On tap thi HK II Vat Ly
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 121 trang )
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang1 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
PHẦN1:
*TĨM TẮT LÝ THUT, CƠNG THỨC THEO TỪNG CHƯƠNG
* MỘT SỐ LƯU Ý ĐỂ VẬN DỤNG CƠNG THỨC
Chương 1: CƠ HỌC VẬT RẮN
(Dành cho chương trình nâng cao)
1. Chuyển động quay đều
Tốc độ góc:
const
ω
=
Gia tốc góc:
0
γ
=
Tọa độ góc:
0
t
ϕ ϕ ω
= +
2. Chuyển động quay biến đổi đều
a. Tốc độ góc
Tốc độ góc trung bình:
2 1
2 1
tb
t t t
ϕ ϕϕ
ω
−∆
= =
∆ −
Tốc độ góc tức thời:
'( )
d
t
dt
ϕ
ω ϕ
= =
Chú ý:
ω
có thể dương; có thể âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn.
b. Cơng thức về chuyển động quay biến đổi đều
Gia tốc góc:
γ
=
const
Tốc độ góc:
0
ω ω γ
= +
t
Tọa độ góc:
2
0 0
1
2
ϕ ϕ ω γ
= + +
t t
Phương trình độc lập với thời gian:
2 2
0 0
2 ( )
ω ω γ ϕ ϕ
− = −
c. Gia tốc góc
Gia tốc góc trung bình:
2 1
2 1
ω ωω
γ
−∆
= =
∆ −
tb
t t t
Gia tốc góc tức thời:
'( )
ω
γ ω
= =
d
t
dt
Chú ý:
ω γ
ω γ
>
<
: . 0
: . 0
Vật quay nhanh dần đều
Vật quay chậm dần đều
3. Liên hệ giữa tốc độ dài với tốc độ góc; gia tốc dài và gia tốc góc
rv
ω
=
r
dt
d
r
dt
dv
a
tt
γ
ω
===
r
r
v
a
ht
.
2
2
ω
==
γωγω
+=+=
42242
.rrra
Gia tốc tiếp tuyến
tt
a
uur
: Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về độ lớn của véc tơ vận tốc
tt
; av v↑↑
r uur r
hoặc
tt
; av v↑↓
r uur r
.
Gia tốc pháp tuyến
(hay gia tốc hướng tâm )
n ht
a a
uur uur
: Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về hướng của véc tơ vận
tốc
ht
; av v⊥
r uur r
.
Chú ý:
Vật quay đều: a
Vật biến đổi đều: a
ht
tt ht
a
a a
=
= +
r uur
r uur uur
4. Mơ men
a. Mơ men lực đối với một trục:
.M F d
=
b. Mơ men qn tính đối với một trục:
2
1
1
.
2
i
n
i
i
I m r
=
= ∑
Chú ý: Mơ men qn tính của một số dạng hình học đặc biệt:
•
2
Hình trụ rỗng hay vành tròn: .I m R=
( với R: là bán kính)
•
2
1
Hình trụ đặc hay đóa tròn: . .
2
I m R
=
•
2
2
Hình cầu đặc: . .
5
I m R
=
•
2
1
Thanh mảnh có trục quay là đường trung trực của thanh: . .
12
I m l
=
(với l: là chiều dài thanh)
•
2
1
Thanh mảnh có trục quay đi qua một đầu thanh: . .
3
I m l
=
,
c. Định lí trục song song:
2
.
G
I I m d
∆
= +
; trong đó d là khoảng cách từ trục bất kì đến trục đi qua G.
d. Mơ men động lượng đối với trục:
.L I
ω
=
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang2 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
5. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định
. hoặc .
dL d
M I M I
dt dt
ω
γ
= = =
6. Định luật bảo tồn mơ men động lượng:
1 2
1 1 2 2
Nếu 0 thì
Hệ vật:
Vật có mô men quán tính thay đổi:
M L const
L L const
I I
ω ω
= =
+ + =
= =
7. Định lí biến thiên mơmen động lượng:
2 2 1 1
. hay .L M t I I M t
ω ω
∆ = ∆ − = ∆
8. Động năng của vật rắn
Động năng quay của vật rắn:
2
1
2
đ
W I
ω
=
Động năng của vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến:
2 2
1 1
2 2
đ c
W I mv
ω
= +
Trong đó m là khối lượng,
c
v
là vận tốc khối tâm
Định lí động năng:
2 1
hay
đ đ đ
F F
W A W W A
∆ = − =
ur ur
Chương 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
I. CON LẮC LỊ XO
1. Phương trình dao động:
cos( )x A t
ω ϕ
= +
2. Phương trình vận tốc:
'; sin( ) cos( )
2
dx
v x v A t A t
dt
π
ω ω ϕ ω ω ϕ
= = =− + = + +
3. Phương trình gia tốc:
2
2 2
2
'; ''; cos( );
dv d x
a v a x a A t a x
dt dt
ω ω ϕ ω
= = = = =− + =−
Hay
2
cos( )a A t
ω ω ϕ π
= + ±
4. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu:
a. Tần số góc:
2
2 ( / );
k g
f rad s
T m l
π
ω π ω
= = = =
∆
;
( )
mg
l m
k
∆ =
b. Tần số:
1 1
( );
2 2
N k
f Hz f
T t m
ω
π π
= = = =
c. Chu kì:
1 2
( ); 2
t m
T s T
f N k
π
π
ω
= = = =
d. Pha dao động:
( )t
ω ϕ
+
e. