá Avoâgañroâ N A = 6,02.10 23 . naêng löôïng toaû ra khi toång hôïp ñöôïc 1g khí heâli laø bao nhieâu?

A. B. C. D.

Câu 22 . Cho phaûn öùng haït nhaân khoái löôïng cuûa caùc haït nhaân laø m(Ar) = 36,956889u, m (Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u =931 MeV/c 2 . Naêng löôïng maø phaûn öùng naøy toaû ra hoaëc thu vaøo laø bao nhieâu?

A.Toaû ra 1,60132 MeV. chúng tôi vaøo1,60132 MeV. C.Toaû ra 2,562112.10 -19 J. chúng tôi vaøo 2,562112.10 -19 J.

Câu 23. Naêng löôïng toái thieåu caàn thieát ñeå chia haït nhaân thaønh 3 haït laø bao nhieâu? (bieát m C =11,9967 u, =4,0015 u).

A. . B. C. D.

Câu 24. Cho phaûn öùng haït nhaân , khoái löôïng cuûa caùc haït nhaân laø ,m P =29,97005u, m n =1,008670 u, m Al = 26,97435u , 1u = 931 MeV/c 2 . naêng löôïng maø phaûn öùng naøy toaû ra hoaëc thu vaøo laø bao nhieâu?

Câu 25 . Hạt nhân phóng xạ và biến thành . Biết = 209,937303u ; = 205,929442u = 4,001506 u ; u = 1 ,66055. 10 -27 kg . Năng lượng cực đại toả ra hay thu vào của phản ứng trên theo đơn vị MeV là

A. E = 5,918367 MeV B. E = 4,918367 MeV C. E = 5,918367 eV D. E = 4,918367 eV

* Cho khối lượng các hạt nhân : = 22,983734 u ; = 36,956563 u , =36,956889 u ; = 1,0072 76 u ; = 4,001506 u ; = 19,986950 u ; =1,008670 u ; 1 u = 1,66055 .10 -27 kg = 931 MeV/c 2

Câu 26 . Tính độ lớn của năng lượng hạt nhân toả ra hay thu vào ra MeV của phản ứng sau :

Câu27. Tính độ lớn của năng lượng hạt nhân toả ra hay thu vào ra MeV của phản ứng sau

I. CÁC DẠNG PHÓNG XẠ :

A. Trong phóng xạ hạt nhân con lùi 1 ô trong bản tuần hoàn so với hạt nhân mẹ .

C. Trong phóng xạ gama hạt nhân không biến đổi nhưng chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao.

Câu 2 . Hạt nhân chì Pb 214 phóng xạ  – để biến thành hạt nhân X theo phản ứng: + X

Hạt nhân X là

A. B. C. D.

Câu 3 . Hạt nhân phân rã phóng xạ theo phương trình sau: + X Cho biết loại phóng xạ và hạt nhân con X nào sau đây là đúng: A. Phóng xạ  + và X là B. Phóng xạ  – và X là C. Phóng xạ  và X là D. Phóng xạ  – và X là

Câu 4 . Hạt nhân X phân rã phóng xạ theo phương trình sau: X + Cho biết loại phóng xạ và hạt nhân mẹ X nào sau đây là đúng: A. Phóng xạ  và X là B. Phóng xạ  – và X là C. Phóng xạ  và X là D. Phóng xạ  – và X là

Câu 5 . Hat nhân phân rã phóng xạ theo phương trình sau: + Loại phóng xạ và các giá trị Z’ và A’ tương ứng của hạt nhân con Y là: A. Phóng xạ  ; Z’ = 14 và A’ = 30 B. Phóng xạ  – Z’ = 14 và A’ = 30

Câu 6 . Trong quá trình biến đổi hạt nhân , hạt nhân chuyển thành hạt nhân đã phóng ra :

A. Một hạt và hai hạt prôtôn B. Một hạt và hai hạt electrôn . C. Một hạt và hai hạt nơtrôn D. Một hạt và hai hạt pôzitôn .

Câu 7 . Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố bị phân rã và kết quả là xuất hiện hạt nhân nguyên tố ?

A. B. C. D.

Câu 8 . Đồng vị chuyển thành đã phóng ra ? A. Hạt B. Hạt Pôzitrôn C. Hạt prôtôn D. Hạt nơtrôn .

Câu 9 . Một hạt nhân do phóng xạ , biến đổi thành . Hạt nhân đã bị phân rã :

A. B. C. D.

Câu10 . Một hạt nhân do phóng xạ , biến đổi thành . Hạt nhân đã bị phân rã :A. B. C. D.

Câu 11 . Urani 238 phân rã thành Radi rồi tiếp tục cho đến khi hạt nhân con là đồng vị bền chì . Hỏi Urani 238 biến thành sau bao nhiêu phóng xạ và ? A. 8 và 6 B. 6 và 8 C. 8 và 8 D. 6 và 6

Câu 12 . Hãy xác định x, y, z là các nguyên tố gì trong các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây?

A. x: ; y: ; z: B. x: ; y: ; z:

C. x: ; y: ; z: D. x: ; y: ; z:

A. Phóng xạ B. Phóng xạ C. B. Phóng xạ D. Phóng xạ

Câu 1. Hằng số phóng xạ và chu kỳ bán rã T liên hệ với nhau bỡi hệ thức:

A. B. C. D.

Câu 2. Random ( ) là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Một mẫu Rn có khối lượng 2mg, sau 19 ngày còn bao nhiêu nguyên tử chưa phân rã A. 1,69 .10 ­ 17 B. 1,69.10 20 C. 0,847.10 17 D. 0,847.10 18

Câu 4: Một khối chất Astat có N 0 =2,86.10 16 hạt nhân, có tính phóng xạ  . Trong giờ đầu tiên phát ra 2,29.10 15 hạt  . Chu kỳ bán rã của Astat là: A. 8 giờ 18 phút B. 8 giờ C. 7 giờ 18 phút D. 8 giờ 10 phút

Câu 5. Một mẫu tại t=0 có khối lượng 48g. Sau thời gian t=30 giờ, mẫu còn lại 12g. Biết là chất phóng xạ – tạo thành hạt nhân con là .Chu kì bán rã của là A. 15h B. 15ngày C. 15phút D. 15giây

Câu 6 . Đồng vị phóng xạ tạo thành chì . Ban đầu một mẫu chất Po210 có khối lượng là 1mg.Tại thời điểm t 1 tỉ lệ giữa số hạt nhân Pb và số hạt nhân Po trong mẫu là 7 :1 . Tại thời điểm t 2 = t 1 +414 (ngày) thì tỉ lệ đó là 63:1. Tính chu kì bán rã của Po210

Câu 7 . Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm số hạt phóng xạ giảm đi 3/4 so với ban đầu. Chu kì bán rã là: A. 20 ngày B. 5 ngày C. 24 ngày D. 15 ngày

Câu 8 . là chất phóng xạ với chu kì bán rã 15 giờ. Ban đầu có một lượng thì sau một khoảng thời gian bao nhiêu lượng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%?

Câu 9 . Đồng vị là chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 5,33 năm, Số hạt nhân phóng xạ ban đầu của Co là N 0 Sau một năm lượng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm?

Câu 10 .Chất phóng xạ . Chu kì bán rã của Po là 138 ngày. Ban đầu có 100g Po thì sau bao lâu lượng Po chỉ còn 1g?

Câu 11 . Chất phóng xạ phát ra tia và biến đổi thành . Biết khối lượng các hạt là m Pb = 205,9744 u,

m Po = 209,9828 u, = 4,0026 u. Năng lượng toả ra khi một hạt nhân Po phân rã là

Hạt nhân đồng vị phóng xạ phát ra tia  – với chu kỳ bán rã T = 15 giờ. Lượng ban đầu là 2  g. Cho biết số Avôgađrô N A = 6,023.10 23 mol -1 ( Trả lời câu 12,13 )

Câu 12 : Số ngyên tử ban đầu của khối phóng xạ trên là

Câu 13 : Số hạt nhân con tạo thành trong thời gian 10 phút là:

Câu 14. Iốt phóng xạ dùng trong y tế có chu kì bán rã T = 8 ngày . Lúc đầu có m 0 = 200g chất này . Hỏi sau t = 24 ngày còn lại bao nhiêu ?

Bài Tập Vật Lý Nguyên Tử Và Hạt Nhân Www.mientayvn.com / 2023

Published on

Bài tập vật lý nguyên tử và hạt nhân. Tải thêm các tài liệu khác tại: https://drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwVTBoc2dzdW83OFE&usp=sharing

1. 1 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Bài tập VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN ThS. Trần Quốc Hà – Tạ Hưng Quý Tài liệu lưu hành nội bộ * 2000 *

3. 5 6 LỜI NÓI ĐẦU Để phục vụ cho việc giảng dạy ngày càng đòi hỏi nâng cao chất lượng, cùng với việc soạn thảo giáo trình vật lý nguyên tử và hạt nhân, cuốn bài tập này ra đời là rất cần thiết. Cuốn bài tập vật lý nguyên tử và hạt nhân này được soạn thảo theo sát chương trình lý thuyết. Nó gồm 2 phần: Phần Vật lý nguyên tử và phần vật lý hạt nhân. Mỗi phần gồm từ 3 đến 4 chương. Trong các chương có tóm tắt lý thuyết, giải bài tập mẫu và nhiều bài tập tự giải. Cuối sách là phần đáp án, trong đó có đáp số hoặc hướng dẫn cho các bài khó. Các bài tập tự giải được biên soạn từ nhiều nguồn sách, có sàng lọc, đối chiếu, kiểm tra lại kỹ lưỡng. Bài tập đa dạng và vừa sức, thích hợp với sinh viên Đại học Sư phạm và còn có thể làm tài liệu tham khảo cho các giáo viên phổ thông. Ngoài ra còn có các bảng phụ lục tra cứu, trong đó trình bày ở cả hai hệ đơn vị là SI và CGS, thuận tiện cho việc đa dạng hoá các bài tập. Hơn nữa còn có các bảng phụ lục công thức toán học cần thiết giúp sinh viên thuận tiện trong khi giải bài tập. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng việc biên soạn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Các tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp để cuốn sách ngày càng hoàn thiện. Chúng tôi xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ chúng tôi trong việc soạn thảo. Cám ơn ban chủ nhiệm khoa Lý đã tạo điều kiện cho cuốn sách được in ấn. Đặc biệt cám ơn Ban Ấn bản phát hành trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã góp nhiều công sức giúp cuốn sách được ra đời. Tháng 10 năm 2002 Các tác giả

4. 7 8 PHẦN I : VẬT LÝ NGUYÊN TỬ Chương I: TÍNH CHẤT LƯỢNG TỬ CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ ( Tóm tắt nội dung lý thuyết: I- Photon. 1. Mỗi photon mang năng lượngĠ chỉ phụ thuộc vào tần sốĠ (hay bước sóng () của bức xạ điện từ được xác định : hC hε= ν= λ Trong đó : h = 6,626.10-34 JS là hằng số Plauck C = 3.108m/s là vận tốc ánh sáng. 2. Khối lượng của photon được xác định: m = 2 2 h C C ε ν = II. Hiện tượng quang điện. 1. Giới hạn quang điện (hay giới hạn đỏ) o hC A λ = Trong đó A là công thoát của Electron khỏi kim loại 2. Phương trình Einstein 2 mV h A 2 ν= + Trong đó m là khối lượng của Electron và V là vận tố cực đại của Electron thoát ra từ bề mặt kim loại. III- Hiện tượng tán xạ Compton. Độ dịch Compton là hiệu số giữa bước sóng tán xạ và bước sóng tới của bức xạ điện từ được xác định: 2 c c’ (1 cos ) 2 sin 2 θ ∆λ=λ −λ=λ − θ = λ Trong đó:Ġ là bước sóng Compton. ( là góc tán xạ và m là khối lượng Electron. * Bài tập hướng dẫn: 1. Ánh sáng đơn sắc với bước sóng 3000Ao chiếu vuông góc vào một diện tích 4cm2. Nếu cường độ ánh sáng bằng 15.10-2(W/m2), hãy xác định số photon đập lên diện tích ấy trong một đơn vị thời gian. Giải: Năng lượng của photon ứng với bước sóng 3000Ao: 34 8 19 7 hC 6,626.10 .3.10 6,626.10 J 3.10 − − − ε = = = λ Năng lượng toàn phần của ánh sáng chiếu vào bề mặt diện tích 4cm2 E = I.S = 15.10-2 .4.10-4 = 6.10-5 W = 6.10-5 J/S Số photon trong một đơn vị thời gian là: N = 5 13 19 E 6.10 9,055.10 photon /S 6,626.10 − − = = ε

5. 9 10 2. Chiếu ánh sáng đơn sắc vào bề mặt của kim loại Natri, công thoát của Natri bằng 2,11(ev). Xác định vận tốc cực đại của Electron nếu bước sóng của ánh sáng tới là tím bằng 2,50.10-7m và tia đỏ bằng 6,44.10-7m. Giải: Năng lượng photon ứng với ánh sáng tím: 34 8 7 19 hC 6,626.10 .3.10 h 4,96ev 2,50.10 .1,6.10 − − − ε= ν = = = λ Theo công thức Einstein: 2 mV h A 2 ν = + Suy ra vận tốc cực đại của Electron: 19 6 31 2(h A) 2(4,96 2,11) V .1,6.10 10 m /s m 9,11.10 − − ν − − = = = Năng lượng ứng với bước sóng đỏ: 34 8 7 19 hC 6,626.10 .3.10 1,929(ev) 6,44.10 .1,6.10 − − − ε= = = λ Trong trường hợp ánh sáng đỏ năng lượng photon nhỏ hơn công thoát của Natri nên không thể làm bật Electron ra khỏi kim loại. Vì vậy có thể xem vận tốc cực đại của quang Electron bằng không. 3. Tia X có bước sóng 0,30Ao tán xạ dưới góc 60o do hiệu ứng tán xạ Compton. Tìm bước sóng tán xạ của photon và động năng của Electron. Giải : o oh ‘ (1 cos ) 0,30 0,0243(1 cos60 ) 0,312A mc λ =λ + − θ = + − = Theo định luật bảo toàn năng lượng: 2 2 o o 3 hc hC m C m C D ‘ hC hC 1 1 D hC( ) 1,59.10 (ev) ‘ ‘ + = + + λ λ = − = − = λ λ λ λ trong đó moC2 – là năng lượng nghỉ của Electron và D là động năng của Electron. * Bài tập tự giải: 1.1. Tìm vận tốc cực đại của quang Electron rút ra khỏi bề mặt kim loại Cs nếu nó được rọi bằng ánh sáng có bước sóng 0,50(m, công thoát của Xedi (Cs) bằng 1(ev). 1.2. Người ta chiếu tia tử ngoại với bước sóng 3000Ao vào kim loại bạc. Hiệu ứng quang điện có thể xảy ra được không? Cho biết công thoát của bạc bằng 4,70(ev). 1.3. Vonfram có giới hạn đỏ bằng 2750Ao. Hãy tính: 1) Công thoát của Electron từ Vonfram. 2) Vận tốc và động năng cực đại của Electron bứt ra từ bề mặt Vonfram dưới tác dụng của ánh sáng với bước sóng 1800Ao. 1.4. Tìm bước sóng và tần số của một photon có năng lượng 1,00Kev. 1.5. Tìm xung lượng của một photon với năng lượng 12Mev 1.6. Tính tần số của một photon sinh ra khi một Electron có năng lượng 20Kev bị dừng lại do va chạm với một hạt nhân nặng.

