Câu1 : Khảo sát dao động điều hoà
1/ Đ/n dao động. Dao động tuần hoàn.
2/ Đ/n dao động điều hoà. Nêu các đ/n các đại lợng.
3/ Vận tốc và gia tóc của dao động điều hoà.
4/ Cơ năng của dao động điều hoà.
5/ Mối liên hệ dao động điều hoà với chuyển động tròn đều.
1
. Định nghĩa dao động và dao động tuần hoàn:
Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần xung quanh vị trí cân bằng.
Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đợc lặp lại nh cũ sau những khoảng thời
gian bằng nhau. Khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại nh cũ gọi là chu kỳ dao động T, đơn vị
s; tần số dao động là số dao động lặp lại trong 1 đơn vị thời gian, đơn vị s
-1
hay héc: Hz.
2/
Định nghĩa và phơng trình dao động điều hoà : Là dao động đợc mô tả bởi định luật dạng sin (hoặc cos) đối
với thời gian.
Phơng trình dao động (gốc toạ độ ở VTCB) : x = Asin(t + ) = Asin(
T
2
t + ) = Asin(2ft + )
Nó là nghiệm của phơng trình vi phân : x
//
+
2
x = 0
Định nghĩa các đại lợng: (ý nghĩa các đại lợng)
+ x : li độ ; là độ lệch của vật khỏi vị trí cân bằng (m, cm, mm)
+ A : Biên độ dao động Li độ cực đại. (m, cm, mm)
+ : Pha ban đầu của dao động (rad).
+ (t + ) : Pha dao động, là đại lợng trung gian cho phép xác định trạng thái dao động ở thời điểm t (rad)
+ T : Chu kỳ dao động, là thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động đợc lặp lại nh cũ (Thực hiện 1 dao động) (s)
+ f : tần số, là số dao động thực hiện trong một đơn vị thời gian, là đại lợng nghịch đảo của chu kỳ, (Hz).
+ : Tần số góc, nó cho phép xác định trạng thái dao động, liên hệ với T & f là : = 2f = 2/T (rad/s).
Vì hàm số sin (hay cos) có chu kỳ 2 nên : x = Asin(t + ) = Asin(t + 2 + ) = Asin[(t + 2/) + ].
Nh vậy khoảng thời gian T = 2/ chính là chu kỳ dao động.
3/
Vận tốc và gia tốc dao động điều hoà : Từ phơng trình dao động điều hoà : x = Asin(t + ).
+ Vận tốc đặc trng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động : v =
t
x
. Xét vận tốc tức thời (Khi t 0)
Thì v là đạo hàm của toạ độ theo thời gian : v = lim
t
x
= x = Acos(t + )
+ Gia tốc đặc trng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc : a =
t
v
. Xét gia tốc tực thời (Khi t 0)
Thì gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian : a = lim
t
v
= v = x = A
2
sin(t + )
Vậy vận tốc và gia tốc cũng biến thiên điều hoà cùng tần số của dao động . (v sớm pha /2 và a ngợc pha so với x)
4/
Cơ năng của dao động : Gồm động năng E
đ
và thế năng E
t
+ Thế năng của dao động : E
t
=
2
1
kx
2
, mà x = Asin(t + ) và k = m
2
nên E
t
=
2
1
m
2
A
2
sin
2
(t + )
+ Động năng của dao động : E
đ
=
2
1
mv
2
, mà v = Acos(t + ) , nên E
đ
=
2
1
m
2
A
2
cos
2
(t + )
+ Cơ năng : E = E
t
+ E
đ
=
2
1
m
2
A
2
=
2
1
kA
2
= const x
Kết luận : Động năng E
đ
và thế năng E
t
biến thiên điều hoà theo thời gian, P
cứ động năng tăng thì thế năng giảm và ngợc lại. t
Có sự chuyển hoá từ động năng sang thế năng và ngợc lại. 0
Vũ Kim Phợng Trang 1 Chuyên Đề LTVL 12
Cơ năng toàn phần bảo toàn ( không đổi) và tỉ lệ với bình phơng biên độ .
5/
Liên hệ chuyển động tròn đều và dao động điều hoà :
Xét chất điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc trên đờng tròn tâm 0 bán kính A
Chọn hệ trục toạ độ vuông góc, gốc tại tâm 0. Tại t = 0, nó ở điểm M
0
xác định bởi
góc H.vẽ. Đến thời điểm t nó ở điểm M
t
Hình chiếu của của nó trên xx
/
là P x
/
x =
P0
= Asin(t + )
Kết luận : Hình chiếu của chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ trên mặt phẳng quỹ đạo là dao động điều
hoà .
CMR Hình chiếu của chất điểm chuyển động tròn đều xuống một trục toạ độ nằm trong mặt phẳng quỹ đạo dao
động điều hoà với vận tốc và gí tốc bằng hình chiếu của các véc tơ vận tốc gia tốc chuyển động tròn đều trên trục đó
Câu 2 : Phơng pháp véc tơ quay
1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay
2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng véc tơ quay
3/ Độ lệch pha
1/ Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay :
a/ Cơ sở : mối liên hệ giữa dao dộng điều hoà và chuyển động tròn đều: một x
dao động điều hoà có thể dợc coi nh hình chiếu của một chuyển động tròn P M
t
Vũ Kim Phợng Trang 2 Chuyên Đề LTVL 12
đều xuống một tục toạ độ nằm trong mặt phẳng quĩ đạo .
b/ Nội dung : giả sử cần biểu diễn dao động x = Asin (t + ).
Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc rồi vẽ véc tơ
A
có : t M
0
+ Gốc tại O
+ Độ dài tỉ lệ với A
+ Tạo với trục gốc một góc bằng pha ban đầu 0
Cho
A quay theo chiều dơng (quy ớc là ngợc chiều kim đồng hồ)
với vận tóc góc bằng . Khi đó hình chiếu P của đầu mút
A xuống trục xx dao động diều hoà với phơng trình :
x =
OP
= Asin(t + ). Ta nói dao động điều hoà x = Asin(t + ) đợc biểu diễn ( hình học ) bằng véc tơ quay
A
. Trên một hệ trục toạ độ có thể biểu diễn đồng thời nhiều dao động điều hoà bằng các véc tơ quay tơng ứng và
đó là một giản đồ véc tơ (giản đồ Frexnen).
2/ Tổng hợp dao động điều hoà bằng phơng pháp véc tơ quay :
a/ Thí dụ: Võng mắc trên tàu biển : võng dao động theo tần số riêng , còn P A
tàu bị sóng biển làm dao động . Khi đó dao động của võng đối với đất là tổng
hợp của hai dao động : dao động riêng của chính nó và dao động của tàu . P
2
A
2
Thực tế ta có thể gặp một vật tham gia vào nhiều dao động đồng thời và dao
động của vật là sự tổng hợp của nhiều dao động thành phần khác nhau . Ta
chỉ xét tổng hợp những dao động cùng phơng và cùng tần số . P
1
A
1
b/ Tổng hợp dao động bằng phơng pháp véc tơ quay :
Giả sử vật đồng thời tham gia 2 dao động cùng phơng và cùng tần số :
x
1
= A
1
sin(t +
1
) và x
2
= A
2
sin(t +
2
) 0 P
2
/
P
1
/
P
/
Ta sẽ dùng phơng pháp véc tơ quay để tìm phơng trình của dao động tổng hợp : x = x
1
+ x
2
.
+ Biểu diễn mỗi dao động trên bằng các véc tơ quay
1
A
và
2
A
tơng ứng . Theo cách biểu diễn nói ở trên thì ở
từng thời điểm hình chiếu của các véc tơ quay
1
A
và
2
A
. Liên trục õ có toạ độ x
1
= A
1
sin(t +
1
)
x
2
= A
2
sin(t +
2
)
Xét véc tơ tổng
A =
1
A
+
2
A
. Khi
1
A
và
2
A
quay thì A cũng quay với vận tốc góc (Tức là A biểu diễn một
dao động tần số góc nào đó) , góc giữa hai véc tơ
1
A
và
2
A
không đổi và hình bình hành 0A
1
AA
2
không biến
dạng , ở mỗi thời điểm hình chiếu của đầu mút
A lên trục x
/
x có toạ độ dúng bằng tổng các toạ độ của các hình
chiếu của các véc tơ
1
A
và
2
A
: x = x
1
+ x
2
.
Nghĩa là
A biểu diễn dao động tổng hợp . Và đó là một dao động điều hoà mà phơng trình có dạng
x = Asin(t + )
c/ Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp : Từ hình vẽ , dựa vào định lí hàm số cos ta có :
A
2
= A
2
2
+ A
2
2
+ 2A
1
A
2
cos (
2
1
) và tg =
2211
2211
cosAcosA
sinAsinA
+
+
=> ta tìm đợc
Nếu hai dao động cùng pha thì A = A
1
+ A
2
; và ngợc pha thì A = | A
1
A
2
| ; Vậy A
a
+ A
2
> A > | A
1
A
2
|
Bằng phơng pháp này ta có thể tổng hợp nhiều dao động trên cùng một giản đồ véc tơ
d/ ứng dụng : Lập công thức định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh .
Biên độ A phụ thuộc vào độ lệch pha (
2
1
) của các dao động thành phần .
3/
Độ lệch pha :
Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lợng đặc trng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và đợc xác
định bằng hiệu các pha dao động.
Nếu có hai dao động cùng tần số x
1
= A
1
sin(t +
1
) và x
2
= A
2
sin(t +
2
) thì độ lệch pha là
= (t +
2
) (t +
1
) =
2
1
= hiệu các pha ban đầu. Nếu =
2
1
> 0 thì ta nói dao động x
2
sớm
(nhanh) pha hơn dao động x
1
hoặc dao động x
1
trễ (chậm) pha hơn dao động x
2
và ngợc lại .
Nếu = 2k hai dao động cùng pha; Nếu = (2k + 1) hai dao động ngợc pha.
Câu 3 : PT dao động con lắc lò xo & con lắc đơn
Lập phơng trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang & con lắc đơn
So sánh sự giống và khác nhau giữa hai phơng trình
Với điều kiện nào thì dao động của chúng đợc coi là dao động tự do
a)
ĐN
b)
ĐK
dao
động
điều
hoà
c)
Lập
PTDD:
+ Chọn
hệ toạ
độ
+ Phân
tích lực
và viết
định
luật II
Niu
Tơn
d/
Kết
luận
1/ Con lắc lò xo ngang:
+ Con lắc lò xo là cơ hệ gồm lò xo nhẹ nối với vật
nặng m
+ Bỏ qua ma sát; Lực tác dụng nằm trong giới hạn
đàn hồi
0 F x x
+ Xét con lắc gồm hòn bi có rãnh cho phép nó
chuyển động không ma sát dọc theo một thanh nằm
ngang cố định trùng với trục lò xo (Hình vẽ). Kéo
hòn bi đến toạ độ x = A rồi thả nhẹthì nó dao động
quanh vị trí cân bằng với biên độ A
+ Chọn trục toạ độ xx
/
trùng với thanh , gộc 0 tại vị
trí cân bằng .
+ Tại vị trí bất kỳ có li độ x, hòn bi chịu tác dụng
của 3 lực: Trọng lực P, phản lực N của thanh và lực
đàn hồi lò xo F.
Vì P luôn cân bằng với N nên chỉ còn lực dàn hồi
F = kx truyền cho vật m gia tốc a
+ áp dụng định luật II Niu Tơn :
m
F
a =
=> x
m
k
m
F
a ==
; Đặt
2
=
m
k
Ta có : x =
2
x . Đây là phơng trình vi phân
bậc đặc trng của dao động điều hoà , nghiệm của
phơng trình này là : x = Asin (t + )
Đây là phơng trình dao động của con lắc lò xo
Kết luận : Con lắc lò xo dao động điều hoà với tần
số góc
Vũ Kim Phợng Trang 3 Chuyên Đề LTVL 12
m
k
=
, tức là chu kỳ T =
k
m
2
2/
Con lắc đơn :
+ Con lắc đơn gồm vật nhỏ và nặng treo vào một
sợi dây nhẹ không dãn dài l.
+ Bỏ qua lực cản không khí
+ Dao động nhỏ: Biên độ góc
m
nhỏ (
m
< 10
0
) để
có thể coi với <
0
: cung 0M
trùng với dây cung 0M &
sin (rad) = s/l
+ Đẩy cho vật lệch khỏi vị trí
m
cân bằng để sợi dây hợp với T
phơng thẳng đứng một góc
m
rồi thả nhẹ .
+ Chọn gốc toạ độ 0 tại VTCB
chiều dơng hớng sang phải . 0 P
2
Vị trí M của vật ở thời điểm t bật kỳ sợi
dây hợp với phơng thẳng đứng góc , li P
1
độ bằng độ dài của cung 0M = s . P
+ Vật luôn chịu tác dụng của 2 lực : lực căng sợi
dây T và trọng lực P . Phân tích P thành 2 lực
* P
1
= P cos theo phơng dây treo , coi nh câu
bằng với lực căng T khi biên độ góc
m
nhỏ
* P
2
= mgsin theo phơng vuông góc với dây treo,
có tác dụng kéo vật về vị trí cân bằng 0
+ áp dụng định luật II Niu Tơn :
m
P
a
2
=
=>
=
== sing
m
sinmg
m
P
a
2
l
s
gga
; Đặt
2
=
l
g
thay a = s, ta có
Nghiệm của phơng trình này là s = S
0
sin (t +)
đây là phơng trình dao động của con lắc đơn .
Kết luận : với biên độ góc nhỏ con lắc DĐĐH với
tần số góc
m
k
=
, tức là chu kỳ T =
k
m
2
3/
So sánh dao động điều hoà của con lắc đơn và con lắc lò xo :
a/ Giống nhau : Hai phơng trình đều có dạng toán học giống nhau , đều mô tả dao động điều hoà
b/ Khác nhau : + Về biểu thức tần số góc : con lắc lò xo =
m/k
, con láec đơn =
l/g
+ Khi không có ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà (trong giới hạn đàn hồi của lò xo) còn
dao động của con lắc đơn chỉ gần đúng là dao động điều hoà khi biên độ góc
m
nhỏ (
m
< 10
0
) và không ma sát
4/
Điều kiện để hai dao động nói trên đợc xem là dao động tự do :
+ Dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc nhng không phụ thuộc vào các yếu tố bên
ngoài đợc gọi là dao động tự do.
Thí dụ : Chu kỳ dao động riêng của con lắc lò xo là T = 2
m/k
; của con lắc đơn là T = 2
g/l
+ Điều kiện để con lắc dao động tự do là các lực ma sát phải rất nhỏ, con lắc lò xò thì lực đàn hồi của lò xo phải
nằm trong giới hạn đàn hồi, con lắc đơn thì góc lệc cực đại không quá 10
0
, khi ấy nó sẽ dao động mãi với chu kỳ
riêng của nó.
Câu 4 : Năng lợng các con lắc
Khảo sát định tính và định lợng sự biến đổi năng lợng
của con lắc lò xo và con lắc đơn
Chứng minh rằng khi chúng dao động điều hoà thì cơ năng
của chúng không đổi và tỉ lệ với bình phơng biên độ
1/
Khảo sát định tính (Xét chung cho cả hai con lắc)
+ Khi da vật từ vị trí cân bằng (0) dến vị trí biên độ A, lực kéo đã thực hiện công và truyền cho vật năng lợng
ban đàu dới dạng thế năng.
