Hệ thống kiến thức Vật Lý 12

0

TRƯỜNG TH PT GIO LINH
----------

HỆ THỐNG KIẾN THỨC
VẬT LÝ 12

THÁN G 10 - 2010

TTT- 0942 492 305


1

LỜI NÓI ĐẦU
Để phục vụ cho các em học sinh học tập tốt môn vật lý lớp 12
cũng như giúp các em đạt kết quả cao trong các kỳ thi Tốt nghiệp
THPT, thi ĐH - CĐ, chúng tôi sưu tầm và biên soạn tài liệu này
nhằm giúp các em ôn tập, củng cố kiến thức trọng tâm một cách
dễ dàng và tiện lợi.
Tài liệu được trình bày dưới dạng tóm tắt lý thuyết trên cơ sở
sách giáo khoa đồng thời đưa ra cách giải một số dạng bài tập
thường gặp trong các đề thi. Chúng tôi hy vọng rằng đây sẽ là tài
liệu bổ ích đối với các em học sinh.
Mới bước đầu hồn thành nên chắc sẽ khơng tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của các bạn đồng
nghiệp và các em học sinh, để tài liệu này càng hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cám ơn!



TTT- 0942 492 305


2

CHƯƠNG I
ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
1. Toạ độ góc
Gọi: Po là mặt phẳng cố định
P là một mặt phẳng gắn với vật quay
Po  P = Oz(trục quay)
Góc  hợp bởi hai mặt phẳng Po và P(  thay đổi theo thơi gian) gọi là tọa độ góc của vật.
*Quy ước: Chọn chiều quay của vật là chiều dương, và khi đó  > 0.

2. Tốc độ góc
Là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động quay của một vật rắn
quanh một trục

- Tốc độ góc trung bình: tb 
( rad / s )
t
d
- Tốc độ góc tức thời:  
  '(t )
dt

Lưu ý: Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài v = r
3. Gia tốc góc
Là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc


-Gia tốc góc trung bình:  tb 
(rad / s 2 )

t
d d 2
-Gia tốc góc tức thời:  
 2   '(t )   ''(t )
dt
dt
Lưu ý: + Vật rắn quay đều thì   const    0

+ Vật rắn quay nhanh dần đều: . > 0
+ Vật rắn quay chậm dần đều: . < 0
4. Phương trình động học của chuyển động quay
-Vật rắn quay đều ( = 0): = 0 + t
- Vật rắn quay biến đổi đều ( = const ):
+  = 0 + t
1
2
2
2
+   0  2 (   0 )

+   0  t   t 2

5. Gia tốc của chuyển động quay


- Gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm) an : Đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của
 


vận tốc dài v ( a n  v )

v2
an    2 r
r

 

-Gia tốc tiếp tuyến at : Đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của v ( at và v cùng

phương)
dv
at 
 v '(t )  r '(t )  r
dt
  
- Gia tốc toàn phần a  an  at
2
a  an  at2



a

-Góc  hợp giữa a và an : tan   t  2 
an 


TTT- 0942 492 305

3





Lưu ý: Vật rắn quay đều thì at = 0  a  an
6. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định
M  I  hay  

Trong đó:

M
I

+ M = Fd (Nm)là mơmen lực đối với trục quay (d là tay đòn của lực)
+ I   mi ri2 (kgm2)là mơmen qn tính của vật rắn đối với trục quay
i

* Mơmen qn tính I của một số vật rắn đồng chất khối lượng m có trục quay là trục đối xứng:
- Vật rắn là thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ: I 

1
ml 2
12

- Vật rắn là vành tròn hoặc trụ rỗng bán kính R: I = mR2
1

2

- Vật rắn là đĩa trịn mỏng hoặc hình trụ đặc bán kính R: I  mR 2
2
5
 Định lý Stenơ: Nếu vật rắn quay quanh trục () song song với trục quay đi qua khối tâm thì:

- Vật rắn là khối cầu đặc bán kính R: I  mR 2

I = IG + Ma2
Trong đó:

+a là khoảng cách từ trục quay qua G và trục quay .
+M là khối lượng vật rắn.

7. Mômen động lượng
Là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục
L = I (kgm 2/s)

Lưu ý: Với chất điểm thì mơmen động lượng L = mr2 = mvr (r là k/c từ v đến trục quay)
8. Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định
M

dL
dt

9. Định luật bảo tồn mơmen động lượng
Trường hợp M = 0 thì L = const
+Nếu I = const   = 0 vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục
+Nếu I thay đổi thì I11 = I22

10. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định
Wđ 

1 2
I ( J )
2

*Trường hợp vật rắn vừa chuyển động tịnh tiến vừa quay thì:
1 2
Wđ = 1 I2 + mvG
2
2

Trong đó vG là tốc độ của khối tâm G
11. Sự tương tự giữa các đại lượng góc và đại lượng dài trong chuyển động quay và
chuyển động thẳng
Chuyển động quay
Chuyển động thẳng
(trục quay cố định, chiều quay không đổi)
(chiều chuyển động khơng đổi)
(rad)
Toạ độ x
(m)
Toạ độ góc 
Tốc độ v
(rad/s)
(m/s)

TTT- 0942 492 305

4

Tốc độ góc 
Gia tốc góc 
Mơmen lực M
Mơmen qn tính I
Mơmen động lượng L = I
1
2

Động năng quay Wđ  I  2

2

(Rad/s )
(Nm)
(Kgm2)
(kgm 2/s)
(J)

1
   0  t   t 2
2
2
2
  0  2 (   0 )
Phương trình động lực học
M


I
dL
Dạng khác M 
dt
Định luật bảo tồn mơmen động lượng
I11  I 22 hay  Li  const

Định lý về động

lực)

1
2

Động năng Wđ  mv 2

Chuyển động quay đều:
 = const;  = 0;  = 0 + t
Chuyển động quay biến đổi đều:
 = const
 = 0 + t

Wđ 

(m/s2)
(N)
(kg)
(kgm/s)

Gia tốc a

Lực F
Khối lượng m
Động lượng P = mv

(J)

Chuyển động thẳng đều:
v = const; a = 0; x = x0 + at
Chuyển động thẳng biến đổi đều:
a = const
v = v0 + at
1
2

x = x0 + v0t + at2/2 at 2
2
v 2  v0  2a ( x  x0 )

Phương trình động lực học
F
m
dp
Dạng khác F 
dt
a

Định luật bảo toàn động lượng

 p  mv
i

i i

 const

Định lý về động năng

1 2 1 2
I 1  I 2  A (công của ngoại
2
2

Wđ 

1 2 1 2
I 1  I 2  A (công của
2
2

ngoại lực)
Công thức liên hệ giữa đại lượng góc và đại lượng dài
s = r; v = r; at = r; an = 2r