6. 11 12 1.7. Tìm bước sóng cực đại của một photon làm vỡ phân tử có năng lượng liên kết bằng 15(ev). 1.8. Tính năng lượng của một photon mà xung lượng của nó bằng xung lượng của một Electron có năng lượng bằng 0,3Mev. 1.9. Một đài phát thanh công suất 200KW hoạt động ở tần số 103,7MHz. Xác định số photon (số lượng tử) phát ra trong một đơn vị thời gian. 1.10. Khi chiếu ánh sáng với bước sóng (1 = 5461Ao vào bề mặt kim loại người ta đo được hiệu điện thế hãm là : U1 =0,18V. Nếu chiếu ánh sáng với bước sóng (2 = 1849 Ao thì đo được hiệu điện thế là: U2 = 4,63V. Cho biết điện tích của Electron là e=1,6.10-19C. Hãy xác định hằng số planck, công thoát và tần số giới hạn đỏ. 1.11. Tia X đơn sắc có bước sóng 0,708Ao bị tán xạ trên nguyên tử cacbon. Hãy tính: 1) Bước sóng tán xạ của tia X dưới góc 90o. 2) Động năng cực đại của Electron thoát ra khỏi nguyên tử trong hiệu ứng tán xạ Conpton. 1.12. Tia X với bước sóng 2,2.10-11m tán xạ trên nguyên tử Cacbon dưới góc tán xạ bằng 85o. a) Tính độ dịch compton. b) Tính hiệu suất năng lượng ban đầu của tia X bị tổn hao? 1.13. Photon với bước sóng 2,4.10-12m đập vào một bia chứa Electron tự do. a) Tìm bước sóng của photon bị tán xạ dưới góc 30o. b) Tìm bước sóng của photon bị tán xã dưới góc 120o. 1.14. Photon tia X với bước sóng 0,10.10-9m đập trực diện vào một Electron (ứng với góc tán xạ 180o). a) Hãy xác định sự thay đổi bước sóng của photon. b) Hãy xác định sự thay đổi năng lượng của Electron. c) Tính động năng truyền cho Electron. 1.15. Tính ra phần trăm sự thay đổi năng lượng của photon trong hiệu ứng tán xạ Compton dưới góc 90o đối với các loại bước sóng: a) Sóng Viba 3cm. b) Sóng ánh sáng nhìn thấy 5.10-7m. c) Sóng tia X: 2,5.10-8m. d) Sóng tia Gamma ứng với năng lượng 1Mev. Bạn có kết luận gì về mức độ quan trọng của hiệu ứng Compton. 1.16. Các vệ tinh nhân tạo và tàu vũ trụ bay trên quĩ đạo quanh trái đất có thể trở thành tích điện, một phần do mất Electron gây bởi hiệu ứng quang điện dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời lên mặt ngoài của vỏ tàu. Giả sử vệ tinh được phủ một lớp platin (Bạch kim), kim loại này có công thoát lớn nhất bằng 5,32Kev. Hãy xác định bước sóng của photon có khả năng làm bật các quang Electron ra khỏi bề mặt Platin (các vệ tinh phải được chế tạo sao cho sự tích điện nói trên là nhỏ nhất). 1.17. Tìm động năng cực đại của quang Electron nếu cho biết công thoát của kim loại là 2,3ev và tần số bức xạ chiếu vào kim loại là 3.1015Hz. 1.18. Công thoát của Tungsten là 4,50ev. Hãy xác định vận tốc của quang Electron nhanh nhât khi chiếu ánh sáng với năng lượng 5,8ev vào Tungsten. 1.19. Nếu công thoát của kim loại là 1,8ev thì thế hãm đối với ánh sáng chiếu vào kim loại ấy với bước sóng 4.10-7m sẽ bằng bao nhiêu? Hãy tính vận tốc cực đại của quang Electron bắn ra từ bề mặt kim loại. 1.20. Thế hãm đối với quang Electron của một kim loại khi được rọi ánh sáng có bước sóng 4,91.10-7m là 0,71V. Khi bước sóng chiếu sáng thay đổi, thế hãm tương ứng là 1,43V. Hãy tính: a) Bước sóng mới tác dụng sau. b) Công thoát của quang Electron.

7. 13 14 1.21. Dùng định luật bảo toàn động lượng và năng lượng để chứng tỏ rằng Electron tự do không thể hấp thụ hoặc bức xạ photon. 1.22. Xác định độ dịch Compton và góc tán xạ đối với photon được rọi vào kim loại có bước sóng 0,03Ao và vận tốc Electron bật ra khỏi kim loại bằng 0,6 vận tốc ánh sáng. 1.23. Xác định bước sóng tia X, biết rằng trong hiệu ứng Compton động năng cực đại của Electron bay ra là 0,19Mev. 1.24. Giả sử một photon năng lượng 250Kev va chạm vào một Electron đứng yên theo kiểu tán xạ compton dưới góc 120o. Hãy xác định năng lượng của photon tán xạ. 1.25. Photon với bước sóng 0,05Ao tán xạ trên Electron trong hiệu ứng tán xạ compton, dưới góc 90o. Hãy tính xung lượng của Electron. 1.26. Một photon tia X năng lượng 0,3Mev va chạm trực diện với một Electron lúc đầu đứng yên. Tính vận tốc giật lùi của Electron bằng cách áp dụng các nguyên lý bảo toàn năng lượng và xung lượng. 1.27. Trong một thí nghiệm về hiệu ứng tán xạ compton, một Electron đã thu được năng lượng 0,1Mev do một tia X năng lượng 0,5Mev chiếu vào. Tính bước sóng của photon tán xạ biết rằng lúc đầu Electron ở trạng thái nghỉ. 1.28. Trong tán xạ compton một photon tới đã truyền cho Electron bia một năng lượng cực đại bằng 45Kev. Tìm bước sóng của photon đó. 1.29. Trong thí nghiệm hiệu ứng tán xạ compton người ta dùng tia X với năng lượng 0,5Mev truyền cho Electron năng lượng 0,1Mev. Tìm góc tán xạ. 1.30. Thiết lập phương trình hiệu ứng tán xạ compton: o h ‘ (1 cos ) M C ∆λ =λ − λ = − θ

9. 17 18 2 10 1210 1ev 4,8.10 1,60.10 ec 3 − − −⎛ ⎞ = =⎜ ⎟ ⎝ ⎠ trong heä CGS) Cotg 30o = 1,6643 Kết quả : b = 4,72.10-1 cm 2. Tìm khoảng cách ngắn nhất mà một hạt ( có năng lượng 5Mev có thể tiến đến gần một hạt nhân bạc (z = 47) Giải: Khoảng các ngắn nhất mà ta phải xác định ở đây ứng với trường hợp va chạm trực diện giữa hạt ( và hạt nhân bạc (khoảng nhằm b = 0) Hạt ( bay về phía hạt nhân bạc càng gần thì sẽ chịu lực đẩy tĩnh điện càng mạnh đến một khoảng nhất định nào đó khi cân bằng động năng tiến tới của hạt ( và năng lượng đẩy từ phía hạt nhân bạc thì hạt ( dừng lại: Etiến = Eđẩy chúng tôi (2e)(47e) 5Mev K K d d = = 2 9 19 2 14 6 19 94e 9.10 .94.(1,6.10 ) Suyra d K 2,70.10 m 5Mev 5.10 .1,6.10 − − − = = = 3. Khi tiến hành thí nghiệm tán xạ hạt ( lên hạt nhân đồng, Rơdepho nhận thấy rằng, hạt ( với động năng 5Mev va chạm đàn hồi với hạt nhân đồng. Sau đó bị giật lùi ngược trở lại với động năng 3,9Mev. Hãy xác định tỷ lệ giữa khối lượng hạt nhân đồng và hạt (. Giải Hạt ( chính là hạt nhân Heli mang điện tích dương, hạt nhân đồng cũng mang điện tích dương. Khi chúng va chạm đàn hồi trực diện sẽ bị đẩy lẫn nhau. Dựa vào hai định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn xung lượng (hay động năng) ta có: 2 ‘2 2 Cu ‘ Cu mV mV MV (1) 2 2 2 mV mV MV (2) α α α α = + = + ur ur ur Trị số : mV( = ( mV'( + MVCu (3) m- khối lượng hạt (, M – khối lượng hạt nhân đồng. V( và V'( là các vận tốc của hạt ( trước và sau va chạm. VCu là vận tốc hạt nhân đồng sau khi va chạm (xem như ban đầu hạt nhân đồng ứng yên). Giải hệ phương trình (1) và (3) suy ra: ‘ ‘ ” V 3,91 1 V V Vm 5 VM V V 3,9 1 1 V 5 α α α α αα α α − − − = = = + + + Căn sốĠ Suy raĠ Kết quảĠ Kết quả này một cách gần đúng có thể xem như phù hợp với thực tế : Hạt nhân đồng (29Cu64) và hạt ( (2He4). Ag +47e d +2e α

10. 19 20 4. Xác định tỷ số giữa các hằng số Ritbec đối với nguyên tử Hydro và Heli, cho biết khối lượng hạt nhân nguyên tử Hydro chính là proton bằng M=1,672.10-24g và hạt nhân Heli MHe=6,644.10-24g, trong khi đó khối lượng Electron chỉ bằng m= 9,10.10-28g (nghĩa là nhỏ hơn khối lượng hạt nhân đến mười ngàn lần). Giải Do khối lượng Electron nhỏ hơn khối lượng hạt nhân nhiều lần nên trong lý thuyết chúng tôi đã xem như hạt như là đứng yên tuyệt đối. Do đó hằng số Ritbec bằng: Œ. Trong khi đó giá trị đo được bằng thực nghiệm RTN = 109677,6Cm-1, ở đây có sự chênh lệch là vì trong thực tế hạt nhân cũng chuyển động chứ không phải đứng yên tuyệt đối. Chính xác ra ta phải xem Electron và hạt nhân trong hệ liên kết cùng chuyển động quanh tâm quán tính. Do vậy trong hằng số Ritbec phải dùng đến khối lượng rút gọn của hệ gồm hai khối lượng của Electron và hạt nhận: m.M m M µ= + Thế vào công thức : 4 4 4 2 2 2 3 3 3 m.M .e e me Mm M R K . K K . 4 c 4 c 4 c m M ⎛ ⎞ ⎜ ⎟µ + ⎛ ⎞⎝ ⎠= = = ⎜ ⎟ π π π +⎝ ⎠h h h Hay chuyển sang dạng:Ġ So với khối lượng Electron thì có thể xem như khối lượng hạt nhân vô cùng lớn M ( ( vì vậy hằng số Ritbec R( là: 4 4 2 2 3 3 me 1 me R K K m4 c 4 c1 M M ∞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ = =⎜ ⎟ π π⎜ ⎟+ ⎝ ⎠ → ∞ h h Chính xác ra thì hằng số Ritbec đối với nguyên tử Hydro là: He He 1 R R . m 1 M ∞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟= ⎜ ⎟+⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Suy ra tỷ số : HeH He m (1 ) MR 0.995 mR (1 ) M + = = + (xaáp xæ 100%) Nếu tính đến khối lượng rút gọn thì hằng số Ritbec theo lý thuyết chúng tôi và thực nghiệm hoàn toàn trùng hợp nhau và có thể xem hằng số Ritbec là không đổi cho mọi nguyên tử. 5. Cho biết bước sóng ứng với vạch thứ nhất trong dãy Lyman là (1 = 1215Ao và bước sóng ứng với vạch ranh giới của dãy Banme (( = 3650Ao. Hãy tính năng lượng ion hóa của nguyên tử Hydro. Giải Năng lượng ion hóa nguyên tử Hydro được hiểu như là năng lượng cần thiết để đưa Electron trong nguyên tử từ trạng thái cơ bản (n=1) ra xa vô cực (n( () để biến nguyên tử thành ion dương. Trị số năng lượng ấy bằng: 1 1 1E E E h h h( )∞ ∞ ∞∆ = − = ν + ν = ν + ν