+ Khi lực kéo ngừng tác dụng , lực đàn hồi F (hoặc thành phần P
2
= mgsin của trọng lực , có phơng vuông góc
với dây) kéo vật chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng 0. Động năng của vật tăng dần, tế năng giảm dần.
+ Khi về tới vị trí cân bằng (0) thì lực F = 0 (hoặc P
2
= 0) , thế năng bằng không khi ấy vận tốc của vật cực đại,
động năng cực đại.
+ Từ vị trí cân bằng vật tiếp tục chuyển động theo quán tính, lực F (hoặc P
2
) xuất hiện theo chiều ngợc lại làm
cho vận tốc hòn bi giảm dần, tức là động năng giảm dần. Lúc này lò xo bi nén (hay vật lên cao dần) nên thế năng
giảm
+ Khi vật tới vị trí biên B thì dừng lại. Tại B động năng hòn bi bằng không , thế năng cực đại.
+ Sau đó , lực F (hoặc P
2
) đẩy vật chuyển động về 0 . Động năng của vật tăng dần, thế năng của vật giảm dần.
Quá trình trên lặp lại hoàn toàn tơng tự.
* Kết luận : Trong quá trình dao động của con lắc khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngợc lại.
2/
Khảo sát định lợng :
a/ Con lắc lò xo :
Giả sử tại thời điểm t , li độ x của hòn bi là :
x = Asin(t + )
Thế năng của lò xo khi đó là :
E
t
=
2
1
kx
2
=
2
1
m
2
A
2
sin
2
(t + )
(vì k = m
2
)
Vận tốc của hòn bi là :
v = x
/
= Acos(t + )
Động năng của hòn bi là :
E
đ
=
2
1
mv
2
=
2
1
m
2
A
2
sin
2
(t + )
Cơ năng toàn phần của con lắc tại thời điểm đó là
tổng cộng động năng và thế năng
E = E
t
+ E
đ
=
2
1
m
2
A
2
= const
Kết luận : Trong quá trình dao động cơ năng của
con lắc lò xo là không đổi và tỉ lệ với bình phơng biên
độ dao động .
Động năng và thế năng biến thiên điều hoà theo thời
gian . Động năng của hòn bi tăng lên bao nhiêu thì thế
năng của lò xo giảm bấy nhiêu và ngợc lại , tức là có
sự chuyển hoá từ thế năng của lò xo sang động năng
của viên bi và ngợc lại .
b/ Con lắc đơn :
Chọn mốc tính thế năng là vị trí cân bằng 0
Giả sử ở thời điểm t vật có li độ s = S
0
sin(t + ) . Khi đó
dây treo hợp với phơng thẳng đứng một góc = s/l , thì
thế năng của hệ là :
E
t
= mgh = mgl(1 cos) =
= mgl(2sin
2
2
) =
2
1
m
l
g
s
2
=
2
1
m
2
S
0
2
sin
2
(t + )
(Do dao động điều hoà thì biên độ góc
m
phải nhỏ nên
với <
m
thì sin(
2
)
2
=
2
1
l
s
)
Vận tốc : v = s
/
= S
0
cos (t + )
Động năng : E
đ
=
2
1
mv
2
=
2
1
m
2
S
0
2
cos
2
(t + )
Cơ năng toàn phần : E = E
t
+ E
đ
=
2
1
m
2
S
0
2
Kết luận : Với biên độ góc nhỏ , con lắc đơn dao động
điều hoà . Cơ năng của con lắc đơn không đổi và nó tỉ lệ
với bình phơng của biên độ dao động .
(Giống con lắc lò xo)
Thế năng của con lắc giảm đi bao nhiêu thì động năng của
nó tăng lên bấy nhiêu và ngợc lại . Tức là có sự chuyển
hoá năng lợng từ thế năng sang động năng và ngợc lại .
? Chứng minh rằng khi không có ma sát và thế năng của hệ dao động tỉ lệ với bình phơng biên độ thì hệ dao
động điều hoà .
Chú ý :
* Thế năng của con lắc lò xo là E
t
=
2
1
kx
2
và cơ năng E =
2
1
kA
2
; của con lắc đơn E
t
=
2
1
m
l
g
s
2
. Chúng đều
tỉ lệ với bình phơng li độ.
* W
đ
=
)2t2cos(
4
mA
4
mA
2
)2t2cos(1
2
mA
)tcos(
2
mA
2
mv
222222222
+
+
=
++
=+
=
* W
t
=
)2t2cos(
4
kA
4
kA
2
)2t2cos(1
2
kA
)t(sin
2
kA
2
kx
222
2
22
+=
+
=+=
* Động năng và thế năng con lắc dao động điều hoà với chu kỳ T = T/2 và tần số góc = 2
Vũ Kim Phợng Trang 4 Chuyên Đề LTVL 12
Câu 5 : Các loại dao động
1/ Dao động cơ tắt dần : Định nghĩa và nguyên nhân
2/ Dao động duy trì . Nguyên tắc duy trì .
3/ Nêu định nghĩa và đặc điểm của dao động cỡng bức
4/ Sự cộng hởng cơ . Thí nghiệm về cộng hởng .
1/
Dao động cơ tắt dần : x
Vũ Kim Phợng Trang 5 Chuyên Đề LTVL 12
a/ Định nghĩa : Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
Đồ thị dao động tắt dần :
b/ Nguyên nhân : Lực ma sát của môi trờng . Lực này luôn 0 t
ngợc chiều chuyển động nên thực hiện công âm làm cơ năng
của con lắc giảm dần , chuyển hoá thành nhiệt năng .
Tuỳ theo lực ma sát lớn hay nhỏ mà dao động sẽ ngừng lại (tắt) nhanh hay chậm .
2/
Dao động duy trì :
a/ Định nghĩa : là dao động có biên độ không thay đổi theo thời gian (còn gọi là dao động tự do)
* Đồ thị dao động duy trì : x
b/ Nguyên tắc duy trì dao động : A
Tác dụng vào con lắc một lực tuần hoàn với tận số bằng tần số
riêng của dao động . Lực này phải nhỏ để không làm biến đổi tần 0 t
số riêng của con lắc , cung cấp cho nó một năng lợng đúng bằng T 2T 3T
phần năng lợng tiêu hao sau mỗi nửa chu kỳ dao động . - A
3/
Dao động cỡng bức :
a/ Định nghĩa : là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn F = F
0
sin(t + )
b/ Đặc điểm : 3 đặc điểm chính : x Đồ thị :
+ Về tần số : Trong khoảng thời gian t nhỏ khi ngoại
lực bắt đầu tác dụng dao động của vật là một dao động
phức tạp : là tổng hợp của dao động riêng và dao động t
do ngoại lực gây ra. đó là giai đoạn chuyển tiếp .
Sau đó dao động riêng tắt hẳn, chỉ còn dao động tự do
tác dụng của ngoại lực . Vật dao động ổn định . Đó là
dao động cỡng bức có tần số bằng tần số của lực cỡng bức ; tần số này nói chung khác tần số riêng của con lắc
+ Về biên độ : dao động cỡng bức có biên độ phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cỡng bức và tần
số riêng f
0
của vật . nếu tần số f càng gần tần số riêng f
0
thì biên độ dao động cỡng bức càng tăng. Nếu f = f
0
thì
xẩy ra cộng hởng.
+ Về thời gian: Lực cỡng bức đợc duy trì lâu dài thì dao động cỡng bức cũng đợc duy trì lâu dài.
4/
Sự cộng hởng:
a/ Định nghĩa : Cộng hởng là hiện tợng biên độ dao động cỡng bức tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực
đại khi tần số f của lực cỡng bức bằng tần số riêng f
0
của con lắc: f = f
0
b/ Đặc điểm : Hiện tợng cộng hởng thể hiện càng rõ khi lực cảm môi trờng càng nhỏ.
c/ Thí nghiệm : Treo hai con lắc : Con lắc A (có tần số riêng là f
0
) gồm vật m gắn cố định vào một thanh kim loại
mảnh. Con lắc B gômg vật M (M > m) di động đợc trên thanh kim loại đó , có vạch chia độ nên tần số f thay đổi
đợc tuỳ vị trí của M trên thanh.
Nối hai thanh bằng một lò xo mền rồi cho B dao động thì A sẽ chịu một một lực cỡng
bức do B tác dụng qua lò xo. Lực cỡng bức có tần số bằng tần số f của B
Thay đổi vị trí của M để thay đổi tần số f của lực cỡng bức ta thấy :
+ Khi f f
0
thì biên độ của A có giá trị lớn nhất . A m
+ Khi f lớn hơn hoặc nhỏ hơn f
0
thì biên độ A giảm rất nhanh .
Vậy khi lực cản không khí nhỏ thì cộng hởng thể hiện rõ nét . B M
Bây giờ tăng lực cản không khí bằng cách lắp thêm vào con lắc A một tấm mỏng N N
bằng chất dẻo rồi làm lại thí nghiệm trên thì thấy hiện tợng cộng hởng không rõ nét
nữa : Tuy A vẫn dao động cộng hởng khi f f
0
ngng biên độ của nó nhỏ hơn khi cha lắp tấm N
d/ ứng dụng của cộng hởng :
+ Cộng hởng có lợi : Với một lực nhỏ có thể tạo dao động có biên độ lớn , chẳng hạn một em nhỏ đa võng , nếu
đẩy võng với tần số bằng tần số riêng của võng thì có thể đa võng lên rất cao .
+ Cộng hởng có hại : Trong xây dựng cầu , chế tạo máy móc cần tránh xảy ra cộng hởng không cần thiết giữa các
bộ phận khi hoạt động để không sẩy ra đổ , vỡ , gãy . . . do rung động mạnh .
Câu 6 : Sóng và các đại lợng đặc trng
1/ Sóng cơ học là gì ? Định nghĩa sóng dọc , sóng ngang.
2/ Định nghĩa của các đại lợng đặc trng cho sóng
3/ Giải thích sự tạo thành sóng trên mặt nớc
4/ Vì sao truyền sóng là một quá trình truyền dao động
5/ Thành lập phơng trình dao động của 1 điểm trên phơng truyền sóng
1
/ Định nghĩa và đặc điểm của sóng cơ học . Phân loại : Sóng dọc Sóng ngang :
+ Sóng cơ học là những dao động đàn hồi lan truyền trong môi trờng vật chất theo thời gian .
* Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi trờng thì các phần tử môi trờng chỉ dao
động quanh vị trí cân bằng của chúng, mà không chuyển rời theo sóng, chỉ có pha dao động của chúng đợc truyền
đi.
+ Sóng ngang là sóng có phơng dao động của các phần tử môi trờng vuông góc với phơng truyền sóng
Ví dụ : Sóng trên mặt nớc, sóng trên dây đàn .
+ Sóng dọc là sóng có phơng dao động của các phần tử môi trờng vuông góc với phơng truyền sóng
Ví dụ: Sóng âm
2/
Định nghĩa các đại lợng đặc trng của sóng :
+ Chu kỳ T của sóng là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ
dao động của nguồn sóng .
+ Tần số f của sóng là tần số dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua .
+ Biên độ sóng a tại một điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó khi sóng truyền qua .
+ Vận tốc truyền sóng v là vận tốc truyền pha của dao động
+ Bớc sóng là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên cùng một phơng truyền sóng . Nó
cũng là quãng đờng mà sóng truyền đi trong thời gian một chu kỳ .
* Giữa chu kỳ T , tần số f , vận tốc v và bớc sóng có hệ thức : = v.T =
f
v
3/ Giải thích (nguyên nhân) sự tạo thành sóng trên mặt nớc :
+ Giữa các phần tử nớc có lực liên kết đóng vai trò nh lực đàn hồi của lò xo . Khi một phần tử nớc A dao động
và nhô lên cao thì các lực tơng tác kéo các phần tử lân cận nhô lên theo , nhng chậm hơn một chút . Các lực đó
cũng kéo A về vị trí cân bằng , Nh vậy mỗi phần tử khi dao động theo phơng thẳng đứng sẽ làm cho các phần tử
lân cận dao động theo phơng này . Kết quả là tạo thành những gợn sóng tròn đồng tâm lan rộng ra trên mặt nớc
+ Vật nổi trên mặt nớc chỉ nhấp nhô theo sóng mà không bị đẩy ra xa là do trong môi trờng có sóng lan truyền ,
các phần tử vật chất của môi trờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó .
4/
Giải thích vì sao quả trình truyền sóng là qúa trình truyền năng lợng :
+ Sóng truyền đến điểm nào thì làm cho các phần tử vật chất của môi trờng ở đó dao động với một biên độ nhất
định , tức là truyền cho các phần tử đó một năng lợng . Vì vậy quá trình truyền sóng cũng là quá trình truyền năng
lợng .
+ Năng lợng sóng tại một điểm tỉ lệ với bình phơng biên độ sóng tại đó . Năng lợng từ nguồn càng trải rộng ra
cho các phần tử của môi trờng nên năng lợng và biên độ sóng tại các điểm càng xa nguồn càng nhỏ .
5/
Lập phơng trình dao động của một điểm trên phơng truyền sóng :
Phơng trình sóng cũng là phơng trình dao động của một điểm bất kỳ trên phơng truyền sóng .
+ Xét một điểm M nằm trên phơng truyền sóng và cách nguồn
sóng 0 một khoảng 0M = d (Hv) d phơng truyền sóng
+ Giả sử nguồn 0 dao động với phơng trình : x
0
= a sin (2ft)
Gọi v là vận tốc truyền sóng thì thời gian để sóng truyền 0 M
từ 0 đến M là : t = d/v
Do đó , dao động của M là : x
M
= a
M
sin2f(t t) = a
M
sin(2ft 2f
v
d
) = a
M
sin(2ft 2
d
) (*). Vì =
f
v
Đây là phơng trình sóng .
Với một giá trị xác định của d thì (*) biểu diễn dao động của điểm xác định M theo thời gian t .
Với một giá trị xác định của t thì (*) biểu diễn toạ độ các điểm khác nhau ở cùng một thời điểm t .
Nghĩa là nó biểu diễn hình dạng của sóng tại thời điểm t .
Nh vậy sóng là một quá trình tuần hoàn trong không gian theo thời gian .
+ Hai điểm M và N có phơng trình sóng là: x
M
= a
M
sin(2t 2
1
d
); x
N
= a
N
sin(2t 2
2
d
)
Độ lệch pha hai điểm là: =
2
1
=
=
d
2
dd
2
21
; vậy hai điểm dao động cùng pha thì d = k; hai
điểm dao động ngợc pha thì d = (2k +1)/2; và ngợc lại.
Vũ Kim Phợng Trang 6 Chuyên Đề LTVL 12
Câu 7 : Giao thoa sóng cơ
1/ Hiện tợng giao thoa sóng nớc
2/ Lý thuyết giao thoa sóng : Định nghĩa các sóng kết hợp - Định nghĩa giao
thoa sóng - Độ lệch pha giữa hai sóng Chứng minh rằng độ lệch pha là một
yếu tố quan trọng trong việc giải thích hiện tợng giao thoa của sóng nớc .
