BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55
PHẦN 1 : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG
§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Hiệu đường đi từ S
1
và S
2
đến M
Với D >> a, x thì : D
1
– D
2
=
D
x.a
(1)
2. Vò trí vân sáng và vân tối
• M là vân sáng : D
1
– D
2
= Kλ (2)
(1) và (2) ⇒ x = K
a
D.λ
(K = 0, ±1, …)
• M là vân tối : D
1
– D
2
= (2K + 1)


+
c) Gương Fresnel
a = S
1
S
2
= OS.2α
(α : tính bằng Radian)
S
S
O
M
D
D
1
2
a
x
S
A
A
H
S
S
1
2
S
a
S

= 2,016 MeV ; Khối lượng của chúng là :
m
H
= 1,008u , m
X
= 4,003u.
Tính ϕ.
ĐS : ϕ = 120
0
//
BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55
§2. VỊ TRÍ VÂN SÁNG – VÂN TỐI – KHOẢNG CÁCH VÂN
• Vò trí vân sáng : x = K.
a
D.λ
(K = 0, ±1, ±2, …)
• Vò trí vân tối : x = (2K + 1)
a2
D.λ
(K = 0, ±1, …)
• Khoảng cách vân : i =
a
D
§3. TÌM SỐ VÂN QUAN SÁT ĐƯC TRÊN MÀN
• Xác đònh bề rộng giao thoa trường trên màn : L
• Số khoảng cách vân i trên nửa giao thoa trường trên màn :
i2
L
= n.p


= 9,012194 ; m
α
= 4,0015u
m
n
= 1,00867u ; m
C
= 11,9967u ; u = 931MeV/C
2
ĐS : ∆E ≈ 7,7 MeV ; W
n
≈ 0,85 MeV ; W
C
= 10,15MeV
B.64 : Radon
Rn
222
86
là chất phóng xạ.
a. Tính số khối A và nguyên tử số Z của hạt nhân con X sinh ra.
b. Có nhận xét gì về hướng và độ lớn vận tốc các hạt sinh ra.
c. Biết sự phóng xạ này kèm theo năng lượng W = 12,68 MeV tỏa ra.
Tính tổng động năng (W
α
+ W
X
) sinh ra.
d. Tính động năng các hạt sinh ra (W
α
+ W

= 5,45MeV. Tính động nhân của hạt
nhân X.
c. Tính năng lượng mà phản ứng xảy ra.
Biết : m
H
= 1,00783u ; m
α
= 4,00260u ; m
Li
= 6,01513u
(Chú ý : không biết m
Be
)
ĐS : W
α
= 3,575 MeV
BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55
BÀI TẬP
B.1 : Hai khe Young cách nhau 0,5mm. Nguồn sáng cách đều các khe phát
ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm. Vân giao thoa hứng
được trên màn E cách các khe là 2m. Tìm khoảng cách giữa hai vân
sáng (hay hai vân tối) liên tiếp.
ĐS : i = 2mm
B.2 : Quan sát giao thoa ánh sáng trên màn E người ta đo được khoảng cách
giữa hai vân sáng liên tiếp là 1,5mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn
2m, khoảng cách giữa hai khe 1mm. Tính bước sóng dùng trong thí
nghiệm.
ĐS : i = 0,75µm
B.3: Người ta đếm được trên màn 12 vân sáng trải dài trên bề rộng
d=13,2mm. Tính khoảng cách vân.