11. 21 22 vạch thứ nhất trong dãy Lyman ứng với: 2 2 1 1 1 1 R 1 2 ⎛ ⎞ = −⎜ ⎟ λ ⎝ ⎠ vôùi taàn soá 1 1 C ν = λ (1) Vạch giới hạn trong dãy Banme: 2 1 1 1 R 2∞ ⎛ ⎞ = −⎜ ⎟ λ ∞⎝ ⎠ vôùi taàn soá C ∞ ∞ ν = λ (2) Từ hai biểu thức (1) và (2) suy ra: 1 3 RC 4 ν = vaø RC 4 ∞ν = Vậy :Ġ Thay trị số vào ta có:Ġ * Bài tập tự giải: 2.1. Một hạt ( với động năng D = 0,27Mev tán xạ trên một lá vàng dưới góc 60o. Hãy tìm giá trị của khoảng nhằm b. 2.2. Một proton với động năng D ứng với khoảng nhằm b bị tán xạ trong trường lực đẩy Culomb của một hạt nhân nguyên tử vàng đang đứng yên. Tìm xung lương (động lượng) truyền cho hạt nhân này do sự tán xạ gây ra. 2.3. Sau khi xuyên qua một lá vàng, một hạt ( với động năng D=4Mev bị tán xạ dưới góc bằng 60o. Hãy tính khoảng nhằm b. 2.4. Tìm khoảng cách ngắn nhất mà một proton có thể đến gần hạt nhân chì trong va chạm trực diện giữa chúng nếu vận tốc ban đầu của proton bằng 5.109cm/s. 2.5. Tìm khoảng cách ngắn nhất mà một hạt ( với động năng E(=0,4Mev có thể đến gần 1) Một hạt nhân chì trong va chạm trực diện. 2) Một hạt nhân Liti ban đầu đứng yên cũng trong va chạm trực diện. 2.6. Một chùm proton với vận tốc 6.106m/s đập vuông góc lên một lá kim loại bạc có bề dày 1(m. Tìm xác suất tán xạ của proton trong khoảng góc từ 89o đến 91o. 2.7. Rơdepho làm thí nghiệm cho một chùm hạt ( với động năng D=6Mev và cường độ I=104hạt/s đập thẳng vào một lá vàng có bề dày d=0,5.10-4cm. Hãy tính số hạt ( bị tán xạ trong khoảng góc từ 59o đến 60o ghi nhận được trong khoảng thời gian 5 phút. Cho biết khối lượng riêng của vàng (=19,4g/cm3, nguyên tử vàng với nguyên tử số z=79, nguyên tử lượng bằng A=197. 2.8. Một chùm hạt ( với động năng D = 0,5Mev và cường độ I=5.105+hạt/s đập vuông góc lên lá vàng. Tìm bề dày của lá vàng, nếu cách khu vực tán xạ một khoảng r = 15cm dưới góc tán xạ (=60o, mật độ dòng hạt ( là J = 40hạt/cm2.s 2.9. Một chùm hạt ( với động năng D=0,5Mev đập vuông góc lên một lá vàng có bề dày khối lượng riêng ( (ứng với mật độ hạt trên một đơn vị diện tích là (d = 1,5mg/cm2. Cường độ chùm hạt là Io=5.1015 hạt/s. Tìm số hạt ( bị tán xạ trên lá vàng trong khoảng thời gian t = 30phút trong khoảng góc: 1) góc tán xạ từ 59o đến 61o. 2) góc tán xạ trên 60o. 2.10. Các hạt ( từ một lá kim loại mỏng có nguyên tử số z1 khối lượng riêng (1 và nguyên tử lượng A1 dưới góc cố định ( nào đó. Sau đó thay bằng lá kim loại thứ hai (với z2, (2 và A2) có cùng diện tích và khối lượng. Tìm tỷ số của các hạt ( quan sát được dưới góc tán xạ ( đối với hai lá kim loại ấy. 2.11. Theo điện động lực học cổ điển, một Electron, chuyển động với gia tốc a sẽ mất năng lượng do bức xạ sóng điện từ với tốc độ biến thiên năng lượng theo qui luật:

12. 23 24 2 2 3 dE 2e a dt 3C = − trong đó e là diện tích Electron, c là vận tốc ánh sáng. Để đơn giản ta xem gia tốc của Electron luôn luôn trùng với gia tốc hướng tâm. Hãy tính thời gian để một Electron chuyển động theo quĩ đạo tròn trong nguyên tử Hydro với bán kính r = 0,5Ao sau đó sẽ rơi vào hạt nhân. 2.12. Hiệu các số sóng của hai vạch đầu tiên trong dãy Banme của quang phổ nguyên tử Hydro là 5,326.103cm-1. Hãy tính trị số của hằng số Ritbéc. 2.13. Đối với nguyên tử Hydro và ion Heli (He+), hãy tính: 1) Bán kính quĩ đạo chúng tôi thứ nhất và vận tốc của Electron trên quĩ đạo đó. 2) Động năng và năng lượng liên kết của Electron ở trạng thái cơ bản. 3) Thế ion hóa và bước sóng ứng với bước chuyển đầu tiên của Electron từ n = 2 về n=1. 2.14. Hãy tính: 1) Bước sóng của vạch phổ đầu tiên của ion Heli He+ tương ứng với vạch thứ nhất trong dãy Banme của phổ nguyên tử Hydro. 2) Thế ion hóa của Heli, cho biết khối lượng hạt nhân Heli MHe= 6,64.10-24g. 2.15. Tính hiệu số bước sóng của các vạch H( (là vạch đầu tiên của dãy Banme) đối với nguyên tử Hydro và Triti (một chất đồng vị của Hydro), biết rằng bước sóng của vạch H( của Hydro bằng 6563Ao và khối lượng hạt nhân Triti gấp 3 lần khối lượng hạt nhân Hydro. 2.16. Bằng thực nghiệm quan sát được các vạch thứ hai của dãy Banme đối với Hydro và Dơteri (một đồng vị của Hydro) có hiệu số bước sóng (( = 1,32Ao ứng với bước sóng 4861,3Ao. Từ các số liệu trên hãy tính tỷ số khối lượng của nguyên tử Hydro và Dơteri. 2.17. Xác định lực hút giữa hạt nhân và Electron nằm ở quĩ đạo Bohr thứ nhất của nguyên tử Hydro. So sánh lực này với lực hấp dẫn giữa một Electron và một proton ở cùng khoảng cách. 2.18. Khi kích thích nguyên tử Hydro bằng các dùng Electron với động năng D=12,5ev bắn vào nguyên tử thì những vạch quang phổ nào có thể xuất hiện và chúng thuộc những dãy quang phổ nào? 2.19. Hãy xác định thế năng, động năng và cơ năng của Electron trên quĩ đạo Bohr thứ nhất. 2.20. Xác định bước sóng lớn nhất và bước sóng nhỏ nhất thuộc dãy Pasen trong quang phổ nguyên tử Hydro. 2.21. Electron trong nguyên tử Hydro chuyển từ mức năng lượng thứ ba về mức năng lượng thứ nhất. Tính năng lượng photon phát ra. 2.22. Xác định giá trị năng lượng lớn nhất và nhỏ nhất của các photon phát ra trong dãy quang phổ Lyman của nguyên tử Hydro. 2.23. Nguyên tử Hydro ở trạng thái cơ bản (n=1) được kích thích bằng một ánh sáng đơn sắc có bước sóng ( xác định. Kết quả nguyên tử Hydro đó chỉ phát ra 6 vạch quang phổ. Những vạch quang phổ ấy thuộc các dãy nào? 2.24. Nguyên tử Hydro đang ở trạng thái kích thích ứng với mức năng lượng n =10. Tính số vạch quang phổ nó có thể phát ra. 2.25. Photon với năng lượng 16,5ev làm bật Electron ra khỏi nguyên tử Hydro ở trạng thái cơ bản. Tính vận tốc của Electron bật ra từ nguyên tử. 2.26. Nguyên tử Hydro ở trạng thái cơ bản (n=1) hấp thụ photon ứng với bước sóng ( = 1215Ao. Tính bán kính quĩ đạo của Electron trong nguyên tử ở trạng thái kích thích.

13. 25 26 2.27. Đối với ion Heli He+, Electron khi chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác kèm theo bức xạ có bước sóng gần bằng bước sóng của vạch đầu tiên trong dãy Banme. Chính xác thì bước sóng của hai vạch ấy chênh lệch nhau bao nhiêu? 2.28. Cho một photon với năng lượng 20ev đánh bật một Electron ra khỏi nguyên tử Hydro từ trạng thái cơ bản (n=1). Sau khi bật ra khỏi nguyên tử thì vận tốc Electron bằng bao nhiêu? 2.29. Trong thí nghiệm kiểm chứng các định đề chúng tôi khi dùng Electron bắn vào nguyên tử Hydro để kích thích nó, người ta đo được các giá trị hiệu điện thế kích thích là 10,2v và 12,1V và có 3 vạch quang phổ: 1) Hãy tính bước sóng của các vạch quang phổ ấy. 2) Xác định những vạch quang phổ ấy thuộc những dãy nào. 2.30. Hãy tính vận tốc của Electron trên quĩ đạo thứ hai của nguyên tử Hydro theo lý thuyết N.Bohr, cho biết Momen quĩ đạo của Electron trên quĩ đạo này L=IJ và bán kính quĩ đạo chúng tôi thứ nhất r1=ao=0,53Ao. 2.31. Hạt Medon (- mang điện tích (-e) liên kết với proton tạo thành một Mezo nguyên tử tương tự như Electron liên kết với proton tạo thành nguyên tử Hydro (cho biết khối lượng của hạt Medon bằng 207 lần khối lượng Electron). Hãy tính : 1) Bán kính của Mezo – nguyên tử. 2) Mức năng lượng cơ bản ứng với quĩ đạo nhỏ nhất. 2.32. Ion Heli He+ đang ở trạng thái kích thích thứ n, nếu chuyển về trạng thái cơ bản (n=1) ion này phát ra liên tiếp hai photon nối đuôi nhau với các bước sóng 108,5.10-9m và 30,4.10-9 m. 2.33. Khi nguyên tử Hydro chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản phát ra hai photon kế tiếp nhau với các bước sóng tương ứng bằng 40510Ao và 972,5Ao. Hãy xác định mức năng lượng kích thích ấy và giá trị năng lượng tương ứng của nó. 2.34. Hãy xác định tần số photon do ion tương tự Hydro phát ra khi nó chuyển về mức năng lượng thứ n nếu bán kính quĩ đạo của Electron trong trường hợp ấy thay đổi ( lần. 2.35. Hãy xác định mức năng lượng thứ n của nguyên tử Hydro khi đang ở trạng thái kích thích nếu biết rằng khi chuyển về trạng thái cơ bản (n=1) nguyên tử phát ra: 1) Một photon ứng với bước sóng 972,5Ao. 2) Hai photon kế đuôi nhau với bước sóng 6563Ao và 1216Ao. 2.36. Hãy tính vận tốc của Electron bị đánh bật ra khỏi ion Heli He+ ban đầu ở trạng thái cơ bản bằng một photon có bước sóng tương ứng là 180Ao. 2.37. Nếu sử dụng photon phát ra từ Heli He+ khi chuyển từ mức kích thích thứ nhất về mức cơ bản đủ để tác động vào nguyên tử Hydro để nó bị ion hóa. Tìm vận tốc của Electron bị bật ra khỏi nguyên tử Hydro. 2.38. Nguyên tử Hydro phải chuyển động với vận tốc cực tiểu bằng bao nhiêu để khi va chạm trực diện không đàn hồi vào nguyên tử Hydro khác đang ở trạng thái đứng yên làm cho nó phát ra photon ánh sáng. Giả sử trước khi va chạm cả hai nguyên tử đều ở trạng thái cơ bản. 2.39. Tính vận tốc giật lùi lại của nguyên tử Hydro khi nó chuyển từ trạng thái kích thích đầu tiên về trạng thái cơ bản. Giả sử ban đầu nguyên tử ở trạng thái đứng yên. 2.40. Người ta kích thích cho nguyên tử Hydro lên mức năng lượng thứ n. Hãy xác định: 1) Nếu n=5 trở về mức cơ bản n=1 thì sẽ xuất hiện bao nhiêu vạch và chúng thuộc những dãy nào. 2) Nếu n=20 thì nguyên tử phát ra bao nhiêu vạch.

15. 29 30 34 10 27 19 h h h 6,626.10 1,32.10 m p mv 2mE 2.1,67.10 .0,05.1,6.10 − − − − λ = = = = = 3. Tính hiệu điện thế cần thiết để tăng tốc một Electron chuyển động trong điện trường để có bước sóng Dơ Brơi bằng 1Ao. Giải: Động năng Electron trong điện trường:Ġ Hoặc :Ġ Suy ra: 2 34 2 2 31 19 10 2 h (6,626.10 ) u 150V 2me 2.9,1.10 .1,6.10 (1.10 ) − − − − = = = λ 4. Electron ban đầu có vận tốc bằng không được tăng tốc trong điện trường với hiệu điện thế u. Tìm giá trị bước sóng DơBrơi trong hai trường hợp sau: a) u = 51’V b) u = 510KV Giải: 1) u = 51V: Động năng D = eu = 51eV = 0,51.10-4Mev Năng lượng nghỉ của Electron Eo = moC2 = 0,51Mev Vậy có thể thay thế: D = eu = 0,51.10-4Mev = (moc2).10-4 Bước sóng DơBrơ của Electron : 2 2 4 oo o o h h h 10 . m C2m eu 22m (m C ).10− λ = = = Với hằng số :Ġ là bước sóng Compton Kết quả :Ġ 2) u = 510KV: Khi hiệu điện thế u = 510KV sẽ ứng với năng lượng; eu=510kev = 0,51Mev. Năng lượng này có giá trị bằng năng lượng nghỉ của Electron: Eo = moC2 = 0,51Mev. Với hạt chuyển động với vận tốc lớn có năng lượng xấp xỉ bằng hoặc lớn hơn năng lượng nghỉ của Electron phải dùng cơ học tương đối tính của Einstein, vì khối lượng thay đổi theo vận tốc: o 2 2 m m V 1 C = − Trong đó mo là khối lượng nghỉ của hạt. Dựa vào hệ thức liên hệ giữa khối lượng và năng lượng ta có động năng bằng : 2 2 2 o o 2 2 1 D mC m C m C 1 V 1 C ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟= − = − ⎜ ⎟ −⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Mặt khác động năng của hạt: D = eu Suy ra : 2 o 2 2 1 m C 1 eu V 1 C ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟− = ⎜ ⎟ −⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Vận tốc :Ġ Động lượng P = mV =Ġ Bước sóng DơBrơi:Ġ Mặt khác ta có: eu = 0,51Mev = moC2 là năng lượng nghỉ Electron. Kết quả:Ġ