Vũ Kim Phợng Trang 7 Chuyên Đề LTVL 12
1/
Hiện tợng giao thoa sóng nớc :
Thí nghiệm : Gắn một dây thép hình chữ U , ở hai đầu có hai viên bi nhỏ,
vào đầu thanh thép P . Đặt cho hai viên bi chạm nhẹ vào mặt nớc rồi cho
thanh P giao động thì ta có hai sóng giao động cùng tần số và cùng pha lan
truyền theo những hình tròn đồng tâm , mở rộng dần và cắt nhau . Khi sóng
đã ổn định ta thấy trên mặt nớc có các nhóm đờng cong có dạng những
gợn lồi và những gợn lõm xen kẽ, đứng yên, không truyền trên mặt nớc.
Những gợn lồi : ở đó các phân tử nớc có biên độ cực đại và những gợn
lõm : ở đó các phân tử nớc có biên độ cực tiểu hoặc bằng không. Đó là
hiện tợng giao thoa của hai sóng.
2/Sóng kết hợp , giao thoa sóng
* Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có : - Cùng tần số
- Cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi .
* Hai sóng kết hợp là 2 sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra . Chúng thoả mãn hai điều kiện :
- Hai sóng có cùng tần số (hoặc có cùng bớc sóng).
- Tại mỗi điểm mà hai sóng gặp nhau thì dao động phải cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi
* Sự giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian trong đó có những chõ nhất định mà
biên độ sóng đợc tăng cờng hoậc bị giảm bớt
3/Định nghĩa độ lệch pha giữ hai sóng :
a/Định nghĩa : Độ lệch pha là một đại lợng đăc trng cho sự khác nhau về trạng thái giữa hai dao động và đợc
xác định bằng hiệu các pha ban đầu : = (t +
2
) (t +
1
) =
2
1
.
Nếu =
2
1
> 0 thì ta nói dao động x
2
sớm pha hơn dao động x
1
hoặc dao động x
1
trễ (chậm) pha so với dao
động x
2
Hai dao động gọi là cùng pha nếu : = 2k . Hai dao động gọi là ngợc pha nếu : = (2k + 1) .
b/Vai trò độ lệch pha giữa hai sóng trong việc giải thích giao thoa :
Giả sử 2 nguồn sóng 0
1
và 0
2
dao động với phơng trình x
1
= x
2
= asin 2ft . Xét điểm M cách hai nguồn sóng lần
lợt là d
1
& d
2
. Hiệu d
2
d
1
gọi là hiệu đờng đi từ hai nguồn đến M . M
Biên độ của hai sóng tại M coi nh bằng nhau : a
1M
= a
2M
= a
Sóng từ hai nguồn truyền đến M là : 0
1
x
1M
= a
M
sin(2ft 2
1
d
) ; x
2M
= a
M
sin(2ft 2
2
d
) 0
1
0
2
Độ lệch pha giữa 2 sóng tại M là : =
2
1
= 2
12
dd
phụ thuộc 0
2
vào vị trí của M. Dao động tổng hợp do 2 sóng gây ra tại M là :
x
M
= x
1M
+ x
2M
= 2acos
12
dd
sin(2ft
+
12
dd
) = 2acos
2
sin(2ft
+
12
dd
) .
Nh vậy điểm M dao động điều hoà với tần số góc = 2f và có biên độ là : a
M
= 2acos|
2
| (*)
Từ (*) ta thấy biên độ dao động tổng hợp tại M phụ thuộc độ lệch pha =
2
1
= 2
12
dd
Nếu tại M hai sóng cùng pha : = 2k d
2
d
1
= k (với k = 0 , + 1 , + 2 . . . ) Tức là hiệu đờng đi bằng
nguyên lần bớc sóng , thì biên độ dao động tại đó sẽ cực đại và bằng 2a . Với mỗi giá trị k thì những điểm có
d
2
d
1
= k nằm trên hypebol nhận 0
1
và 0
2
làm tiêu điểm (đờng liền nét)
Nếu tại M hai sóng ngợc pha : = (2k + 1) d
2
d
1
= (2k + 1)
2
(với k = 0 , + 1 , + 2 . . . ) (tức là hiệu
đờng đi bằng lẻ lần nửa bớc sóng , thì biên độ dao động sẽ bằng 0 . Phần tử M sẽ đứng yên . Những điểm có
d
2
d
1
= (2k + 1)
2
nằm trên họ hypebol khác (đờng nét đứt) .
Vậy trong hiện tợng giao thoa của hai sóng, độ lệch pha của 2 sóng thành phần tại điểm 2 sóng đó gặp nhau sẽ
quyết định độ lớn của biên độ sóng tổng hợp tại điểm đó.
Câu 8 : Sóng dừng - Sóng âm
1/ Sóng dừng : Định nghĩa , giải thích và nêu điều kiện để có sóng dừng
2/ Sóng âm : Định nghĩa , môi trờng truyền âm Vận tốc âm . Các đại lợng đặc trng vật lí & sinh lí
1/
Sóng dừng :
a/ Định nghĩa : Sóng dừng là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian
b/ Sự hình thành sóng dừng trên một sợi dây : Ban đầu
sóng từ một đầu dây truyền trên dây dới dạng một sóng
ngang, gặp đầu kia noa phản xan ngợc lại . Sau rất nhiều A B
lần phản xạ liên tiếp ở hai đầu dây, trên dây hình thành hai
lớp sóng truyền cùng phơng ngợc chiều . Khi chiều dài
và sức căng dây thoả mãn những điều kiện nào đó thì hai
lớp sóng đó thoả mãn điều kiện kết hợp và giao thoa với
nhau . Kết quả là có điểm cố định mà các phần tử vật chất
tại đó luôn dao động với biên độ cực đại (gọi là bụng sóng)
và những điểm cố định khác luôn không dao động (gọi lá nút) . Các dao động tổng hợp này tạo thành một sóng
không thuyền đi trong không gian gọi là sóng dừng (hoặc sóng đứng) . Sóng dừng khác sóng chạy ở chỗ : trong
sóng chạy thì các điểm ở cạnh nhau có cùng bên độ nhng pha khác nhau , còn sóng dừng hình thành thì pha dao
động không truyền đi , các phần tử cạnh nhau dao động cùng pha nhng khác biên độ : các điểm nằm giữa hai nút
liên tiếp dao động cùng pha , các điểm nằm hai bên một nút dao động ngợc pha.
c/ Đặc điểm của sóng dừng: + Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian.
+ Không truyền tải năng lợng. + Khoảng cách 2 bụng hoặc 2 nút liền kề là /2.
d/ Điều kiện để có sóng dừng : Gọi l là chiều dài dây, ta thấy điều kiện để có sóng dừng trên dây :
+ Với hai nút ở hai đầu : Chiều dài dây bằng số nguyên lần nửa bớc sóng : l = k/2 ; với k = 1, 2, . . .
+ Với một đầu là nút và một đầu là bụng : Chiều dài dây bằng số bán nguyên lần nửa bớc sóng hay bằng lẻ lần
phần t bớc sóng : l = (k + 1/2) /2 = (2k + 1) /4 ; với k = 1, 2, . . .
e/ ứng dụng : hiện tợng sóng dừng cho phép quan sát và đo một cách chính xác. Việc đo tần số f cũng tơng đối
đơn giản . Nhờ đó có thể xác định vận tốc truyền sóng: v = f (dùng thớc đo đợc khoảng cách 2 nút = /2 => )
2/
Sóng âm :
a/ Định nghĩa: là các sóng dọc cơ học truyền trong các môi trờng khí, lỏng, rắn .
+ Sóng âm nghe thấy đợc có tần số trong khoảng 16 Hz đến 20.000 Hz . Sóng có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là
sóng siêu âm, Sóng có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là sóng hạ âm .
+ Dao động âm là dao động cơ học có tần số trong khoảng nối trên. Nguồn âm là bất kỳ vật nào phát ra sóng âm.
+ Hộp cộng hởng: Sóng âm do các nguồn âm trực tiếp phát ra thờng có cờng độ nhỏ vì thế phải dùng các nguồn
âm đó kích thích cho khối không khí chứa trong một vật rỗng (ống sáo, bầu đàn . . .) dao động cộng hởng để nó
phát ra âm có cờng độ lớn. Các vật rỗng này gọi là hộp cộng hởng. (Mỗi hộp cộng hởng cho một âm sắc riêng).
b/ Môi trờng truyền âm Vận tốc âm: Môi trờng truyền âm có thể là rắn, lỏng, khí. Sóng âm không truyền
trong chân không. Các vật xốp nhẹ có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém (vật liệu cách âm).
Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ môi trờng. Nói chung vận tốc âm trong chất rắn
lớn hơn vận tốc âm trong chất lỏng, vận tốc âm trong chất lỏng lớn hơn vận tốc âm trong chất khí.
c/ Các đặc trng vật lí (khách quan) của âm thanh :
1/ Tần số âm : Từ 16 đến 20.000 Hz
2/ Vận tốc và bớc sóng : Vận tốc âm trong khoảng từ vài trăm m/s
(trong chất khí) đến vài nghìn m/s (trong chất rắn)
Bớc sóng = vT = v/f
3/ Năng lợng âm: Cũng nh sóng cơ học khác, sóng âm mang năng
lợng tỉ lệ với bình phơng biên độ.
Cờng độ âm I tại một điểm là năng lợng âm truyền trong một
đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phơng
truyền âm tại điểm đó.
Đơn vị của I là W/m
2
Mức cờng độ âm L : là đại lợng đo bằng loga thập phân của tỉ số
giữa cờng độ âm I tại điểm đang xét và cờng độ âm chuẩn I
0
của
âm (I
0
= 10
12
W/m
2
) : L = lg(I/I
0
).
Đơn vị mức cờng độ âm là ben (B)
Dùng đơn vị đềxiben (1dB = 0,1 B) thì : L (dB) = 10lg(I/I
0
)
d/ Các đặc trng sinh lí (chủ quan) của
âm thanh
1/ Độ cao: là một đặc trng sinh lí của âm,
phụ thuộc vào tần số âm .
2/ Âm sắc: là một đặc trng sinh lĩ của âm,
phụ thuộc vào tần số âm, biên độ sóng âm
và thành phần cấu tạo của âm.
Một nhạc cụ phát ra một âm tần số f
1
(âm cơ bản) thì đồng thời cũng phát ra các
hạo âm thứ hai có tần số f
2
= 2f
1
thứ ba có
tần số f
3
= 3f
1
. . . Âm sắc phụ thuộc vào số
các hoạ âm và cờng độ các hoạ âm .
3/ Độ to: là một đặc trng sinh lí của âm,
phụ thuộc vào mức cờng độ âm tức là phụ
thuộc vào cờng độ âm và của tần số âm.
Vì mức cờng độ âm phụ thuộc vào I và f.
? Tại sao không dùng trực tiếp cờng độ âm mà phải dùng đại lợng mức cờng độ âm.
? Ngỡng đau, ngỡng nghe, chúng phụ thuộc vào yếu tố nào.
Vũ Kim Phợng Trang 8 Chuyên Đề LTVL 12
Câu 9 : Dòng điện xoay chiều : Các giá trị hiệu dụng, các u điểm
1/ Vì sao với dòng điện xoay chiều ngời ta dùng các đại lợng này ?
2/ Thế nào là cờng độ dòng điện và hiệu điện thế hiệu dụng ?
3/ Tạo sao dòng điện xoay chiều đợc sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều ?
4/ Nêu một số trờng hợp cần dòng điện một chiều .
1/
Lí do sử dụng các giá trị hiệu dụng của cờng độ dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều :
+ Với dòng điện xoay chiều , ta khó xác định đợc cờng độ tức thời (vì nó biến đổi quá nhanh) cũng nh không
thể lấy đợc giá trị trung bình (vì trong một chu kỳ giá trị trung bình bằng không) .
+ Khi sử dụng dòng điện xoay chiều ta cần quan tâm tới tác dụng của nó trong thời gian dài chứ không phải là tác
dụng tức thời ở từng thời điểm . Vì vậy ta không cần biết giá trị tức thời mà biết giá trị của cờng độ dòng điện gây
ra trong một thời gian dài .
Tác dụng nhệt của dòng điện , tỉ lệ với bình phơng của cờng độ dòng điện nên không phụ thuộc vào chiều dòng
điện , do đó có thể so sánh dòng điện xoay chiều với một dòng điện không đổi gây ra tác dụng nhiệt tơng đơng
trong cùng khoảng thời gian .
Đó là hai lí do để đa ra khái niệm cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều .
Dựa vào nguyên tắc trên ngời ta chế tạo các máy đo cho dòng xoay chiều , đó là các ampe kế nhiệt , vôn kế
nhiệt . Số đo của chúng chỉ giá trị hiệu dụng của cờng độ và hiệu điện thế .
2/
Cờng độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng :
Dòng điện xoay chiều là dòng điện biến thiên điều hoà theo thời gian : i = I
0
sin (t + ).
Cho dòng điện xoay chiều i = I
0
sin(t) chạy qua một điện trở thuần R trong một thời gian t khá dài . Lí thuyết và
thực nghiệm đã chứng tỏ nhiệt lợng toả ra trên điện trở bằng Q = I
0
2
Rt/2
Nghĩa là, xét về tác dụng nhiệt trong một thời gian thì dòng điện xoay chiều i = I
0
sin(t) tơng đơng với một dòng
điện không đổi có cờng độ I = I
0
/
2
(*)
Cờng độ dòng điện I xác định bằng công thức (*) đợc gọi là cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều .
* Định nghĩa : Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cờng độ của một dòng điện không đổi mà
nếu chúng lần lợt đi qua cùng một điện trở trong những thời gian nh nhau thì chúng toả ra những nhiệt lợng
bằng nhau .
Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều có độ lớn bằng cờng độ cực đại chia cho
2
Tơng tự , ngời ta cũng định nghĩa suất điện động hiệu dụng E của nguồn điện xoay chiều e = E
0
sin(t) là
E = E
0
/
2
và hiệu điện thế hiệu dụng U ở hai đầu mạch điện xoay chiều : chiều u = U
0
sin(t) là U = U
0
/
2
3/
Tại sao trong thực tế , dòng điện xoay chiều đợc sử dụng rộng rãi hơn dòng điện một chiều :
+ Dòng điện xoay chiều dẽ sảm xuất hơn (máy phát có cấu tạo đơn giản hơn máy phát một chiều) và có thể chế
tạo máy có công suất lớn .
+ Nhờ dùng máy biến thế , dòng điện xoay chiều có thể tải đi xa đợc với hao phí ít, việc phân phối điện cũng rất
thuận tiện .
+ Đối với các ứng dụng thực tiễn nh thắp sáng , đun nấu , chạy các máy, quạt , máy công cụ . . . thì dòng điện
xoay chiều cũng cho kết quả tốt nh dòng điện không đổi . Khi cần dòng điện một chiều ta có thể chỉnh lu dòng
điện xoay chiều để tạo ra dòng điện một chiều .
+ Đối với dòng điện xoay chiều ra pha còn có thêm 2 u điểm :
- Tiết kiệm dây dẫn và hao phí trên dây nhờ mắc hình sao hoặc hình tam giác .
- Tạo từ trờng quay trong động cơ không đồng bộ ba pha .
4/
Sự cần thiết của dòng điện một chiều : Trong một số ngành kỹ thuật sau đây :
+ Dùng để nạp điện cho ắc quy , mạ điện , đúc điện , sảm xuất hoá chất , tinh chế kim loại bằng phơng pháp
điện phân . . .
+ Dùng cho các thiết bị điện tử .
+ Dùng cho các động cơ điện một chiều (loại động cơ có mô nem khởi động lớn và rễ dàng thay đổi vận tốc).