He
4
2
b.
U
238
92
→
He
4
2
+
Th
230
90
Biết : m
(Be)

= 7,01693u ; m
( )
He
3
2
= 3,01603u
m
( )
He
4
2
= 4,00150u ; m

7
J/kg
ĐS : a) E ≈ 59.10
10
J ; b) m ≈ 12,8.10
3
kg
B.62 : Bắn hạt prôton (có động năng w
đ
= 1,6MeV) vào hạt nhân Liti
Li
7
3

đứng yên ta có phản ứng : p +
Li
7
3
→ 2(X)
a. Viết phương trình phản ứng và nêu thành phần cấu tạo của hạt
nhân X.
b. Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ?
c. Tính động năng của hạt nhân X.
Biết : m
p
= 1,0073u ; m
Li
= 7,0144u ;
m
α

= a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến
màn D = 1,5m.
a. Tính khoảng vân i .
b. Xác đònh vò trí của vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 7.
c. Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 6.
ĐS : a) 0,4875mm ; c) 5,85mm
B.10 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young có :
a = 1mm, D = 3m, khoảng vân đo được i = 1,5mm.
a. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.
b. Xác đònh vò trí của vân sáng thứ 3 và vân tối thứ 4.
B.11 : Trong giao thoa với khe Young có : a = 1,5mm, D = 3m, người ta đo
được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 cùng một
phía vân trung tâm là 3mm.
a. Tính bước sóng λ dùng trong thí nghiệm.
b. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 8 cùng
một phía vân trung tâm.
c. Tìm số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa có bề rộng
11mm.
ĐS : a) 0,5 µm , b) 5mm c) 11
B.56 : Cho các phản ứng sau đây :
Al
27
13
+
He
4
2
→
Si
30

= 17,00453I
u = 931 MeV/C
2
B.57 : Urani
U
238
92
sau một loạt phóng xạ đã biến thành chì
Pb
206
82
kèm theo
các hạt α và β.
a. Viết phương trình phản ứng.
b. Tính số nguyên tử
U
238
92
bò phân rã trong 1 năm.
c. Tính thể tích khí Hêli thu được trong 1 năm ở điều kiện tiêu chuẩn.
Biết : + Chu kỳ bán rã của U238 thành chì là T = 4,6.10
9
năm.
+ Thể tích khí ở đktc là V
0
= 22,4 l/mol
+ x <<1 thì e
-x
≈ 1 – x
ĐS : ∆N(t) ≈ 3,8.10

từ từ khoảng cách D từ hai nguồn đến màn thêm
3
50
cm.
a) Tính bước sóng λ.
b) Với vò trí sau của hai nguồn, ta phải thay đổi khoảng cách hai
nguồn thế nào để tại M ta lại có một vân sáng bậc hai ?
B.13 : Trong giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe a = 2mm,
khoảng cách từ hai khe đến màn D = 3m, ánh sáng đơn sắc có bước
sóng λ = 0,5µm. Bề rộng vùng giao thoa quan sát L = 3cm (không đổi).
a. Xác đònh số vân sáng, số vân tối quan sát được trên giao thoa trường.
b. Thay ánh sáng đơn sắc λ bằng ánh sáng đơn sắc λ’ = 0,6µm. Số
vân sáng quan sát được tăng hay giảm. Tính số vân sáng quan
sát được lúc này.
c. Vẫn dùng ánh sáng λ. Di chuyển màn quan sát xa hai khe. Số
vân sáng quan sát được tăng hay giảm ? Tính số vân sáng khi
màn cách hai khe D’ = 4m.
ĐS : a) 40 b) 33 c) 31
B.14 : Trong thí nghiệm giao thoa với khe Young, nguồn sáng phát ra hai
đơn sắc có bước sóng λ
1
= 0,5µm, λ
2
= 0,6µm. Hai khe Young cách
nhau 1,5mm, màn ảnh cách hai khe 1,5m.
a. Mô tả hiện tượng giao thoa quan sát được trên màn.
b. Xác đònh vò trí của vân sáng bậc 4 ứng với hai đơn sắc trên.
Khoảng cách giữa hai vân sáng này là bao nhiêu (xét một bên
vân trung tâm) ?
B.15 : Trong bài trên (λ

là 8,45 MeV, của Nb là
8,7MeV. Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 kg U 235.
Biết khối lượng các hạt nhân : m
U
= 234,97u ;
m
p
= 1,0073u ; m
n
= 1,0087u ; 1 u = 931MeV/C
2
ĐS : 2b) 7,36.10
13
(J)
B.53 : Xác đònh các hạt nhân x trong các phản ứng sau đây :
a)
F
19
9
+ p →
O
16
8
+ x
b)
Li
6
3
+ x →
T

