Tóm tắt KT Lí 12

Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC
VẬT LÝ 12 CƠ BẢN
Chương 1
DAO ĐỘNG CƠ

I/. Dao động điều hòa
1. Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là dao động. vị trí cân bằng là vị trí của vật
khi đứng yên.
2. Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái dao động của vật được lặp lại như cũ sau
những khoảng thời gian bằng nhau.
3. Dao động mà phương trình có dạng
( )
x Acos t= ω + ϕ
tức là vế phải là hàm côsin hay sin
của thời gian nhân với một hằng số, gọi là dao động điều hoà.
4. Phương trình dao động điều hòa
( )
x Acos t= ω + ϕ
Trong đó
A, ,ω ϕ
là những hằng số.
x là li độ dao động, x
max
= A A là biên độ dao động, A > 0.

( )
tω + ϕ
là pha của dao động tại thời điểm t (rad)
ϕ
là pha ban đầu (rad).

ω
là tần số góc
2
2 f
T
π
ω = = π
(rad/s).
( )
x Asin t Acos t
2
π
 
= ω + ϕ = ω + ϕ−
 ÷
 
5. Chu kỳ là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần. Kí hiệu T, đơn vị
giây (s).
6. Tần số là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Kí hiệu f, đơn vị héc (Hz).

2 1 t
T
f n
π ∆
= = =
ω
và
1 n
f

2 T t
ω
= = =
π ∆

Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian
t
∆
.
7. Vận tốc:
( )
v x ' Asin t= = −ω ω + ϕ
Hay:
v A cos t
2
π
 
= ω ω + ϕ+
 ÷
 
+ Vận tốc biến đổi điều hoà và sớm pha hơn li độ 1 góc
2
π
.
+ Vận tốc ở li độ x:
2 2
v A x= ±ω −
+ Vận tốc cực đại (tốc độ cực đại):
max
v A= ω

+ Vận tốc trung bình:
tb
x
v
t
∆
=
∆
+ Tốc độ trung bình:
s
v
t
∆
=
∆
+ Tốc độ trung bình trong một chu kỳ dao động:
4A
v
T
=
+ Công thức liên hệ giữa biên độ, li độ và vận tốc:
2
2 2
2
v
A x= +
ω
8. Gia tốc:
( )
2

a v' x" Acos t= = = −ω ω + ϕ
Hay:
( )
2
a Acos t= ω ω + ϕ+ π
.
+ Gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơn vận tốc 1 góc
2
π
và ngược pha so với li độ. Gia
tốc luôn luôn trái dấu với li độ. Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.
+ Gia tốc ở li độ x:
2
a x= −ω
+ Gia tốc cực đại:
2
max
a A= ω
+ Trong dao động điều hòa, li độ x vận tốc v và gia tốc a biến thiên điều hòa cùng tần số
góc
ω
.
9. Điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng có thể coi là hình chiếu của một điểm M
chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 1
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
10. Đồ thị của li độ theo thời gian là một đường hình sin. Dao động điều hòa gọi là dao động
hình sin.
II/. Con lắc lò xo
1. Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k.

Vật m có thể trượt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Khi được kích thích, con lắc lò
xo sẽ dao động điều hòa.
2. Tần số góc:
k
m
ω =
Chu kỳ:
m
T 2
k
= π
Tần số:
1 k
f
2 m
=
π
Đơn vị: k (N/m) ; m
(kg)
3. Lực kéo về:
F kx ma= − =
luôn hướng về vị trí cân bằng.
4. Năng lượng dao động (cơ năng):
đ t
W W W= +
Hay:
2 2 2
1 1
W m A kA
2 2

= ω =
= hằng
số.
Trong dao động điều hoà, cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.
+ Động năng:
2
đ
1
W mv
2
=
+ Thế năng:
2
t
1
W kx
2
=
Đơn vị: v (m/s) ; A, x (m) ; W (J)
Khi vật dao động điều hoà thì động năng và thế năng biến đổi điều hoà theo thời gian với
tần số góc
' 2ω = ω
, chu kỳ
T
T '
2
=
, tần số
f ' 2f=
. Động năng và thế năng chuyển hoá qua lại

lẫn nhau.
5. Với con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi vật ở vị trí cân bằng lò xo dãn ra một đoạn
∆l
.
Ta có
k mg∆ =l

k g
m
ω = =
∆l

m
T 2 2
k g
∆
= π = π
l

1 k 1 g
f
2 m 2
= =
π π ∆l
III/. Con lắc đơn
1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượmg m, treo ở đầu một sợi dây có chiều dài
l
, không dãn,
khối lượng không đáng kể. Với dao động nhỏ, con lắc đơn dao động điều hòa theo phương
trình

( )
0
s s cos t= ω + ϕ
hoặc
( )
o
cos tα = α ω + ϕ
, trong đó
0 0
s = αl
là biên độ dao động ;
0
α
là biên độ góc (rad).
2. Tần số góc:
g
ω =
l
Chu kỳ:
T 2
g
= π
l
Tần số:
1 g
f
2
=
π l
Đơn vị:

l
(m) ; g = 9,8
m/
2
s
3. Lực kéo về:
t
s
P mgsin mg ma= − α = − =
l
luôn hướng về vị trí cân bằng.
4. Năng lượng dao động (cơ năng):
2
đ t 0 0
1
W W W mg (1 cos ) mg
2
= + = − α = αl l
= hằng số.
+ Động năng:
2
đ
1
W mv
2
=
+ Thế năng:
( )
t
W mg 1 cos= − αl

Gốc thế năng tại vị trí cân
bằng.
IV/. Con lắc vật lý
1. Con lắc vật lý là một vật rắn quay được quanh một trục nằm ngang cố định.
2. Phương trình dao dộng
( )
o
cos tα = α ω + ϕ
Trong đó
α
là góc lệch của QG so với đường
thẳng đứng (hình 7.3 sgk). G là trọng tâm, Q là điểm trục quay đi qua.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 2
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
3. Tần số góc
mgd
I
ω =
Chu kỳ
I
T 2
mgd
= π
Tần số
1 mgd
f
2 I
=
π

Với m là khối lượng của vật rắn (kg).
d = QG khoảng cách từ trọng tâm vật rắn tới trục quay (m).
I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay (
2
kg.m
).
4. Dùng con lắc vật lý đo gia tốc trọng trường g bằng cách đo chu kỳ dao động T từ đó tính
được
2
2
4 I
g
mdT
π
=
. Nếu biết g có thể suy ra sự phân bố khối lượng khoáng vật ở dưới mặt
đất, giúp ích cho việc tìm mỏ dầu, nguồn nước, …
V/. Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức
1. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.
+ Nguyên nhân gây tắt dần là do lực cản của môi trường.
+ Biên độ dao động giảm dần nên cơ năng cũng giảm dần.
+ Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ôtô,…là những ứng dụng của dao động tắt
dần.
2. Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), cứ sau mỗi chu kỳ, vật dao
động được cung cấp một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng đã tiêu hao do ma
sát. Dao động của vật khi đó được gọi là dao động duy trì.
+ Dao động duy trì không làm thay đổi tần số (chu kỳ) dao động riêng.
+ Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. Dây cót đồng hồ hay pin là nguồn
cung cấp năng lượng.
3. Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), người ta tác dụng vào hệ dao

động một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Khi ấy dao động của hệ được gọi là dao động
cưỡng bức.
+ Dao động cưỡng bức có tần số (chu kỳ) bằng tần số (chu kỳ) của ngoại lực cưỡng bức.
+ Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực cưỡng bức và phụ
thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
+ Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực
cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng
o
f
của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.
+ Điều kiện để có cộng hưởng là
o
f f=
.
+ Khi các hệ dao động như toà nhà, cầu, khung xe,…chịu tác dụng của các lực cưỡng bức
mạnh, có tần số bằng tần số dao động riêng của hệ. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra, làm
các hệ ấy dao động mạnh có thể gãy hoặc đổ. Người ta cần phải cẩn thận để tránh hiện
tượng này.
+ Hiện tượng cộng hưởng lại là có lợi như khi xảy ra ở hộp đàn của đàn ghita, viôlon,…
VI/. Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số:
1. Phương trình dao động
( )
x Acos t= ω + ϕ
có thể được biểu diễn bằng một vectơ quay
OM
uuuur

được vẽ ở thời điểm ban đầu. Vectơ quay
OM
uuuur

có:
+ Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox.
+ Độ dài bằng biên độ dao động, OM = A.
+ Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu
ϕ
. Chiều dương là chiều dương của đường
tròn lượng giác.
2. Độ lệch pha của hai dao động
( ) ( ) ( ) ( )
1 1 1 2 2 2
x A cos t 1 ; x A cos t 2= ω +ϕ = ω + ϕ
:
1 2
∆ϕ = ϕ − ϕ
+ Khi
1 2
ϕ > ϕ
dao động (1) sớm pha hơn dao động (2) và ngược lại.
+ Khi
( )
2n n 0, 1, 2, ∆ϕ = π = ± ±
hai dao động cùng pha.
+ Khi
( ) ( )
2n 1 n 0, 1, 2, ∆ϕ = + π = ± ±
hai dao động ngược pha.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 3
x
x’
O