(Để có dòng điện một chiều có thể dùng pin, ắc quy, máy phát điện một chiều hoặc dùng phơng pháp chỉnh
lu dòng điện xoay chiều . Xem câu 18)
? Phân biệt cờng độ dòng điện tức thời và cờng độ dòng điện hiệu dụng ? Đâu là cờng độ dòng điện thật ?
Vũ Kim Phợng Trang 9 Chuyên Đề LTVL 12
Câu 10 : Định luật Ôm cho mạch chỉ có điện trở thuần
thuần
iều
/ Định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R
1/ Trình bầy (Thiết lập , phát biểu, vẽ giản đồ véc tơ) :
Định luật Ôm cho mạch xoay chiều chỉ có điện trở
2/ Nêu và giải thích ảnh hởng thuần trở R trong mạch xoay ch
1
:
= U
0
sin(t) vào hai đầu AB của đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Xét thời
A B
a/ Thiết lập quan hên giữa i & u :
Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u
điểm t bất kỳ , trong khoảng thời gian rất nhỏ t tính từ thời điểm t thì hiệu điện thế coi nh không đổi và có thể áp
dụng công thức định luật Ôm đối với dòng điện không đổi trong thời gian đó ta có: i = u/R = U
0
sin(t)/R =
i = I
0
sin(t), với I
0
= U
0
/R. Do t rất nhỏ nên dòng điện trong thời gian t cũng là dòng điện ở thời điểm t.
* Phát biểu : Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần cờng độ
Vũ Kim Phợng Trang 10 Chuyên Đề LTVL 12
dòng điện biến thiên điều hoà cùng tần số và cùng pha với hiệu điện thế .
b/ Giản đồ véc tơ : +
2
ta đợc
c/ Định luật Ôm : Chia hai vế của biểu thức I
0
= U
0
/R cho
0 0
U I x
I = U/R . Trong đó I. U là cờng độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng . 0
2/
ảnh hởng của điện trở thuần R :
a/ Các ảnh hởng :
+ Đối với mạch điện không đổi và mạch điện xoay chiều , tác dụng của điện trở thuần giống nhau . Nhiệt lợng
0
sin(t) , với I
0
= U
0
/R
không đổi và trong mạch
Câu 11 : định luật ôm cho mạch điện RLC không phân nhánh
/
Thiết lập quan hệ giữa u & i
toả ra trên điện trở thuần R đều tính theo định luật Lun Lenxơ : Q = I
2
Rt
+ Với nguồn không đổi U thì I = U/R
+ Với nguồn xoay chiều u = U
0
sin(t) thì i & u cùng pha : i = I
b/ Giải thích : Sở dĩ điện trở điện thuần R cùng gây ảnh hởng nh nhau trong mạch điện
điện xoay chiều (cùng gây cản trở nh nhau với dòng điện và có hiệu ứng Jun Lenxơ) vì có cùng nguyên nhân :
đó là sự va chạm của các êlectrôn tự do (trong chuyển dời có hớng) với các ion dơng của mạng tinh thể dẫn đến
sự cản trở dòng điện và sự toả nhiệt của vật dẫn .
1
:
ong mạch AB vào thời điểm t có dạng : A L B
ùng pha : u
R
= U
0R
sin(t) với U
0R
= I
0
R
U
0L
= I
0
Z
L
; Z
L
= L
hiên cùng tần số và có
Xét mạch điện nh hình vẽ
Giả sử cờng độ dòng điện tr R C
i = I
0
sin(t) . So với dòng điện thì :
+ Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R c
+ Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm L sớm pha /2 : u
L
= U
0L
sin(t + /2) với
+ Hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện C trễ pha /2 : u
C
= U
0C
sin(t /2) với U
0C
= I
0
Z
C
; Z
C
= 1/C
+ Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AB vào thời điểm t : u = u
R
+ u
L
+ u
C
Nh vậy hiệu điện thế ở hai đầu mạch là tổng của 3 dao động cùng tần số nên sẽ biến t
dạng : u = U
0
sin(t + ) . Ta dùng phơng pháp céc tơ quay để tổng hợp các dao động điều hoà :
2/
Giản đồ véc tơ
R L C
U , U , U : (Hình vẽ) Biểu diễn 3 dao động u
R
, u
L
, u
C
bằng 3 vác tơ quay :
0
tơng ứng ta
0 0
có :
0
U
=
R0
U
+
L0
+
U
C0
U
U U
ản véc U
2
= U
2
=> U
0
= I
0
L 0
Từ gi đồ tơ : + (U
0 0R 0L
U
0C
)
2
= (I
0
R)
2
+ (I
0
Z
L
I
0
Z
C
)
2
22
)+
CL
ZZ(R
(*) Còn tg =
R
ZZUU
CLCL
U
R
=
3/
Phát biểu
:
n xoay chiều RLC không phân nhánh , hiệu điện thế biến 0 U
C
U
0R
I
0
x
ện , mạch điện có tính cảm kháng .
Trong mạch điệ
thiên điều hoà cùng tần số nhng lệch pha
so với cờng độ dòng điện .
+ Nếu Z
L
> Z
C
: Thì > 0 , hiệu điện thế sớm pha so với cờng độ dòng đi
+ Nếu Z
L
> Z
C
: Thì < 0 , hiệu điện thế trễ pha so với cờng độ dòng điện , mạch điện có tính dung kháng .
+ Nếu Z
L
= Z
C
: Thì = 0 , hiệu điện thế cùng pha so với cờng độ dòng điện , (có cộng hởng điện) .
22
)ZZ(R +
với U & I là hiệu điện thế
2
ta đợc : U = I
4/
Đinh luật Ôm : Chia hai vế (*) cho
CL
& cờng
độ dòng điện hiệu dụng . Hay I = U/Z , với Z =
2
CL
2
5/
)ZZ(R +
là tổng trở của mạch RLC .
Cộng hởng điện : Theo công thức trên I sẽ c u , khi đó L = 1/C . Z =ực đại nếu Z cực tiể
min
R nên I
max
= U/R
.
Đó là hiện tợng cộng hởng điện , lúc này cờng độ dòng điện cùng pha với hiệu điện thế .
* Chú ý : nếu mạch thiếu một phần tử nào thì trong công thức và giản đố véc tơ bỏ phần tử đó
Câu 12 : định luật ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm (hoặc tụ điện)
thế nào ?
/ Định luật Ôm cho mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm (Hoặc tụ điện)
1/ Trình bầy định luật Ôm cho mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm (hoặc tụ điện)
2/ Nêu ảnh hởng của cuộn cảm L (hoặc tụ điện C) trong mạch một chiều và xoay chiều
3/ Mắc đèn ống có chấn lu ghi 220V 50Hz vào 220V 60Hz thì độ sáng đèn thay đổi
4/ Tại sao tụ điện bị nóng lên khi hoạt động liên tục ?
1
Đ
A
N
ợc tụ điện
ó một
M
Cuộn cảm
a/ Thiết lập quan hệ
vào cuộn thuần cảm làm
mạch xoay chiều chỉ có cuộn
hia hai U
+
Vũ Kim Phợng Trang 11 Chuyên Đề LTVL 12
* Thí nghiệm : Mắc mạch điện ng hình vẽ . Giữa A & B có hiệu điện
thế xoay chiều
+ Đóng khoá K vào M đèn sáng lên . B
+ Đóng khoá K vào N đèn sáng kém hơn
Chứng tỏ + dòng điện xoay chiều đi qua đ
+ Tụ điện cản trở dòng điện xoay chiều tức là c
điện trở , gọi là dung kháng , kí hiệu Z
C
(Tơng tự đối với L )
i &u :
Đật hiệu điện thế xoay chiều
xuất hiện dòng điện i = I
0
sin(t) thì trên cuộn cảm có
suất điện động e = - Li
/
= - LI
0
cos(t)
áp dụng định luật Ôm cho giá trị tức thời :
i(R + r) = u + e = 0 (vì R + r = 0) . Vậy :
u = - e = LI
0
cos(t) = U
0
sin(t + /2)
với U
0
= LI
0
Phát biểu : Trong đoạn
thuần cảm dòng điện biến thiên điêug hoà cùng tần số
nh hiệu điện thế nhng trễ pha góc /2
b/ Giản đồ véc tơ :
c/ Định luật Ôm : C
0
với biểu thức U
0
= LI
0
cho
2
, ta có : U = LI /2
Hay I =
L
Z
U
; với Z
L
= L là 0 I
0
x
cảm kháng , trong đó I , U là các giã trị hiệu dụng .
Tụ điện
a/ Thiết lập quan hệ g
chiều : u = U
0
sin(t)
iến thiên là do có dòng
ong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện
: /2
iữa & u
Đặt vào hai C hiệu điện thế xoay
ở thời điểm t , điện tíc của tụ là :
q = Cu = C U
0
sin(t). Điện tích b
điện tích tự do chạy từ các cực của nguồn điện đến các
cực tụ điện gây nên cờng độ dòng điện : i = q
/
=
i = CU
0
sin(t + /2) = I
0
sin(t + /2)
với I
0
= CU
0
Phát biểu : Tr
cờng độ dòng điện biến thiên điều hoà cùng tần số nh
hiệu điện thế nhng sớm pha hơn /2
b/ Giản đồ véc tơ : 0 I
0
x
c/ Định luật Ôm :
Chia hai vế biểu thức +
I
0
= CU
0
cho
2
ta có : U
0
I = CU =
C
Z
U
; với Z
C
=
C
1
U, I là các giá trị hiệu dụng , Z
C
là dung kháng .
2/ ảnh hởng của :
Cuộn cảm L Tụ điện C
Trong đoạn
mạch một
chiều
+ Dòng không đổi óng vai trò nh
ản trở sự biến thiên
Tụ C không cho dò chiều đi qua vì
c
: cuộn cảm L đ
dây nối hoặc điện trở (nếu có)
+ Dòng thay đổi: cuộn cảm L c
của cờng độ dòng điện .
ng điện một
nó có lớp điện môi cách điện giữa các bản cực
Các điện tính tự do không dịch chuyển qua đợ
Mạch xoay
hiều nh một điện trở ,
ờng độ dòng điện và
+ Cho dòng xoay chiều đi qua do hiệu điện
trở ,
u
chiều
+ Cản trở dòng điện xoay c
gọi là cảm kháng Z
L
= L
+ Tạo độ lệch pha /2 giữa c
hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm ; với cuộn
cảm có điện trở thuần thì hiệu điện thế sớm pha
hơn cờng độ dòng điện một góc
thế giữa hai bản cực luôn biến đổi nên tụ điện
luôn tích rồi phóng điện . Dòng tích , phóng
điện đó chính là dòng điện xoay chiều
+ Cản trở dòng xoay chiều nh một điện
gọi là dung kháng Z
C
= 1/C
+ Tạo độ lệch pha /2 giữa i &
/
Độ sáng của đèn thay đổi thế nào
3
?
có điện trở thuần R nên có tổng trở Z = Trong đèn ống , chấn lu là cuộn cảm L
2
L
2
ZR +
. Khi mắc đèn ống
tổng trở Z t ế 220V 50Hz vào mạng điện 220V 60 Hz tần số f tăng từ 50 Hz lên 60 Hz nên ăng . Vì hiệu điện th
U = 220V không đổi nên cờng độ dòng điện I = U/Z giảm do đó đèn tối hơn .
4/
Tụ điện có nóng lên không ? Dung kháng của tụ tuy có làm giảm cờng độ dòng điện xoay chiều , nhng
c thì không gây toả nhiệt tức là không tiêu thụ điện năng . Do đó các dụng cụ điện có tụ điện , nếu hoạt động liên tụ
tụ vần không bị nóng . Trong thực tế , do điện môi của tụ điện không hoàn toàn cách điện (tụ có một điện trở thuần
khá lớn) , nên khi tụ hoạt động liên tục sẽ có nhiệt toả ra và tụ bị nóng đôi chút .
Câu 13 : Công suất của dòng điện xoay chiều
ủa phải tăng hên số công suất
/
Công suất của dòng điện xoay chiều
1/ Trình bày công suất của dòng điện xoay chiều
2/ Nêu ý nghĩa hệ số công suất
3/ Vì sao khi chế tạo các động c
1
:
vôn kế đo hiệu điện thế hiệu dụng , ăm pe kế đo cờng độ dòng điện hiệu dụng
cho thấy P = UI
+ Với dòng điện không đổi P = UI
+ Với dòng điện xoay chiều : Dùng
và dùng oát kế đo công suất tiêu thụ trên đoạn mạch thấy :
* Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì các phép đo
* Nếu mắc thêm cuộn cảm, tụ điện hoặc cả hai thì thấy công suất là P
< UI
Ta có thể viết P = kUI , với k
< 1 là hệ số biểu thị độ giảm của công suất .
Lí thuyết chứng tỏ giữa k và độ lệch pha có hệ thức: k = cos.
Ngời ta gọi cos là hệ số công suất . Vậy P = UIcos
Đối với mạch RLC không phân nhánh, (vẽ giản đồ véc tơ) dễ dàng tìm đợc : cos = U
R
/U = R/Z với Z là tổng
suất
trở của mạch => P = I
2
R .
2/
ý nghĩa của hệ số công :
oặc RLC khi cộng hởng ( = 0) cos = 1 : Công suất tiêu thụ trên mạch là lớn
L , C hoặc L nt C ( =
+
Mạch điện chỉ có điện trở thuần h
nhất và bằng UI
Mạch điện chỉ có
/2) : Cos = 0 => P = 0 : Công suất trên mạch nhỏ nhất bằng không , đó
cos nhỏ hơn công suất cung cấp
cos
là do tụ điện và cuộn cảm không tiêu thụ năng lợng điện mà dự trữ năng lợng .
Trong thực tế hay gặp : 0 < cos < 1 : Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch P = UI
cho đoạn mạch UI . Muốn làm tăng hiệu quả sử dụng điện năng ta cần phải tăng cos để đoạn mạch sử dụng phần
lớn công suất do nguồn cung cấp .
3/
Lí do để tăng hệ số công suất
Vũ Kim Phợng Trang 12 Chuyên Đề LTVL 12
: Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch P = UIcos . Muốn tăng hiệu quả sử
Câu 14 : Máy phát điện xoay chiều một pha
/
Nguyên tắc hoạt động
dụng điện năng ta phải tăng cos để đoạn mạch sử dụng phần lớn công suất UI do nguồn cung cấp . Mặt khác công
suất tiêu thụ UIcos gồm cả công suất hữu ích (dới dạng cơ năng , hoá năng . . .) và một phần hao phí dới dạng
nhiệt (trừ trờng hợp của bếp điện , bàn là) Phần lớn công suất hữu ích là do nhu cầu tiêu dùng nên có giá trị xác
định , phần toả nhiệt I
2
R hao phí phụ thuộc I = P/(Ucos) . Với P , U xác định khi cos lớn thì năng lợng hao phí
nhỏ , công suất hữu ích sẽ lớn . Nếu cos = 0 thì I rất lớn làm cho nhiệt hao phí vô ích lớn rễ làm cháy cuộn dây .
Nguyên tắc hoạt động , biểu thức suất điện động và cấu tạo
1
: Máy phát điện xoay chiều kiểu cảm ứng hoạt động dựa vào hiện tợng cảm ứng điện từ
Khi từ thông qua mộ khung dây biến thiên điều hoà thì trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng biến
thiên điều hoà . Nối 2 đầu khung dây với mạch ngoài thì suất điện động đó gây ra trong toàn mạch một dòng điện
biến thiên điêù hoà gọi là dòng điện xoay chiều .