16. 31 32 Hằng số :Ġlà bước sóng Compton. 5. Một chùm Nơtron nhiệt năng lượng 0,05ev nhiễu xạ trên đơn tinh thể muối ăn (NaCl). Xác định góc trượt ( ứng với bậc nhiễu xạ thứ nhất (n=1) theo điều kiện Vunphơ-Brắc. Cho biết hằng số mạng tinh thể d = 2,81Ao. Giải : Điều kiện cho cực đại nhiễu xạ: 2dsin( = n(, với n = 1, ta có: 2dsin( = ( Bước sóng:Ġ Suy ra: h Sin 2d 2d 2mE λ θ = = Thay trị số vào : 34 10 27 19 6,626.10 Sin 0,235 2.2,81.10 2.1,67.10 .0,05.1,6.10 − − − − θ= = ; Suy ra θ=13o 20′ 6. Động năng của Electron trong nguyên tử Hydro có giá trị bằng 10ev. Một cách gần đúng có thể dùng hệ thức bất định Hexenbéc để sơ bộ xác định kích thước nhỏ nhất của nguyên tử. Giải: Theo hệ thức bất định Hexenbéc: (x.(Px ( h Giả sử kích thước của nguyên tử bằng d, vậy vị trí tọa độ của Electron trong nguyên tử Hydro theo phương tọa độ x xác định trong khoảng: 0 ≤ x ≤ d nghĩa là:Ġ Từ hệ thức ta suy ra:Ġ Vậy :Ġ Hiển nhiên là độ bất định (Px không thể vượt quá giá trị của xung lượng P, tức là (Px ( P. Mặt khác động năng và xung lượng có quan hệ : P 2mD= Vậy độ bất định về xung lượng ĺ Ta chọn (Px bằng giá trị lớn nhất của nó thì giá trị của d sẽ nhỏ nhất và bằng: 34 min 31 19 2h 2.6,626.10 d 2mD 2.9,1.10 .10.1,6.10 − − − = = Kết quả : d = 7,76.10-19m. 7. Xác định giá trị Momen quĩ đạo L của Electron trong nguyên tử Hydro ở trạng thái kích thích, biết rằng năng lượng kích thích truyền cho nguyên tử từ trạng thái cơ bản là 12,09ev. Giải: Giá trị Momen quĩ đạo được xác định: L ( 1)= + ur l l h vôùi l = 0, 1, 2, 3…. (n-1) l laø löôïng töû soá Momen ñoäng löôïng quó ñaïo. n – là lượng tử số chính. Để tìm trị số của L ta phải xác định trị số của n. Năng lượng của Electron ở trạng thái kích thích thứ n bằng: n 2 2 RhC 13,6 E (ev) n n =− = − Năng lượng Electron ở trạng thái cơ bản (n=1) là: 1 2 RhC E 13,6(ev) 1 = =−

17. 33 34 Năng lượng kích thích là năng lượng cung cấp cho nguyên tử hấp thụ để chuyển từ trạng thái bình thường lên trạng thái kích thích thứ n tương ứng, do đó ta có: cung n 1 2 13,6 E E E 13,6 n ∆ = − =− + Theo đầu bài cho: (Ecung = 12,09ev Vậy ta có: 2 2 13,6 12,09 13,6 n 13,6 13,6 12,09 1,51 n = − = − = Suy ra n = 3 Lượng tử sốĠ = 0, 1, 2, 3… (n-1), vậyĠ = 0, 1, 2. Ta có 3 trị số ứng với n = 3: ( VớiĠ = 0 ĉ ( VớiĠ = 1ĉ ( VớiĠ = 2ĉ 8. Nếu đặt nguyên tử vào từ trường ngoài thì vectơ Momen quĩ đạoĠ sẽ hợp với phương ưu tiên của từ trường đặt dọc theo trục OZ một góc (. Hãy xác định trị số góc ( nhỏ nhất khi Electron trong nguyên tử ở trạng thái d. Giải: Trạng thái ứng vớiĠ = 2 gọi là trạng thái d. Trị số của Momen quĩ đạo bằng: ĉ vớiĠ =1, 2, 3… (n-1) Giá trị hình chiếu lên phương trục OZ là: Lz = ŭ với m = 0, (1, (2, (3…. Ĩ Trường hợp cụ thểĠ = 2 thì : Lz = ŭ với m = 0, (1, (2, góc ( nhỏ nhất sẽ ứng với giá trị của m lớn nhất, tức là m = 2. Lz = mh = Lcosθ Kết quả : zL m m 2 Cos 0,8164 L ( 1) ( 1) 6 θ = = = = = + + h l l h l l Suy ra: θ = 35o 15′ 9. Xác định các giá trị khả dĩ của Momen toàn phần J ứng với lượng tử số quĩ đạoĠ =1 vàĠ = 2 đối với nguyên tử Hydro. Khi tính đến spin của Electron. Giải : Momen toàn phần của Electron trong nguyên tử : J L S= + r ur r với trị số : J j(j 1)= + r h vôùi 1 j 2 = ±l vớiĠ = 1 ta có 2 trị số: 1 2 1 1 j 1 2 2 1 3 j 1 2 2 = − = = + = ứng với 2 trị số Momen toàn phần:

19. 37 38 34 8 16 10 C 6,626.10 .3.10 E h h. 2,75.10 J 0,72.10 − − − = ν= = = λ Năng lượng đặt vào ống Rơnghen 4KV tương ứng với 4Kev=4.103ev chuyển sang đơn vị Jun, ta có: 4Kev= 4.103 .1,6.10-19 = 6,4.10-16 J. Vậy khi đặt vào ống Rơnghen 4KV sẽ làm xuất hiện bức xạ vạch phổ K(. * Bài tập tự giải: 3.1. Xác định bước sóng DơBrơi của Electron và Proton chuyển động với vận tốc 106m/s. 3.2. Tính bước sóng Dơ Brơi của Electron chuyển động với vận tốc 2.108m/s. 3.3. Electron không vận tốc đầu được gia tốc qua một điện trường với hiệu điện thế u. Tính hiệu điện thế u, biết rằng sau khi tăng tốc Electron chuyển động có bước sóng Dơ Brơi bằng 1Ao. 3.4. Xác định bước sóng Dơ Brơi của proton được tăng tốc (không vận tốc đầu) qua điện trường có hiệu điện thế bằng 1KV và 1MV. 3.5. Nơtron với động năng 25ev bay đến va chạm vào Dơteri (D là đồng vị của hạt nhân Hydro). Tính bước sóng Dơ Brơi của hai hạt trong hệ qui chiếu khối tâm của chúng. 3.6. Chứng minh rằng Electron tự không bức xạ hoặc hấp thụ lượng tử ánh sáng, vì nếu điều này xảy ra thì hai định luật bảo toàn năng lượng và xung lượng sẽ không thỏa mãn. 3.7. So sánh bước sóng DơBrơi của Electron với proton và của Electron với hạt ( khi chúng chuyển động trong điện trường đều có hiệu điện thế là u. 3.8. Chùm Electron chuyển động với vận tốc 6.106m/s đi vào một điện trường đều có cường độ điện trường E = 5v/cm. Hỏi Electron phải chuyển động một khoảng là d bằng bao nhiêu trong điện trường đó để có bước sóng bằng 1Ao. 3.9. Thiết lập biểu thức của bước sóng DơBrơi ( của một hạt vi mô tương đối tính chuyển động với động năng D. Với giá trị nào của D sự chênh lệch giữa bước sóng ( tương đối tính và bước sóng ( phi tương đối tính không quá một phần trăm (1%) đối với Electron và proton. 3.10. Hỏi phải cần một hiệy điện thế tăng tốc bằng bao nhiêu đối với một proton để làm nó có thể đạt vận tốc tương ứng với bước sóng Dơ Brơi là 10-12cm. Cho biết ban đầu proton đứng yên. 3.11. Dùng điều kiện Vunphơ-Brắc để tìm 3 giá trị đầu tiên của hiệu điện thế tăng tốc mà với những giá trị đó sẽ thu được cực đại nhiễu xạ đối với chùm Electron đập vào bề mặt tinh thể dưới góc trượt ( = 30o. Người ta quan sát Electron phản xạ từ bề mặt tinh thể có góc phản xạ bằng góc tới. Cho biết hằng số mạng tinh thể d = 2,4Ao. 3.12. Khi tăng năng lượng của Electron thêm 200ev thì bước sóng DơBrơi của nó thay đổi hai lần. Hãy tính bước sóng lúc ban đầu. 3.13. Proton với bước sóng ( = 0,017Ao tán xạ đàn hồi dưới góc 90o trên một hạt ban đầu đứng yên có khối lượng gấp 4 lần khối lượng của nó. Hãy tính bước sóng của proton bị tán xạ. 3.14. Minh họa điều kiện lượng tử hóa về Momen động lượng quĩ đạo của lý thuyết chúng tôi theo bước sóng (, có nghĩa là chu vi các quĩ đạo dừng của Electron trong nguyên tử bằng một số nguyên lần của bước sóng. Hãy tính bước sóng DơBrơi của Electron tại qũi đạo thứ n. 3.15. Electron với động năng ban đầu là 4,3ev được tăng tốc trong một điện trường đều có phương trùng với phương chuyển động ban đầu của Electron và cường độ điện

20. 39 40 trường E = 92V/cm. Electron phải chuyển động một quãng đường bằng bao nhiêu trong điện đường ấy để có bước sóng Dơ Brơi bằng 2Ao. 3.16. Cho một chùm Electron có vận tốc V = 3,65.106m/s tới đập vào một khe hẹp có bề rộng b = 10-6m, khi đó trên màn quan sát đặt song song với khe và cách khe một khoảng L=10cm người ta quan sát thấy các vân giao thoa nhiễu xạ. Tìm khoảng cách giữa hai cực đại nhiễu xạ bậc nhất. 3.17. Một chùm Electron được tăng tốc trong điện trường với hiệu điện thế u = 15V đi qua khe hẹp có bề rộng b=0,8.10-6m. Hãy xác định chiều rộng của cực đại chính nhiễu xạ trên một màn quan sát đặt cách khe một khoảng L= 60cm và vuông góc với phương chuyển động của chùm Electron. 3.18. Một chùm Electron đập vuông góc vào một khe hẹp có bề rộng b = 2(m, khi đó trên màn quan sát đặt cách khe một khoảng 50cm người ta quan sát hình nhiễu xạ, trong đó cực đại nhiễu xạ trung tâm có bề rộng y = 8.10-15m. Tìm vận tốc Electron. 3.19. Cho một chùm Notron đập vào bề mặt giới hạn tự nhiên của đơn tinh thể Nhôm (Al) dưới góc trượt ( = 5o. Hằng số mạng tinh thể nhôm d = 2Ao. Hãy tính năng lượng và vận tốc của Nơtron ứng với cực đại nhiễu xạ bậc nhất quan sát được theo phương phản xạ. 3.20. Ngoài Electron người ta còn dùng các hạt khác để nghiên cứu cấu trúc mạng tinh thể. Hãy giải thích tại sao Nơtron chậm (có năng lượng cở 0,01ev) tán xạ trên tinh thể có hiện tượng nhiễu xạ rõ nét, còn Nơtron nhanh (có động năng cỡ 100eV trở lên) thì hiện tượng nhiễu xạ không được rõ nét. 3.21. Vị trí trọng tâm của một quả cầu khối lượng 1mg có thể xác định chính xác đến 2(m. Dựa vào hệ thức bất định Hexenbec để đánh giá về tính chất chuyển động của quả cầu. 3.22. Chuyển động của Electron trong đèn hình Tivi sẽ tuân theo qui luật vật lý cổ điển hay vật lý lượng tử. Cho biết hiệu điện thế tăng tốc chùm Electron bằng 15KV và đường kính chùm tia vào khoảng 10-3cm. 3.23. Động năng trung bình của Electron trong nguyên tử Hydro ở trạng thái cơ bản là 13,6ev. Dùng hệ thức bất định Hexenbéc để đánh giá tính chất của Electron trong trường hợp này. 3.24. Tính độ bất định về tọa độ (x của Electron trong nguyên tử Hydro biết rằng vận tốc Electron bằng V = 1,5.106m/s và độ bất định về vận tốc bằng (v = 10% của vận tốc V. So sánh kết quả tìm được với đường kính d của quĩ đạo chúng tôi thứ nhất và có thể áp dụng khái niệm quĩ đạo cho trường hợp kể trên không. 3.25. Giả sử có thể đo được xung lượng của một hạt chính xác đến phần nghìn. Xác định độ bất định cực tiểu về trị số của hạt: 1) Nếu hạt có khối lượng 5mg và vận tốc 2m/s. 2) Nếu hạt là Electron có vận tốc 1,8.106 m/s. 3.26. Xác định độ bất định cực tiểu về năng lượng của một nguyên tử khi Electron ở trạng thái bất định đó chỉ trong vòng 10-8S. 3.27. Độ rộng của một vạch quang phổ ứng với bước sóng 4000Ao bằng 10-4Ao. Tính thời gian trung bình để hệ nguyên tử tồn tại ở trạng thái năng lượng tương ứng. 3.28. Giả thiết động năng của một hạt vi mô đang chuyển động theo đường thẳng làĠ. Chứng minh rằng (E.(t ( h, trong đó (t = (x/v. 3.29. Vận dụng kết quả của cơ học lượng tử để tính các giá trị có thể có của Momen từ ứng mức n = 3. 3.30. Nguyên tử có thể có bao nhiêu giá trị lượng tử số j nếu nó ở trạng thái có lượng tử số s vàĠ bằng: 1) S = ½ vàĠ = 1