TTT- 0942 492 305


5
CHƯƠNG II

DAO ĐỘNG CƠ
I. ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1. Phương trình dao động: x = Acos(t + )
2. Vận tốc tức thời: v = x’ = -Asin(t + )
+Vật ở VTCB( x = 0):
vmax = A
+Vật ở biên(x = ±A):
vmin = 0
2
3. Gia tốc tức thời: a = x’’ = - Acos(t + ) hay: a = -2x
+Vật ở VTCB(x = 0):
amin = 0
+Vật ở biên(x = ± A)

amax = 2 A



*NX: + a ln hướng về vị trí cân bằng
+ a luôn sớm pha /2 so với v; v luôn sớm pha /2 so với x (a và x luôn ngược pha)
5. Hệ thức độc lập với thời gian:

v2
A x  2

2

2

1

2

6. Cơ năng: W  Wđ  Wt  m 2 A2 = const
Với

1 2 1
mv  m 2 A2 sin 2 (t   )  Wsin 2 (t   )
2
2
1
1
Wt  m 2 x 2  m 2 A2 cos 2 (t   )  Wco s 2 (t   )
2
2
Wđ 

*Nhận xét: Dao động điều hồ có tần số góc là ,(tần số f, chu kỳ T). Thì động năng và thế
năng biến thiên với tần số góc 2,(tần số 2f, chu kỳ T/2)
7. Lập phương trình dao động dao động điều hồ: x = Acos(t + )
2
l l
*Tính A: vmax  A. ; amax  A. 2 ; Fmax  m. 2 . A  k . A; E  1 .k . A 2 ; A 2  x 2  v 2 ; A  max min …(1)

2



2

* Tính : Dựa vào một trong các biểu thức sau:

+   2. . f 

2.
k
.

T
m

+ Từ (1) ta cũng có thể tìm được  nếu biết các đại lượng còn lại.
+ Trong thời gian t vật thực hiện n dao động, chu kỳ của dao động là : T 

t
n

x  xo
 x  cos  (*)
  o
v  vo
v o  A sin(**)

* Tính  dựa vào điều kiện đầu: lúc t = 0 => 

Giải (*) tìm được 1, 2. Đối chiếu với (**), chọn một giá trị  thích hợp.
Lưu ý: Vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < 0


TTT- 0942 492 305

6

8.Một số dạng toán liên quan đến thời gian trong dao động điều hòa.
a. Xác định thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1 đến x2
-Một DĐĐH có thể được coi như hình chiếu của một vật
2
chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm trong mặt
M2
phẳng quỹ đạo.




M1


-Khi vật đi từ M1 đến M2 thì hình chiếu của nó có li độ
là x1,x2 => Thời gian vật DĐĐH (cũng là thời gian vật CĐTĐ)
tỉ lệ thuận với độ dài cung tròn M 1M 2 , tức là tỉ lệ với góc .
Vậy thời t gian vật đi từ li độ x1 đến x2 là:
t 

1

-A

x2

O

x1

A

(*)

b. Tinh tốc độ trung bình của vật khi đi từ li độ x1 đến li độ x2
vtb 

x 2  x1
t

Trong đó: t = t2 – t1 là thời gian ngắn nhất vật đi từ li độ x1 đến li độ x2.
*Chú ý: Quãng đường đi trong 1 chu kỳ ln là 4A.
c.Tính qng đường vật đi trong thời gian t.
-Nếu t < T, tìm  theo cơng thức (*) rồi sau đó dựa vào sự tương tự giữa DĐĐH và CĐ
trịn đều để tính s
-Nếu t > T, tách t = nT + t’(t’ < T) => Quãng đường vật đi được là: s = s1 + s2
+Quãng đường trong thời gian t1 = nT là: s1 = 4nA.
+Quãng đường trong thời gian t2 = t’ là s2, xác định như trường hợp t < T
d.Tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0 < t <
T/2.
Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một
khoảng thời gian quãng đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi
càng gần vị trí biên.
Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển đường trịn đều.
Gọi góc qt trong tời gian t là:  = t.
+Quãng đường lớn nhất khi vật đi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1)

S Max  2A sin

2

+Quãng đường nhỏ nhất khi vật đi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2)

S Min  2 A(1  cos

2

)

M2

M1

M2

P


2
A

-A
P2

O

P
1

H.1

A

P

-A
x

O

H.2


2

x

M1


TTT- 0942 492 305

x


7

II. CON LẮC LỊ XO

*Điều kiện dao động điều hồ: Bỏ qua ma sát, lực cản và vật dao động trong giới hạn đàn hồi
1. Tần số góc:  
Chu kỳ: T 

k
;
m

2
m
 2
;

k

*Nhận xét: Khi gắn vật khối lượng m1 vào lò xo k được chu kỳ T1, Gắn vật khối lượng m2 vào
lị xo đó được chu kì T2
- Gắn m 1+ m2 vào lị xo thì: T 2  T12  T22
- Gắn m 1- m2 vào lị xo thì: T 2  T12  T22
2. Cơ năng:
W = Wđ + Wt = const
W

1
1
m 2 A2  kA2 = const
2
2

4. Lực kéo về (hay lực hồi phục) F = -kx = -m2x

Đặc điểm: + Là lực gây dao động cho vật.
+ Luôn hướng về VTCB
+ Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ
5.Chú ý:
*Nếu con lắc lò xo dao động theo phương ngang
-Chiều dài lò xo:
lmax = l0 + A; lmin = l0 – A
-Lực đàn hồi của lò xo: Fmax = k.A; Fmin = 0
* Nếu con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng
a. Ở vị trí cân bằng O: Fđh = P
 k l = mg hay

Suy ra;  

g
l

k
g

m l

và

( l : độ dãn lị xo khi ở vị trí cân bằng )

T = 2

l
g

-Chiều dài lò xo:
+ Chiều dài lò xo tại VTCB: lcb = l0 + l (l0 là chiều dài tự nhiên)
+ Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lmin = l0 + l – A
+ Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lmax = l0 + l + A
 lcb = (lmin + lmax)/2

-A

b.Lưc đàn hồi cực đại, cực tiểu
-Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l)
-Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin

k (l  A) : khi..l  A
= 
0 : khi..l  A


l

-A

l

dãn

O

O

dãn

A
x
Hình a (A < l)

nén

A

x

Hình b (A > l)


TTT- 0942 492 305


8

* Xác định thời gian lò xo dãn, nén trong một chu kì:
- Thời gian lị xo nén t1 là thời gian ngắn nhất để
vật đi từ vị trí lị xo khơng biến dạng đến vị trí cao nhất
và trở về vị trí cũ.
- Thời gian lị xo dãn t2 là thời gian ngắn nhất để
vật đi từ vị trí lị xo khơng biến dạng đến vị trí thấp nhất
và trở về vị trí cũ.