2/
Biểu thức suất điện động :
Xét một khung dây kim loại có N vòng dây cùng diện tích S quay đều
x
/
B
int a
Với vận tốc góc quanh trục đối xứng xx
/
co nó trong một từ trờng
đều B có phơng vuông góc với xx
/
. A
Giả sử lúc t = 0 pháp tuyến n của khung trùng với phơng B . Đến 1 2 B
thời điểm t , n quay đợc một góc = t , từ thông qua khung dây x
= NBScos = NBScost . Theo định luật cảm ứng điện từ trong
khung xuất hiện suất điện động cảm ứng tức thời : e = -
/
= NBSs b
e = E
0
sint ; với E
0
= NBS .
3/
Cấu tạo : 2 phần : Phần tạo ra từ trờng là phần cảm , phần tạo ra dòng
sẽ chuyển động (gọi là rôto)
g trục gắn
ối tiếp , mỗi cuộn có nhiều vòng và rôto là
điện gọi là phần ứng . Một trong 2 phần sẽ đứng yên (gọi là stato) , phần kia
+ Nếu phần ứng là rôto thì để đa dòng điện ra ngoài ta dùng bộ góp điện gồm : hai vành khuyên đặt đồn
với khung và cùng quay với khung , Hai chổi quét cố định tì lên hai vành khuyên đóng vai trò là là 2 cực của máy
phát . Dòng điện từ khung qua vành khuyên và chổi quét ra mạch ngoài .
+ Để có suất điện động lớn , stato là phần ứng gồm nhiều cuộn dây mắc n
phần cảm gồm nam châm điện tạo thành nhiều cặp cực Bắc Nam khác nhau. Nếu rôto là phần cảm có p cặp cực
quay với tốc độ n (vòng/phút) thì tần số dòng điện phát ra là : f = n.p/60 (Hz)
Câu 15 : dòng điện ba pha
điện 3 pha
ì so với dòng điện 1 pha?
/
Nguyên tắc cấu tạo & hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha
1/ Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy dao
2/ Cách mắc mạch điện ba pha
3/ Dòng điện 3 pha có u điểm g
1
: (máy dao điện ba pha)
lệch pha
i i i
0
Máy phát điện xoay chiều 3 pha là máy phát ba dòng một pha có cùng biên độ , cùng tần số ngng
nhau những góc 2/3 : A
1
B
1
i
1
= I
0
sint
Vũ Kim Phợng Trang 13 Chuyên Đề LTVL 12
i
1 2 3
i
2
= I
0
sin(t + 2/3)
i
2
= I
0
sin(t 2/3)
Đồ thị : Hình vẽ bên t
a/
Cấu tạo : Gồm hai phần
+ Rô to là phần cảm , thờng là B
2
A
3
T/3 T/3
ợng cảm ứng điện từ : Khi từ thông qua một mạch điện biến thiên thì trong mạch điện suất hiện
biến thiên sinh ra 3 từ thông qua 3 cuộng dây nên 3 suất điện động có cungf tần số
g độ
y nhiên do 3 cuộn dây đặt lệch nhau những góc 120
0
nên 3 suất điện động lệch pha nhau góc 2/3
/
Cách mắc mạch điện 3 pha
nam châm điện quay quanh một trục A
2
B
3
+ Stato là phần ứng , nó gồm 3 cuộn
giống nhau đợc đặt lệch nhau những góc 120
0
trên vòng tròn .
b/ Hoạt động :
Dựa trên hiện t
suất điện động cảm ứng .
+ Vì cùng một từ trờng
+ Vì 3 cuộn dây giống nhau và từ thông qua qua 3 cuộn dây biến thiên nh nhau nên 3 suất điện động có cùn
lớn .
+ Tu
2
: Có hai cách
A
1
Dây pha 1 A
/
:
3 cuộn dây đa ra ngoài
B
1 3 1 3
/
A
3
Dây pha 2 A
/
3
ng điện trên dây trung hoà : Dây pha 3
3 mạch ngoài nh nhau(tải đối xứng) thì i = 0
o biểu thức : U
d
=
a/ Cách mắc hình sao :
1
Vẽ hình bên
Các đặc điểm
+ 3 đầu nối của
bằng một dây trung hoà . 3 điểm cuối đa
B
2
B Dây trung hoà B
/
B
2
/
B
ra ngoài bằng 3 dây khác nhau , gọi là 3
dây pha . Tải tiêu thụ thờng đợc nối với
2
A
2
A
/
một dây trung hoà (dây nguội) và một dây
pha (dây nóng)
+ Cờng độ dò
i = i
1
+ i
2
+ i
3
Nếu tải tiêu thụ
Nếu tải không đối xứng thì i 0 (nhng thờng rất nhỏ)
+ Giữa hiệu điện thế dây & hiệu điện thế pha liên hệ the
3
U
P
; I
d
= I
P
.
iểm : A
B
3
Dây pha 1 A
/
B
/
tải tiêu thụ phải giống nhau
B
1
B B
/
B
2
/
b/ Cách mắc tam giác :
Vẽ hình
Các đặc đ
1 1 3
+ Điểm cuối của cuộn dây này nối với điểm đầu
cuộn dây kia . Ba điểm đó đợc nối với ba mạch
ngoài bằng ba dây pha .
+ Cách mắc này cần ba
(tải đối xứng) . Ta có thể mắc một tải mắc hình tam
/ /
A
2
A A
2
A
33 2
dây pha 2
1
giác vào một máy phát điện mắc hình sao và ngợc lại .
3
I
P
; U
d
= U
P
. : Dây pha 3 + I
d
=
3/
Ưu điểm của dòng điện ba pha so với dòng điện một pha
+ Bằng cách mắc hình sao hay hình tam giác : tiết kiệm đợc
dây dẫn và hao phí điện năng trên dây
+ Tạo từ trờng quay để sử dụng trong động cơ không đồng bộ
ba pha . (là loại động cơ có công suất lớn , rễ sảm xuất hơn động
cơ một pha , chiều quay cũng thay đổi rễ ràng) .
Câu 16 : Động cơ không đồng bộ ba pha
1/ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
2/ Nguyên tắc cấu tạo của động của động cơ không đồng bộ ba pha
3/ Ưu điểm của động của động cơ không đồng bộ ba pha .
4/ So sánh rôto & stato của máy dao điện 3 pha & động của động cơ không đồng bộ ba pha
1/
Nguyên tắc hoạt động :
a/ Nguyên tắc : Biến điện năng thành cơ năng , trên cơ sở hiện tợng N
Vũ Kim Phợng Trang 14 Chuyên Đề LTVL 12
cảm ứng điện từ và sử dụng từ trờng quay
b/ Cách tạo ra từ trờng quay : Quay đều một nam châm vĩnh cửu hình
chữ U quanh trục xx
/
thì từ trờng B giữa hai nhánh của nó cũng quay đều .
c/ Sự quay không đồng bộ :
+ Hiện tợng quay đều nam châm với vận tốc ta thấy khung dây (hình vẽ)
quay nhanh dần , cùng chiều với nam châm và khi đạt tới vận tốc góc
0
< S
0
(không đồng bộ) thì giữ nguyên vân tốc đó .
+ Giải thích :
* Khi nam châm bắt đầu quay (từ trờng quay), từ thông qua khung biến thiên làm suất hiện dòng điện cảm ứng .
Theo định luật LenXơ , dòng điện này chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó , nghĩa là chống lại sự chuyển
động tơng đối giữa nam châm và khung dây , do đó lực điện từ tác dụng lên làm khung dây quay cùng chiều nam
châm .
* Nếu khung dây đạt tới vân tốc thì từ thông không biến thiên nữa , dòng điện cảm ứng mất đi , lực từ cũng mất
đi , khung dây quay chậm lại . Nên thực tế khung dây chỉ đạt tới một vận tốc góc ổn định
0
< , lúc đó mô men
lực từ cân bằng mô men cản . Động cơ hoạt động theo nguyên tắc trên gọi là động cơ không đồng bộ .
d/ Tạo từ trờng quay bằng dòng điện ba pha :
* Cách tạo : Cho dòng điện xoay chiều 3 pha 1
đi vào 3 cuôn dây đặt lệch nhau 120
0
B B
1
B
2
B
3
trên một vòng tròn để có từ trờng
trong 3 cuộn dây biến đổi (Hình vẽ)
Tại t = 0 từ trờng tổng hợp 3 cuộn 0 t
hớng từ cuộn 1 ra ngoài ngoài .
Sau 1/3 chu kỳ từ trờng tổng hợp lại
hớng theo cuôn 2 ra ngoài ; sau 1/3 2 3
chu kỳ tiếp theo từ trờng tổng hợp T/3 T/3
0
hớng theo cuôn 3 ra ngoài . (hình vẽ)
* Kết luận : Từ trờng tổng hợp của ba cuộn dây quay quanh tâm 0 với tần số nh tần số dòng điện
2/
Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha : Gồm hai phần chính :
a/ Stato : Gồm ba cuộn dây giống nhau quấn trên lõi sắt đặt lệch nhau
120
0
trên đờng tròn để tạo ra từ trờng quay khi có dòng điện xoay Rôto
chiều ba pha đi vào ba cuôn dây .
b/ Rôto : (hình trụ) có tác dụng nh một cuộn dây quấn trên lõi thép .
Hoạt động : Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha , từ trờng quay
do stato gây ra làm cho rôto quay quanh trục . Chuyển động này đợc
truyền ra ngoài để vận hành các cơ cấu chuyển động khác . Stato
3/
Các u điểm của động cơ không đồng bộ ba pha :
+ Cấu tạo đơn giản , rễ chế tạo
+ Sử dụng thuận tiện , không cần vành khuyên , chổi quét .
+ Dễ dàng thay đổi chiều quay bằng cách đảo hai trong 3 dây pha cho nhau .
4/
So sánh Rôto và Stato của máy dao điện ba pha và động cơ không đồng bộ ba pha :
+ Stato : có cấu tạogiống nhau : Gồm ba cuộn dây giống nhau đặt lệch 120
0
trên vòng tròn . Nhng chức năng
ngợc nhau : ở máy phát điện thì là nơi sinh ra điện năng , còn ở động cơ không đồng bộ ba pha lại là nơi tiêu thụ
điện năng .
+ Rôto : khác nhau : ở máy phát điện ba pha là nam châm điện và quay nhờ động cơ kéo bên ngoài (biến cơ năng
thành điện năng) còn rôto của động cơ không đồng bộ ba pha là hình trụ có tác dụng nh một cuộn dây quấn trên
lõi thép và quay khi có dòng điện ba pha đi vào stato (chuyển điện năng thành cơ năng)
Câu 17 : Máy biến thế
1/ Định nghĩa và cấu tạo máy biến thế (MBT)
2/ Nguyên tắc hoạt động, sự biến đổi hiệu điện thế và cờng độ dòng điện quaMBT
3/ Công dụng của MBT
4/ Vai trò MBT trong việc vận tải điện năng đi xa và sử dụng điện .
1/
Định nghĩa và cấu tạo :
Vũ Kim Phợng Trang 15 Chuyên Đề LTVL 12
a/ Định nghĩa : MBT là mmột thiết bị biến đổi hiệu điện
thế xoay chiều này thành hiệu điện thế xoay chiều khác
có cùng tần số nhng khác biên độ .
b/ Cấu tạo : (hình vẽ và ký hiệu MBT) : Gồm 2 phần : N
1
N
2
U
1
U
2
+ Hai cuộn dây đồng có điện trở nhỏ, bọc sơn cách điện
có số vòng khác nhau (N
1
N
2
) quấn trên lõi thép chung
+ Lõi thép kỹ thuật do nhiều lá mỏng ghép cách điện xếp
thành khung hình chữ nhật . (hình vẽ)
Cuộn mắc vào nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp ; Cuộn nối với tải tiêu thụ gọi là thứ cấp .
2/
Nguyên tắc hoạt động : Hoạt động dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ .
Khi cuộn sơ cấp đợc mắc vào nguồn điện xoay chiều , dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp làm phát sinh
một từ trờng biến thiên trong lõi thép . Từ thông biến thiên của từ trờng này qua cuộn thứ cấp , gây ra một suất
điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp . Nếu mạch điện thứ cấp nối với tải thì có dòng điện cảm ứng cùng tần số với
dòng điện ở cuộn sơ cấp .
3/
Sự biến đổi hiệu điện thế và cờng độ dòng điện :
a/ Hiệu điện thế : Dòng điện xoay chiều trong cuộng sơ cấp làm phát sinh từ trờng biến thiên điều hoà tập trung
chủ yếu trong lõi thép . Tại một thời điểm từ thông qua tiết diện lõi thép có giá trị nh nhau nên tốc độ biến thiên từ
thông ở mỗi vòng dây của mỗi cuộn dây đều bằng nhau .
+ Suất điện động cảm ứng tức thời ở cuộn sơ cấp
: | e
1
| = N
1
t
(1)
+ Suất điện động cảm ứng tức thời ở cuộn thứ cấp : | e
2
| = N
2
t
(2) Từ (1) & (2) suy ra :
2
1
2
1
N
N
e
e
=
Do các cuộn dây có điện trở nhỏ , và khi cuộn dây thứ cấp để hở thì các hiệu điện thế ở từng cuộn coi nh bằng suất
điện động tơng ứng : | u
1
| = | e
1
| ; | u
2
| = | e
2
| . Do đó :
1
2
1
2
1
2
N
N
e
e
u
u
==
.
Hiệu điện thế và suất điện động ở hai cuộn biến thiên điều hoà cùng tần số , nên có thể thay thế các giá trị tức thời
bởi giá trị hiệu dụng :
1
2
1
2
N
N
U
U
=
= k .
Nếu N
2
> N
1
(k > 1) thì U
2
> U
1
: MBT là máy tăng thế .
Nếu N
2
< N
1
(k < 1) thì U
2
< U
1
: MBT là máy hạ thế .
b/
Cờng độ dòng điện : Nếu bỏ qua hao phí năng lợng trong MBT , công suất trong mạch sơ cấp và thứ cấp
bằng nhau , các dòng điện cùng pha với hiệu điện thế thì : P
1
= P
2
Suy ra : U
1
I
1
= U
2
I
2
. Do đó
2
1
1
2
I
I
U
U
=
Vậy : MBT làm hiệu điện thế tăng bao nhiêu lần thì làm giảm cờng độ dòng điện bấy
nhiêu lần và ngợc lại .
4/
Công dụng của MBT : 35KV 6KV 220V
+ Tạo hiệu điện thế theo yêu cầu sử dụng từ điện
lới công nghiệp 220V
+ Để truyền tải điện năng đi xa với hao phí nhỏ A
5/
Vận tải điện năng đi xa : 110KV 35KV 6KV 220V
a/ Công suất hao phí trên đờng dây tải điện :
Gọi P là công suất cung cấp bởi nhà máy B C D E
(không đổi), U là hiệu điện thế hai đầu dây. 35KV 6KV 220V
Ta có P = UI . Đờng dây có điện trở R . Công suất hao phí trên do toả nhiệt trên đờng dây : P
/
= I
2
R =
2
2
U
P
R
Nh vậy có thể giảm hao phí bằng cách tăng U hay giảm R .
b/ Biện pháp giảm công suất hao phí :
+ Giảm R , tức là tăng tiết diện dây dẫn S (và R =
l/S) , cách này rất tốn kém (Chỉ dùng cho hạ thế)
+ Biện pháp chủ yếu là tăng U nhờ sử dụng MBT đa hiệu điện thế ở nơi phát điện lên cao . đến nơi tiêu thụ lại
giảm thế từng bớc đến giá trị thích hợp .
c/ Sơ đồ truyền tải và phân phối điện nh hình vẽ .