VTCB
M’
M
I’
I
N
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Khi
( ) ( )
2n 1 n 0, 1, 2,
2
π
∆ϕ = + = ± ±
hai dao động vuông pha.
3. Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số:
( )
1 1 1
x A cos t= ω +ϕ
và
( )
2 2 2
x A cos t= ω + ϕ
là một dao động điều hòa cùng phương, cùng
tần số với hai dao động thành phần. Phương trình dao động tổng hợp
( )
x Acos t= ω + ϕ
,
trong đó
+ Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định bởi:
( )

2 2
1 2 1 2 2 1
A A A 2A A cos= + + ϕ −ϕ
+ Pha ban đầu
ϕ
của dao động tổng hợp được xác định bởi:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tan
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
+ Khi
1 2
x & x
cùng pha thì
1 2
A A A= +
và
1 2
ϕ = ϕ = ϕ
.
+ Khi
1 2
x & x
ngược pha thì
1 2
A A A= −

và
1
ϕ = ϕ
nếu
1 2
A A>
;
2
ϕ = ϕ
nếu
2 1
A A>
.
+ Khi
1 2
x & x
vuông pha thì
2 2
1 2
A A A= +
+ Khi
1 2
A A=
thì
1 2
1
x 2A cos cos t
2 2
ϕ +ϕ∆ϕ
 

= ω +
 ÷
 
. + Biên độ:
1
A 2A cos
2
∆ϕ
=
+ Trong mọi trường hợp thì
1 2 1 2
A A A A A− ≤ ≤ +
.
VII/. Các trường hợp thường gặp
1. Thời gian trong dao động điều hòa
Xét dao động với chu kỳ T, biên độ A trên trục Ox theo phương trình
( )
x Acos t= ω + ϕ
Thời gian ngắn nhất, khi vật dao động: + Từ M’ đến M hoặc ngược lại:
T
t
2
∆ =
.
+ Từ O đến M hoặc ngược lại:
T
t
4
∆ =
. + Từ O đến I hoặc ngược lại:

T
t
12
∆ =
.
+ Từ I đến M hoặc ngược lại:
T
t
6
∆ =
. + Từ O đến N hoặc ngược lại:
T
t
8
∆ =
.
2. Viết phương trình dao động là đi tìm A,
ω
và
ϕ
rồi thế vào phương trình
( )
x Acos t= ω + ϕ
+ Tìm A có thể dựa vào công thức
2
2 2
2
v
A x= +
ω

+ Tìm
ϕ
dựa vào gốc thời gian (t = 0).
Trường hợp tổng quát:
Khi t = 0 mà
0
0
x x Acos
v v Asin
= = ϕ


= = −ω ϕ

Suy ra:
0
0
x
cos
A
v
sin
A

ϕ =


⇒ ϕ



ϕ = −

ω

HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 4
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Các trường hợp thường gặp:
+ Khi
t 0=
mà
x A= +
thì
0ϕ =
. + Khi
t 0=
mà
x A= −
thì
ϕ = π
.
+ Khi
t 0=
mà
x 0=
và
v 0 thì .
2
v 0 thì .
2
π


> ϕ = −


π

< ϕ = +


+ Khi
t 0=
mà
A
x
2
= +
và
v 0 thì .
3
v 0 thì .
3
π

> ϕ = −


π

< ϕ = +



3. Xác định lực đàn hồi của lò xo
a) Với con lắc lò xo nằm ngang :
ðh
F kx= −

max
F kA=
b) Với con lắc lò xo treo thẳng đứng
+ Chiều dương hướng xuống:
( )
ðh
F k x= ∆ +l
+ Chiều dương hướng lên:
( )
ðh
F k x= ∆ −l
c) Lực đàn hồi cực đại:
( )
max
F k A= ∆ +l
d) Lực đàn hồi cực tiểu:
( )
min
0 khi A
F
k A khi A
∆ ≤

=


∆ − ∆ >

l
l l
Đơn vị: k (N/m) ; x, A,
∆l
(m) và F (N).
Chương 2
SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

I/. Sóng cơ. Phương trình sóng
1. Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. Sóng cơ không truyền được trong
chân không.
2. Sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang. Sóng có
phương dao động trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc.
3. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động từ nguồn sóng đến các phần tử của môi
trường mà sóng truyền qua. Sóng có dạng hình sin nên gọi là sóng hình sin.
4. Sóng cơ được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao
động. Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng lệch thì truyền sóng ngang.
Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc.
5. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng
+ Biên độ của sóng (A) là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền
qua.
+ Chu kỳ của sóng (T) là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền
qua, nó bằng chu kỳ dao động của nguồn tạo sóng. Đại lượng
1
f
T
=

gọi là tần số của sóng.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 5
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Tốc độ truyền sóng (v) là tốc độ truyền pha dao động trong môi trường. Đối với mỗi môi
trường, tốc độ truyền sóng có một giá trị không đổi.
+ Bước sóng
( )
λ
là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ.
v
vT
f
λ = =
Bước sóng cũng là khoảng cách giữa hai điểm trên một phương truyền sóng, gần nhau nhất
và dao động cùng pha.
Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền thì dao động cùng
pha.
Những điểm cách nhau một số lẻ lần nửa bước sóng trên phương truyền thì dao động ngược
pha.
+ Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền
qua.
Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
Trong trường hợp không ma sát:
+ Năng lượng sóng không đổi nếu sóng truyền theo một đường thẳng.
+ Năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với khoảng cách nếu sóng truyền trong một mặt
phẳng.
+ Năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nếu sóng truyền trong
không gian.
6. Phương trình sóng:
+ Nếu dao động của nguồn sóng (tại gốc tọa độ) có dạng:

( )
u Acos t= ω
thì phương trình
sóng tại M có dạng
M
x x t x
u A cos t Acos t A cos 2
v v T
ω  
     
= ω − = ω − = π −
 ÷  ÷  ÷
 
λ
     
 
Trong
đó u là li độ vừa tuần hoàn theo thời gian vừa tuần hoàn theo không gian. A là biên độ ; x
là tọa độ của điểm M. Nếu sóng truyền ngược chiều dương của trục Ox thì
M
t x
u A cos 2
T v
 
 
= π +
 ÷
 
 
 

+ Nếu dao động của nguồn sóng (tại gốc tọa độ) có dạng:
( )
0
u Acos t= ω + ϕ
với
0
ϕ
là pha
ban đầu thì phương trình sóng tại M có dạng
M 0
2
u A cos t x
π
 
= ω − + ϕ
 ÷
λ
 
.
7. Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng d sẽ là

d 2 fd 2 d
v v
ω π π
∆ϕ = = =
λ

II/. Sóng dừng
1. Sự phản xạ của sóng:
+ Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản

xạ.
+ Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
2. Sóng dừng:
+ Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.
+ Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng.
+ Sóng dừng là kết quả của hiện tượng giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ truyền theo
cùng một phương. Dựa vào sóng dừng, ta có thể xác định được tốc độ truyền sóng.
3. Điều kiện để có sóng dừng:
+ Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải
bằng một số nguyên lần nửa bước sóng.
( )
n n 1,2,3
2
λ
= =l
. n bằng số bụng sóng quan sát
được.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 6
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều
dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần
4
λ
.
( ) ( )
2n 1 n 0,1,2,
4
λ
= + =l
Hay:

( )
m m 1,3,5,
4
λ
= =l
+ Khi có sóng dừng xảy ra trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng thời gian giữa hai lần liên
tiếp sợi dây duỗi thẳng sẽ bằng nửa chu kỳ của sóng.
III/. Giao thoa sóng
1. Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng
cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa của sóng.
Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.
2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn kết hợp,
nghĩa là hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo
thời gian.
Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là hai sóng kết hợp.
3. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa:
Với hai nguồn phát sóng kết hợp, cùng pha (hai nguồn đồng bộ)
+ Những điểm có biên độ dao động cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ
hai nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng.
( )
2 1
d d k k 0, 1, 2, − = λ = ± ±
.
Tại đó hai dao động thành phần cùng pha nhau.
+ Những điểm có biên độ dao động cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng
từ hai nguồn truyền tới bằng một số bán nguyên lần bước sóng.
( )
2 1
1
d d k k 0, 1, 2,

2
 
− = + λ = ± ±
 ÷
 
. Tại đó hai dao động thành phần ngược pha nhau.
+ Khi có sự giao thoa của hai sóng được tạo ra từ hai nguồn kết hợp
1
S
và
2
S
cùng pha.
Ta xét:
1 2
S S
n r= +
λ
(n là phần nguyên, r là phần thập phân)
- Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng
1 2
S S
bằng 2n +1 (số lẻ)
- Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn thẳng
1 2
S S
bằng 2n (nếu r < 0,5) và
bằng 2n +2 (nếu
r 0,5≥
) (số chẵn). Nếu hai nguồn

1
S
và
2
S
ngược pha nhau thì kết
quả ngược lại.
4. Khi có giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại (hoặc hai cực tiểu) giao
thoa gần nhau nhất, nằm trên đường nối hai tâm dao động bằng nửa bước sóng.
5. Sự nhiễu xạ của sóng: Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền
thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng.
IV/. Sóng âm
1. Sóng âm (gọi tắt là âm) là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Sóng
âm không truyền được trong chân không.
+ Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm và không đổi trong quá trình
truyền âm.
+ Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường. Nó
thay đổi theo nhiệt độ.
+ Trong chất khí và chất lỏng sóng âm là sóng dọc. Trong chất rắn sóng âm gồm cả sóng
dọc và sóng ngang.
+ Sóng âm truyền đến tai người gây ra cảm giác về âm. Cảm giác về âm phụ thuộc vào
nguồn âm và tai người nghe.
+ Những âm gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là âm nghe được, có tần số từ 16 Hz
đến 20.000 Hz.
+ Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm. Âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là siêu
âm.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 7
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
2. Đặc trưng vật lý của âm
+ Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng nhất của âm. Âm có tần số xác