2  
-Ta có: t1 =

; t2 =
;



x
A
nén


l
O

dãn

(A > l)

O

-A

6. Cắt, ghép lò xo
a.Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lị xo có độ cứng k1, k2, … và chiều
dài tương ứng là l1, l2, … thì có:
kl = k1l1 = k2l2 = …
b.Ghép lò xo:
1 1 1
   ...
k k1 k2

* Nối tiếp:

*Song song: k = k1 + k2 + …

III. CON LẮC ĐƠN
*Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và 0 << 1 rad hay S0 << l
1. Tần số góc:  
Chu kỳ: T 

g
;
l

2
l
1 
1
; tần số: f  

 2

g
T 2 2

g
l

*Nhận xét: Khi con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T2
- Con lắc có l = l1+ l2 thì: T 2  T12  T22
- Con lắc có l = l1 - l2 thì: T 2  T12  T22

s
l

2. Lực hồi phục F   mg sin   mg  mg   m 2 s
Lưu ý: + Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng.
+ Với con lắc lị xo lực hồi phục khơng phụ thuộc vào khối lượng.
3. Phương trình dao động:
s = socos(t + ) hoặc α = αocos(t + ) với s = αl, so = αol
Lưu ý: S0 đóng vai trị như A cịn s đóng vai trị như x
4. Hệ thức độc lập:
v

v2

* S02  s 2  ( )2 hay  02   2 

gl
5. Cơ năng: W = Wđ + Wt = const
= mv2/2 + mgl(1 - cos)
*Chú ý:
+Ở VTCB: Wt = 0 => W = Wđmax = 1/2mv 2
max
+Ở VT biên: Wđ = 0 => W = Wtmax = mgl(1-cos o)
=> v 2 = 2gl(1- cos o)
max

TTT- 0942 492 305


9

1
2

Khi  nhỏ( < 10o): W  mgl o2 = const
*Lực căng dây: TC = mg(3cosα – 2cosα0)
8. Xác định thời gian động hồ bị nhanh, chậm trong thời gian 
Lưu ý: + Nếu T = T’ - T > 0 thì đồng hồ chạy chậm
+ Nếu T = T’ - T < 0 thì đồng hồ chạy nhanh
+ Nếu T = 0 thì đồng hồ chạy đúng

Con lắc đơn có chu kỳ đúng T ở độ cao h1, nhiệt độ t1. Khi đưa tới độ cao h2, nhiệt độ t2 thì ta
có:
 T  h  t


(h = h2 – h1; t = t2 – t1)
T

R

2

Với R = 6400km là bán kính Trái Đất;  là hệ số nở dài của thanh con lắc.
* Thời gian chạy sai của đồng hồ trong thời gian :  

T
T'



T
T



9. Con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không đổi
Khi đó chu kỳ dao động của con lắc đơn là: T '  2

l
g'


  F
 
Với g '  g  gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến.
m

Các trường hợp đặc biệt:


F
m

-Nếu F có phương ngang: g '  g 2  ( )2


-Nếu F có phương thẳng đứng thì:


F
m
F
g' g 
m

+ Nếu F hướng xuống thì g '  g 


+ Nếu F hướng lên thì

*Lực phụ khơng đổi
thường là:

a. Lực quán tính: F  ma , độ lớn F = ma






b.Lực điện trường: F  qE , độ lớn F = qE (Nếu q > 0  F  E ; còn nếu q < 0  F  E )

c. Lực đẩy Ácsimét: F = ρgV ( F ln hướng thẳng đứng hướng lên)
Trong đó: +ρ là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí.
+g là gia tốc rơi tự do.
+V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó.

IV. CON LẮC VẬT LÝ
1. Tần số góc:  

2. Chu kỳ: T  2

mgd
;
I
1
I
; tần số f 
2
mgd

mgd
I

Trong đó: m (kg) là khối lượng vật rắn
+d (m) là khoảng cách từ trọng tâm đến trục quay
+I (kgm2) là mơmen qn tính của vật rắn đối với trục quay


TTT- 0942 492 305


10

V. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
1. Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x1 = A1cos(t + 1) và x2 =
A2cos(t + 2) được một dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x = Acos(t + ).
Trong đó: A2  A12  A22  2 A1 A2 cos( 2  1 )
A sin 1  A2 sin 2
tan   1

với 1 ≤  ≤ 2 (nếu 1 ≤ 2 )
A1cos1  A2 cos2
- Nếu  = 2kπ (x1, x2 cùng pha)
 Amax = A1 + A2
- Nếu  = (2k+1)π (x1, x2 ngược pha)  Amin = A1 - A2
`
 A1 - A2 ≤ A ≤ A1 + A2
2. Khi biết một dao động thành phần x1 = A1cos(t + 1) và dao động tổng hợp x = Acos(t +
) thì dao động thành phần còn lại là x2 = A2cos(t + 2).
Trong đó: A22  A2  A12  2 AA1cos(  1 )
A sin   A1 sin 1
tan  2 
với 1 ≤  ≤ 2 ( nếu 1 ≤ 2 )
Acos  A1cos1

VI. DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC - CỘNG HƯỞNG
1.Dao động tắt dần
-Định nghĩa: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản mơi trường.
-Ứng dụng: giảm xóc trên xe cộ, cửa tự đóng….
2.Dao động duy trì
-Để cho dao động của một hệ không bị tắt dần, cần bổ sung năng lượng cho nó một cách
đều đặn trong từng chu kì để bù vào phần năng lượng mất đi do ma sát. Dao động của hệ khi
đó được gọi là dao động duy trì.
-Đặc điểm: +Biên độ khơng đổi
+Tần số dao động bằng tần số riêng (fo) của hệ.
3.Dao động cưỡng bức
-Định nghĩa: Là dao động của hệ dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn.
-Đặc điểm: +Biên độ không đổi, tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực và phụ thuộc vào
tần số ngoại lực.
+Tần số dao động bằng tần số của lực cưỡng bức(f) .