Câu 18 : Máy phát điện một chiều & Chỉnh lu dòng điện
1/ Trình bầy nguyên tắc hoạt động và cấu tạo máy phát điện một chiều
2/ Trình bầy phơng pháp chỉnh lu dòng điện xoay chiều bằng điốt
Những u điểm và nhợc điểm của phơng pháp này
3/ Tạo sao phơng pháp chỉnh lu dùng phổ biến hơn máy phát điện một chiều?
1/
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện một chiều :
a/ Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện một chiều : Hoạt động dựa vào hiện tợng cảm ứng điện từ : Khi
từ thông qua một khung dây biến thiên điều hoà thì trong khung dây suất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên
điều hoà . Mỗi khi dòng điện qua khung dây đổi chiều thì các vành bán khuyên lại đổi chổi quét, nên mạch ngoài là
dòng điện một chiều .
Vũ Kim Phợng Trang 16 Chuyên đề LTVL12
b/ Cấu tạo : Bộ góp có hai chổi quét cố định tỳ lên hai vành
bán khuyên , giữa chúng có một khe nhỏ cách điện (Hình vẽ) .
Trong nửa chu kỳ đầu , giả sử dòng điện trong toàn mạch kín
là: trong khung đi từ A đến B , mạch ngoài đi từ chổi quét a a A a B
đến chổi quét b . Ngời ta bố trí sao cho trong nửa chu kỳ sau B A
khi dòng điện trong khung đổi chiều từ B đến A thì các vành
bán khuyên đổi chổi quét , dòng điện ở mạch ngoài vẫn có b b
chiều từ chổi quét a đến chổi quét b tạo dòng kín trong toàn mạch .
Nh vậy a luôn là cực dơng còn b luôn là cực âm của máy phát .
Dòng điện mạch ngoài là dòng một chiều . Để có dòng điện một A
chiều không đổi (không nhấp nháy) ngời ta chế tạo những máy
phát có số khung dây lớn , đặt lệch nhau và mặc nối tiếp va nhau . B
2/
Phơng pháp chỉnh lu bằng điốt :
a/ Chỉnh lu nửa chu kỳ : i
+
Sơ đồ : Gồm điốt Đ mắc với tải R nh hình vẽ .
+
Hoạt động :
- Trong nửa chu kỳ đầu : A là cực dơng, B là cực âm hiệu t
điện thế đặt vào Đ là thuận , dòng điện từ A qua Đ, qua R về B
- Trong nửa chu kỳ sau : B là cựu dơng, A là cựu âm hiệu
điện thế đặt vào Đ ngợc nên không có dòng điện qua Đ và R M
+
Đồ thị : Hình vẽ
b/ Chỉnh lu hai nửa chu kỳ : Đ
1
Đ
2
+ Sơ đồ : Gồm 4 điốt mắc với tải R nh hình vẽ P
+
Hoạt động : R Q
- Trong nửa chu kỳ đầu : A là dơng, B là âm hiệu điện thế đặt vào A
Đ
1
và Đ
3
là thuận , vào Đ
2
& Đ
4
là ngợc , dòng điện đi theo chiều Đ
4
Đ
3
A
(+)
P M N Q
B
1
Đ
R
3
Đ
( )
B
- Trong nửa chu kỳ sau : B là dơng , A là âm hiệu điện thế đặt vào N
Đ
1
và Đ
3
là ngợc , vào Đ
2
& Đ
4
là thuận dòng điện theo chiều :
B
(+)
Q M N P
A
2Đ
R
4Đ
( )
i
- Nh vậy dòng điện qua R là dòng điện một chiều liên tục nhng
vẫn còn nhấp nháy . Để bớt nhấp nháy , cần dùng bộ lọc (Tụ điện) 0
+
Đồ thị dòng điện khi cha có bộ lọc và khi có bộ lọc :
3/
Ưu nhợc điểm của phơng pháp chỉnh lu :
a/ Ưu điểm :
+ Là phơng pháp kinh tế nhất , tiện lợi nhất . i
+ Thiết bị chỉnh lu rễ chế tạo ít tốn kém , gọn , dễ
vận chuyển dễ dàng .
+ Có thể tạo ra dòng điện một chiều có công suất 0
lớn , nhỏ tuỳ theo ý muốn .
b/ Nhợc điểm : Dòng một chiều tạo ra vẫn còn nhấp nháy .
So với máy phát điện một chiều , phơng pháp chỉnh lu dòng điện dùng phổ biến hơn vì nó có ba u điểm trên .
Trong khi đó máy phát điện một chiều chế tạo phức tạp , tốn kém hơn nên không kinh tế và không tiện lợi . Cổ góp
thờng xuyên có tia lửa điện nên chóng hỏng và làm ảnh hởng đến các thiết bị khác ở gần .
Câu 19 : Mạch dao động
1/ Khảo sát sự biến thiên của điện tíc và dòng điện trong mạch dao động
2/ Khảo sát năng lợng điện từ trong mạch .
Vì sao dao động trong mạc là tắt dần ?
3/ Máy phát dao động điện từ duy trì .
1/
Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạc dao động :
+ Mạch dao động bao gômg tụ điện có điện dung C mắc với cuộn cảm có độ tự cảm L P
Vũ Kim Phợng Trang 17 Chuyên đề LTVL12
a/ Sự biến thiên điện tích:
+ Mắc mạch điện nh hv. Lúc đầu K ở A, tụ đợc nạp điện Q
0
C
+ Đóng K sang B: tụ phóng điện qua cuộn cảm tạo thành dòng điện i.
Trong thời gian t rất nhỏ sau thời điểm t có điện lợng q chạy qua K A
i = |q/t| =|q(t)|. Vì q < 0 => q < 0 nên i = q(t). B
Trong cuộn cảm suất hiện sđđ cảm ứng, nó đóng vai trò suất phản điện (máy thu)
e = |Li/t| = L.i vì i > 0 => e = Li = Lq. Tại thời điểm t có thể coi là dòng
điện không đổi. áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch DB, với điện trở R = 0 ta có: D L
u
DB
= (R + r)i + e = e. hiệu điện thế hai đầu cuộn cảm cũng là hiệu điện thế hai đầu tụ:
u
DB
= q/C. Do đó:
''Lq
C
q
=
=>
0''Lq
C
q
=+
=>
0''q
LC
1
q =+
. Đặt
2
LC
1
=
=> q
//
+
2
q = 0 (1)
Nghiệm phơng trình (1) có dạng : q = Q
0
sin(t + ) .
+ Kết luận : Điện tích q của tụ biến thiên theo thời gian là nghiệm phơng trình q
//
+
2
q = 0 là một dao động
hoà: q = Q
0
sin(t + ) với = 1/
LC
, Q
0
và là các hằng số .
b) Sự biến thiên của dòng điện trong cuộn cảm:
+ Phơng trình : Nh trên i = q
/
= Q
0
cos(t + ) = I
0
sin(t + + /2); I
0
= Q
0
+ Kết luận: Dòng điện i cũng biến thiên điều hoà cùng tần số nh điện tích với biên độ I
0
= Q
0
nhng lệch pha
so với q là
/2
2-
Khảo sát năng lợng điện từ trong mạch dao động :
a/ Hai loại năng lợng trong mạch dao động : Năng lợng điện trờng trong tụ điện và năng lợng từ trờng
trong cuộn cảm .
+ Năng lợng điện trờng tập trung trong tụ điện : E
đ
=
C2
q
2
C
=
C2
Q
2
0
sin
2
(t + )
+ Năng lợng từ trừơng : E
t
=
2
1
Li
2
=
2
1
L
2
Q
2
0
cos
2
(t + ) =
C2
Q
2
0
cos
2
(t + ) ; vì
2
= 1/LC
Kết luận : Năng lợng điện trờng và từ trờng trong mạch dao động biến thiên tuần hoàn theo thời gian với cùng
tần số.
b/ Năng lợng toàn phần của mạch dao động : Bằng tổng 2 loại năng lợng trên .
E = E
đ
+ E
t
=
2
U.C
2
I.L
C2
Q
2
0
2
0
2
0
==
= const
* Kết luận : Giữa năng lợng điện trờng và năng lợng từ trờng luôn có sự chuyển hoá lẫn nhau nhng tổng của
chúng , tức là năng lợng mạch dao động không đổi (đợc bảo toàn)
3/
Hai lí do làm tắt dần dao động trong mạch dao động :
+ Điện trở của mạch (dù nhỏ) làm toả nhiệt , nên năng lợng bị tiêu hao .
+ Điện từ trờng biến thiên bức xạ sóng điện từ ra không gian mang theo năng lợng . I
C
4/ Máy phát dao động điều hoà dùng tranzito : Là mạch tự dao động
để sản ra dao động điện từ cao tần không tắt (tắt do 2 nguyên nhân trên)
a/ Sơ đồ : Hình vẽ
Mạch gồm LC là mạch dao động , T là trandito, L
/
là cuộn cảm liên hệ C
/
cảm ứng với L (L & L
/
hợp với nhau nh máy biến thế) . Tụ C
/
ngăn dòng T
một chiều của nguồn P . Năng lợng bổ xung lấy từ nguồn không đổi P .
b/ Hoạt động : L
/
L C
Mạch dao động LC tạo ra dao động điện từ tàn số f = 1/2
LC
. Khi đó
dòng i biến thiên trong L làm xuất hiện dòng cảm ứng i trong cuộn L cùng
tần số với dòng i . Theo tính chất của tranzito thì dòng côlếcto i
C
(cũng đi qua P
mạch LC) tỉ lệ với dòng bazơ i
/
: i
C
= i
/
nên i
C
có cùng tần số với dao động
trong mạch LC và nhờ đó mà bổ xung năng lợng cần thiết ăn nhịp với dao động trong mạch . Vấn đề là phải chọn
các thông số thichá hợp của mạch sao cho trong mỗi chu kỳ năng lợng đợc bổ xung đúng bằng năng lợng mà
nó mất đi . Nhờ đó dao động duy trì .
Câu 20 : Điện từ trờng và sóng điện từ
1/ Hai giả thuyết Mẵcxoen vễ điện trờng biến thiênvà từ trờng biến thiên.
Đặc điểm của điện trờng xoáy . Thế nào là dòng điện dịch ?
2/ Thế nào là điện từ trờng ?
3/ Giải thích sự tạo thành sóng điện từ khi một điện tích điểm DĐĐH . Đ/n SĐT
4/ Nêu các tính chất của SĐT . 5/ Thang SĐT . 6/ Sóng vô tuyến .
1/
Hai giả thuyết của Mắcxoen về điện trờng biến thiên và từ trờng biến thiên :
Để phát biểu dùng sơ đồ sau : B E
Vũ Kim Phợng Trang 18 Chuyên đề LTVL12
Theo thời gian
Các đờng sức Bao quanh Các đờng cảm ứng từ a/ B tăng b/ E tăng
Từ trờng biến thiên
(xoáy)
Điện trờng biến thiên
(xoáy)
*
Đặc điểm của điện trờng xoáy :
Các đờng sức là những đờng cong khép kín bao quanh các đờng cảm ứng từ (Điện trờng tĩnh các đờng sức hở)
* Dòng điện dịch : là một khái niệm để chỉ sự biến thiên của điện trờng cũng làm xuất hiện từ trờng nh dòng
điện dẫn . Dòng điện dẫn là dòng chuyển dời có hớng của các điện tích trong dây dẫn . Dòng điện nàu sing ra từ
trờng .
+ Nh vậy dòng điện trong mach dao động đợc coi là dòng điện khép kín gồm dòng điện dẫn trong cuộn cảm và
dòng điện dịch trong tụ điện .
2/
Điện từ trờng :
+ Mỗi biến thiên của từ trờng đều gây ra một điện trờng xoáy biến thiên trong không gian xung quanh và đến
lợt mình mỗi biến thiên của điện trờng cũng làm xuất hiện một từ trờng biến thiên trong không gian xung quanh
Nh vậy điện trờng và từ trờng có thể chuyển hoá cho nhau , liên hệ chặt chẽ với nhau . Chúng là hai mặt thể hiện
khác nhau của một trờng duy nhất là điện từ trờng . Tuỳ vào điều kiện quan sát mà ta chỉ có thể nhận thấy một
mặt thể hiện nào đó (điện trờng hoặc từ trờng) nhng thực ra mặt thứ hai vẫn tồn tại .
+ Điện từ trờng là một dạng vật chất gồm điện trờng và từ trờng biến thiên liên hệ chặt chẽ với nhau , đóng
vai trò tơng tác giữa các điện tích .
3/
Giải thích sự tạo thành sóng điện từ (SĐT) :
Một điện tích điểm dao động điều hoà với tần số f (tơng đơng với dòng điện xoay chiều tần số f) sinh ra một từ
trờng biến thiên điều hoà tần số f.Khi đó ở sát điện tích điểm, nơi có từ trờng biến thiên sẽ sinh ra một điện
trờng biến thiên điều hoà cùng tần số f. Đến lợt mình điện trờng biến thiên này lại sinh ra một từ trờng biến
thiên và quá trình này cứ tiếp tục mãi làm điện , từ trờng biến thiên lan truyền ra xa dới dạng sóng , đó là sóng
điện từ .
Vậy sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trờng biến thiên tuần hoàn trong không gian theo thời gian .
4/
Tính chất của SĐT : (4 t/c)
+ Truyền trong mọi môi trờng vật chất, và cả chân không E
Vận tốc trong chân không là c = 3.10
8
m/s
+ Là sóng ngang. Các véc tơ E & B vuông góc với nhau và t
vuông góc với phơng truyền sóng (Hình vẽ)
+ Mang theo năng lợng, tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4 của tần số.
+ Tuân theo các định luật phản xạ, khúc xạ, giao thoa . . . B
nh sóng thông thờng.
5/
Thang sóng điện từ : Theo bớc sóng (ranh giới không rõ rệt)
Tia Gam ma : < 10
11
m ánh sáng nhìn thấy: 0,4 à m đến 0,76 àm
Tia Rơn ghen : 10
12
m đến 10
8
m Tia hồng ngoại : 0,76 à m đến 10
4
m
Tia tử ngoại : 10
8
m đếm 0,4.10
6
m Sóng vô tuyến : 10
4
m đến 10
4
m
6/
Sóng vô tuyến truyền thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến :
Sóng vô tuyến là SĐT có bớc sóng từ 10
4
m đến 10
4
m , ngoài tính chất chung của SĐT còn có t/c riêng phân
biệt nó với các sóng khác .
+ Sóng dài ( từ 1000m 1Km) ít bị nớc hấp thụ => dùng chủ yếu thông tin dới nớc .
+ Sóng trung ( từ 100m 1000m) ban ngày bị tầng điện li hấp thụ mạnh nên ban ngày không truỳng đợc đi xa ,
nhng ban đêm bị tầng điện li phản xạ nên có thế truyền đi xa đợc .