21. 41 42 2) S = 5/2 vàĠ = 2 3.31. Nguyên tử tồn tại ở trạng thái có độ bội g = 3 và Momen toàn phần bằngĠ. Hỏi lượng tử số tương ứngĠ bằng bao nhiêu. 3.32. Giá trị Momen toàn phần của Electron bằng bao nhiêu khi Momen quĩ đạo của nó ứng lượng tử sốĠ = 3. 3.33. Xác định độ thay đổi Momen quĩ đạo của Electron trong nguyên tử Hydro khi nó chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản và phát ra bước sóng ( = 972,5Ao. 3.34. Hãy viết ký hiệu các số hạng quang phổ của nguyên tử Hydro biết rằng Electron của nó ở trạng thái có lượng tử số chính n = 3. 3.35. Có bao nhiêu hàm sóng tương ứng với trạng thái n = 3 của nguyên tử Hydro. Hãy viết tất cả các ký hiệu của hàm sóng ( trong hai hệ lượng tử số (n,Ġ, m, ms và n,Ġ, j, mj). 3.36. Tìm độ biến thiên của bước sóng của vạch đỏ Cadimi ứng với bước sóng 6438Ao do hiệu ứng Diman thường khi nguyên tử đặt trong từ trường với cảm ứng từ bằng 0,009Tesla. 3.37. Xác định độ lớn cần thiết của cảm ứng từ B để có thể quan sát được hiệu ứng Diman thường trong trường hợp phổ kế có thể tách được vạch phổ có bước sóng 5000Ao khỏi các vạch lân cận với độ khác nhau về bước sóng 0,5Ao. 3.38. Trong hiệu ứng Diman thường thì số hạng ứng với lượng tử sốĠ = 3 sẽ tách thành bao nhiêu mức trong từ trường. Tính hiệu số năng lượng giữa hai mức kế cận nhau. 3.39. Trong hiệu ứng Diman thường vạch phổ ứng với sự chuyển dời từ trạng thái có lượng tử sốĠ = 3 sang trạng thái cóĠ=2 sẽ tách làm mấy thành phần trong từ trường. Vẽ sơ đồ các vạch phổ theo giản đồ mức năng lượng. 3.40. Vạch phổ Ca có bước sóng ( = 4226Ao do hiệu ứng Diman bị tách thành 3 thành phần có tần số khác nhau là 4,22.1010S-1 trong từ trường có cảm ứng từ B = 3 Tesla. Hãy xác định điện tích riêng của ElectronĠ. 3.41. Một đèn hình Tivi hoạt động với điện áp tăng tốc 20KV. Tìm năng lượng cực đại của photon tia X phát ra từ Tivi đó. 3.42. Dùng định luật Mơdơlây để tính bước sóng vạch K( của nhôm (z = 13) và Côban (Z=27). 3.43. Tính bề dày của lớp vật chất mà tia X xuyên qua nó thì cường độ chùm tia X giảm đi 2 lần. Cho biết hệ số hấp thụ tuyến tính của chất đang xét là ( = 0,047cm-1. 3.44. Trong phép đo các vạch K( đối với các nguyên tố khác nhau người ta thu được các kết quả sau: ( Sắt Fe ứng với 1,94Ao ( Coban Co ứng với 1,79Ao Từ các số liệu này hãy tìm lại nguyên tử số của mỗi nguyên tố. 3.45. Một vật hiệu ứng với Píc hấp thụ K (đỉnh nhọn trên phổ tia X gọi là píc) là 0,15Ao được chiếu bằng tia X có bước sóng 0,10Ao. Tính động năng cực đại của quang Electron phát ra từ vỏ lớp điện tử K. 3.46. Khi các tia X có bước sóng 0,50Ao đập lên một vật liệu cho trước, các quang Electron bật ra từ lớp vỏ nguyên tử K chuyển động theo một vòng tròn bán kính 23m.m trong một từ trường có cảm ứng từ B = 0,02Tesla. Tìm năng lượng liên kết của Electron ở lớp vỏ K trong nguyên tử.

22. 43 44 Chương IV: CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ * Tóm tắt lý thuyết I. NGUYÊN TỬ HYDRO (VÀ CÁC ION TƯƠNG TỰ) a) Phương trình Srodingơ đối với electron trong nguyên tử Hydro (và các ion tương tự) trong hệ tọa độ cầu : 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2m Ze (r ) (sin ) (E ) 0 r r r r sin r sin r 2∂ ∂ψ ∂ ∂ψ ∂ψ + θ + + + ψ = ∂ ∂ θ ∂θ ∂θ θ ∂ψ h b) Nghiệm của phương trình Srodingơ : Hàm sóng. n, ,m n m(r, , ) R (r)Y ( , )ψ θ ϕ = θ ϕl l l Với n : số lượng tử chính n = 1, 2, 3…Ġ Ġ: số lượng tử quỹ đạo ĉ = 0, 1, 2… n -Ġ m : số lượng tử từ m = 0,Ġ1,Ġ 2…Ġ Dạng cụ thể của vài hàm sóng : o 3 Zr 2 a 1,0 o Z R 2 e a −⎛ ⎞ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ o Zr3 2a2 2,0 o o 1 Z Zr R ( ) (2 )e a a8 − = − o r3 2r2 2,1 o o 1 Z r R ( ) ( )e a a24 − = Với ao – Bán kính quỹ đạo Bohr thứ nhất của H ; ao = 0,53 Ao 0,0 i 1,1 1 Y 4 3 Y sin .e 8 ϕ = π = θ π 1,0 i 1, 1 3 Y cos 8 3 Y sin .sin 8 − ϕ − = θ π = θ π c) Xác suất tìm thấy electron theo bán kính : 2 2 r ndW R (r). .dr= γl – Xác suất tìm thấy e theo các gócĠ, ( : 2 , ,mdW Y ( , ) sin .d .dθ ϕ = θ ϕ θ θ ϕl d) Năng lượng của các trạng thái dừng : En = – Rhc. 2 2 Z n e) Mức suy biến : g = 2n2 * Chú ý : Hệ đơn vị đang dùng là hệ CGS. II- CẤU TRÚC CỦA NGUYÊN TỬ PHỨC TẠP. a) Nguyên lý Pauli và hệ quả :

24. 47 48 * o 2r a e 0 r − = ⇒ =∞ * r = 0 Vậy khả năng tìm thấy e- trong nguyên tử Hydrô ở trạng thái cơ bản nhiều nhất là ở vùng bán kính quỹ đạo Bohr thứ nhất, ít nhất (hay không có) là tại tâm nguyên tử (tức hạt nhân) và tại vô cực (tức ở xa hạt nhân nguyên tử). Đối với nguyên tử theo cơ học lượng tử do tuân theo hệ thức bất định, e- không thể coi là chuyển động trên quỹ đạo như trong cơ học cổ điển. * Đồ thị mô tả xác suất tìm thấy e- trong nguyên tử H có dạng : a0 = 0.53 A0 2. Viết sơ đồ cấu hình của nguyên tử Scandi (Sc), biết số thứ tự của nó trong bảng tuần hoàn là :ĠZ = 21. Giải : Theo nguyên lý Pauli ta có thể viết. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 lớp K lớp L lớp M Đến đây theo nguyên lý Pauli lớp M có thể chứa 18e-, nhưng phân lớp 3p chỉ chứa được 6e- vậy phân lớp 3p không thể chứa thêm e-. Đáng lẽ phải chuyển sang phân lớp 3d tức vẫn thuộc lớp 3. Nhưng theo nguyên lý năng lượng tối thiểu thì mức 4s có năng lượng nhỏ hơn mức 3d. Vậy nên e- tiếp theo (tức e- thứ 19), sẽ làm đầy mức 4s, mở đầu cho lớp 4. Phân lớp này chứa được 2 e- cho nên e- tiếp theo (tức e- thứ 20) sẽ làm đầy phân lớp này. Tiếp theo, e- thứ 21 đáng lẽ phải làm đầy tiếp lớp 4p. Nhưng vì lớp 4p có năng lượng nhỏ hơn 3d. Vậy nên e- tiếp theo (thứ 21) sẽ trở về chiếm phân lớp 3d. Tóm lại, sơ đồ cấu hình của Sc có dạng : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 K : 2e- L : 8e- M : 9e- N : 2e- Tổng cộng: 21e- 3. Nguyên tử Hydro ở trạng thái 1s. Tính xác suất tìm thấy e- trong một hình cầu bán kính r = 0,1 ao (ao là bán kính quỹ đạo Bohr thứ nhất). Giải : Ở trạng thái 1s (n = 1,Ġ= 0, m = 0) hàm sóng của e- có dạng: 1,0,0 1,0 0,0(r, , ) R (r).Y ( , )ψ θ ϕ = θ ϕ o o r a 3 o r a 3 o 1 1 2 .e . 4a 1 .e a − − ⎛ ⎞ ⎜ ⎟= ⎜ ⎟ π⎝ ⎠ = π − Cöïc ti å O ao r ρ

25. 49 50 Hàm sóng ở đây chỉ phụ thuộc r (đối xứng cầu). Xác suất tìm thấy e- trong một lớp cầu mỏng nằm giữa 2 bán kính (r; r + dr) có thể tích dV = 4 (r2dr, sẽ là : o o o 2 r 2 r 2 1,0,0 3 o 2r 2r r a2 2 3 3 o o 1 dW d.V .e .4 r dr a 1 4 .e .4 r dr .e r dr a a − − − ⎛ ⎞ ⎜ ⎟= ψ = π = ⎜ ⎟π⎝ ⎠ = π = π Xác suất tìm e- trong quả cầu bán kính r = 0,1 ao được tính bởi tích phân : o o o o o 2r0,1a 0,1a a 2 3 oo o 2r0,1a a2 3 o o 4 W dW .e .r dr a 4 r .e .dr a − − = = = ∫ ∫ ∫ Ta có tích phân mẫu : ∫x2 . eax dx = 3 1 a − (a2 x2 + 2ax + 2) e-ax Vậy nên ở đây để áp dụng tích phân mẫu ta đặt a =Ġta có kết quả : o o o o 23 r a 0,1a2o 03 2 o o o 2 r a 0,1a2 02 o o 0,2 3 a4 4 4 W . .r r 2 .e a 8 a a 2 2 r r 1 .e a a (0,02 0,2 1).e 1 0,0011 1,1.10 − − − − ⎛ ⎞ =− + +⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ = − + +⎜ ⎟ ⎝ ⎠ = − + + + = = Bài tập tự giải : 4.1. Tìm hàm mật độ xác suất tìm thấy e- theo bán kính ở trạng thái n = 2,Ġ= 0, m = 0 cho nguyên tử Hydro. 4.2. Nguyên tử Hydro ở trạng thái 1s. a) Tính xác suất w1 tìm thấy e- trong hình cầu (0 ; ao) với ao là bán kính quỹ đạo Bohr thứ nhất. b) Tính xác suất w2 tìm thấy e- ngoài hình cầu đó. c) Tìm tỷ sốĠ 4.3. Hàm sóng mô tả e- ở trạng thái 2s làĠ Với Ġ. Xác định những điểm cực trị của mật độ xác suất. Vẽ đồ thị củaĠ. 4.4. Viết phương trình Srodingơ với nguyên tử Heli. 4.5. Viết phương trình Srodingơ với phân tử oxy. 4.6. Trong nguyên tử các lớp K, L, M đều đầy. Xác định : a) Tổng số e- trong nguyên tử. b) Số electron s, số electron p và electron d. c) Số electron p có m = 0. 4.7. Viết sơ đồ cấu hình đối với các nguyên tử sau ở trạng thái cơ bản : a) Bo b) Cacbon c) Natri

26. 51 52 4.8. Viết các số lượng tử đối với tất cả các trạng thái của nguyên tử Hydro có n = 4 vàĠ= 3. 4.9. Nguyên tử Hydro có bao nhiêu trạng thái với n = 5. 4.10. Có bao nhiêu hàm sóng 4 (bậc suy biến) ứng với trạng thái năng lượng n = 3 của nguyên tử Hydro? Hãy viết tất cả các ký hiệu hàm sóng tìm được trong 2 hệ số lượng tử từ đó suy ra mức suy biến là như nhau. 4.11. Viết sơ đồ cấu hình của nguyên tố Argon (Ar, Z = 18) và Krypton (Kr, Z = 36), từ cấu hình đó hãy nhận xét các nguyên tố này được xếp vào họ nguyên tố gì trong bảng tuần hoàn Mendeleep. 4.12. 21 electron của nguyên tố Scandi (Sc) được sắp xếp theo các lớp và phân lớp như thế nào ? 4.13. Sơ đồ cấu hình của nguyên tố Xeji (Cs) được ký hiệu như sau : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s1. Hãy xác định số lớp, phân lớp số e- trong từng lớp phân lớp và cho biết số thứ tự của nguyên tố này trong bảng tuần hoàn Mendeleep. 4.14. Lớp ứng n = 3 chứa đầy electron, trong đó có bao nhiêu electron : a) cùng có sz = Ġ b) cùng có m = 1 c) cùng có m = -2 d) cùng có sz =Ġ và m = 0 e) cùng có sz =Ġ vàĠ= 2 4.15. Tìm số e- cực đại có thể có trên một lớp vỏ con f (phân lớp) và cho các giá trị tương ứng của m và sz. 4.16. Thiết lập cấu hình của năm khí trơ đầu tiên trong bảng tuần hoàn. 4.17. So với các khí trơ, số e- trong các kim loại kiềm nhiều hơn một. Viết sơ đồ cấu hình của bốn kim loại kiềm đầu tiên. 4.18. Các Halogen có số electron ít hơn một so với các khí trơ. Tìm sơ đồ cấu hình của ba Halogen đầu tiên. 4.19. Sau khi vỏ con (phân lớp) 4s được xếp đầy các e- bắt đầu xếp vào vỏ con 3d. Mười nguyên tố tương ứng tạo thành các nguyên tố chuyển tiếp. Tìm sơ đồ cấu hình đối với 3 nguyên tố đầu của nhóm nguyên tố chuyển tiếp đó (21Sc, 22Ti, 23v). 4.20. Xác định khí trơ nếu phân lớp 6p bị lấp đầy : 4.21. Tìm sơ đồ cấu hình của kim loại kiềm hình thành trên cơ sở cấu hình của Xe (Xenon). 4.22. Tìm sơ đồ cấu hình của một Halogen với 1 electron ít hơn so với Xe. 4.23. Các kim loại kiềm thổ có số e- nhiều hơn 2 so với các khí trơ tương ứng. Tìm cấu hình của 4 kim loại kiềm thổ đầu tiên. 4.24. Tìm nguyên tố có cấu hình 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2.

27. 53 54 PHẦN II: VẬT LÝ HẠT NHÂN Chương I : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NÓ * Tóm tắt lý thuyết : I. CẤU TRÚC HẠT NHÂN : Hạt nhân được cấu tạo từ protôn và nơtrôn, gọi chung là nuclon. Tổng số nuclon bằng số khối A số protôn bằng số thứ tự Z số nơtrôn bằng A – Z Ký hiệu hạt nhân : Z X A hay A Z X Đồng vị : Là những hạt nhân có số protôn (Z) như nhau nhưng số nơtron khác nhau, vậy nên một nguyên tố hóa học có thể có những đồng vị khác nhau, ứng với những khối lượng khác nhau. Kích thước hạt nhân : R = Ro 1 3 A Ro: Hằng số phụ thuộc phương pháp đo Ro ( (1,2 (1,4)10-13cm II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN : Độ hụt khối : ∆m = { }p n hnZm (A Z)m m⎡ ⎤+ − −⎣ ⎦ (1) với mp : Khối lượng hạt proton mn : Khối lượng hạt nơtron mp : Khối lượng hạt nhân Có thể tính độ hụt khối theo công thức khác : ∆m = [ ]{ }H n ntZm (A Z)m m+ − − Với mH : Khối lượng nguyên tử Hydro mn : Khối lượng hạt nơtron mnt : Khối lượng của nguyên tử ứng với hạt nhân đang xét. * Chú ý : Đơn vị khối lượng trong vật lý hạt nhân có thể là gam (Hệ CGS); đơn vị khối lượng nguyên tử (đvklnt) hay còn viết tắt là U, hoặc Mev (xem phụ lục). ( Năng lượng liên kết : Năng lượng liên kết trái dấu với công dùng để tách hạt nhân thành những nuclon riêng rẽ : (E = – c2 . ∆m – Nếu khối lượng tính ra dvklnt, năng lượng tính ra Mev ta có công thức : ∆E = – 931, 48∆m – Nếu khối lượng tính ra dvklnt, năng lượng tính ra jun ta có công thức : ∆E = – 1,5. 10-10 ∆m ( Năng lượng liên kết riêng : Є E A ∆ = – Sự bền vững của hạt nhân : Thường nếu / ? / càng lớn thì hạt nhân được coi là càng bền vững. Tuy nhiên theo mẫu vỏ thì hạt nhân bền vững khi số nuclon ứng với các số là : 2, 8, 20, 50, 82, 126. ( Năng lượng liên kết ứng với từng phần cấu tạo nên hạt nhân :

29. 57 58 * Bài tập tự giải : 1.1. a) Có bao nhiêu proton và nơtron trong các hạt nhân của sáu đồng vị của cacbon : 10 11 12 13 14 15 6 6 6 6 6 6C, C, C, C, C, C b) Xác định bán kính của hạt nhânĠ, biết rằng Ro=1,4.10-15m. 1.2. Bán kính của hạt nhân Urani 92U238 lớn hơn bán kính của proton bao nhiêu lần? 1.3. Hạt nhân H có số khối A = 1, số thứ tự Z =1 vậy số proton, nơtron trong hạt nhân đó là bao nhiêu ? 1.4. Tính kích thước của hạt nhân : – Hydro 1H1 – Nhôm 13Al27 Biết Ro = 1, 4. 10- 15m 1.5. Xác định các số điện tích số nuclon và kí hiệu hóa học của các hạt nhân nguyên tử 2He3, 4Be7, 8O15, nếu thay proton bằng nơtron và nơtron bằng proton. 1.6. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của: 6C12, 8O16, 3Li7. 1.7. Tính năng lượng liên kết riêng của 6C12 và 3Li7. So sánh độ bền vững của hai hạt nhân này. 1.8. Tìm năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân 13Al27 và 79Au197 (cho biết m của Au : 196,966 đvKlnt). 1.9. Tìm năng lượng liên kết của hạt nhân 10N20 (m = 19,9924 đvklnt). 1.10. Năng lượng liên kết của hạt nhân Cl35 là – 298 Mev. Hãy tìm khối lượng của nó theo đvklnt. 1.11. Chứng tỏ rằng một độ hụt khối bằng 1 đvklnt thì ứng với năng lượng 931 Mev, từ đó suy ra công thức (E = ( 931 (m. 1.12. Khí clo là hỗn hợp của 2 đồng vị bền là Cl35 với khối lượng nguyên tử 34,969 hàm lượng 75,4% và Cl37 với khối lượng nguyên tử 36,966 hàm lượng 24,6%. Tính khối lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học Clo. 1.13. Nguyên tố hóa học Bo là hỗn hợp của hai đồng vị có khối lượng nguyên tử tương ứng là 10,013 và 11,009. Mỗi đồng vị đó có hàm lượng bao nhiêu trong Bo tự nhiên? Biết khối lượng nguyên tử của Bo là 10,811. 1.14. Tính năng lượng liên kết của các hạt nhân 5B11 và 1T3. 1.15. Tính năng lượng liên kết của các hạt nhân 92U235 và 92U238. Hạt nhân nào bền hơn? 1.16. Tính năng lượng liên kết ứng với một muclon trong các hạt nhân Beri 4Be9, đồng 29Cu64, bạc 47Ag108 . 1.17. Xác định năng lượngcần thiết để bứt một nơtron ra khỏi hạt nhân của đồng vị 11Na13. 1.18. Muốn tách hạt nhân 2He4 ra làm hai phần bằng nhau thì cần một năng lượng nhỏ nhất là bao nhiêu? Tương tự, xét trường hợp tách hạt nhân 6C12 ra ba phần bằng nhau. 1.19. Mặt trời có bán kính RT = 6,95.108m và mật độ khối lượng trung bình (T = 1410 kg/m3. Bán kính của nó sẽ bằng bao nhiêu nếu kích thước của mặt trời thu nhỏ lại để mật độ khối lượng của nó bằng mật độ khối lượng chất hạt nhân. 1.20. Tính năng lượng tương tác do lực đẩy Coulomb giữa hai proton trong hạt nhân 2He3 với giả thiết khoảng cách giữa chúng bằng bán kính hạt nhân. 1.21. Năng lượng liên kết của 2He3 và 1H3 khác nhau bao nhiêu?

30. 59 60 1.22. Tìm năng lượng liên kết tính cho một muclon ở các hạt nhân a) 20Ca40 b) 80Hg202 1.23. Tính năng lượng cần thiết để tách hạt nhân 8O16 ra thành 4 phần bằng nhau. 1.24. a) Năng lượng liên kết của hạt nhân 39Y89 bằng bao nhiêu, biết khối lượng nguyên tử của nó là 88,93421u. b) Tính năng lượng liên kết riêng của nó ra jun. c) Cần bao nhiêu Kmh để tách các hạt nhân trong 1 gam 39Y89 ra thành các nuclon riêng rẽ? 1.25. Phải tốn một năng lượng bao nhiêu để đưa ra khỏi hạt nhân 8O16 . a) Một nơtron b) Một proton, vì sao có sự khác nhau?

33. 65 66 62Sm147 α 2He4 + 60Nd143 2. Tìm hoạt độ phóng xạ của 1 gam 88Ra226, biết chu kỳ bán rã của nó là 1620 năm Giải : – Số nguyên tử trong một gam radi là : ĉng.tử – Theo hệ thức giữa ( và T ta có: 0,693 T λ = = ( )( )( ) = 1,355. 10-11 . s-1 – Hoạt độ phóng xạ của mẫu là: A = λN = (1,355. 10-11 .) (2,66. 1021 ) = 3,612. 10-10 phân rã /s. Giá trị tính được xấp xỉ bằng 1curie. Tức đơn vị đo hoạt động phóng xạ curie. 1Ci = 3,7. 10-10 phân rã /s. Vậy 1Ci chính là hoạt độ phóng xạ của 1 gam Ra. 3. Tìm thời gian cần thiết để 5mg Na22 lúc đầu (T = 2,6 năm) còn lại 1mg. GIẢI : Ta có : m = mo e-(t hay : om m = eλt Hay : λt = ln om m Theo đầu bài cho T, ta sử dụng hệ thức : ( =Ġ Thế vô ta được : o om mT t .ln 1,44Tln ln 2 m m = = Thế số vô ta được : t = 1,44. 2,6. ln5 = ( 6,04 năm. Chú ý : Ta có thể dễ dàng suy ra các công thức sau : t = 1,44. T. ln oN N hay t = 1,44. T. ln oA A 4. Một mẫu KCl nặng 2,71 gam nằm trong một kho hóa chất được tìm thấy là chất phóng xạ có tốc độ phân rã không đổi là 4490 phân rã/s. Phân rã này được dùng để đánh dấu nguyên tố Kali, đặc biệt là K40, đồng vị chiếm 1,17% trong Kali thông thường. Tính chu kỳ bán rã của đồng vị này. Cho khối lượng phân tử của KCl là 74,6g/mol. Giải : Khối lượng phân tử của KCl là 74,6g/mol. Vậy số nguyên tử K trong mẫu này là : NK =Ġngtử Trong số các nguyên tử Kali này số K40 chiếm 1,17% sẽ là : N40 = (2, 19. 1022 ). (1,17%) = (2, 19. 1022 ). (0,0117) = 2, 56. 1020 Theo định nghĩa ( ta có : 1 17 1 20 dN / dt 4490s 1,75.10 s N 2,56.10 − − − λ = = = Suy ra chu kỳ bán rã của Thori là : 0,693 1622naê 1naêm 365ngaø 1ngaø 8,64.104

34. 67 68 T = 7 17 1 ln 2 (ln 2)(1 /3,15.10 s) 1,75.10 s− − = λ = 1, 25. 109 năm Chú ý : Trong bài toán này ta đã đổi thời gian 1 năm = 3,15.107s. 5. Để đo chu kỳ bán rã của chất phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn người ta dùng máy đếm xung. Trong thời gian 1 phút đếm được 250 xung. Nhưng 1 giờ sau khi đo lần nhất, chỉ đếm được 92 xung trong 1 phút. Xác định hằng số phân rã và chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Giải : Gọi n1 – số hạt đếm được trong 1 phút đầu n2 – số hạt đếm được trong 1 phút ở lần sau. Theo đầu bài ta có : n1 = k. ∆N1 = k N1 (1-e-λ∆t ) n2 = k. ∆N2 = k N2 (1-e-λ∆t ) với (t = 1 phút (đầu bài) k = Hệ số tỷ lệ, không đổi so với 1 dung cụ đo N1 = Số hạt nhân có ở thời điểm ban đầu của lần đo 1. N2 = Số hạt nhân có ở thời điểm ban đầu của lần đo thứ 2. Theo định luật phóng xạ ta có : N2 = N1e-λt Từ đó : t t1 1 t t 2 1 n N (1 e ) e n N e (1 e ) −λ∆ λ −λ −λ∆ − = = − Hay λ = 1 2 1 n .ln t n Thay số ( =Ġgiờ Chu kỳ bán rã sẽ là : T = Ġ giờ hay 0,693. 60 phút = 41,5 phút * Bài tập tự giải : 2.1. Do phân rã phóng xạ mà 92U23p biến thành chì 82Pb206. Hỏi quá trình trải qua bao nhiêu phân rã (, β ? 2.2. Tìm xác suất phân rã của hạt nhân phóng xạ trong khoảng thời gian T, nếu biết hằng số phân rã (. 2.3. Tính xem bao nhiêu phần trăm hạt nhân phóng xạ bị phân rã trong khoảng thời gian t = ( (với ( là thời gian sống trung bình). 2.4. Hãy rút ra định luật thay đổi khối lượng chất phóng xạ theo thời gian. 2.5. Có bao nhiêu phần của mẫu Radi (Ra) bị phân rã trong 3240 năm, nếu biết chu kỳ bán rã của nó T = 1620 năm. 2.6. Xét mẫu chứa 1000 hạt nhân phóng xạ với chu kỳ bán rã T. Hỏi sau khoảng thời gian t = Ġ còn lại bao nhiêu hạt nhân. 2.7. Mẫu phóng xạ chứa 1012 nguyên tử phóng xạ trong 1s có bao nhiêu phân rã, nếu T = 1 giờ. 2.8. Thời gian sống trung bình của Radi là ( = 2.400 năm. Xác định chu kỳ bán rã của nó. 2.9. Tìm chu kỳ bán rã của Thôri (th) biết rằng sau 100 ngày độ phóng xạ của nó giảm đi 1,07 lần. naê