-Hiện tượng cộng hưởng:
Khi f = fo thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại => Hiện tượng cộng
hưởng.
*Nhận xét: Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ ban đầu A, hệ số ma sát µ.
- Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là: Ams = W
x
kA2
 2 A2
2

 mgs = ½ kA => S 

2  mg 2  g
t
O
4  mg 4  g
-Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: A 
 2
k

-Số dao động thực hiện được cho đến khi vật dừng:
T
A
Ak
2 A
N


A 4  mg 4  g
AkT

 A
-Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: t  N .T 

(Nếu coi dao động
4 mg 2 g
2
tắt dần chậm, có tính tuần hồn với chu kỳ T 
)


TTT- 0942 492 305


11
CHƯƠNG III

SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I. SÓNG CƠ HỌC
1. Định nghĩa : Sóng cơ là những dao động lan truyền trong một mơi trường vật chất.
*Chú ý: - Sóng cơ khơng truyền được trong chân khơng.
-Truyền sóng là truyền pha dao động, Khi sóng truyền trong một mơi trường thì các
phần tử của môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của chúng mà khơng chuyển dời
theo sóng.
2.Phân loại
- Sóng dọc: là sóng có phương dao động trùng với phuơng truyền sóng. Sóng dọc truyền
được trong tất cả các mơi trường rắn, lỏng khí.(Ví dụ: Sóng âm trong khơng khí.)
- Sóng ngang: là sóng có phương dao động vng góc với phương truyền sóng.
Sóng ngang chỉ truyền được trong môi trường rắn và trên mặt chất lỏng .( Ví dụ: Sóng trên
mặt nước.)
3. Các đại lượng đặc trưng của sóng :

a. Chu kì, tần số của sóng: Chu kì và tần số phần tử của mơi trường bằng chu kì, tần số của
nguồn sóng gọi là chu kì và tần số của sóng.
b. Tốc độ truyền sóng: là tốc độ truyền pha dao động.(Trong một điều kiện nhất định, sóng
truyền trong một mơi trường với tốc độ khơng đổi)
c. Bước sóng: là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì của sóng.
 = v.T = v/f
*Bước sóng cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà
dao động tại hai điểm đó là cùng pha.
d. Biên độ của sóng: là biên độ dao động của các phần tử vật chất tại điểm đó khi có sóng
truyền qua. Nói chung khi sóng truyền càng ra xa nguồn thì biên độ sóng càng giảm.
4. Phương trình sóng
- Giả sử phương trình dao động của nguồn sóng O là u = Acos2ft
x
- Phương trình dao động tại điểm M cách nguồn sóng một đoạn x là :
x
  t x 
x 

M
O
uM = Acos 2f (t  ) = Acos 2    (* ) (Phương trình sóng)
v 
 T  


5.Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một đoạn x
2x
 =

*Lưu ý: -Đơn vị của x,  và v phải tương ứng với nhau

-Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam
châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f.

II. GIAO THOA SĨNG
1.Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước
a.Biên độ sóng tổng hợp
Xét sự giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng l,
có phương trình sóng tại 2 nguồn u 1 = u2 = Acos(2ft)
Phương trình sóng tại M cách hai nguồn lần lượt d 1, d2 do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
u M1 = Acos2(

t d1
t d
 ) và uM2 = Acos2(  2 )
T 
T 


TTT- 0942 492 305


12


t

d 

t

d 

Phương trình giao thoa sóng tại M là: uM = u1M + u2M = A  cos 2   1   cos 2   2   =
T  
 T  

  d 2  d1 
 t d d 
.cos 2   1 2 
uM = 2 Acos

2 
T
=> Biên độ dao động tại M: AM  2 A cos 

d 2  d1


b.Định nghĩa
Giao thoa là hiện tượng gặp nhau của hai sóng trong đó có sự tạo thành những điểm luôn
dao động với biên độ cực đại và những điểm luôn dao động với biên độ cực tiểu.
k = -1 k = 0 k = 1
k=2

2.Điểm cực đại, cực tiểu trong vùng giao thoa.
a. Điểm M dao động cực đại <=> cos(

d 2  d1
) =1


S1

=> d2 – d1 = k
(kZ)
*Tập hợp các điểm cực đại tạo thành những đường hypebol nét
liền trên hình vẽ.
b.Điểm M dao động cực tiểu <=> cos(

S2

Hình ảnh giao thoa của
hai sóng cùng pha

d 2  d1
) =0


=> d2 – d1 = (k+1/2)  (kZ)
*Tập hợp các điểm cực đại tạo thành những đường hypebol nét rời trên hình vẽ.
3. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa, sóng kết hợp:
Để có hiện tương giao thoa thì hai nguồn dao động phải
+ Dao động cùng phương, cùng tần số (hay chu kì)
+ Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian

=> hai sóng kết hợp

4.Chú ý:
*Cách tìm số điểm dao động biên độ cực đại, cực tiểu trên đoạn S1S2(khi hai nguồn cùng pha)
-Điểm M dao động cự đại khi: d 2  d1  k 

Mà d 2  d1  S1 S 2 nên k   S1S 2 => k 

S1S 2


(1)

Từ (1) => số điểm cực đại (không kể hai nguồn) = số giá trị nguyên k
1
2

-Điểm M dao động cực tiểu khi: d 2  d1  (k   )
1
2

Mà d 2  d1  S1 S 2 nên k '   S1S 2 => k '

1 S1 S 2

2


(2)

Từ (2) => số điểm cực tiểu (không kể hai nguồn) = số giá trị nguyên k’
(Nếu hai nguồn ngược pha thì số điểm cực đại, cực tiểu đảo lại hai trường hợp trên)
* Trường hợp tổng quát:
Phương trình sóng tại 2 nguồn u1  Acos(2 ft  1 ) và u2  Acos(2 ft   2 )
Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
d1

d
 1 ) và u2 M  Acos(2 ft  2 2   2 )


d  d 1 
AM  2 A cos[ 2

] với  = 2 - 1
Biên độ dao động tại M:

2

u1M  Acos(2 ft  2


TTT- 0942 492 305


13

-Số cực đại (không kể hai nguồn) thỏa mãn đk:
-Số cực tiểu (không kể hai nguồn) thỏa mãn đk:

 S1S 2

2

1  S1S 2
k 


2 2

k

(k Z)
(k Z)

III. SĨNG DỪNG
1.Sóng dừng
a. Sự phản xạ sóng
+ sóng tới đầu cản cố định thì sóng phản xạ đổi chiều biến dạng của sóng tới( sóng
phản xạ ln ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ)
+ Sóng tới đầu cản tự do thì sóng phản xạ khơng đổi chiều biến dạng của sóng tới( sóng
phản xạ ln cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ)
b. Định nghĩa sóng dừng: Là hiện tượng giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng
truyền theo một phương, trong đó có sự xuất hiện các nút và các bụng sóng.
-Điểm nút: có biên độ cực tiểu (khơng dao động)

P

Q

-Điểm bụng: có biên độ dao động cực đại.
-Hai điểm nút (bụng) liên tiếp cách nhau /2

Bụng sóng

Nút sóng

2.Điều kiện có sóng dừng (trên dây có chiều dài L)

a.Sóng dừng với hai đầu cố định( hai đầu nút)