+ Các sóng ngắn ( từ 10m 100m) có năng lợng lớn lại bị tầng điện li và mặt đắt phản xạ nhiều lần nên công
suất đủ lớn có thể truyền đến nhiều địa điểm trên mặt đất .
+ Các sóng cực ngắn ( từ 0.01m 10m) không bị tầng điện li hấp thụ mà truyền thẳng qua .
* Tầng điện li là tầng khí quyển có độ cao 50 km trở lên chứa nhiều hạt mang điện : e , iôn . . .
Nhờ các tính chất đó của sóng vô tuyến mà nó đợc sử dụng rộng rãi trong thông tin liên lạc và điều khiênr từ xa
Câu 21 : Phát và thu sóng vô tuyến
1/ Trình bầy nguyên tắc phát sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy phát sóng vô tuyến .
2/ Trình bầy nguyên tắc thu sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy thu sóng vô tuyến .
1/
Nguyên tắc phát sóng vô tuyếnvà nguyên tắc hoạt động của máy phát sóng vô tuyến .
Vũ Kim Phợng Trang 19 Chuyên đề LTVL12
a/ Nguyên tắc phát sóng vô tuyến :
+ Phối hợp một máy phát dao động với một ăngten
+ Máy phát dao động sinh ra dao động cao tần tần số f trong mạch dao C
/
động cuộn dây L của mạch dao động ghép cảm ứng với cuộn L
A
của ăngten T
làm các êléctrôn trong ăng ten dao động cùng tần số f và ăngten bức xạ ra
sóng điện từ có tần số f . L
/
L C
b/ Nguyên tắc hoạt động máy phát vô tuyến : P L
A
Sóng âm tác dụng lên micrô sinh ra dòng điện dao động âm tần . Dao động
đó đợc khuyếch đại rồi đa sang trộn sóng cùng với điện ân tần để làm biện
điệu biên độ . Dao động cao tần biến điệu lại đợc khuyếch đại rồi mới đa tới
ăngten để bức xạ thành sóng điện từ truyền đi trong không gian .
Sơ đồ nguyên tắc đợc mô tả nhe hình vẽ . Gồm các khối chính sau :
M : Micrô ăngten phát
K
C
: Khuyếch đại cao tần M
K
A
: Khuyếch âm cao tần L
A
K
C
Biến điệu
K
A
Máy phát DD cao tần
L
A
Cuộn dây ăng ten
2
/ Nguyên tắc thu sóng vô tuyến và nguyên tắc hoạt động của máy thu vô tuyến :
a/ Nguyên tắc thu sóng vô tuyến : ăngten thu
+ Phối hợp một ăngten với một mạch giao động LC
+ Ăngten nhận đợc nhìêu sóng vô tuyến có các tần số f
1
, f
2
, Khác nhau
do nhiều đài phát truyền tới và đều gây trong ăngten các dòng điện cảm ứng L
A
L C
điện với tần số tơng ứng . Do cuộn L
A
của ăngten gép cảm ứng với cuộn L
của mạch dao động có dao động cỡng bức va các tần số trên . Điều chỉnh tụ
C sao cho tần số f của mạch dao động trùng với một trong các tần số nói trên
thì có cộng hởng . Lúc đó chỉ có dao động với tần số f của đài muốn thulà
mạnh nhất còn các giao động khác coi nh không đáng kể . Nh vậy đã thực Mạch chọn sóng
hiện đợc việc chọn sóng .
b/ Nguyên tắc hoạt động của máy thu sóng vô tuyến :
Ăngten và mạch LC thực hiện việc chọn sóng của đài muốn thu . Dao động thu đợc là dao động cao tầng đã biến
điệu cần phải khuyếch đại rồi đa đến bộ tách sóng để tách ra tín hiệu âm tần . Tiếp theo phải khuyếch đại âm tần
rồi đa ra loa để phát ra âm thanh .
Sơ đồ nguyên lý nh hình vẽ . Gồm các khối chính sau :
K
C
: Khuyếch đại âm tần
K
V
: Khuyếch đại âm tần
D : điốt Mạch chọn sóng D
L
A
L C R C
Mạch tách sóng Loa
K
A
K
C
Ăng ten thu
* Mạch dao động hở - ăngten : Trong mạch dao động LC của máy phát dao động điều hoà có các dao động
không tắt , nhng cha có bức xạ đáng kể sóng điện từ vì hầu hết điện trờng biến thiên vẫn tập trung ở tụ điện và từ
trờng biến thiên tập trung trong cuộn cảm . Đó là mạch dao động kín . Mở rộng các bản tụ điện cho chúng không
song song mữa để điện trờng vợt ra ngoài và mạch có khả năng phát ra sóng xa hơn ta sẽ đợc mạch dao động hở
Tròn thực tế chỉ cần dùng một dây dẫn dài , một đầu nối đất , ở giữa có cuộn cảm ta sẽ đợc mạch dao động hở có
thể phát ra sóng điện từ , gọi đó là ăng ten (xem kí hiệu trên) .
Câu 22 : Ba định luật quang hình
1/ Phát biểu định luật truyền thẳng ánh sáng, nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng .
2/ Hiện tợng và định luật phản xạ ánh sáng , áp dụng định luật để : tìm vị trí ảnh của 1 điểm sáng
qua gơng phẳng và tìm tia phản xạ qua gơng cầu
3/ Hiện tợng và định luật khúc xạ ánh sáng . Khi nào ánh sáng không bị gãy khúc khi truyền qua mặt phân cách?
4/ Chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối . Nối liên hệ giữa chúng và vận tốc truyền ánh sáng ?
1/
Định luật truyền thẳng ánh sáng và nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng :
a/ Định luật truyền thẳng ánh sáng:Trong 1 môi trờng trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo đờng thẳng
b/ Nguyên lý thuận nghịch chiều truyền của ánh sáng :
Theo một đờng truyền ánh sáng từ điểm A đến điểm B có thể
cho ánh sáng đi theo chiều từ A => M => B hoặc B => M => A
2/
Hiện tợng phản xạ ánh sáng : S S
/
a/ Định nghĩa : là hiện tợng ánh
sáng gặp một mặt nhẵn , đổi i i
/
phơng đột ngột quay lại môi
trờng cũ
b/ Định luật phản xạ ánh sáng :
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia
pháp tuyến so với tia tới .
+ Góc phản xạ bằng góc tới : i
/
= i
* áp dụng để vẽ : J
ảnh của điểm sáng qua gơng phẳng :
SIJ = S
/
IJ
Nên S
/
đối sứng với S qua gơng I
Tức là ảnh đối sứng với vật
qua gơng phẳng . S H S
/
Từ điểm S phát ra một chùm sáng phân kỳ . Đờng
kéo dài của các tia phản xạ cắt nhau tại S
/
, S
/
là ảnh
ảo của S qua gơng phẳng . (ảnh ảo không hứng đợc
trên màn chỉ có thể quan sát đợc bằng mắt)
áp dụng để vẽ tia phản xạ của một tia sáng chiếu
tới gơng cầu : S
/
N
Khi tia sáng chiếu tới gơng cầu
thì bán kính của gơng qua của i
/
i S
tới đóng vai trò pháp tuyến , góc
giữa tia tới và pháp tuyến là góc I
tới i (hình vẽ) . Vẽ tia phản xạ
sao cho góc phản xạ i
/
bằng
góc tới i .
3/
Hiện tợng khúc xạ ánh sáng : S N
a/ Định nghĩa : là hiện tợng ánh i
sáng khi truyền qua mặt phân I
cách hai môi trờng trong suốt ,
bị gãy khúc (đổi phơng đột
ngột) ở mặt phân cách . r R
b/ Định luật khúc xạ ánh sáng :
+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp
tuyến so với tia tới .
+ Đối với một cặp môi trờng trong suốt nhất định thì tỉ số
giữa sin góc tới (sini) với sin của góc khúc xạ (sinr) là một
số không đổi . Số không đổi này phụ thuộc vào bản chất hai
môi trờng và gọi là triết suất tỉ đối của của hai môi trờng
chứa ta khúc xạ đối với môi trờng chứa tia tơi , kí hiệu n
12 .
n
21
=
r
i
sin
sin
(hay n
21
=
1
2
n
n
=
r
i
sin
sin
)
Nếu i > r thì n
21
> 1 ta nói môi trờng 2 triết quang hơn
môi trờng 1 hoặc môi trờng 1 kém triết quang hơn môi
trờng 2 ; và ngợc lại.
Hai trờng hợp tia sáng không bị khúc xạ
+ Tia tới vuông góc với mặt cách : i = 0 thì r = 0
+ Hai môi trờng có triết suất nh nhau . n
21
= 1 i = r
c/ Thí nhiệm : ( hình vẽ ) chiếu chùm sáng đơn sắc hẹp SI
từ không khí vào nớc . Tại I , chùm sáng bị chia làm hai
phần : một phần phản xạ trở lại không khí , một phần đi
xuyên vào nớc nhng đổi phơng truyền ( gãy khúc ) . đó
là hiện tợng khúc xạ ánh sáng .
4/
Chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối :
a/ Định nghĩa : Chiết suất của một môi trờng trong suốt này với môi trờng trong suốt khác là chiết suất tỉ đối .
Chiết suất của một môi trờng đối với chân không là chiết suất tuyệt đối của môi trờng đó .
b/ Liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối :
1
2
21
n
n
n
=
c/ Liên hệ giữa chiết suất với vân tốc ánh sáng :
* Chiết suất tỉ đối hai môi trờng tỉ lệ nghịch với vận tốc ánh sáng trong hai môi trờng đó :
2
1
1
2
21
v
v
n
n
n
==
* Nếu môi trờng 1 là chân không thì n
1
= 1 thì v
1
= c = 3.10
8
m/s , lúc này n
21
= n
2
=
v
c
+ Do v < c nên chiết suất tuyệt đối luôn lớn hơn 1 .
+ Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc ánh sáng trong môi trờng nhỏ hơn trong châu không bao nhiêu lần.
Vũ Kim Phợng Trang 20 Chuyên đề LTVL12
Câu 23 : Phản xạ toàn phần
1/ Hiện tợng phản xạ toàn phần: Điều kiện để có hiện tợng sảy ra.
2/ Phân biệt hiện tợng phản xạ toàn phần và phản xạ thông thờng.
3/ Lăng kính phản xạ toàn phần và ứng dụng của nó .
1/
Hiện tợng phản xạ toàn phần :
a/ Thí nghiệm : S N K
Chiếu chùm tia sáng song song hẹp SH từ không khí vào nớc theo phơng r
vuông góc với mặt nớc . dới đáy có gơng phẳng G mà độ nghiêng có thể H J
i i
/
I R
thay đổi đợc . chùm phản xạ lại mặt nớc tại J . ở đó có chùm sáng bị phản
xạ JR và chùm sáng khúc xạ JK .
+ Khi góc tới i nhỏ thì tia khúc xạ JK rất sáng và tia phản xạ JR rất mờ
+ Tăng dần góc tới i thì góc khúc xạ r cũng tăng lên nhng luôn lớn hơn i , tia
khúc xạ mờ dần , tia phản xạ sáng dần
+ Khi góc tới thay đổi đến giá trị nào đó gọi là i
gh
thì tia khúc xạ đi là mặt phân
cách phân cách hai môi trờng r = 90
0
và rất mờ . tia phản xạ rất sáng .
+ Tiếp tục tăng góc tới thì không còn tia khúc xạ nữa . đó là hiện tợng phản xạ toàn phần.
Vậy : hiện tợng phản xạ toàn phần là hiện tợng chùm sáng chiếu đến mặt phân cách giữa hai môi trờng trong
suốt mà tất cả các tia sáng đều bị phản xạ, không có khúc xạ .
b/ Điều kiện để một tia sáng phản xạ toàn phần :
+ Tia sáng truyềntừ môi trờng (1) triết quang sang môi trờng (2) kém triết quang . (n
1
> n
2
)
+ Góc tới của tia sáng tơi mặt phân cách lớn hơn hoặc bằng góc gới hạn của phản xạ toàn phần : i > i
gh
Với sini
gh
=
21
12
1
n
n
=
=
1
2
n
n
< 1 ;
2/So sánh hiện tợng phản xạ toàn phần và phản xạ thông thờng :
a/ Giống nhau ở hai điểm sau :
+ Cùng là hiện tợng phản xạ ánh sáng (tia sáng bị hắt trở lại môi trờng cũ)
+ Cùng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
b/ Khác nhau : ở ba điểm sau :
+ Hiện tợng phản xạ thông thờng xảy ra khi tia sáng gặp một mặt phẳng nhẵn phân cách hai môi trờng và
không kèm theo điều kiện gì .
+ Hiện tựơng phản xạ toàn phần xảy ra nếu hai điều kiện trên đợc thoả mãn .
+ Trong phản xạ toàn phần cờng độ chùm phản xạ bằng cờng độ chùm tia tới , trong phản xạ thông thờng
cờng độ chùm phản xạ yếu hơn chùm tia tới .
3/ Lăng kính phản xạ toàn phần :
a/ Định nghĩa :
Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối thuỷ tinh hình trụ có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân .
B/ ứng dụng :
Thay gơng phẳng trong một số dụng cụ quang học ( ống nhòm , kính tiềm vọng , ) vì nó có hai u điểm là :
+ Sáng hơn gơng (do phản xạ toàn phần )
+ Bền hơn gơng ( do không có lớp mạ )
* Có hai cách sử dụng lăng kính phản xạ toàn phần :
+ Chiếu tia tới vuông góc với mặt bên ( hình 1 ), khi đó tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần ở mặt đáy .
+ Chiếu tia tới vuông góc với mặt đáy (hình 2 ), tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần liên tiếp ở mặt hai bên .
Vũ Kim Phợng Trang 21 Chuyên đề LTVL12
Hình1 Hình 2
Câu 24 : Lăng kính
1/ Vẽ và nêu đặc điểm đờng đi của một tia sáng đơn sắc và một tia
sáng trắng qua một lăng kính thuỷ tinh .
2/ Góc lệch của một tia sáng qua lăng kính : ĐN , thiết lập công thức
3/ Khái niệm góc lệch cực tiểu, ý nghĩa của việc đo góc lệch cực tiểu
Lăng kính là một khối chất trong suốt hình lăng trụ có tiết diện thẳng là một tam giác .
1/
Vẽ và nêu đặc điểm dờng truyền của một tia sáng qua lăng kímh : A
a/ Đờng đi của một tia sáng đơn sắc qua lăng kính :
Vũ Kim Phợng Trang 22 Chuyên đề LTVL12
* Điều kiện khảo sát :
+ Chỉ xét đờng đi của tia sáng nằm trong một tiết diện D
thẳng của lăng kính và truyền từ đáy lên . I J i
2
+ Chiết suất của lăng kính n > 1
* Đặc điểm : i
1
r
1
r
2
R
+ Tia tới : SI đến gặp mặt bên AB tại I , do n > 1 nên i
1
> r
1
tia khúc xạ IJ bị lệch về đáy so lăng kính với SI S
+ ở mặt AC , tia IJ tạo với mặt AC góc tới r
2
, vì n > 1
nên i
2
> r
2
tia ló IJ lại bị lệch về đáy lăng kính so với IJ . B C
* Vậy sau 2 lần khúc xạ ở 2 mặt bên tia ló IJ bị lệch về đáy so với SI.
b/ Đờng đi của tia sáng trắng qua lăng kính : ánh sáng trắng là tổng hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu
liên tục từ đỏ đến tím . Các áng sáng đơn sắc khác nhau lại có triết suất khác nhau đối với cùng một môi trờng . Vì
vậy khi đi qua lăng kính , tia sáng trắng không những bị khúc xạ về đáy , màcòn bị tán sắc : tách ra thành nhiều tia
sáng có màu sắc khác nhau , sắp xép cạnh nhau ( dỏ , da cam , vàng , lục , lam , chàm , tím )trong
đỏ có triết suất nhỏ nhất nên bị lệch ít nhất và tia tím vì có triết suất lớn nhất nên bị lệch nhiều nhất .