35. 69 70 2.10. Xác định hằng số phân rã phóng xạ ( của Co58 biết rằng số nguyên tử của nguyên tố ấy cứ mỗi giờ giảm đi 3,8%. 2.11. Trong 1 gam U238 xảy ra 1,2. 104 phân rã trong 1s. Hỏi hằng số phân rã và thời gian sống trung bình của U238 bằng bao nhiêu? Chu kỳ bán rã bằng bao nhiêu? 2.12. Nguồn phóng xạ Co60 có chu kỳ bán rã T = 4 năm. Lúc đầu mỗi ngày có 1014 hạt nhân của nguồn bị phân rã. Hãy tính số hạt nhân của nguồn bị phân rã trong 2 ngày sau 8 năm. 2.13. Ban đầu có 200 gam Radi. Hỏi sau 300 năm, lượng Radi còn lại là bao nhiêu? Cho biết thời gian sống trung bình của Radi là ( = 2.400 năm. 2.14. Sau 500 năm có 10g Radi bị phân rã. Hỏi lượng Radi ban đầu là bao nhiêu ? Cho ( = 2.400 năm. 2.15. Bao nhiêu phần lượng ban đầu của Sr90 có chu kỳ bán rã T= 20 năm. a) Còn lại sau 10 năm, 100 năm b) Phân rã trong 1 ngày. 2.16. Cho biết chu kỳ bán rã T của Pu239 là 24.000 năm. Tính số phân rã của 1g chất đó trong 1s và đổi ra milicuri. 2.17. Tìm hoạt độ phóng xạ sau 106 năm của nguồn U238, cho biết khối lượng của Uran là 1g và T = 4,5. 109 năm. 2.18. Xác định tuổi của quặng Uran cho biết trong quặng có cứ 10 nguyên tử Uran thì 2 nguyên tử chì. Cho T = 4,5. 109 năm. 2.19. Xác định tuổi trái đất, cho biết tỉ số giữa các hạt nhân U235 và U238 là : 235 238 N 1 140N =u u Với chu kỳ bán rã : TU235 = 7,13.108 năm TU238 = 4,5.109 năm 2.20. Người ta dùng các hạt nhân phóng xạ 6C14 để xác định tuổi của vật cổ. Nếu biết đối với 1g C14 vừa mới chế tạo được máy đếm ghi 17,5 phân rã/s thì vật cổ mới đào lên chứa 1g C14 máy đếm ghi được 350 phân rã/40s có tuổi là bao nhiêu? Cho T = 5570 năm. 2.21. Một mảnh xương nặng 18g trong một ngôi mộ cổ cho thấy có chứa C14 với hoạt độ 112 phân rã trong 1 phút. Hỏi vật chất hữu cơ này đã chết bao lâu, biết rằng thực vật sống có hoạt động phóng xạ từ C14 là 12 phân rã/g-phút? Cho T=5568 năm. 2.22. Một mảnh gỗ lấy từ một chiếc thuyền vỡ tìm thấy có hoạt độ phóng xạ C14 là 3 phân rã/phút. Một lượng gỗ mới tương đương cho tốc độ đếm xung là 14 xung/phút. Biết T=5568 năm. Hãy tính tuổi chiếc thuyền cổ. 2.23. Xác định hoạt độ phóng xạ của 10g U238 biết hằng số phân rã của nó là ( = 4,84. 10- 18’/s. 2.24. Một cây sống có hoạt độ phóng xạ bởi C14 là 15,3 phân rã/g-phút. Một mẫu cây chết tìm thấy có hoạt độ phóng xạ 17 phân rã/phút cho 5g. Xác định niên đại của cây đã chết. Cho T = 5730 năm. 2.25. Sau 1 năm lượng ban đầu của một chất phóng xạ giảm đi 3 lần. Nó sẽ giảm đi bao nhiêu lần sau 2 năm ? 2.26. Sau thời gian bao lâu thì chất phóng xạ giảm 1/3 lượng ban đầu của các hạt nhân, nếu chu kỳ bán rã là 25 giờ. * Một số đề thi tuyển sinh đại học :

36. 71 72 2.27. Một lượng chất phóng xạ Radon (Rn222) có khối lượng ban đầu là m0=1mg. Sau 15,2 ngày thì độ phóng xạ của nó giảm đi 93,75%. Tính chu kỳ bán rã T của Ra và độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ còn lại. Cho số Avogadro NA=6,023. 1023 nguyên tử/mol. 2.28. 79Au200 là một chất phóng xạ. Biết độ phóng xạ của 3.10-9kg chất đó là 58,9G. a) Tìm chu kỳ bán rã. b) Hỏi sau bao lâu lượng chất phóng xạ giảm đi 100 lần? Cho 1 Ci = 3,7. 1010 Bq NA = 6,023. 1023 mol-1 Ln2 = 0, 693 ln 10 = 2,3. 2.29. Một tượng gỗ có độ phóng xạ chỉ bằng 0,8 độ phóng xạ của một khúc gộ cùng khối lượng mới chặt xuống. Biết tượng gỗ phóng xạ (- từ C14 ( chu kỳ bán rã T = 5600 năm). Hãy tính tuổi của tượng. Cho ln 0,8 = – 0,2232. 2.30. Khi phân tích một mẩu gỗ người ta xác định rằng 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ C14 đã bị phân rã thành 7N14. Xác định tuổi của mẩu gỗ, biết chu kỳ bán rã của 6N14 là T= 5570 năm. 2.31. Lúc đầu có một mẫu Poloni 84Po210 nguyên chất là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 138 ngày. Các hạt Poloni phát ra tia phóng xạ và chuyển thành hạt nhân chì 82Pb206. Hỏi Poloni phát ra các loại phóng xạ nào? Tính tuổi của mẫu trên nếu lúc khảo sát khối lượng chất Poloni lớn gấp 4 lần khối lượng chì. 2.32. Để đo chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm to= 0. Đến thời điểm t1 = 2giờ máy đếm được n1 xung. Đến thời điểm t2=3t1 máy đếm được n2 xung, với n2 = 2,3 n1. Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này.

38. 75 76 P ur : Xung löôïng cuûa haït Chú ý : Xung lượng là một đại lượng có hướng. Trong khuôn khổ giáo trình này, mặc dù hạt nhân là các hạt vi mô nhưng ta có thể áp dụng qui tắc cộng vectơ thông thường. Các trường hợp đặc biệt : – Nếu là va chạm đàn hồi trực diện giữa các hạt nhân thì phương chuyển động trước và sau va chạm không thay đổi, cùng nằm trên một đường thẳng, chỉ đổi hướng. Vì vậy ta có thể viết định luật dưới dạng vô hướng, chú ý qui định dấu : ΣPT = ΣPS – Trường hợp hạt nhân đứng yên trước tương tác, hạt đạn a có xung lượng Pa và sau va chạm các hạt có xung lượng Py, Pb. Các xung lượng này tạo thành một tam giác, bài toán trở nên đơn giản hơn. Chú ý : Trong các bài toán sơ cấp chỉ cần tính đến 2 định luật bảo toàn trên là đủ và cần phối hợp chúng thành một hệ phương trình. c) Các định luật bảo toàn khác của phản ứng hạt nhân : – Bảo toàn mô men động lượng :Ġ – Bảo toàn số nuclon : (AT = (As – Bảo toàn diện tích : (ZT = (Zs Ngoài ra còn có các định luật bảo toàn khác như : bảo toàn spin, bảo toàn các tích (lepton, barion…) bảo toàn số lạ, chẵn lẻ v.v…, tùy thuộc vào tính chất phức tạp của phản ứng. * Bài tập hướng dẫn : 1. Tính hiệu ứng năng lượng trong các phản ứng hạt nhân: a) 3Li7 + 1H1 → 2He4 + 2He4 b) 7N14 + 2He4 → 8017 + 1H1 Giải : a) Ta có : Q = 931,4 (ΣmT – ΣmS) = 931,4 (mLi + mH – 2mHe) = 931,4 (7,01601 + 1,007825 – 2.4,0026) = 17,35 Mev Q ( 0 : Phản ứng tỏa nhiệt. b) Q = 931,4 (mN + mHe – m0 – mH) = 931,4 (14,00307 + 4,0026 – 16,99914 – 1,007825) = – 1,21 Mev Q ( 0 : Phản ứng thu nhiệt. 2. Tìm ngưỡng của phản ứng hạt nhân : C12 (d, n) N13 Giải : Ta có : Wn =Ġ Tính Q : Ta có Q = 931,4 (mc + md – mn – mN) = 931,4 (12 + 2,014 – 1,008665 – 13,00574) = – 0,35 Mev Wn = 0,35 12 2 12 + = 0,4 Mev 3. Chùm proton đơn năng có động năng 1 Mev bắn vào một bia Li, sau đó có phản ứng : 3Li7 + 1H1 → 2He4 + 2He4 Tìm động năng của mỗi hạt ( và góc giữa các phương bay của chúng, nếu 2 hạt bay ra đối xứng với phương tới của chùm proton.

39. 77 78 Giải : Ta có : Q = (Ds – (DT = 2Dα – Dp Từ đó Ġ Tính Q : Ta có Q = 931,4 (mLi + mH – 2mHe) = 17,35 Mev (xem bài 1) Thay vào :Ġ Theo giả thiết, 2 hạt ( bay đối xứng với phương của chùm proton (hình vẽ) do đó ta có định luật bảo toàn xung lượng như sau : pP P cos. 2 2 α θ = Trong đó : Pp và P( là xung lượng của hạt proton và hạt (; ( là góc hợp bởi phương của 2 hạt ( : – Ta có biểu thức liên hệ giữa động năng và xung lượng : P2 = 2mD Thay vô : p p2m D .cos 2m D 2 α α θ = Từ đó p pm .D1 cos 2 2 m .Dα α θ = Thay số 1 1 cos 2 2 4.9,17 θ = Suy ra : θ = 1700 30′ 4. Xác định động năng của 2 hạt nhân Hydro 1H1 bắn vào nhau và nhiệt độ chuyển động nhiệt tương ứng của nó để có thể xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, là nguồn gốc năng lượng của mặt trời, biết bán kính hiệu dụng của 1H1 là R = 0,8 fm. Giải : Vì hai hạt 1H1 đứng yên tức thời: khi chúng vừa chạm nhau nên động năng ban đầu của chúng chuyển đổi hoàn toàn thành thế năng tĩnh điện (theo định luật bảo toàn cơ năng trong va chạm). Vì khoảng cách giữa 2 tâm của chúng là 2R ta có : 2E = 2 10 1 2 13 q q e (4,8.10 ) 2R 2R 2.0,8.10 − − = = = Pα ur Pα ur PP ur 2 θ Ro Ro

40. 79 80 E = 7,2.10-7 erg Hay E = 7 9 7,2.10 450Kev 0,5Mev 1,6.10 − − = = ≈ Đây là động năng mà mỗi hạt proton cần có để thắng lực đẩy Coulonb và tương tác với nhau, tạo thành He. Người ta còn gọi đây là độ cao của bờ thế Coulond của proton. – Người ta đã chứng minh được rằng trong plasma cân bằng nhiệt độ ứng với động năng của hat chuyển động với vận tốc xác có suất lớn nhất được tính bằng công thức : E = kT Trong đó k : hằng số Bolztmann = 1,38.10-16erg/K0 Suy ra T = E k Vậy nhiệt độ của Plasma gồm các proton có động năng E như trên sẽ là : T = 7 9 o 16 o 7,2.10 erg 5,2.10 K 1,38.10 erg / K − − = Nhiệt độ này là cỡ cả tỉ độ kelvin. Tuy nhiên, trong thực tế chỉ cần nhiệt độ có chục triệu kelvin (107K) là có thể xảy ra phản ứng. Nhiệt độ ở tâm mặt trời vào cở 15. 107K). 5. So sánh năng lượng tỏa ra trong lò phản ứng hạt nhân bằng phân hạch Uran U235 và trong bom khinh khí, tổng hợp các hạt Dơteri, nếu cùng một lượng nguyên liệu là 1kg? Tính ra Kwh. Cho biết sự phân hạch của một hạt nhân Uran tỏa ra 200Mev và sự tổng hợp Dơtri 1D2 + 1D2 ( 2He4 tỏa ra 23,8Mev. Giải : Năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1kg U235 là : E1 = 26 13 7 6 6,023.10 .200.1,6.10 2,3.10 Kwh 235.3,6.10 − = Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 hạt 1D2 để thành một He là: E2 = 26 13 7 6 6,023.10 .23,8.1,6.10 15,9.10 Kwh 2.2.3,6.10 − = Như vậy năng lượng tỏa ra khi tổng hợp hạt nhân lớn hơn khi phân hạch (cở 160 triệu Kwh và 23 triệu Kwh cho 1kg nguyên liệu). Gấp gần 7 lần. Chú ý : 1kwh = 1000Ġ. 3600s = 3,6.106J * Bài tập tự giải : 3.1. Khi bắn nơtron vào hạt nhân 7N14 ta thu được 6C14. Viết phương trình của phản ứng. 3.2. 2 phản ứng sau đây phản ứng nào có thể xảy ra : a) 3Li7 + 1H1 → 2He4 b) 7N14 + 2He4 → 8017 + 1H1 3.3. Phản ứng phân chia dơton bằng ( được viết : 1H2 + γ = 1H1 + on1 Tính khối lượng của nơtron, biết năng lượng của ( = 263 Mev, động năng của proton tạo thành theo sự ion hóa của chúng là 0,22 Mev. Động năng của nơtron coi như bằng động năng của proton. 3.4. a) Quá trình phân rã sau đây có tự xảy ra được hay không? 4Be9 = 2H4 + on1 b) Thử xác định năng lượng nhỏ nhất của lượng tử ( để có thể xảy ra phản ứng : 4Be9 + ( = 2H4 + on1 3.5. Xác định năng lượng nhỏ nhất của lượng tử ( phải có để làm cho phản ứng sau có thể xảy ra : 6C12 + γ → 32H4