1
0
d)
H
2
1
(hay D)
B.54 : Urani phân ra thành radi theo chuỗi phóng xạ sau đây :
U
238
92
→
α
Th
→
−β
Pa
→
−β
U
→
α
Th
→
α
Ra
Ghi đầy đủ Z và A của các hạt nhân
ĐS :
U
238

H
2
1
)
Biết m
P
= 1,0073u ; m
n
= 1,0087u ;
m
D
= 2,0136u ; u = 931MeV/C
2
β
-
BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55
a. Tính khoảng cách từ hai khe đến màn.
b. Thay bằng ánh sáng đơn sắc khác có bước sóng λ’, trên vùng
quan sát trên người ta đếm được 21 vân sáng. Tính λ’.
c. Tại vò trí cách vân trung tâm 6mm là vân sáng hay vân tối ? (Bậc)
thứ mấy ứng với hai ánh sáng đơn sắc trên.
B.17 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai bước sóng λ
1
= 0,6µm và
λ
2
. Trên màn ảnh người ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân ứng với λ
1
trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân ứng với λ
2

1
S
2
) thì hệ vân thay đổi ra sao ?
c. Giữ S cố đònh, dòch chuyển hai khe đến gần màn thì hệ vân thay
đổi ra sao ?
B.50 : Một trong các phản ứng phân hạch của Urani
U
238
92
là sinh ra hạt nhân
molip đen
Mo
95
42
và Lan tan
La
139
57
đồng thời kèm theo một số hạt
nơtrôn và electrôn.
a. Hỏi có bao nhiêu hạt nơ trôn và electrôn mới sinh ra. Viết phản ứng
phân hạch nói trên.
b. Tính ra Jun năng lượng mà một phân hạch tỏa ra.
c. Lấy giá trò vừa tính làm năng lượng trung bình tỏa ra khỉ phân chia 1
hạt nhân U (thật ra U có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau)
thì cần phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để có năng lượng
bằng năng lượng tỏa ra khi 1kg U bò phân hạch.
d. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nhiên liệu bằng urani nói trên
(với giả thiết ở câu c) có công suất 50000 kw, hiệu suất 40%. Tính

) có trong 1kg nước thường.
b. Nguyên tử D được dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch như
sau : D + D → T + p
Tính năng lượng có thể thu được từ 1 kg nước thường nếu toàn bộ
đơteri thu được đều dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch.
c. Cần bao nhiêu kg dầu để tỏa năng lượng nói trên.
Biết : + Khối lượng các hạt nhân : m
D
= 2,0136u ;
m
T
= 3,016u ; m
P
= 1,0073u
+ Đơn vò khối lượng nguyên tử : u = 931 MeV/C
2
+ Năng suất tỏa nhiệt của dầu : q = 3.10
7
J/kg
BÀI TẬP QUANG LÍ – VẬT LÝ HẠT NHÂN 2 GV : NGUYỄN VĂN BỈ 55
B.21 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe S
1
S
2
được
chiếu sáng bằng bức xạ đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe a = 2mm,
khoảng cách từ hai khe đến màn D = 4m. Trên màn, người ta đo
được khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 4,8mm.
a. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm.
b. Đặt sau khe S

B.24 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa, khoảng cách giữa hai khe a =
4mm, màn (E) cách hai khe D = 2m.
a. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm. Biết khoảng
cách giữa hai vân sáng bậc 2 là 1,2mm.
b. Đặt bản song song bằng thủy tinh có chiết suất n
1
= 1,5 sau một
khe Young thì thấy hệ vân trên màn di chuyển một đoạn nào đó.
Thay bản song song trên bằng bản khác có cùng bề dày thì thấy
hệ vân trên màn di chuyển một đoạn gấp 1,4 lần so với lúc đầu.
Tính chiết suất n
2
của bản thứ hai.
B.25 : Trong giao thoa bằng khe Young, khoảng cách từ màn đến hai khe
gấp 2 lần khoảng cách từ hai khe đến nguồn S. Nguồn S phát ra ánh
sáng đơn sắc có bước sóng λ. Sau một trong hai khe người ta đặt một
bản song song dày e = 20 µm, chiết suất n = 1,5 thì thấy vân trung
tâm dời đến vò trí vân sáng thứ 20.
B.46: Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ và bao nhiêu lần phóng xạ β cùng loại
thì hạt nhân
Th
232
90
biến đổi thành hạt nhân
Pb
208
82
. Hãy xác đònh loại
hạt β đó.
B.47 : a) So sánh sự phóng xạ và sự phân hạch.

4,6.10
9
năm.
ĐS : t = 2.10
8
năm
B.49 : Cho phản ứng hạt nhân :
T
3
1
+
D
2
1
→ X + n
a. Xác đònh hạt nhân X.
b. Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 1 gam X.
c. Biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là q = 1,25.10
7
J/kg
Tính lượng than cần thiết để có năng lượng tỏa ra giống như khi tổng
hợp được 1 gam X.
Biết : m
T
= 3,01605u ; m
D
= 2,0141104u
m
α
= 4,00260u ; m

đònh các vò trí trên màn mà vân sáng của hai hệ vân trùng nhau.
b. Chiếu tới khe một thành phần đơn sắc thứ ba có bước sóng λ
3
=
0,6µm. Đònh vò trí mà cả ba vân sáng trùng nhau trên màn.
B.28 : a. Trong thí nghiệm Young, nếu thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng
trắng thì hiện tượng giao thoa quan sát được trên màn sẽ ra sao ?
b. Cho a = 2mm, D = 1,6m, λ
đ
= 0,75µm, λ
t
= 0,4µm. Hãy xác đònh
khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 màu đỏ và vân sáng bậc 1 màu
tím (bề rộng của quang phổ bậc 1) ; bề rộng của quang phổ bậc 3
trên màn. (Chỉ xét các vân sáng ở cùng phía vân trung tâm).
B.29 : Trong thí nghiệm với khe Young có a = 2mm, D = 1,6m người ta
chiếu tới khe bằng ánh sáng trắng. Hãy xác đònh bước sóng của các
bức xạ bò tắt tại vò trí M cách vân sáng trung tâm 3,5mm.
B.30 : Giao thoa với khe Young có a = 0,5mm, D = 2m. Nguồn sáng được
dùng là ánh sáng trắng. (λ
đ
= 0,75µm, λ
t
= 0,4µm).
a. Tính bề rộng của quang phổ bậc 1 và bậc 3.
b. Xác đònh bước sóng của những bức xạ bò tắt tại vò trí cách vân
trung tâm 0,72cm.
B.31 : Thực hiện giao thoa ánh sáng với ánh sáng trắng có bước sóng từ
0,4µm đến 0,76µm. Khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn
quan sát bằng 1m. Bề rộng giao thoa trường trên màn bằng 4mm và

a) Hãy tính năng lượng liên kết riêng của hạt α biết các khối lượng m
α
= 4,0015u , m
p
= 1,0073u , m
n
= 1,0087u
b) Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam heli.
Lấy N
A
= 6,022 x 10
23
mol
-1
, He = 4,003u
ĐS : a) 7,10 MeV/nucleon ; b) 68,60 x 10
10
J
B.45: Bắn hạt α vào hạt nhân
7
N
14
đứng yên, ta có phản ứng :
α +
7
N
14
→
8
O