L = k với k = 1, 2,…
2

+Số bụng = số bó sóng = k
+Số nút = k + 1
b.Sóng dừng với một đầu cố định, một đầu tự do(một đầu nút, một đầu bụng)
L=(k+

1 
) với k = 0, 1, 2 …
2 2

+Số nút = số bụng = k +1
*Chú ý: +Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ (đầu dây gắn vào âm thoa...)là nút sóng
+Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây duỗi thẳng (các phần tử đi qua VTCB) là nửa
chu kỳ.
+Trường hợp sóng dừng trên dây đàn, âm cơ bản (có bước sóng dài nhất hay tần số bé
nhất) do dây đàn phát ra có:

L=
=>  = 2L
2


TTT- 0942 492 305


14

IV. SĨNG ÂM
1. Sóng âm – cảm giác về âm
a.Khái niệm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong mơi trường rắn, lỏng, khí, khơng
truyền được trong chân khơng
+ Âm nghe được (âm thanh) có:16Hz ≤ f ≤ 20.000Hz
+ f < 16Hz: hạ âm
+ f > 20.000Hz: siêu âm
b.Tốc độ truyền âm, môi trường truyền âm:
Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ mơi trường, nói chung: vrắn>
vlỏng > vkhí . Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm tăng.
2. Các đặc trưng của âm
Đặc trưng vật lý
Đặc trưng sinh lý
Tần số âm
Độ cao của âm
a
Âm có tần số càng lớn => nghe càng cao

b
c

Mức cường độ âm – L (cường độ âm - I)

Độ to của âm

Âm có I càng lớn => nghe càng to (nhưng không tỉ lệ thuận).

Đồ thị dao động âm

Âm sắc

Giúp nhận biết âm do các nguồn khác nhau phát ra

*Cường độ âm
Đại lượng I, đo bằng đơn vị (W/m 2) gọi là cường độ âm, xác định theo cơng thức:
I

P W

(P: Năng lượng của sóng âm truyền qua diện tích S đặt
S t.S

vng góc với phương truyền sóng trong một giây).
Nếu năng lượng bảo tồn thì: P = I1S1 = I2S2 => I1 / I2 = S2/S1 = r22 / r12
*Mức cường độ âm
Mức cường độ âm L, đo bằng đơn vị Ben(B) hay dexiben(dB) là:
L  B   lg

I
I0

hay

L  dB   10 lg

I
I0

(I0 = 10 -12W/m2 - cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz)

- Với tần số f = 1000Hz  1500Hz, ngưỡng nghe là: Lmin = 0dB (Imin = Io)
- Ngưỡng đau là giá trị lớn nhất của L mà tai ta còn chịu đựng được: Lmax = 130dB
*Chú ý: +Tạp âm : là những âm có tần số khơng xác định
+Nhạc âm: là những âm có tần số xác định, thường do các nhạc cụ phát ra.
Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số fo (âm cơ bản ) thì đồng thời cũng phát ra các âm
thanh (các hoạ âm) có tần số 2fo, 3f0, 4f0, 5f0..

V. HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE
1.Hiệu ứng Đốp-ple
Hiện tượng thay đổi tần số sóng âm do nguồn phát sóng chuyển động tương đối so với máy thu
gọi là hiệu ứng Đốp-ple.
2.Công thức xác định tần số
Gọi: - vM, vS, v lần lượt là vận tốc của máy thu, vận tốc nguồn âm,vận tốc truyền âm trong
môi trường. - f là tần số âm do nguồn phát ra, f’ là tần số do máy thu thu được
v  vM
f
Ta có: f ' 
v  vS
*Chú ý: -Nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu: vM có dấu “–“
-Nếu nguồn âm chuyển động lại gần máy thu: vM có dấu “+“
-Nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn: vS có dấu “+“.
-Nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn: vS có dấu “-“.

TTT- 0942 492 305


15
CHƯƠNG IV

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
1.Mạch dao động LC
a.Mạch dao động LC: Gồm cộn dây L mắc nối tiếp với tụ điện C thành mạch kín.
Nếu cuộn dây có điện trở rất nhỏ thì gọi là mạch LC lí tưởng.
b.Dao động điện từ trong mạch LC.
Khi hoạt động, điện tích trên một bản tụ điện biến thiên theo quy luật:
q = qocos(t + )
Với:

1

-Tần số góc của mạch dao động:  

LC

-Chu kì riêng của mạch dao động: T = 2 LC
-Tần số riêng của mạch dao động: f =

1
2 LC

c. Nhận xét: Ta có cường độ dòng điện trong mạch là: i = q’ = -qosin(t + )
Đặt Io = qo thì i = -Iosin(t + ) =Iocos(t +  +/2)
=> i cũng biến thiên điều hòa cùng tần số với q, nhưng sớm pha /2 so với q

Khi q dao động điều hòa => Điện trường E dao động điều hòa

Khi i dao động điều hòa => Từ trường B dao động điều hòa
=>Dao động điện từ
2.Năng lượng điện từ trong mạch LC lí tưởng

-Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện: WC = q2/2C
-Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm: WL = Li2/2
-Năng lượng điện từ: W = WL + WC = C U o2 /2 = L I o2 /2 = hằng số
3. Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ
Đại lượng cơ Đại lượng điện
x
q

Dao động cơ
x” +  2x = 0

Dao động điện
q” +  2q = 0

k
m

1



v

i

m

L

x = Acos(t + )

q = q0cos(t + )

k

1
C

v = x’ = -Asin(t + )

i = q’ = -q0sin(t + )

F

u

v
A2  x 2  ( ) 2


i
2
q0  q 2  ( ) 2


µ

R

W = Wđ + Wt

W = Wđ + Wt

Wđ

WL

Wđ = mv2

Wt

WC



1
2
1
Wt = kx2
2

LC

1 2
Li
2
q2
WC =
2C

WL =

*Chú ý: + Mạch dao động có tần số góc , tần số f và chu kỳ T thì Wđ và Wt biến thiên với tần
số góc 2, tần số 2f và chu kỳ T/2
+ Mạch dao động có điện trở thuần r  0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động
 2C 2U 02
U 2 RC
cần cung cấp cho mạch một năng lượng có cơng suất: P  I 2 R 
R 0
2

2L

+ Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại

TTT- 0942 492 305


16

II. SÓNG ĐIỆN TỪ
1.Điện từ trường.
a.Mối liên hệ giữa điện trường và từ trường
-Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện từ
trừng.
-Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện
trường xốy.
b.Điện từ trường
Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên có liên quan mật thiết với nhau tạo nên
một trường thống nhất, gọi là điện từ trường.