định, thường do nhạc cụ phát ra gọi là nhạc âm.
+ Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm truyền
qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.
Đơn vị của cường độ âm là
( )
2
W / m
.
+ Mức cường độ âm: Đại lượng
o
I
L lg
I
=
gọi là mức cường độ âm của âm I (so với âm
o
I
).
Trong đó
( )
12 2
o
I 10 W / m
−
=
là cường độ âm chuẩn.
Đơn vị mức cường độ âm là ben (B). Người ta thường dùng đơn vị là đêxiben (dB).
Nếu tính theo đơn vị đêxiben thì:
( )
o

I
L dB 10lg
I
=
Khi L = 10 dB = 1 B thì
1
0
I 10 I=
; L = 20 dB = 2 B thì
2
0
I 10 I=
; L = 30 dB = 3 B thì
3
0
I 10 I=
;…
+ Âm cơ bản và họa âm: Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f
o
thì bao giờ nhạc cụ
đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f
o
, 3f
o
, 4f
o
,…có cường độ khác nhau. Âm
có tần số f
o
gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất. Các âm có tần số 2f

o
, 3f
o
, 4f
o
,…gọi là các
họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư,… Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm.
+ Đồ thị dao động của âm:Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc
âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó. Đồ thị dao động của âm là đặc trưng vật lý của
âm.
Đồ thị dao động của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn
khác nhau.
3. Đặc trưng sinh lý của âm
+ Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số âm. Âm có tần số lớn
gọi là âm cao hay âm bổng, âm có tần số nhỏ gọi là âm thấp hay âm trầm.
+ Độ to của âm là đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số và mức cường độ âm. Với
cùng một cường độ âm, tai người nghe được âm có tần số cao “to” hơn âm có tần số thấp.
+ Âm sắc: Các nhạc cụ khác nhau khi phát ra âm có cùng độ cao nhưng vẫn có sắc thái
khác nhau. Đặc trưng đó của âm gọi là âm sắc. Âm sắc là đặc trưng sinh lý của âm nó dựa
trên tần số và biên độ. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm. Âm sắc giúp
ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra.
4. Để gây ra được cảm giác âm ở tai người thì mức cường độ âm phải có giá trị ở trong miền
nghe được. Miền nghe được nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau.
+ Giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà còn gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là
ngưỡng nghe. Ngưỡng nghe thay đổi theo tần số âm.
+ Khi mức cường độ âm đạt 130 (dB) ứng với cường độ âm
( )
2
10 W / m
đối với mọi tần số

sẽ gây cho người nghe một cảm giác nhức nhối, đau đớn. Giá trị đó được gọi là ngưỡng
đau.
5. Nguồn nhạc âm:
+ Dây đàn hai đầu cố định: Trên một sợi dây đàn có chiều dài
l
, được kéo căng bằng một
lực không đổi, chỉ xảy ra sóng dừng với tần số
nv
f
2
=
l
Với n = 1 thì
1
v
f
2
=
l
âm phát ra
gọi là âm cơ bản.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 8
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Với n = 2 thì
2
v
f =
l
âm phát ra gọi là hoạ âm bậc 2. Với n = 3 ta có hoạ âm bậc 3, …
+ Với ống sáo có một đầu kín, một đầu hở sẽ xảy ra sóng dừng với tần số

mv
f
4
=
l
(m là
số lẻ). Với m = 1 âm phát ra là âm cơ bản ; m = 3, 5, … ta có các hoạ âm bậc 3, bậc 5, …
Các hoạ âm có số bậc lẻ.
Chiều dài ống sáo càng lớn thì âm phát ra có tần số càng nhỏ, âm phát ra càng trầm.
+ Mỗi cây đàn dây, thường có một hộp đàn có hình dạng và kích thước khác nhau. Hộp đàn
có tác dụng như một hộp cộng hưởng sẽ tăng cường âm cơ bản và một số hoạ âm khiến
cho âm tổng hợp phát ra vừa to, vừa có một âm sắc riêng đặc trưng cho đàn đó.
V/. Hiệu ứng Đốp-ple
1. Sự thay đổi tần số sóng do nguồn sóng chuyển động tương đối so với máy thu gọi là hiệu
ứng Đốp-ple.
2. Tần số của âm mà người quan sát (máy thu) nghe được:
M
S
v v
f ' f
v v
±
=
m
Trong đó: f là tần số của âm do nguồn âm phát ra ; v là tốc độ truyền âm.
M
v
là tốc độ chuyển động của máy thu (lấy dấu (+) nếu máy thu chuyển động lại gần
nguồn âm và lấy dấu (-) nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm).
S

v
là tốc độ chuyển động của nguồn âm (lấy dấu (-) nếu nguồn âm chuyển động lại gần
máy thu và lấy dấu (+) nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu).
+ Nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên thì
M
v v
f ' f f
v
+
= >
.
+ Nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm đứng yên thì
M
v v
f ' f f
v
−
= <
.
+ Nếu nguồn âm chuyển động lại gần máy thu đứng yên thì
S
v
f ' f f
v v
= >
−
.
+ Nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu đứng yên thì
S
v

f ' f f
v v
= <
+
.
Chương 3
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I/. Dòng điện xoay chiều
1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy
luật của hàm số sin hay côsin, có dạng:
( )
0
i I cos t= ω + ϕ
.
Trong đó: + i là cường độ tức thời (A). +
0
I
là cường độ cực đại (A) (
0
I
> 0)
+
ω
là tần số góc (rad/s). (
0
ω >
) và
2
2 f

T
π
ω = = π
với T là chu kỳ ; f là tần
số.
+ (
tω + ϕ
) là pha của dòng điện ở thời điểm t và
ϕ
là pha ban đầu.
2. Suất điện động xoay chiều
+ Suất điện động xoay chiều được tạo ra dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
+ Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc
ω
quanh
một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều
B
ur
. Ở thời điểm t, từ thông
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 9
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
qua khung dây sẽ là
( )
0
NBScos tΦ = ω + ϕ
. Trong đó N là số vòng dây, B là cảm ứng từ
(T), S là diện tích của khung (m
2
),
ω

là tốc độ góc (rad/s),
0
ϕ
là góc hợp bởi
B
ur
và vectơ
pháp tuyến
n
r
của khung dây ở thời điểm ban đầu (rad) và
Φ
là từ thông (
Wb
). Từ thông
qua khung dây biến thiên, trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng
( )
0
d
e NBSsin t
dt
Φ
= − = ω ω + ϕ
gọi là suất điện động xoay chiều.
3. Điện áp xoay chiều
+ Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều với một đoạn mạch tiêu thụ điện. Trong mạch
có dao động điện cưỡng bức với tần số bằng tần số của suất điện động do máy phát điện tạo
ra. Giữa hai đầu đoạn mạch có một hiệu điện thế biến thiên theo thời gian theo định luật
dạng sin gọi là hiệu điện thế xoay chiều hay điện áp xoay chiều.
+ Trong trường hợp tổng quát, biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

( )
0 u
u U cos t= ω + ϕ
, dòng điện trong mạch
( )
0 i
i I cos t= ω + ϕ
. Đại lượng
u i
ϕ = ϕ − ϕ
gọi là
độ lệch pha của u so với i.
- Nếu
ϕ
> 0 thì u sớm pha hơn i một góc
ϕ
.
- Nếu
ϕ
< 0 thì u trễ pha hơn i một góc
ϕ
.
- Nếu
ϕ
= 0 thì u đồng pha với i.
4. Các giá trị hiệu dụng
+ Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện
không đổi, nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng
thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau.

0
I
I
2
=
Với
0
I
là cường độ cực đại (A) và I là cường độ hiệu dụng (A).
+ Ngoài ra điện áp (hiệu điện thế xoay chiều), suất điện động, cường độ điện trường,
điện tích, … cũng có các giá trị hiệu dụng tương ứng. Giá trị hiệu dụng bằng giá trị cực đại
chia cho
2
.