2/ Góc lệch của tia sáng đơn sắc khi đi qua lăg kính :
a/ Định nghĩa : góc lệch D là góc phải quay tia tới để nó trùng với tia ló cả về phơng và chiều .
b/ Công thức : Để tính góc lệch pha D ta dễ dàng chứng minh các công thức sau đây , gọi đó là công thức lăng
kính . Theo định luật khúc xạ ánh sáng : sini
1
= nsinr
1
(1) sini
2
= nsinr
2
(2)
Góc chiết quang A = r
1
+ r
2
(3) Góc lệch : D = i
1
+ i
2
A (4)
Chú ý : khi góc tới i và góc triết quang A nhỏ thì D = ( n 1 )A (CM : góc nhỏ thì sini
i )
2/ Góc lệch cc tiểu :
a/ Thí nghiệm : hình vẽ
Đặt một lăng kính thuỷ tinh lên một bàn quay sao cho . E
đỉnh A của lăng kính trùng với tâm bàn quay . Chiếu một
chùm sáng đơn sắc SA song song , hẹp vào cạnh của lăng S H
kính sao cho một phần chùm sáng không qua lăng kính ,
phần này cho vệt sáng H trên màn E , một phần chùm tia M
/
sáng qua lăng kính bị lệch về phía đáy cho vêt sáng M trên M
A
màn E .
Góc HAM chính là góc lệch D của tia sáng.
Quay bàn quay theo chiều mũi tên để thay đổi góc tới i
1
Ta thấy vệt sáng H đứng yên , cồn vệt sáng M dich lại gần
điểm H (Góc D giảm). Đến một lúc nào đó thì vệt sáng
M dừng lại ở vị trí M (ứng với góc lệch D nhỏ nhất) rồi dịch chuyển ngợc lại ra xa H (góc lệch D tăng). Lúc goc
lệch đạt cực tiểu (vệt sáng M ở M) ta thấy tia ló, tia tới đối xứng nhau qua mặt phẳng phân giác của góc triết quang
A . Khi đó : i
1
= i
2
=> r
1
= r
2
=
2
A
.
b/ Công thức : Thay vào các công thức lăng kính ta có :
sin
2
A
sinn
2
AD
min
=
+
c/ ý nghĩa của đo góc lệch cực tiểu :
Công thức trên cho thấy : nếu đo đợc D
min
, A ( bằng dụng cụ đo góc gọi là giác kế thì sẽ sác dịnh đợc n . Đó lf
cơ sở của phép đo chiết suất bằng giác kế
Có phải tia sáng lú nào cũng bị lệch về đáy không ?
Có phải tia sáng lúc nào cũng cả bốn công thức này đúng không ?
CM : D = ( n 1 ) A ?
?
Câu 25 : Gơng Cầu
1/ Tiêu điểm chính tiêu điểm phụ của gơng cầu : Định nghĩa những đặc điểm , vị trí .
2/ Điều kiên tơng điểm . vị trí tiêu điểm chính giữ của gơng cầu .
3/ Nêu các điều kiện để chùm sáng phát ra từ một nguồn sáng điểm đặt trớc
gơng cầu cho chùm phản xạ là chùm hội tụ
1/ Tiêu điểm chính , phụ :
a/ Định nghĩa :
+ Tiêu điểm chính : Chiếu chùm tia tới song song với trục chính của gơng cầu thì chùm tia phản xạ (hoặc đờng
kéo dài của các tia phản xạ) sẽ đồng quy tại điểm F trên trục chính. Điểm F goi là tiêu điểm chính của gơng (Hv)
+ Tiêu điểm phụ : Tơng tự (hình vẽ)
b/ Đặc điểm và vị trí của các tiêu điểm :
+ Tia tới (hoặc đờng kéo dài của nó) qua tiêu điểm chính F thì phản xạ song song với trục chính .
+ Tiêu điểm của gơng cầu lõm là thật ở trớc gơng ; của gơng cầu lồi là ảo , ở sau gơng (Hv) .
+ Mỗi gơng cầu chỉ có một tiêu điểm chính , nhng có vô số tiêu điểm phụ: tiêu điểm chính nằm trên trục chính,
cách đều tâm và đỉnh gơng . Các tiêu điểm phụ nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm chính
của gơng , mặt phẳng này gọi là tiêu diện của gơng .
Vũ Kim Phợng Trang 23 Chuyên đề LTVL12
F
/
F 0 F 0
F
/
0 F C 0 F C
2/
Điều kiện tơng điểm xác định vị trí tiêu điểm chính :
a/ Điều kiện tơng điểm : Là điều kiện đảm bảo cho ảnh rõ nét , tức là ảnh của một điểm cũng là một điểm chứ
không phải là một vệt .
* Điều kiện tơng điểm của gơng cầu gồm :
+ Góc mở của gơng phải nhỏ .
+ Góc tới của các tia sáng đến mặt gơng phải nhỏ . I i H S
b/ Xác định vị trí tiêu điểm chính : (Hv) i
/
+ Cho tia tới SI song song với trục chính , gặp mặt O
gơng tại I , tia phản xạ cắt trục chính tại F . F C
Vì = i nên ICF cân , ta có :
R = 2HC = 2FC.cos = 2Fccosi hay FC =
icos2
R
.
Theo điều kiện tơng điểm thì góc tới i phải rất nhỏ , tức là cosi 1 nên ta có : FC = R/2
Suy ra tất cả các tia tới song song với trục chính , sau khi phản xạ đều đi qua tiêu điểm F .
+ Khoảng cách từ đỉnh gơng đến tiêu điểm chính của gơng gọi là tiêu cự 0F = f . Nh vậy công thức tính tiêu cự
theo bán kính : f = OF = R/2 .
3/
Điều kiện để chùm sáng phát ra từ nguồn sáng tới gơng cầu cho chùm sáng hội tụ :
Nguồn sáng là vật thật , chùm sáng phản xạ hội tụ tức là ảnh thật , suy ra phải có 3 điều kiện :
+ Gơng là gơng cầu lõm vì chỉ có gơng cầu lõm mới cho ảnh thật .
+ Điểm sáng phải nằm ngoài tiêu điểm F (d > f) thì mới cho ảnh thật .
+ Ngoài ra còn phải thoả mãn 2 điều kiện tơng điểm trên .
Thị trờng gơng cầu là gì ? Phụ thuộc những yếu tố nào ? Cách xác định thị trờng của gơng ?
?
Câu 26 : Vẽ ảnh và tính chất của ảnh qua gơng cầu
1/ Trình bầu cách vẽ ảnh của điểm angs qua gơng cầu khi :
a/ Điểm sáng nằm ngoài trục chính của gơng
b/ Điểm sáng nằm trên trục chính của gơng
2/ Nêu các tính chất của ảnh của vật thật qua gơng cầu
1/
Cách vẽ ảnh của một điểm sáng qua gơng cầu :
a/ Trờng hợp điểm sáng nằm ngoài trục chính :
* Muốn vẽ ảnh của A
/
của điểm sáng A ta cần vẽ đờng đi của 2 trong 4 tia đặc biệt phát ra từ A
+ Tia tới đi qua tâm gơng ( hoặc đờng kéo dài qua tâm gơng ) cho tia phản xạ đi qua tâm .
+ Tia tới song song với trục chính cho tia phản xạ qua tiêu điểm .
+ Tia tới đi qua tiêu điểm chính cho tia phản xạ song song với trục chính .
+ tia tới đỉnh gơng cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính .
A A
A
/
F 0 0 0 F
A
/
Nếu A nằm trên trục chính thì dùng tia bất kỳ tới gơng , tia phản xạ qua (phơng qua) tiêu điểm phụ tơng ứng
(tiêu điểm phụ tơng ứng là giao điểm của trục phụ song song với tia sáng đó và tiêu diện)
* Nếu chùm tia phản xạ hội tụ tại điểm A
/
thì A
/
là ảnh thật ; chùm tia phản xạ phân kì , thì điểm đồng quy A
/
của
chùm phân kì ( ở sau gơng ) là ảnh ảo ; nếu chùm tia phản xạ song song thì không cho ảnh ( ảnh ở vô cực )
b/ Trờng hợp điểm sáng nằm ở trên trục chính
* Ta vẽ hai tia tới sau :
+ Tia tới trùng với trục chính thì tia phản xạ cũng trùng với trục chính .
+ Tia tới song song với trục phụ bất kì , cho tia phản xạ ( hoặc đờng kéo dài của tia phản xạ ) đi qua tiêu
điểmphụ tơng ứng . ( Tiêu điểm phụ tơng ứng là giao điểm của trục phụ song song với tia sáng đó là tiêu diện )
* Giao điểm của các tia phản xạ ( hoặc đờng kéo dài của các tia phản xạ ) là ảnh thật ( ảo ) của vật .
Vũ Kim Phợng Trang 24 Chuyên đề LTVL12
F
/
F 0
A C A
/
A 0 F C
F
/
2/ Tính chất ảnh thật của vật thật đặt trớc gơng cầu :
a/Gơng cầu lồi: ( Giống thấu kính phân kỳ ) Vật thật cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.
(Với TKPK : ảnh nằm trong khoảng từ tiêu điểm ảnh đến quang tâm (và luôn gần thấu kính hơn so với vật )
Vật ảo nằm từ O đến F cho ảnh thật lớn hơn vật ; vật nằm ngoài F cho ảnh ảo.
b/ Gơng cầu lõm: (giống thấu kính hội tụ ) : Gọi d là khoảng cách từ vật đến gơng ( hoặc thấu kính ) ; d
/
là
khoảng cách từ ảnh ảo đến gơng ( hoặc thấu kính ) ; f là tiêu cự của gơng ( hoặc thấu kính ) . Ta có bảng sau :
Vật ảnh
1 d < 0 (ảo) d > 0 : ảnh thật ngợc chiều vật nằm từ O đến F, nhỏ hơn vật.
2 d = 0 d
/
= 0 : ảnh ảo cùng chiều , bằng vật ở sát gơng
3 0 < d < f d
/
< 0 : ảnh ảo cùng chiều, lớn hơn vật
4 d = f
d
/
= : ảnh ở vô cực
5 f < d < 2f d
/
> 0 : ảnh thật ngợc chiều , lớn hơn vật
6 d = 2f d
/
= 2f : ảnh thật ngợc , chiều hằng vật
7 d > 2f d
/
> 0 ; ảnh thật ngợc , chiều nhỏ hơn vật
8
d =
d
/
= f : ảnh thật rất nhỏ ở tiêu điểm f
Tại sao để vẽ ảnh ta chỉ cần hai tia ?
Thế nài là ảnh Thật ? vật ảo ?ảnh thật ? ảnh ảo ?
Tính chất ảnh của một vật ảo qua quang gơng ?
?
Câu 27 : Thấu kính
1/ Thấu kính là gì ? Giải thích đờng đi của chùm sáng song song với trục chính
qua thấu kính rìa mỏng và rìa dầy
2/ Phân biệt một TKHT và TKPK bằng thuỷ tinh .
3/ Các tiêu điểm chính của một thấu kính . Phân biệt tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh .
1/
Định nghĩa thấu kính . Giải thích đờng đi của chùm sáng song song qua thấu kính :
a/ Định nghĩa : Thấu kính (TK) là một khối chất trong suốt có giới hạn bởi hai mặt cong, thờng là hai mặt cầu
(một trong hai mặt có thể là phẳng) .
+ Thấu kính mỏng là thấu kính có khoảng cách giữa hai đỉnh của hai chỏm cầu khá nhỏ so với bán kính của các
mặt cầu . Ta chỉ xét các thấu kính mỏng .
+ Căn cứ vào hình dạng và tác dụng của thấu kính , ngời ta chia thấu kính thành hai loại : thấu kính hội tụ
(TKHT) thấu kính có rìa mỏngvà thấu kính phân kì thấu kính có rìa dầy (TKPK) .
b/ Giải thích đờng đi của tia sáng song song với trục chính qua thấu kính :
Ta tởng tợng chi thấu kính thành nhiều phần nhỏ (Hv) . Mỗi phần coi nh một lăng kính có góc chiết quang nhỏ
Mỗi tia tới qua một phần nhỏ đó coi nh qua một lăng kính nên đều bị lệch về đáy .
Vũ Kim Phợng Trang 25 Chuyên đề LTVL12
F F
+ ở thấu kính rìa mỏng đáy của các lăng kính hớng về trục chính (Hv) đo đó các tia ló sẽ hội tụ tại một điểm
trên trục chính . Điểm đó là một tiêu điểm chính .
+ ở các thấu kính rìa dày , đáy các lăng kính hớng ra phía rìa , do đó chùm tia ló sẽ là chùm phân kỳ , đờng kéo
dài của các tia ló sẽ đồng quy tại một điểm trên trục chính . Đó là tiêu điểm chính .
2/
Phân biệt thấu kính hội tụ và phân kỳ bằng thuỷ tinh :
+ Về hình dạng : Vì thuỷ tinh có chiết suất n > 1 nên TKHT có rìa mỏng còn TKPK có rìa dày .
+ Về tác dụng : Chùm tia ló song song với trục chính qua TKHT trở thành chùm tia hội tụ tại một điểm trên trục
chính ; qua TKPK thì trở thành chùm phân kỳ có đờng kéo dài cắt trục chính tại một điểm trớc thấu kính
+ Về sự tạo thành ảnh : Vật thật đặt trớc TKPK luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật, nằm gần TK hơn vật
Vật thật đặt trớc TKHT :
- Cho ảnh ảo cùng chiều , lớn hơn vật và nằm xa TK hơn vật nếu vật nằm trong khoảng từ tiêu điểm vật đến
quang tâm .
- Cho ảnh thật ngợc chiều với vật nếu vật nằm ngoài tiêu điểm .
3/
Tiêu điểm chính của thấu kính :
a/ Định nghĩa : . . . (Hình vẽ)
F
/
0 F F 0 0 F
b/ Đặc điểm :
+ Nếu tia tới có hớng đi qua tiêu điểm chính thì tia ló song song với trục chính .
+ Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm chính nằm đối xứng nhau qua quang tâm .
+ Tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ là thật , của thấu kính phân kỳ là ảo .
c/ Phân biệt tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh :
+ Tiêu điểm ảnh là tiêu điểm mà tia ló (hoặc đờng kéo dài của nó) sẽ đi qua nếu tia tới song song với trục chính .
+ Tiêu điểm vật là tiêu điểm mà nếu tia tới (hoặc đờng kéo dài của nó) đi qua thì tia ló song song với trục chính
Độ phóng đại của ảnh là gì ?
Khi nào hệ vẫn có, vẫn có ảnh hởng nhng độ phóng đại không còn ý nghĩa nữa ?
?
Cách vẽ ảnh của một điểm sáng qua thấu kính ?