2.Sóng điện từ
a.Định nghĩa: Điện từ trường lan truyền trong không gian tạo thành sóng điện từ.
b.Đặc điểm của sóng điện từ
-Lan truyền được trong chân khơng với tốc độ c = 3.108m/s.
Bước sóng điện từ trong chân không:  = cT = c/f
 
 

-Là sóng ngang,(khi sóng điện từ truyền đi thì v ( B, E ) và B, E luôn cùng pha)
-Có thể giao thoa, nhiều xạ, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
-Mang năng lượng.
3.Ứng dụng của sóng điện từ trong liên lạc bằng vơ tuyến
a.Sóng vơ tuyến: Là sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilơmét, gồm: sóng
cực ngắn(0,01 10m); sóng ngắn(10  200m); sóng trung(200  3000m); sóng dài(3.10 3
 105m).
b.Sự truyền sóng vơ tuyến trong khơng gian
-Sóng vơ tuyến bị khơng khí hấp thụ mạnh nên không thể truyền đi xa. Trừ các sóng
ngắn 16m, 19m, 25m, 31m, 41m…hầu như khơng bị hấp thụ, có thể truyền đi xa trên
mặt đất, các đài phát thanh dùng sóng này.
-Sóng cực ngắn xuyên được qua tầng điện li, đi vào không gian vũ trụ, thường dùng
trong vơ tuyến truyền hình(vệ tinh).
-Sóng dài dùng để thơng tin dưới nước.
c.Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vơ tuyến.
-Tín hiệu muốn truyền đi phải được “trộn” vào một sóng mang cao tần (gọi là biến
điệu sóng điện từ) để truyền đi. Ở máy thu, phải có bộ phận tách tín hiệu ra khỏi sóng
mang.
-Máy thu thu tín hiệu nhờ hiện tượng cộng hưởng, khi tần số riêng của mạch LC
bằng tần số của sóng máy mới thu được sóng: f = fo hay T = To
=> bước sóng điện từ máy thu được là:  = cT = 2c LC


TTT- 0942 492 305


17
CHƯƠNG V

DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Đại cương dịng điện xoay chiều
1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời
u = U0cos(t + u) (1) và i = I0cos(t + i) (2)
Với  = u – i là độ lệch pha của u so với i, có 



 
2
2

2.Các giá trị hiệu dụng
Giá trị hiệu dụng = Giá trị cực đại / 2
I = Io/ 2 ,U = Uo/ 2 , là các giá trị hiệu dụng
3. Các mạch điện xoay chiều
a Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:
+ u R luôn cùng pha với i, ( = u – i = 0)
+Định luật ôm:

I



UR

O

UR
R

b. Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L
+uL ln sớm pha hơn i là /2, ( = u – i = /2)
+ Định luật ôm:


I


UL

U
I  L với ZL = L là cảm kháng
ZL

*Lưu ý: Cuộn cảm thuần L không cản trở dịng điện khơng đổi
(một chiều), và khơng tiều thụ điện năng.


I

O

c. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C:

+uC ln trễ pha hơn i là /2, ( = u – i = -/2)
+Định luật ôm:

I

UC
ZC

với Z C 

1
là dung kháng
C


I

O

*Lưu ý: Tụ điện C khơng cho dịng điện khơng đổi đi qua (cản
trở hồn tồn). và khơng tiêu thụ điện năng.


UC

4. Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp
a.Tổng trở
Z=

Điện áp:

b.Độ lệch pha của u so với i

R 2  (Z L  ZC )2

2
U 2  U R  (U L  U C ) 2

ZL  ZC


với    
R
2
2
-Nếu ZL > ZC =>  > 0 => u sớm pha hơn i(mạch có tính cảm kháng).

tan =

-Nếu ZL < ZC =>  < 0 => u trễ pha hơn i(mạch có tính dung kháng)..
-Nếu ZL = ZC =>  = 0 => u cùng pha hơn i


TTT- 0942 492 305


18
=> Zmin = R => I max 

U
=> Mạch có cộng hưởng điện.

R

Chú ý: -Cơng thức (*) dùng để tính độ lệch pha giữa u so với i.
ZC  Z L
R

-Độ lệch pha giữa i so với u là i với: tani =

II.Cơng suất dịng điện xoay chiều
1.Cơng suất:

P = UIcos

2.Hệ số công suất:

cos =

R
Z

=>Đối với mạch điện xoay chiều ghép nối tiếp thì: P = UIcos = I2R
*Nhận xét: -Thơng thường thì 0 < cos < 1
-Ta có: I 

P
, trong một đoạn mạch có U, P ổn định, khi cos lớn thì I nhỏ
U cos 

=>Nhiệt lượng hao phí trên dây dẫn nhỏ.
Để giảm hao phí khi sử dụng điện, phải chọn thiết bị có cos lớn, quy định cos  0,85.

III. Máy điện
1. Truyền tải điện năng
*Bài toán truyền tải điện năng
Giả sử cần truyền tải một dịng điện xoay chiều có cơng suất P phát , điện áp Uphát đi xa bằng
dây dẫn có điện trở r. Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện:

P = I2r =

2
Pphát

(U phát . cos ) 2

r

(cos là hệ số cơng suất của mạch điện, thường thì cos = 1; r = 

l
; l =2 lần tuyến đường)
S

=> Để giảm P thì phải tăng U
Hiệu suất tải điện:

H

Pphát  P
P'

Pphát

Pphát

(P’: công suất nơi tiêu thụ)

2.Máy biến áp
a.Cấu tạo: gồm 2 phần chính:
-Dây quấn: +cuộn sơ cấp có N1 vịng, (nối với nguồn có hđt U1)
+cuộn thứ cấp có N2 vòng, (nơi lấy ra hđt U2)
-Lõi thép: gồm nhiều lá thép kỹ thuật ghép cách điện( để hạn chế dòng Fu-cô)
b.Hoạt động: Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

TTT- 0942 492 305


19

Đối với máy biến áp lí tưởng ta có: P1 = P2
N1 U1 I 2


N 2 U 2 I1

=>

-Nếu N1 > N2  Máy hạ thế.
-Nếu N1 < N2  Máy tăng thế.
*Chú ý: Nếu máy biến áp không lý tưởng, hiệu suất: H 

P2
P1

5.Máy phát điện
a. Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha có P cặp cực, rơto quay với vận
tốc n vịng/giây phát ra:
f = p.n Hz
*Mỗi giây dòng điện đổi chiều 2f lần
b.Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện  = NBScos(t +) =  0cos(t + )
Với 0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là
diện tích của vịng dây,  = 2f


Suất điện động trong khung dây: e = NSBcos(t +  - ) = E0cos(t +  - )
2

2

Với E0 = NSB là suất điện động cực đại.
c.. Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện
động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là

2
.
3

-Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up
-Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip
IV. Chú ý
1.Nếu cuộn dây có điện trở nội r, thì:
( R  r)2  (Z L  ZC ) 2

-Tổng trở là:

Z=

-Điện áp hai đầu mạch:
-Độ lệch pha của u so với i:

U 2  (U R  U r ) 2  (U L  U C ) 2

tan =

Z L  ZC
Rr

2.Cách ghép tụ điện
-Ghép nối tiếp: hay Z c  Z c  Z c  ...  Z c
b

1

2

n

1
1
1
1
-Ghép song song:



 ... 
.
Z C b ZC 1 Z C 2
ZC n

3.Bài toán liên quan đến cực trị trong điện xoay chiều
Xét một đại lượng xoay chiều được biểu diễn dưới dạng phân số: Y =

A
, trong điều
B

kiện A là hằng số dương, thì phân số Y đạt giá trị lớn nhất nếu mẫu số B nhỏ nhất.
Việc tìm giá trị lớn nhất của Y có thể dựa vào:
-Tính chất của hám số lượng giác.
-Bất đẳng thức cô-si.