0
U
U
2
=
Với U là điện áp hiệu dụng (V) và
0
U
là điện áp cực đại (V).

0
E
E
2
=

Với E là suất điện động hiệu dụng (V) và
0
E
là suất điện động cực đại (V).
+ Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị hiệu dụng.
II/. Các mạch điện xoay chiều
1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R
+ Nếu
0
u U cos t= ω
thì
0
0
U
i cos t I cos t
R
= ω = ω
. Trong đó R là điện trở (
Ω
).
+ Nếu
0
i I cos t= ω
thì
0 0
u I Rcos t U cos t= ω = ω
.
+ Cường độ dòng điện qua điện trở thuần cùng pha với điện áp ở hai đầu điện trở.
+ Định luật Ôm
U

I
R
=
Với U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch (V).
2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C
+ Nếu
0
u U cos t= ω
thì
0 0
i U Ccos t I cos t
2 2
π π
   
= ω ω + = ω +
 ÷  ÷
   
. Trong đó C là điện dung
của tụ điện, đơn vị là fara (F).
6
1 F 10 F
−
µ =
;
9
1 nF 10 F
−
=
;
12

1 pF 10 F
−
=
.
+ Nếu
0
i I cos t= ω
thì
0
0
I
u cos t U cos t
C 2 2
π π
   
= ω − = ω −
 ÷  ÷
ω
   
+ Cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha
2
π
so với điện áp ở hai đầu tụ điện.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 10
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Định luật Ôm
C
U
I
Z

=
Trong đó
C
1
Z
C
=
ω
gọi là dung kháng (
Ω
).
3. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần L
+ Nếu
0
u U cos t= ω
thì
0
0
U
i cos t I cos t
L 2 2
π π
   
= ω − = ω −
 ÷  ÷
ω
   
. Trong đó L là độ tự cảm của
cuộn cảm, đơn vị là henry (H).
3

1 mH 10 H
−
=
;
6
1 H 10 H
−
µ =
.
+ Nếu
0
i I cos t= ω
thì
0 0
u I Lcos t U cos t
2 2
π π
   
= ω ω + = ω +
 ÷  ÷
   
+ Cường độ dòng điện qua cuộn cảm thuần trễ pha
2
π
so với điện áp ở hai đầu cuộn cảm
thuần.
+ Định luật Ôm
L
U
I

Z
=
Trong đó
L
Z L= ω
gọi là cảm kháng (
Ω
).
4. Mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp
+ Nếu
0
u U cos t= ω
thì
( ) ( )
0
0
U
i cos t I cos t
Z
= ω − ϕ = ω − ϕ
.
+ Nếu
0
i I cos t= ω
thì
( ) ( )
0 0
u I Zcos t U cos t= ω + ϕ = ω + ϕ
.
+ Trong đó Z được gọi là tổng trở của mạch (

Ω
).
( )
2
2
L C
Z R Z Z= + −
+ Giản đồ Fre-nen:
+ Độ lệch pha
ϕ
được tính bởi
L C
Z Z
tan
R
−
ϕ =
Với
2 2
π π
− ≤ ϕ ≤ +
Đơn vị của
ϕ
là
rad.
- Nếu
L C
Z Z>
thì
0ϕ >

, mạch có tính cảm kháng, u sớm pha hơn i.
- Nếu
L C
Z Z<
thì
0ϕ <
, mạch có tính dung kháng, u trễ pha hơn i.
- Nếu
L C
Z Z=
thì
0ϕ =
, mạch có cộng hưởng, u cùng pha hơn i.
+ Định luật Ôm
U
I
Z
=
Hay
U IZ=
.
+ Ngoài ra ta còn có:
( )
2
2
R L C
U U U U= + −
và
L C
R

U U
tan
U
−
ϕ =
Trong đó
R L L C C
U IR ; U IZ ; U IZ= = =
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 11
L
U
r
O
R
U
r
i (trục dòng điện)
ϕ
C
U
r
U
r
L C
U U
+
r r
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp: Trong đoạn mạch R,
L, C mắc nối tiếp. Nếu Z

L
= Z
C
hay
1
LC
ω =
(
2
1
LC
ω =
) thì
min
Z Z R= =
và
max
U
I I
R
= =
Dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp (
ϕ
= 0). Đó là hiện tượng cộng hưởng điện.
+ Lưu ý: Nếu mạch điện không có R thì có thể xem như R = 0 ; không có C thì xem như
C
Z 0=
; không có L thì xem như
L
Z 0=

.
III/. Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều
1. Công suất:

UIcos= ϕP
Đơn vị công suất là oát (W).
+ Mạch điện chỉ có R hoặc mạch xảy ra cộng hưởng thì
ϕ
= 0. Công suất
2
U
UI
R
= =P
+ Mạch chỉ có C thì
2
π
ϕ = −

( )
cos 0ϕ = ⇒
= 0P
+ Mạch chỉ có L thì
2
π
ϕ =

( )
cos 0ϕ = ⇒
= 0P

2. Hệ số công suất:
Trong công thức tính công suất,
cosϕ
được gọi là hệ số công suất có giá trị
0 cos 1≤ ϕ ≤
.
+ Trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp thì
R
U
cos
U
ϕ =
Hay
R
cos
Z
ϕ =

Từ đó ta được
2
2
2
U R
UIcos I R
Z
= ϕ = =P
+ Với cùng công suất P và điện áp U, nếu
cosϕ
nhỏ thì I lớn, hao phí do tỏa nhiệt
trên dây dẫn sẽ lớn. Đó là điều ta cần tránh.

+ Trong các nhà máy công nghiệp, nếu
cosϕ
nhỏ thì
hp
P
sẽ lớn. Vì thế hệ số công
suất
cosϕ
được quy định tối thiểu phải bằng 0,85.
3. Điện năng tiêu thụ
( )
W = .t = UIcos .tϕP
Đơn vị điện năng là Jun (J). (1 kJ =
3
10
J)
Ngoài ra điện năng thường dùng đơn vị là kW.h (1 kW.h = 3 600 000 (J) =
6
3,6.10 J
).
IV/. Máy phát điện xoay chiều
1. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều
+ Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện
từ.
+ Khi từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên theo quy luật
1 o
cos tΦ = Φ ω
và trong cuộn dây
có N vòng thì trong cuộn dây xuất hiện suất điện động xoay chiều:
1

o
d
e N N sin t
dt
Φ
= − = ω Φ ω
.
Hay:
o
e N cos t
2
π
 
= ω Φ ω −
 ÷
 
Trong đó
o
Φ
là từ thông cực đại qua một vòng dây.
Biên độ của suất điện động là
o o
E N= ω Φ
+ Có hai cách tạo ra suất điện động xoay chiều:
- Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường.
- Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định.
2. Máy phát điện xoay chiều một pha
+ Cấu tạo: - Phần cảm tạo ra từ trường là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.
- Phần ứng tạo ra suất điện động cảm ứng là những cuộn dây.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 12

Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay. Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rôto.
Nếu máy có p cặp cực, quay với tốc độ n vòng/giây
Thì tần số biến thiên của suất điện động sẽ là
f n.p=
+ Hoạt động: Nếu máy có phần ứng quay, phần cảm cố định thì stato là nam châm đặt cố
định, còn rôto là khung dây quay quanh một trục trong từ trường tạo bởi stato. Dòng điện
được đưa ra mạch ngoài nhờ vào hai vành khuyên, mỗi vành khuyên được nối với một
đầu dây của khung và hai thanh quét tì lên hai vành khuyên. Khi khung quay, hai vành
khuyên trượt trên hai thanh quét, dòng điện từ trong khung theo vành khuyên truyền qua
thanh quét ra mạch ngoài.
Nếu máy có phần cảm quay, phần ứng cố định thì rôto là nam châm điện. Stato gồm nhiều cuộn
dây có lõi sắt xếp thành vòng tròn.
3. Máy phát điện xoay chiều ba pha
+ Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện
động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là
2
3
π
.
+ Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ba pha: Stato gồm ba cuộn dây giống nhau, quấn
trên ba lõi sắt đặt lệch nhau
o
120
trên một vòng tròn. Rôto là một nam châm điện.
+ Hoạt động:
Khi rôto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ba cuộn dây có cùng biên
độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là
2
3

π
. Nếu nối các đầu dây của ba cuộn với ba
mạch ngoài giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch
nhau về pha là
2
3
π
.
V/. Động cơ không đồng bộ ba pha
1. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ
Nhờ vào hiện tượng cảm ứng diện từ và tác dụng của từ trường quay mà khung dây dẫn
đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó, với tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay
của từ trường. Động cơ hoạt động theo nguyên tắc trên gọi là động cơ không đồng bộ hay
động cơ cảm ứng.
2. Cách tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha
Mắc ba cuộn dây giống nhau với mạng điện ba pha, bố trí mỗi cuộn lệch nhau 1/3 vòng
tròn. Trong ba cuộn dây có ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau
2
3
π
. Từ trường do mỗi cuộn dây gây ra có cảm ứng từ biến đổi tuần hoàn với cùng tần số
góc
ω
nhưng lệch pha nhau
2
3
π
. Cảm ứng từ của từ trường tổng hợp có độ lớn không đổi
và quay trong mặt phẳng song song với ba trục của ba cuộn dây với tốc độ góc bằng
ω

.
3. Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
- Cấu tạo:
+ Stato gồm ba cuộn dây giống nhau quấn trên ba lõi sắt bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn.
+ Rôto là một hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau. Trong các rãnh
xẻ ở mặt ngoài rôto có đặt các thanh kim loại. Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành
kim loại tạo thành một chiếc lồng. Lồng này cách điện với lõi thép và có tác dụng như
nhiều khung dây đồng trục đặt lệch nhau. Rôto nói trên được gọi là rôto lồng sóc.
- Hoạt động:
Khi mắc các cuộn dây của stato với nguồn điện ba pha, từ trường quay tạo thành có tốc độ
góc bằng tần số góc của dòng điện. Từ trường quay tác dụng lên dòng điện cảm ứng trong
các khung dây ở rôto các momen lực làm rôto quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ
trường. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác.
Công suất tiêu thụ P của động cơ bằng tổng công suất tiêu thụ của ba cuộn dây ở stato.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 13
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Hiệu suất của động cơ:
i
H =
P
P
VI/. Máy biến áp . Truyền tải điện
1. Máy biến áp
Máy biến áp là thiết dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của
nó.
+ Cấu tạo: Gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín.
+ Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Một trong hai cuộn của máy biến áp
được nối với nguồn điện xoay chiều, gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu
thụ điện năng, gọi là cuộn thứ cấp. Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ
thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động

xoay chiều.
+ Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp:
Nếu bỏ qua điện trở của các cuộn dây và xem hao phí điện năng trong máy biến áp
là không đáng kể thì ta có:
1 1
2 2
U N
U N
=
và
1 2
2 1
I U
I U
=
Trong đó:
1 2
U , U
là điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.
1 2
N , N
là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
1 2
I ,I
là cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp và thứ cấp.
+ Nếu
2 1
N N>
thì
2 1

U U>
. Máy tăng áp.
+ Nếu
2 1
N N<
thì
2 1
U U<
. Máy hạ áp.
Máy biến áp làm tăng điện áp lên bao nhiêu lần thì làm giảm cường độ dòng điện đi bấy
nhiêu lần và ngược lại.
2. Truyền tải điện
Khi truyền tải điện năng đi xa, thường bị tiêu hao do tỏa nhiệt trên đường dây.
Gọi R là điện trở của dây tải, P là công suất truyền đi, U là điện áp ở nơi phát,
cosϕ
là hệ
số công suất của mạch điện thì công suất hao phí trên đường dây là:

2
2
2 2
RI R
U cos
∆ = =
ϕ
P
P
+ Nếu P, U, R xác định khi mạch có hệ số công suất lớn thì công suất hao phí nhỏ.
+ Nếu P và
cosϕ

xác định, muốn giảm
∆P
ta phải:
- Giảm điện trở R. Cách làm này rất tốn kém, không kinh tế.
- Tăng điện áp U ở nơi phát và giảm điện áp ở nơi tiêu thụ. Cách này thực hiện dễ dàng
nhờ vào máy biến áp.
Chương 4
DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

I/. Dao động điện từ
1. Mạch dao động (hay khung dao động) là mạch kín gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Điện
trường và từ trường trong mạch biến thiên, nên dao động của mạch gọi là dao động điện từ.
2. Trong mạch dao động, điện tích q của tụ điện, dòng điện i trong mạch và hiệu điện thế u
giữa hai bản tụ đều biến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với tần số góc
1
LC
ω =
.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 14
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
+ Nếu
( )
o
q q cos t= ω + ϕ
thì
( )
o
q
q
u cos t

C C
= = ω + ϕ
Đơn vị điện tích là cu-lông (C)
và
( )
o o
i q' q sin t I cos t
2
π
 
= = −ω ω + ϕ = ω + ϕ+
 ÷
 
Với
o o
I q= ω
3. Nếu không có tác động điện hoặc từ với bên ngoài, thì dao động điện từ là một dao động tự
do
+ Tần số góc riêng:
1
LC
ω =
+ Chu kỳ riêng:
T 2 LC= π
+ Tần số riêng:
1
f
2 LC
=
π

L là độ tự cảm của cuộn cảm, đơn vị là henry (H) và C là điện dung của tụ điện, đơn vị là
fara ( F).
+ Bội và ước thập phân: kilô (k) =
3
10
; mêga (M) =
6
10
; giga (G) =
9
10
đêxi (d)
=
1
10
−
centi (c) =
2
10
−
; mili (m) =
3
10
−
; micrô (
µ
) =
6
10
−

; nanô (n) =
9
10
−
; picô (p)
=
12
10
−
4. Năng lượng của mạch dao động LC: Xét mạch dao động LC có
( )
o
q q cos t= ω + ϕ
+ Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện:

2
2
C
1 1 1 q
W Cu qu
2 2 2 C
= = =
hay:
( )
2
2
o
C
q
1

W cos t
2 C
= ω + ϕ
+ Năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm:

2
L
1
W Li
2
=
hay
( )
2 2 2
L o
1
W L q sin t
2
= ω ω + ϕ

( )
2
2
o
L
q
1
W sin t
2 C
= ω +ϕ

+ Năng lượng điện từ của mạch dao động LC:

C L
W=W W+
= hằng số
2
2 2
o
o o o o
q
1 1 1 1
W CU q U LI
2 C 2 2 2
= = = =
Đơn vị năng lượng là Jun
(J)
Vậy, trong quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện
trường luôn chuyển hóa cho nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ là không đổi.
5. Dao động điện từ tắt dần. Trong mạch dao động thực (r ≠ 0) luôn có tiêu hao năng lượng,
nên năng lượng của mạch sẽ giảm dần. Dao động của mạch sẽ tắt khi năng lượng đã hết.
Hiện tượng này gọi là dao động điện từ tắt dần. Điện trở r càng lớn thì sự tắt dần càng
nhanh.
6. Dao động điện từ duy trì. Để dao động điện từ không tắt dần, người ta bố trí một cơ cấu
bù năng lượng cho mạch. Sau mỗi chu kỳ dao động, mạch được bổ sung đúng số năng
lượng đã bị tiêu hao. Dao động của mạch khi đó gọi là dao động điện từ duy trì, có tần số
vẫn là tần số dao động riêng. Hệ dao động khi đó gọi là hệ tự dao động.
7. Dao động điện từ cưỡng bức. Mắc mạch dao động LC có tần số dao động riêng ω
o
với một
nguồn điện ngoài có hiệu điện thế

o
u U cos t= ω
. Lúc này dòng điện trong mạch dao động
với tần số
ω
của nguồn điện. Dao động của mạch khi đó gọi là dao động điện từ cưỡng bức.
+ Sự cộng hưởng. Khi
ω
= ω
o
thì biên độ dao động điện đạt cực đại. Hiện tượng này gọi là
sự cộng hưởng. Giá trị cực đại của biên độ khi cộng hưởng phụ thuộc điện trở thuần R của
mạch.
II/. Điện từ trường
1. Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
+ Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện điện trường xoáy. Đường sức của điện
trường xoáy là những đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của từ trường.
+ Ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường. Đường sức của
từ trường là những đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của điện trường.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 15
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
2. Điện từ trường. Bất kỳ điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên, và
ngược lại, từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên. Điện trường biến
thiên và từ trường biến thiên chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là
điện từ trường.
III/. Sóng điện từ
1. Sóng điện từ. Quá trình lan truyền điện từ trường gọi là sóng điện từ.
2. Đặc điểm của sóng điện từ
+ Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng tốc độ ánh sáng (v = c = 3.
8

10
m/s)
+ Sóng điện từ là sóng ngang.
E
ur
vuông góc với
B
ur
và cả hai cùng vuông góc với phương
truyền sóng
Ox
uuur
. (
E,B,Ox
ur ur uuur
) tạo thành một tam diện thuận.
E
ur
và
B
ur
đều biến thiên tuần hoàn
theo không gian và thời gian, và luôn đồng pha.
+ Sóng điện từ truyền được trong mọi môi trường kể cả trong chân không.
+ Bước sóng
v
v.T
f
λ = =
Trong chân không (hay trong không khí)

( )
8
c 3.10
c.T m
f f
λ = = =
3. Tính chất của sóng điện từ
+ Sóng điện từ mang năng lượng. Tần số càng cao thì năng lượng sóng càng lớn.
+ Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.
+ Tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ.
IV/. Truyền thông bằng sóng điện từ
1. Mạch dao động hở. Anten
Trong mạch dao động LC, nếu các bản của tụ điện lệch đi, đồng thời tách xa các vòng cuộn
cảm thì có sóng điện từ lan tỏa ra không gian bên ngoài. Mạch dao động như thế gọi là mạch
dao động hở.
Anten chính là một dạng mạch dao động hở, nó bức xạ sóng điện từ mạnh nhất.
2. Nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ theo quy trình chung là:
+ Biến các âm thanh hoặc hình ảnh muốn truyền thành các dao động điện tần số thấp gọi là các
tín hiệu âm tần (hoặc thị tần).
+ Dùng sóng điện từ tần số cao (cao tần) mang các tín hiệu âm tần đi xa qua anten phát.
+ Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần (nhờ hiện tượng cộng
hưởng).
+ Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần rồi dùng loa để nghe âm thanh đã truyền tới (hoặc dùng
màn hình để xem hình ảnh).
3. + Hệ thống phát thanh gồm: dao động cao tần, ống nói, khuếch đại cao tần, anten phát.
+ Hệ thống thu thanh gồm: anten thu, chọn sóng, tách sóng, khuếch đại âm tần, loa.
4. Sự truyền sóng điện từ quanh Trái Đất. Căn cứ vào bước sóng, sóng điện từ được chia thành
các dải: Sóng dài (> 1 000 m) ; Sóng trung (
1000 m 100 m÷
) ; Sóng ngắn (

100 m 10 m÷
) ;
Sóng cực ngắn (
10 m 0,01 m÷
)
+ Các loại sóng dài, trung và ngắn đều bị tầng điện li phản xạ với mức độ khác nhau, do đó
các sóng này có thể đi vòng quanh Trái Đất qua nhiều lần phản xạ giữa tầng điện li và mặt đất.
các loại sóng này được dùng trong truyền thanh, truyền hình trên mặt đất.
+ Sóng cực ngắn có khả năng đi xuyên qua tầng điện li, có khả năng truyền thẳng từ nơi
phát đến nơi thu. Sóng cực ngắn hay được dùng để thông tin trong cự li vài chục kilômét, hoặc
truyền thông qua vệ tinh.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 16
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Chương 5 &6
SÓNG ÁNH SÁNG & LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I/. Tán sắc ánh sáng
1. Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng (do Niu-tơn thực hiện lần đầu tiên năm 1672)
+ Bố trí thí nghiệm như hình 35.1
+ Kết quả: Chùm ánh sáng trắng của Mặt Tời, sau khi qua lăng kính, đã bị phân tách thành
một dải sáng liên tục nhiều màu. Trong đó có bảy màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam,
chàm, tím. Chùm sáng màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm sáng màu tím bị lệch nhiều nhất. Dải
màu này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời. Hiện tượng này gọi là sự tán sắc ánh
sáng.
2. Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc
a) Ánh sáng đơn sắc
+ Bố trí thí nghiệm như hình 35.2 (Thí nghiệm của Niu-tơn về ánh sáng đơn sắc)
+ Kết quả: Chùm sáng có màu xác định, gọi là chùm sáng đơn sắc, khi đi qua lăng kính vẫn
giữ nguyên màu, không bị tán sắc. Góc lệch của các chùm tia có màu khác nhau khi truyền
qua lăng kính là khác nhau.

+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc mà chỉ bị lệch khi đi qua lăng kính.
b) Ánh sáng trắng
Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn điện dây tóc,…)
là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím. Ánh sáng trắng là một trường
hợp của ánh sáng phức tạp, hay ánh sáng đa sắc.
3. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng
+ Ta biết rằng, ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến
tím. Ngoài ra, chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là
khác nhau, nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ và lớn nhất đối với ánh sáng tím. Chiết suất của
lăng kính càng lớn thì góc lệch của tia sáng qua lăng kính càng lớn. Nên khi các chùm sáng
đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh sáng trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính, bị
lệch với các góc lệch khác nhau. Kết quả là, chùm ánh sáng trắng ló ra khỏi lăng kính bị trải
rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng.
+ Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh
sáng đơn sắc khác nhau.
4. Ứng dụng sự tán sắc ánh sáng
+ Ứng dụng trong máy quang phổ để phân tích một chùm ánh sáng đa sắc thành các thành
phần đơn sắc.
+ Giải thích nhiều hiện tượng quang học như cầu vồng, đó là do sự tán sắc ánh sáng tạo nên.
II/. Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng
1. Nhiễu xạ ánh sáng
+ Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng. Hiện
tượng này quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt
hoặc không trong suốt.
+ Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng, lỗ nhỏ hoặc khe nhỏ
được chiếu sáng có vai trò như một nguồn phát sóng ánh sáng.
+ Mỗi chùm sáng đơn sắc có một bước sóng và tần số xác định. Trong chân không bước
sóng của ánh sáng đơn sắc được tính theo công thức
c
f

λ =
. Trong môi trường có chiết suất
n thì
v c
'
f nf n
λ
λ = = =
.
2. Giao thoa ánh sáng
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 17
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
a) Thí nghiệm: Bố trí như hình 36.3
b) Kết quả thí nghiệm:
Khi chiếu vào khe S ánh sáng đơn sắc đỏ thì trên màn E ta thấy một vùng sáng hẹp
trong đó xuất hiện những vạch sáng màu đỏ và các vạch tối, xen kẽ nhau, song song với khe
S.
Khi chiếu vào khe S ánh sáng trắng thì trên màn E ta thấy có một vạch sáng trắng ở
chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. (Hình 37.2)
c) Giải thích: (Hình 36.4)
Ánh sáng từ đèn Đ qua kính lọc sắt F chiếu sáng khe S làm cho khe S trở thành
nguồn phát sóng ánh sáng, truyền đến hai khe
1 2
S ,S
(được gọi là khe Y-âng). Hai khe
1 2
S ,S

được chiếu sáng bởi cùng một nguồn sáng S, nên trở thành hai nguồn kết hợp có cùng tần
số. Hai sóng do

1 2
S ,S
phát ra là hai sóng kết hợp có cùng bước sóng và có độ lệch pha
không đổi, nên trong vùng không gian hai sóng gặp nhau sẽ giao thoa với nhau.
+ Các vạch sáng gọi là vân sáng ứng với cực đại giao thoa.
+ Các vạch tối gọi là vân tối ứng với cực tiểu giao thoa.
d) Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng giao nhau phải là hai
chùm sáng kết hợp.
e) Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định
ánh sáng có tính chất sóng.
3. Vị trí các vân giao thoa
+ Vị trí vân sáng:
( )
D
x k k 0, 1, 2,
a
λ
= = ± ±
k gọi là bậc của vân sáng.
x = 0 ta có vân sáng ứng với k = 0, gọi là vân sáng trung tâm hay vân sáng chính giữa.
k 1= ±
vân sáng bậc 1;
k 2= ±
vân sáng bậc 2;…
+ Vị trí vân tối:
( )
1 D
x k k 0, 1, 2,
2 a
λ

 
= + = ± ±
 ÷
 
Xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là một vân tối, các vân sáng và các vân tối cách đều nhau.
4. Khoảng vân. Khoảng cách giữa hai vân sáng cạnh nhau hoặc hai vân tối cạnh nhau gọi là
khoảng vân. Kí hiệu i.
k 1 k
i x x
+
= −
Hay
D
i
a
λ
=
Trong đó: a là khoảng cách giữa hai khe sáng (mm).
D là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát (m).
λ
là bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm
( )
mµ
.
i (mm) và x (mm).
5. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa
Từ công thức
D
i
a

λ
=
suy ra
ia
D
λ =
Nếu đo chính xác D, a và i thì ta xác định được
bước sóng ánh sáng
λ
. Đó là nguyên tắc của phép đo bước sóng ánh sáng bằng phương
pháp giao thoa.
6. Bước sóng và màu sắc ánh sáng
+ Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (tần số) xác định.
+ Trong chân không (trong không khí) ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ
0,38 mµ
(ánh
sáng tím) đến
0,76 mµ
(ánh sáng đỏ).
+ Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không:
Màu ánh sáng
Bước sóng
λ
( )
mµ
Màu ánh sáng
Bước sóng
λ
( )
mµ

Đỏ 0,640
÷
0,760 Lam 0,450
÷
0,510
Cam 0,590
÷
0,650 Chàm 0,430
÷
0,460
Vàng 0,570
÷
0,600 Tím 0,380
÷
0,440
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 18
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Lục 0,500
÷
0,575
7. Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng
Chiết suất của môi trường trong suốt có giá trị phụ thuộc tần số và bước sóng của
ánh sáng. Đối với một môi trường trong suốt nhất định, chiết suất ứng với ánh sáng có
bước sóng càng dài thì có giá trị càng nhỏ hơn so với chiết suất ứng với ánh sáng có bước
sóng ngắn.
III/. Máy quang phổ. Các loại quang phổ
1. Máy quang phổ lăng kính
a) Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành
phần đơn sắc khác nhau. Nói khác đi, nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một
chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra.

b) Cấu tạo: Máy quang phổ lăng kính có ba bộ phận chính
+ Ống chuẩn trực có dạng một cái ống tạo ra chùm tia sáng song song, Nó có một khe hẹp
F nằm ở tiêu diện của một thấu kính hội tụ
1
L
.
+ Hệ tán sắc gồm một hoặc vài lăng kính P, có tác dụng phân tích chùm tia song song từ
1
L
chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
+ Buồng tối hay buồng ảnh là một hộp kín có một thấu kính hội tụ
2
L
và một tấm kính ảnh
hoặc một tấm kính mờ đặt tại tiêu diện của
2
L
.
c) Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Ánh sáng từ nguồn S rọi vào khe F, khi ló ra khỏi ống chuẩn trực nó trở thành chùm
sáng song song. Chùm sáng này qua lăng kính bị phân tách thành nhiều chùm đơn sắc song
song. Mỗi chùm sáng đơn sắc ấy được thấu kính
2
L
của buồng ảnh làm hội tụ thành một
vạch màu đơn sắc trên tấm kính ảnh. Tập hợp các vạch màu đó tạo thành quang phổ của
nguồn S.
2. Quang phổ liên tục
Quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục gọi là
quang phổ liên tục.

+ Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng và những chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát
ra quang phổ liên tục.
+ Tính chất: không phụ thuộc bản chất của vật phát sáng, mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của vật.
Khi nhiệt độ của vật tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh dần và miền quang phổ lan
dần về phía bức xạ có bước sóng ngắn.
3. Quang phổ vạch phát xạ
Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối,
được gọi là quang phổ vạch phát xạ.
+ Nguồn phát: Do các chất khí, hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích.
+ Tính chất: Mỗi nguyên tố hóa học khi bị kích thích, phát ra các bức xạ có bước sóng xác
định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố ấy.
Các nguyên tố khác nhau, phát ra các quang phổ vạch khác hẳn nhau về số lượng
vạch, về màu sắc, bước sóng (tức là về vị trí) của các vạch và về cường độ sáng của các
vạch đó.
4. Quang phổ vạch hấp thụ
a) Quang phổ hấp thụ của chất khí hoặc hơi
Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ
được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi) đó.
+ Điều kiện để thu dược quang phổ hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải
thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.
b) Sự đảo vạch quang phổ: Những vạch màu trong quang phổ phát xạ đã trở thành vạch tối
trong quang phổ hấp thụ, hiện tượng đó được gọi là sự đảo vạch quang phổ.
+ Như vậy, mỗi nguyên tố hóa học chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng phát
xạ, và ngược lại, nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 19
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
c) Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố đó. Vì
vậy, cũng có thể căn cứ vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của nguyên tố
trong các hỗn hợp hay hợp chất.
5. Phân tích quang phổ

Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học của
một chất (hay hợp chất), dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra
hoặc hấp thụ.
+ Phép phân tích định tính cho kết quả nhanh, và có thể cùng một lúc xác định được sự có
mặt của nhiều nguyên tố.
+ Phép phân tích định lượng rất nhạy, phát hiện được một hàm lượng rất nhỏ của chất trong
mẫu.
IV/. Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tia X
1. Tia hồng ngoại
Bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn
0,76μm
đến khoảng vài milimét (lớn
hơn bước sóng của ánh sáng đỏ) gọi là bức xạ hồng ngoại hay tia hồng ngoại.
a) Nguồn phát tia hồng ngoại
Mọi vật, dù ở nhiệt độ thấp, đều phát ra tia hồng ngoại. Cơ thể người phát ra tia
hồng ngoại có bước sóng ở vùng
9 mµ
. Mặt Trời, lò than, đèn điện dây tóc, … là nguồn
phát tia hồng ngoại rất mạnh.
b) Tính chất
+ Tính chất nổi bật là tác dụng nhiệt. Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên.
+ Có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học, tác dụng lên một số loại phim ảnh.
+ Có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần.
+ Có thể gây ra hiện tượng quang điện trong, ở một số chất bán dẫn.
c) Ứng dụng
+ Dùng để sấy khô, sưởi ấm.
+ Sử dụng trong các bộ điều khiển từ xa.
+ Chụp ảnh bề mặt của Trái Đất từ vệ tinh.
+ Ứng dụng đa dạng trong quân sự: như tên lửa tự động dò tìm mục tiêu nhờ vào tia hồng
ngoại do mục tiêu phát ra; camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại, …hoạt động được

trong đêm tối.
2. Tia tử ngoại
Bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn
0,38 mµ
đến cỡ
9
10 m
−
(ngắn hơn
bước sóng của ánh sáng tím) gọi là bức xạ tử ngoại hay tia tử ngoại.
a) Nguồn phát tia tử ngoại
+ Vật có nhiệt độ cao trên
o
2000 C
đều phát tia tử ngoại.
+ Mặt Trời, hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân, …phát ra tia tử ngoại mạnh.
b) Tính chất
+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác.
+ Kích thích sự phát quang của nhiều chất, gây ra một số phản ứng quang hóa và phản ứng
hóa học.
+ Bị thủy tinh, nước, … hấp thụ rất mạnh. Những tia có bước sóng từ
0,18 mµ
đến
0,4 mµ
truyền qua được thạch anh.
+ Có một số tác dụng sinh lý: hủy diệt tế bào da, làm da rám nắng, làm hại mắt, diệt khuẩn,
diệt nấm mốc, …
+ Có thể gây ra hiện tượng quang điện.
c) Ứng dụng
+ Tia tử ngoại được dùng để khử trùng nước uống, thực phẩm và dụng cụ y tế.

+ Dùng chữa bệnh còi xương.
+ Dùng để tìm vết nứt trên bề mặt kim loại, …
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 20
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
3. Tia X (tia Rơn-ghen)
Bức xạ có bước sóng từ
8
10 m
−
đến
11
10 m
−
(ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại)
được gọi là tia X (hay tia Rơn-ghen).
Tia X cứng có bước sóng rất ngắn, tia X mềm có bước sóng dài hơn.
a) Cách tạo tia X
Khi cho chùm tia catốt (chùm êlectrôn có vận tốc lớn) đập vào một miếng kim loại có
nguyên tử lượng lớn, từ đó phát ra bức xạ không nhìn thấy được, đó là tia X. Ống phát ra
tia X gọi là ống tia X (hình 41.1).
b) Tính chất
+ Tính đâm xuyên. Tia X đi xuyên qua được giấy, vải, gỗ, …Tia X dễ dàng đi xuyên qua
tấm nhôm dày vài xentimét, nhưng lại bị lớp chì dày vài milimét chặn lại. Chì được dùng
làm màn chắn tia X. Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng sâu.
+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí.
+ Làm phát quang nhiều chất.
+ Gây ra hiện tượng quang điện.
+ Có tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn, …
c) Công dụng của tia X:
+ Dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa ung thư.

+ Dùng để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên trong các vật
bằng kim loại.
+ Dùng để kiểm tra hành lý của hành khách đi máy bay.
+ Dùng để nghiên cứu cấu trúc vật rắn, …
VI/. Thuyết điện từ ánh sáng. Thang sóng điện từ
1. Thuyết điện từ ánh sáng
Phát triển thuyết sóng ánh sáng của Huy-ghen và Fren-nen, năm 1860, Mắc-xoen đã
nêu ra giả thuyết mới về bản chất ánh sáng: Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất
ngắn (so với sóng vô tuyến điện), lan truyền trong không gian.
+ Mối liên hệ giữa tính chất điện từ và tính chất quang của môi trường:
c
n
v
= = εµ

Trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không; v là tốc độ ánh sáng trong môi trường có
hằng số điện môi là
ε
, độ từ thẩm μ và chiết suất n.
Hằng số điện môi ε còn phụ thuộc vào tần số của ánh sáng.
2. Nhìn tổng quát về sóng điện từ. Thang sóng điện từ
a) Các sóng vô tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia
gamma đều là sóng điện từ. Vì chúng có tần số và bước sóng khác nhau nên tính chất rất
khác nhau.
+ Các tia có bước sóng càng ngắn thì tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh,
dễ làm phát quang các chất và dễ ion hóa không khí.
+ Các tia có bước sóng dài, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.
b) Thang sóng điện từ (Bước sóng trong chân không
8
c 3.10

f f
λ = =
)
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 21
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Chương 7
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

I/. Tính chất và cấu tạo hạt nhân nguyên tử
1. Cấu tạo hạt nhân
a) Cấu tạo hạt nhân
* Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ rất nhỏ gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn:
+ Prôtôn (p) có khối lượng
27
p
m 1,67262.10 kg
−
=
, mang điện tích nguyên tố dương
e+
.
+ Nơtron (n) có khối lượng
27
n
m 1,67493.10 kg
−
=
, không mang điện.
* Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Z được
gọi là nguyên tử số (còn gọi là điện tích hạt nhân). Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là

số khối, kí hiệu là A. Số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z.
b) kí hiệu hạt nhân:
A
Z
X
hoặc
A
X
hoặc XA Trong đó X là kí hiệu hóa học. Ví dụ
23
11
Na
;
238
92
U
.
c) Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z, nhưng có số nơtron N
khác nhau (số khối A khác nhau).
Ví dụ hiđrô có ba đồng vị: hiđrô thường (
1
1
H
) ; hiđrô nặng (
2
1
H
) còn gọi là đơteri (
2
1

D
) và
hiđrô siêu nặng (
3
1
H
) còn gọi là triti (
3
1
T
)
2. Khối lượng hạt nhân
a) Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u, có trị số bằng
1
12
khối lượng của đồng vị
cacbon
12
6
C
.
27
1 u 1,66055.10 kg
−
=
. Khối lượng prôtôn
p
m 1,00728 u=
; nơtron
n

m 1,00866 u=
.
b) Khối lượng và năng lượng
+ Theo Anh-xtanh, một vật có khối lượng m thì có năng lượng E tương ứng tỉ lệ với
m và ngược lại.
2
E mc=
gọi là hệ thức Anh-xtanh, trong đó c là tốc độ ánh sáng trong
chân không.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 22
Miền sóng điện từ Bước sóng (m) Tần số (Hz)
Sóng vô tuyến điện
4 4
3.10 10
−
÷
4 12
10 3.10÷:
Tia hồng ngoại
3 7
10 7,6.10
− −
÷
11 14
3.10 4.10÷
Ánh sáng nhìn thấy
7 7
7,6.10 3,8.10
− −
÷

14 14
4.10 8.10÷
Tia tử ngoại
7 9
3,8.10 10
− −
÷
14 17
8.10 3.10÷
Tia X
8 11
10 10
− −
÷
16 19
3.10 3.10÷
Tia gamma
( )
γ
Dưới
11
10
−
Trên
19
3.10
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
Nếu m = 1 u thì
2
E 1 uc 931,5 MeV.= ≈

Vậy
2
1 u 931,5 MeV / c≈
MeV/c
2
cũng là một đơn vị đo khối lượng hạt nhân.
+ Theo Anh-xtanh, một vật có khối lượng
0
m
khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển
động với tốc độ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với
0
2
2
m
m
v
1
c
=
−
0
m
gọi là khối lượng nghỉ, m gọi là khối lượng động.
2
0 0
E m c=
gọi là năng lượng nghỉ.
2
2