41. 81 82 3.6. Thử khảo sát xem hạt nhân uran có số khối A có thể vở thành 2 mảnh (2 hạt nhân) có số khối là A1 , A2 sao cho : A1 + A2 = A ; Z1 + Z2 = Z ; A1 ( A2 ; Z1 ( Z2 được không? 3.7. Xác định hiệu ứng năng lượng của các phản ứng sau : a) Li7 (p, n) Be7 c) Li7 (α, n) B10 b) Be9 (n, γ) Be10 d) 016 (d, α) N14 3.8. Tính năng lượng của các phản ứng nhiệt hạt nhân dùng Dơtêri làm nhiên liệu sau đây : a) 1H2 + 1H2 → 1H3 + 1H1 c) 1H2 + 2He3 → 2H4 + 1H1 b) 1H2 + 1H2 → 2He3 + on1 d) 1H2 + 1H3 → 2H4 + on1 3.9. Tính các rào Coulomd của các hạt nhân 8016, 41Nb93, 83Bi209 đối với một proton. 3.10. Xem bài toán 3.9. So sánh rào Coulomd với năng lượng ngưỡng trong các trường hợp sau : 8016 (p,d) 8015 , 41Nb93 (p,d) 41Nb92 , 83Bi209 (p,d) 83Bi208 3.11. Người ta dùng hạt đạn Dơton (d) có năng lượng là 0,6 Mev bắn phá vào một bia có chứa đơteri. Hãy tính năng lượng của nơtron bắn ra từ đơteri theo phương vuông góc với phương của vận tốc đơton đạn. 3.12. Giả sử hạt nhân 2He4 với động năng ban đầu là 1 Mev đến va chạm đàn hồi với hạt nhân 3Li6 (ban đầu xem như đứng yên) sau khi va chạm hạt nhân li ti nhận động năng chuyển động về phía trước bị lệch đi một góc 300 so với phương chuyển động ban đầu của Heli. Hãy tính động năng mà hạt nhân Liti nhận được sau va chạm. Cho các khối lượng : mHe = 4dvklnt (4u) mLe = 6dvklnt (6u) 3.13. Proton có bước sóng ( = 0,017Ao tán xạ đàn hồi dưới một góc ( = 900 so với hạt nhân đứng yên có khối lượng gấp 4 lần nó. Tìm bước sóng DơBrơi của proton sau tán xạ. 3.14. Trong sự va chạm đàn hồi giữa nơtron và proton cứ mỗi lần va chạm nơtron truyền cho proton bao nhiêu phần đõng năng, nếu sau khi va chạm nơtron bị lệch đi khỏi hướng ban đầu một góc 450 cho khối lượng 2 hạt là như nhau. 3.15. Bài trên là cách thu nhận nơtron chậm bằng cách cho nơtron nhanh đi qua những chất chứa Hydro (như paraphin…) nếu động năng ban đầu của nơtron là Eo = 4,6 Mev thì sau bao nhiêu lần va chạm nó sẽ giảm xuống 2,3 Mev? 3.16. Khi phân hạch 1g U235 có bao nhiêu năng lượng (tính ra erg) được tỏa ra? Cho khối lượng nghỉ của Uran là 2,2.105 Mev và cứ mỗi động tác phân chia 1 hạt nhân Uran tỏa ra khoảng 200 Mev? 3.17. Tính số nhiên liệu tiêu phí 1 ngày đêm (24h) cho một lò phản ứng hạt nhân công suất 200MW, nhiên liệu dùng là Uran làm giảm với hàm lượng U235 là 20kg/tấn, thêm vào đó là hiện tượng bắt nơtron khi phân chia chiếm 85% toàn bộ số hạt nhân. 3.18. Hãy xác định năng lượng tỏa ra trong bon khinh khí khi tổng hợp được 1g He, nếu biết phản ứng xảy ra trong bom khinh khí là : 1T3 + 1D2 → 2He4 + on1 3.19. a) Có bao nhiêu năng lượng tỏa ra trong quá trình phân chia 1kg 92Uran U235 trong lò phản ứng hạt nhân? b) Cần phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để có thể có một lượng nhiệt như thế, biết năng suất tỏa nhiệt của than bằng 2,93.107J/kg ? 3.20. Trong phản ứng 7N14 ((, p) động năng của hạt ( bằng W1=7,7 Mev. Xác định góc giữa các phương chuyển động của hạt ( và của proton cho biết động năng của proton là W2 = 8,5 Mev.

Đề Và Đa Bài Tập Vl Nguyên Tử Và Hạt Nhân De Va Dap An Bai Tap Mon Vat Ly Nguyen Tu Va Hat Nhan Doc / 2023

Ngân hàng đề thi môn: Vật lý nguyên tử và hạt nhân

CHƯƠNG I: CÁC MẪU NGUYÊN TỬ THEO LÝ THUẾT CỔ ĐIỂN

Câu 1: – Trình bày thí nghiệm tán xạ của Rơdepho?

Câu 3: Trình bày 2 định đề của Bo ?

Vân dụng 2 định đề của Bo khảo sát cấu trúc nguyên tử Hidro ?

CHƯƠNG II: CƠ SỞ CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

Câu 5: Trình bày và xây dựng hệ thức bất định Haizenbec ?

Câu 6: Xây dựng hàm sóng của hạt tự do theo giả thuyết Đơbrơi ?

Câu 7: Xây dựng phương trình Strodingơ dạng tổng quát cho hạt tự do ?

Câu 8: Tìm hàm sóng diễn tả trạng thái của hạt trong hố thế một chiều ?

Câu 9: Xuất phát từ phương trình Strodingơ cho hạt trong hố thế một chiều hãy trình bày về sự lượng tử hóa năng lượng của hạt đó ?

Câu 10: Trình bày về sự l ượng tử hóa mômen xung lượng của electron trên quỹ đạo đối với nguyên tử hiđrô ?

Câu 11: Thế nào là sự lượng tử hóa không gian ?

CHƯƠNG IV: NGUYÊN TỬ PHỨC TẠP THEO LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ

Câu 15: Trình bày cơ chế phát xạ tia Rơn ghen ?

Giải thích tại sao đối âm cực làm bằng chất có nguyên tử nặng hơn thì năng lượng tia phát xạ càng lớn ?

Câu 16: Trình bày về phổ tia Rơn ghen?

CHƯƠNG V: CẤU TRÚC PHÂN TỬ

Hóa trị là gì ?

CHƯƠNG VI: SỰ BỨC XẠ CỦA NGUYÊN TỬ

Câu 20: Thế nào là sự bức xạ của nguyên tử theo lý thuyết cổ điển ?

Câu 22: Trình bày về bức xạ tự phát ?

Câu 23: Thế nào là bức xạ tự phát, bức xạ cảm ứng ?

Trình bày về bức xạ tự phát ?

Câu 26: Giải thích hiệu ứng Diman theo lý thuyết lượng tử ?

Câu 27: Trình bày về hiệu ứng Xtac ?

CHƯƠNG VII: CẤU TRÚC HẠT NHÂN.

Câu 28: Trình bày về đặc tính của p, n trong hạt nhân nguyên tử ?

Câu 29: Lự c hạt nhân là gì ? Đặc điểm của lực hạt nhân ? Lự c hạt nhân được xác định như thế nào ?

CHƯƠNG VIII: PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN

Câu 30: Phát biểu và xây dựng biểu thức định luật phóng xạ, biểu thức chu kỳ bán rã ?

Câu 31 : Kể tên các khái niệm thường dùng khi nói về phóng xạ tự nhiên ?

Xây dựng biểu thức thời gia sống trung bình , hoạt độ phóng xạ ?

Câu 37: Các định luật bảo toàn chủ yếu trong phản ứng hạt nhân ?

Câu 40: Trình bày về phưong pháp phát hiện nơtron và vai trò của nơtron trong phản ứng phân hạch Ura và …

Câu 42: Trình bày về phản ứng nhiệt hạch và so sánh sự giống và khác nhau giữa phản ứng phân hạch và nhiệt hạch ?

Bài 2: Tính khoảng cách ngắn nhất để một hạt có năng lượng 5Mev có thể tiến đến gần một hạt nhân Bạc (Ag) ?

Bài 3: Một hạt có động năng 5Mev va chạm đàn hồi với hạt nhân Đồng ( Cu), sau va chạm hạt bị bật ngược trở lại với động năng 3,9Mev.

Bài 4: Tính bước sóng ĐơBrơi của:

– Viên bi có khối lượng 10g chuyển động với vận tốc 10m/s?

– Của Nơtron nhiệt với năng lượng 0,05ev ?

Bài 5: Electron ban đầu có vận tốc bằng không, được tăng tốc trong điện trường với hiệu điện thế U. Tính giá trị bước sóng ĐơBrơi trong hai trường hợp sau ?

Bài 6: Dựa vào hệ thức bất định tính giá trị kích thước nguyên tử Huđrô bi ết động năng của electron vào cỡ 10ev ?

Bài 7: Dòng hạt electron có năng lượng xác định với mỗi hạt bằng E. Chuyển động theo phương x từ trái sang phải đến gặp một hàng rào thế năng xác đinh bởi: …..

Xác định hệ số phản xạ và hệ số truyền qua?

Bài 8: Thiết lập biểu thức của bước sóng ĐơBrơi cho electron và proton trong hai trường hợp tương đối tính và phi tương đối tính , biết rằng động năng của chúng là T. Với giá trị nào của T sự sai khác giữa và không vượt quá 1% ?

Dùng phương trình Strođinger tính v à năng lượng ứng với trạng thái đó?

b)Tính năng lượng liên kết của Nơtron trong hạt nhân .Từ đó nhận xét rằng có phải là chất phóng xạ hay không?

Bài 13: Một mẩu KCl nặng 2,71g nằm trong kho hóa chất được tìm thấy là chất phóng xạ có tốc độ phân rã không đổi là 4490 phân rã/s. Phân rã này được dùng để đánh dấu nguyên tố K

Bài 19: Xác định động năng tối thiểu của hai hạt nhân Hyđrô bắn vào nhau và nhiệt độ tương ứng của nó để có thể xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, biết bán kính hiệu dụng của nó là R = 0,8 (fm) = .

Bài 20: Trong các cực đại nhiễu xạ được quan sát bởi Davisơn và Germer ứng với chùm electron có năng lượng 65ev và góc tán xạ ( như hình vẽ). Hãy xác định khoảng cách d của các mặt phẳng nguyên tử trong tinh thể ứng với cực đại nhiễu xạ đó?

( Thiếu hình vẽ)

Bài 21: Hãy dùng hệ thức bất định đánh giá độ bất định động năng của electron trong nguyên tử Hyđrô?

a. Một nguyên tử Hyđrô ở trạng thái: ( lượng tử từ quỹ đạo). Hãy xác định năng lượng của nguyên tử, độ lớn mômen quỹ đạo của electron, thành phần z của mômen quỹ đạo đó?

Tìm khoảng cách ứng với xác suất lớn nhất?

ĐÁP ÁN BÀI TẬP

Xét electron trên quỹ đạo Bo n bất kỳ, ta có:

Mômen động lượng: với …..

Với trong đó:

Từ (1) và (2)

+ Giá tốc của electron được tính theo công thức:

Như vậy ta có:

Hạt sẽ dừng lại cách hạt nhân Bạc 1 khoảng d sao cho tại đó năng lượng của hạt cần bằng với thế năng … giữa hai hạt nhân và Bạc, như vậy:

Áp dụng hai định luật: – Bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng.

Ta có:

Vậy

– Viên bi:

– Nơtron nhiệt:

– Hiệu điện thế cần thiết là:

Từ

Động năng của electron là:

b. Có động năng của electron là:

eu = 0,51 Mev bằng năng lượng nghỉ của electron.

Vì vậy ta phải áp dụng cơ học tương đối tính:

Vậy bước sóng Đơbrơi là:

Các Hạt Cấu Tạo Nên Hạt Nhân Nguyên Tử (Trừ Nguyên Tử Hiđro) Là / 2023

Chủ đề :

Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng

CÂU HỎI KHÁC

Tổng số electron ở các phân lớp 3p và 3d của ion ({}_{26}F{e^{3 + }}) là

Nguyên tử Crom (Z = 24), cấu hình electron của nguyên tử Crom

Cho nguyên tố hóa học có kí hiệu ({}_{13}^{27}Xl). Trong nguyên tử X có

Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị 35Cl và 37Cl. Nguyên tử khối trung bình của Clo là 35,5.

Biết nguyên tử cacbon gồm: 6 proton, 6 nơtron và 6 electron, khối lượng 1 mol nguyên tử cacbon là

Nguyên tử ({}_9^{10}F) có số khối là bao nhiêu?

Hạt nhân nguyên tử X có 8 proton và 9 nơtron. Kí hiệu nguyên tử của X là

Một nguyên tử có 9 electron ở lớp vỏ, hạt nhân của nó có 10 nơtron

Nhận định nào không đúng ?

Kí hiệu nào trong số các kí hiệu của các obitan sau là sai?

Số electron tối đa trong các lớp L, M lần lượt là

Tất cả các nguyên tố mà nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng đều là kim loại.

Số proton của Na, Al, H, K lần lượt là 11,13,1,19 và số nơtron lần lượt là 12,14,1,20. Kí hiệu nào không đúng ?

Cho biết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố sau:X là 1s2 2s2 2p2;

Nguyên tử X ở lớp thứ 3 (lớp ngoài cùng) có chứa 5 electron

Cho cấu hình electron của các nguyên tố sau X. 1s2 2s2 2p6 3s2.

Các hạt cấu tạo nên hạt nhân nguyên tử (trừ nguyên tử hiđro) là

Trong một nguyên tử, số proton luôn bằng số electron và bằng điện tích hạt nhân.

Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của chất không mang điện

Vỏ nguyên tử là một thành phần của nguyên tử:

Trong tự nhiên Cu có 2 đồng vị 63Cu (75%) và 65Cu (25%). 2 mol Cu có khối lượng

Đồng có 2 đồng vị bền là: 65Cu , 63Cu . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54.

Câu nào sau đây sai?

Hạt nhân của nguyên tử ({}_{29}^{65}Cu) có số nơtron là:

Một đồng vị của nguyên tử photpho là ({}_{15}^{32}P). Nguyên tử này có số electron là:

Hạt nhân của nguyên tử nào có số hạt nơtron là 28?

Electron thuộc lớp nào sau đây liên kết với hạt nhân chặt chẽ nhất

Một nguyên tử Y có tổng số electron ở phân lớp p là 11.

Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử ({}_{35}^{80})Br là

Nguyên tử nguyên tố M có tổng số electron và proton là 22. Cấu hình electron nguyên tử nguyên tố M là

Phân tử nào sau đây có tổng số electron lớn nhất? (cho ZAl = 13, ZO = 8, ZS = 16, ZNa = 11, ZFe = 26)

Hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X có 19 proton, của nguyên tử nguyên tố Y có 17 proton.

Electron cuối cùng phân bố trong nguyên tử X là 3d8. Số electron lớp ngoài cùng của X là

Cấu hình electron đúng của 26 Fe3+ là

Cấu hình e lớp ngoài cùng của ion X2+ là 3s23p63d6. Cấu hình e của X là

Nguyên tố Cu có Z = 29, cấu hình electron của ion Cu2+ là

Nguyên tử nguyên tố X có tổng số electron trong các phân lớp p là 11.

Số hiệu nguyên tử của nguyên tố photpho là 15. Nguyên tử photpho có số electron ở lớp ngoài cùng là

Nguyên tử X có electron cuối cùng phân bố vào phân lớp 3d và làm cho phân lớp d có tất cả là 7 electron.

Bạn đang xem bài viết Bài Tập Hạt Nhân Nguyên Tử Cutohtnhnnguynt Doc / 2023 trên website 3mienmoloctrungvang.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!