TTT- 0942 492 305


20

-Tính chất của đạo hàm.
*Một số trường hợp thường gặp
a. Khi giá trị L,C biến thiên, điều kiện để điện áp hiệu dụng trên L,C đạt cực đại.
-Khi L biến thiên, điều kiện để điện áp UL của cuộn cảm L cực đại là:
R  Z  Z Z và U L max 
2

2

C

L

C

2
U R 2  ZC
R





khi đó U  U RC

-Khi C biến thiên, điều kiện để điện áp UC của tụ C cực đại là:
2
R 2  Z L  Z L Z C và U C max 

2
U R2  Z L
R





khi đó U  U RL

b. Khi R biến thiên, điều kiện để công suất của mạch đạt cực đại là:
R = ZL  ZC
và khi đó Pmax =

(cos =

R
2
=
)
2
R 2

U2
2 Z L  ZC

c. Khi tần số dòng điện biến thiên, điều kiện để:
-Điện áp trên tụ điện C đạt cực đại là:
C 

2L
1
R2
2
 2 với R <
C
LC 2 L

-Điện áp trên cuộn cảm thuần L đạt cực đại là:
L 

*Khi đó::

2L
2
với R2 <
C
2 LC  R 2C 2

+ UCMax = U LMax 

2U .L
R 4 LC  R 2C 2

+ ωL.ωC = ω 2 (cộng hưởng) =

1
( hay fL.fC = f 2 (cộng hưởng) )
LC

d. Kh iω= ω1 hoặc ω = ω2, để tổng trở Z (hay I , P, cosφ..) không đổi thì:
ω1.ω2 = ω 2 (cộng hưởng) =

1
LC

e.Trong các trường hợp khác như:
-Điện dung C của tụ điện, độ tự cảm L của cuộn dây hay tần số dòng điện (hay ) biến

thiên để: Imax, Pmax, cos max, u cùng pha với i, uL(u C) vuông pha với u…
-Độ tự cảm L biến thiên để điện áp hiệu dụng UC, UR cực đại; điện dung C biến thiên để
điện áp hiệu dụng UL, UR cực đại…
Ta áp dụng điều kiện cộng hưởng:


TTT- 0942 492 305


21
CHƯƠNG VI

SÓNG ÁNH SÁNG
I. TÁN SẮC ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
* Đ/n: Là hiện tượng phân tánh một chùm ánh phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
2.Ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc
* Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định(tương ứng với một tần số xác định)
và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
Bước sóng của ánh sáng đơn sắc truyền trong chân không  =

c
f

*Ánh sáng trắng là tập hợp của vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ
đến tím, có bước sóng: 0,38 m    0,76 m.
3. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng
Do:
-Ánh sáng trắng là tập hợp của vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến
tím -Góc lệch D của tia sáng qua lăng kính tăng theo chiết suất: D = (n - 1)A (nếu i, A nhỏ)

-Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng. Đối với ánh sáng
màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất: nt > nđ
=> Góc lệch của tia tím lớn hơn tia đỏ: Dt > Dđ => chùm tia sáng sẽ bị tách ra khi đi
qua lăng kính.

II. GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng với khe Young.
a.Định nghĩa: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong khơng gian
trong đó xuất hiện những vạch sáng và những vạch tối xen kẽ nhau.
d1
Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân
S1
giao thoa.
d2
a I
Hiệu đường đi của ánh sáng (hiệu quang trình)
ax
d 2  d1 
D

S2

Trong đó: a = S1S2 là khoảng cách giữa hai khe sáng

D

D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S1, S2 đến màn quan sát.
b.Vị trí vân sáng, vân tối
* Vị trí (toạ độ) vân sáng: d2 - d1 = k 
k = 0: Vân sáng trung tâm

k = 1: Vân sáng bậc 1 …
* Vị trí (toạ độ) vân tối: d2 - d1 = (k + 1/2) 

(k  Z)

x  ki

1
x  ( k  )i
2

(k  Z)

k = 0, k = -1: Vân tối thứ nhất
k = 1, k = -2: Vân tối thứ hai…
c. Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp:
D
i

a

*Giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất sóng

TTT- 0942 492 305

M
x
O

22

1. Một số dạng bài tập về giao thoa ánh sáng với khe Young.
a. Khảo sát tại điểm M có vân sáng hay vân tối.
-Lập tỉ số:

xM
=k
i

+ Nếu k là số nguyên => M thuộc vân sáng bậc k.
+ Nếu k là số bán nguyên(k = N + ½ ) => M thuộc vân tối thứ N + 1.
b. Giao thoa trong môi trường chiết suất n
Gọi  là bước sóng ánh sáng đơn sắc trong chân khơng và   là bước sóng ánh sáng trong mơi

 D i
trường chiết suất n. Ta có    =>Khoảng vân mới: i’ =
  i => khoảng vân giảm n lần
n
a
n
c. Khi nguồn S phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 và 2
+ Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng 1 và bước sóng 2
+ Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng nhau do xS1  xS2  0 => Vân sáng tại O có màu tổng
hợp của hai màu đơn sắc ứng với hai ánh sáng có bước sóng 1 và 2
+ Tại vị trí M có sự trùng nhau của hai vân sáng (có màu như vân trung tâm) khi:
xS1  xS2 => k11 = k22 (*)
*Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp có vân sáng trùng nhau là: x  k

D

với k1min là số
a
1

1 min

nguyên dương nhỏ nhất thỏa mãn (*)
d. Giao thoa với ánh sáng trắng
+Vân trung tâm là một vân sáng màu trắng( nơi tất cả các bức xạ đơn sắc đều cho vân sáng).
+Hai bên là các dãy màu như cầu vịng(quang phổ): đỏ ngồi tím trong( các dãy màu này lần lượt
gọi là quang phổ bậc 1, 2, …)
D
* Độ rộng quang phổ bậc k: xk  k (đ  t )
a

* Xác định số bức xạ cho vân sáng tại điểm M có tọa độ xM:
D


xM  k
=> Số giá trị nguyên k = số bức xạ cho vân sáng tại M

a
0,38m    0,76 m

e. Xác định số vân sáng, vân tối trên bề rộng trường giao thoa L (nằm đối xứng qua vân trung tâm)
L
Xét tỉ số:
 n  x (n là phần nguyên; x là phần thập phân của phép chia)
2i

- Số vân sáng là: Ns = 2n + 1
- Số vân tối là:
+ Nếu x  0,5 thì Nt = 2n + 2
+ Nếu x < 0,5 thì Nt = 2n
f.Xác định số vân sáng, vân tối trên đoạn MN (M,N có tọa độ x 1, x 2 (x1là số giá trị nguyên k thỏa mãn:
+Số vân sáng: x1 ≤ ki ≤ x2.
+Số vân tối: x1 ≤ (k + ½)i ≤ x2

g.Một số trường hợp khác
* Khi nguồn sáng S di chuyển một đoạn d theo phương song song với S1S2 thì hệ vân di
chuyển ngược chiều và khoảng vân i vẫn không đổi.
Độ dời của hệ vân là: x0 =

D
d trong đó:
D1

D là khoảng cách từ 2 khe tới màn
D1 là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe


TTT- 0942 492 305


23

* Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) được đặt một bản mỏng dày e,
chiết suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S1 (hoặc S2) một đoạn: x0 =

( n - 1)eD
a

*Giao thoa với lưỡng lăng kính fresnel: a = 2d(n – 1)A; D = d + d’ ( d,d’ là khoảng cách từ
lăng kính đến S và màn)
*Giao thoa với thấu kính Biê: a = e

df
d  d'
; D = L – d’; d ' 
d’ ( L là khoảng cách thấu
d
df

kính đến màn; e = O1O2)

III.CÁC LOẠI QUANG PHỔ
1.Quang phổ phát xạ
a.Quang phổ liên tục
- Quang phổ gồm một dải màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím.
- Nguồn phát: Các chất rắn, lỏng, khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra quang phổ
liên tục.
- Đặc điểm: Quang phổ không phụ thuộc bản chất nguồn sáng, chỉ phụ thuộc nhiệt độ của
nguồn sáng. Ở mọi nhiệt độ, vật đều bức xạ, nếu nhiệt độ nguồn sáng càng cao thì miền quang
phổ càng mở rộng về vùng ánh sáng có bước sóng ngắn.
- Ứng dụng: Dùng để xác định nhiệt độ nguồn sáng.
b.Quang phổ vạch:
- Quang phổ gồm những vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối.
- Nguồn phát: Do chất khí, hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát ra.
- Đặc điểm: Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch khác nhau về: số lượng vạch,

độ sáng, vị trí các vạch…
-Ứng dụng: Có thể ứng dụng trong việc phát hiện sự hiện diện của nguyên tố trong hợp
chất.
2.Quang phổ hấp thụ
-Là hệ thống các vạch (đám vạch) tối riêng rẽ nằm trên nền quang phổ liên tục. Quang phổ
liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí hay hơi hấp thụ là quang phổ vạch hấp thụ của
khí hay hơi đó.
- Nguồn phát: Chỉ thu được quang phổ hấp thụ khi nhiệt độ đám khí hay hơi hấp thụ thấp
hơn nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục.
- Đặc điểm: Quang phổ hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho ngun tố đó
và có sự khác nhau về: số lượng vạch phổ, vị trí vạch phổ.
-Ứng dụng: Dùng để nhận biết sự có mặt của nguyên tố đó trong một hỗn hợp hay hợp
chất.

IV. TIA HỒNG NGOẠI, TIA TỬ NGOẠI VÀ TIA X
THANG SĨNG ĐIỆN TỪ
1.Tia hồng ngoại.
-Là bức xạ khơng nhìn thấy có bước sóng dài hơn bước sóng màu đỏ, từ 0,76m đến
khoảng vài mm.
-Nguồn phát: Tất cả mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0K. Các nguồn thường dùng: Bếp gas, lị
sưởi …
-Tính chất và cơng dụng:
+Tác dụng nổi bật là tác dụng nhiệt  Dùng để sấy, sưởi...
+Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại, gây ra một số phản ứng hóa học Dùng để chụp
ảnh ban đêm, camera hồng ngoại…
+Có thể biến điệu như sóng điện từ  Điều khiển từ xa của TV…
2.Tia tử ngoại

TTT- 0942 492 305

24

-Là bức xạ khơng nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn bước sóng màu tím, từ 0,38m đến
vài nanomet.
-Nguồn phát: Các vật được đun nóng đến nhiệt độ 2000oC.
-Các tính chất và ứng dụng:
+Làm phát quang một số chất  Dị tìm vết nứt trên mặt sản phẩm, đèn huỳnh quang..
+Có tác dụng sinh học, hủy diệt tế bào  Dùng để khử trùng, diệt nấm mốc, chữa
bệnh còi xương…
+Bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh
+Tác dụng lên kính ảnh, gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp..
+Làm ion hóa chất khí.
3.Tia X
-Là bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn bước sóng màu tím, khoảng từ 10-8m đến 1011
m. Tia X bước sóng càng ngắn thì càng cứng..
-Cách tạo tia X: Cho chùm electron có vận tốc lớn chuyển động đập vào tấm kim loại có
nguyên tử lượng lớn sẽ sinh tia X.
- Tính chất và cơng dụng
+Khả năng đâm xun  Chụp X quang; dị tìm vết nứt trong lịng sản phẩm; kiểm
tra hành lý hành khách; nghiên cứu cấu trúc vật rắn…
+Tác dụng mạnh lên phim ảnh, Làm phát quang nhiều chất  Chiếu điện, chụp điện.
+Làm ion hóa khơng khí  Đo liều lượng tia X.
+Tác dụng sinh lí mạnh, hủy diệt tế bào  Chữa bệnh ung thư cạn (ngoài da)
+Gây hiện tượng quang điện.
4.Thang sóng điện từ.
-Các sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia (gama) là
sóng điện từ. Các sóng có cách phát khác nhau giữa chúng khơng có ranh giới rõ rệt.
- Các sóng có bước sóng dài dễ quan sát hiện tượng giao thoa  thể nhiện rõ tính chất
sóng.

- Các sóng có bước sóng ngắn có khả năng đâm xun mạnh, gây ion hóa khơng khí…
thể nhiện rõ tính chất hạt.


TTT- 0942 492 305