0
2
2
m c
E mc
v
1
c
= =
−
gọi là năng lượng toàn phần.
( )
2
0 0
E E E m m c∆ = − = −
là động năng
của vật.
II/. Năng lượng liên kết của hạt nhân
1. Lực hạt nhân
Các nuclôn trong hạt nhân liên kết với nhau bởi lực hút rất mạnh, gọi là lực hạt
nhân. Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh, chỉ có tác dụng trong phạm vi kích thước hạt
nhân. Bán kính tác dụng vào khoảng
15
10 m
−
.
2. Năng lượng liên kết của hạt nhân
a) Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt
nhân đó.
( )

p n X
m Zm A Z m m∆ = + − −
gọi là độ hụt khối của hạt nhân.
b) Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân
với thừa số
2
c
.
2
lk
W mc= ∆
Hay:
( )
2
lk p n X
W Zm A Z m m c
 
= + − −
 
c) Năng lượng liên kết riêng (
lk
W
A
) là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. Hạt nhân
có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Các hạt nhân trung bình có số khối
50 A 95< <
, có năng lượng liên kết riêng lớn nhất.
III/. Phản ứng hạt nhân
1. Định nghĩa và đặc tính
a) Phản ứng hạt nhân tự phát là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững

thành các hạt nhân khác.
A C D
→ +
Trong đó A là hạt nhân mẹ, C là hạt nhân con và D là
tia phóng xạ.
b) phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt
nhân khác.
31 2 4
1 2 3 4
AA A A
Z Z Z Z
A B X Y+ → +
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
+ Bảo toàn điện tích. (
1 2 3 4
Z Z Z Z+ = +
)
+ Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số khối A). (
1 2 3 4
A A A A+ = +
)
+ Bảo toàn năng lượng toàn phần.
+ Bảo toàn động lượng.
3. Năng lượng phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân:
A B C D+ → +
+ Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước tương tác:
t A B
m m m= +
+ Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sau tương tác:
s C D

m m m= +
Nếu
s t
m m<
thì phản ứng tỏa năng lượng. Nếu
s t
m m>
thì phản ứng thu năng lượng.
+ Năng lượng tỏa (thu vào)
( )
2
t s
W = m -m c
W > 0 : tỏa năng lượng. W < 0 : thu năng
lượng.
+ Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng là phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt
hạch.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 23
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
IV/. Phóng xạ
1. Hiện tượng phóng xạ
a) Định nghĩa: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững và
biến đổi thành các hạt khác và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự
phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành gọi là hạt nhân con.
b) Các dạng phóng xạ
+ Phóng xạ
α
: Phát ra tia
α
, là dòng hạt nhân của nguyên tử hêli (

4
2
He
), theo phản ứng
sau:

A A 4 4
Z Z 2 2
X Y He
α −
−
→ +
+ Phóng xạ
−
β
: Phát ra tia
−
β
, là dòng các hạt êlectron (
0
1
e
−
), theo phản ứng sau:

A A 0 0
Z Z 1 1 0
X Y e
−
β

+ −
→ + + ν
%
Với
ν
%
là phản hạt của nơtrinô.
+ Phóng xạ
+
β
: Phát ra tia
+
β
, là dòng các hạt pôzitron còn gọi là êlectron dương (
0
1
e
+
),
theo phản ứng sau:

A A 0 0
Z Z 1 1 0
X Y e
+
β
− +
→ + + ν
Với
ν

là hạt nơtrinô.
+ Phóng xạ
γ
: Phát ra tia
γ
, là phóng xạ đi kèm theo của phóng xạ
α
và
β
. Tia
γ
là bức
xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, khả năng đâm xuyên sâu (vài mét trong bê tông và vài cm
trong chì).
2. Định luật phóng xạ
a) Đặc tính của quá trình phóng xạ
+ Là quá trình biến đổi hạt nhân.
+ Có tính tự phát và không điều khiển được, không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài.
+ Là một quá trình ngẫu nhiên.
b) Định luật phóng xạ
Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số
mũ.
Ta có:
t
T
o
N N .2
−
=
Hay

t
o
N N .e
−λ
=
Với
ln 2 0,693
T T
λ = =
Trong đó:
o
N
số hạt nhân (số nguyên tử) ban đầu.
N số hạt nhân chưa bị phân rã (số hạt nhân còn lại) sau thời gian t.
T gọi là chu kỳ bán rã, λ gọi là hằng số phóng xạ đều đặc trưng cho chất phóng xạ.
3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo
Ngoài các đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta cũng tạo ra được nhiều đồng vị
phóng xạ gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo.
a) Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu
+ Đồng vị phôtpho
30
15
P
là đồng vị phóng xạ nhân tạo đầu tiên do hai ông bà Quy-ri thực
hiện vào năm 1934, khi dùng hạt
α
để bắn phá nhôm:
4 27 30 1
2 13 15 0
He Al P n+ → +

Phôtpho
30
15
P
có tính phóng xạ
+
β
, chu kỳ bán rã 195 s.
+ Phương pháp tạo ra hạt nhân phóng xạ nhân tạo của nguyên tố X theo sơ đồ
A 1 A 1
Z 0 Z
X n X
+
+ →
A 1
Z
X
+
là đồng vị phóng xạ của X, khi trộn lẫn với các hạt nhân bình thường không phóng
xạ, các hạt nhân
A 1
Z
X
+
được gọi là các nguyên tử đánh dấu, được ứng dụng nhiều trong sinh
học, hóa học, y học,…
b) Đồng vị
14
6
C

đồng hồ của Trái Đất
Trong thành phần của tia vũ trụ có các nơtron chậm, khi gặp hạt nhân
14
7
N
trong khí
quyển tạo nên phản ứng:
1 14 14 1
0 7 6 1
n N C H+ → +
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 24
Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc
14
6
C
là một đồng vị phóng xạ
−
β
, chu kỳ bán rã 5730 năm.Trong khí quyển tỉ lệ
14
6
C / C
là
không đổi. Dựa vào sự phân rã của
14
6
C
trong các di vật cổ gốc sinh vật, người ta xác định
được tuổi của các di vật này.
V/. Phản ứng phân hạch

1. Cơ chế của phản ứng phân hạch
+ Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
+ Để gây ra được phản ứng phân hạch ở hạt nhân X thì phải truyền cho nó một năng lượng,
giá trị tối thiểu của năng lượng cần truyền gọi là năng lượng kích hoạt. Phương pháp dễ
nhất là bắn nơtron vào X. Hạt nhân X chuyển sang trạng thái kích thích và sự phân hạch
xảy ra. Trong mỗi phân hạch lại sinh ra k = 1, 2 hoặc 3 nơtron.
n X X* Y Z kn
+ → → + +
2. Năng lượng phân hạch
+ Phản ứng phân hạch của urani 235
1 235 236 95 138 1
0 92 92 39 53 0
1 235 236 95 139 1
0 92 92 38 54 0
n U U* Y I 3 n
n U U* Sr Xe 2 n
+ → → + +
+ → → + +
+ Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân
hạch. Một phân hạch của urani tỏa ra năng lượng khoảng 200 MeV.
+ Sau mỗi phân hạch của urani lại sinh ra trung bình 2,5 nơtron. Các nơtron này kích thích
cho các phân hạch mới. Kết quả là các phân hạch xảy ra liên tục tạo thành phản ứng dây
chuyền.
Giả sử sau mỗi phân hạch, có k nơtron sinh ra kích thích k phân hạch mới thì:
khi k < 1 phản ứng dây chuyền không xảy ra.
khi k = 1 phản ứng dây chuyền tự duy trì và năng lượng tỏa ra không đổi theo thời
gian, có thể kiểm soát được.
khi k > 1 Phản ứng dây chuyền tự duy trì và năng lượng tỏa ra tăng rất nhanh,
không kiểm soát được, gây nên sự bùng nổ.
+ Để có

k 1≥
thì khối lượng của chất phân hạch phải lớn hơn hoặc bằng khối lượng tới
hạn.
+ Phản ứng phân hạch có điều khiển được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, ứng
với k = 1. Trong lò có những thanh điều khiển có chứa bo hay cađimi có tác dụng hấp thụ
nơtron thừa, để đảm bảo cho k = 1.
VI/. Phản ứng nhiệt hạch
1. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch
Phản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hay nhiều hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng
hơn. Sự tổng hợp này chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.
Ví dụ:
2 3 4 1
1 1 2 0
H H He n 17,6 MeV+ → + +
Phản ứng này tỏa ra năng lượng 17,6 MeV.
+ Điều kiện để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra là
- Nhiệt độ cao (50
÷
100 triệu độ).
- Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma
( )
τ
ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn.
2. Năng lượng nhiệt hạch
+ Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch gọi là năng lượng nhiệt hạch.
+ Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 g heli từ hiđrô gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân
hạch 1 g urani và gấp 200 triệu lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1 g cacbon.
+ Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao.
+ Ưu điểm của năng lượng nhiệt hạch: nhiên liệu dồi dào, có sẵn trong thiên nhiên, không

gây ô nhiễm môi trường.
3. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất
Trên Trái Đất, loài người đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch khi thử quả bom H và đang
nghiên cứu tạo ra phản ứng nhiệt hạch có điều khiển.
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 25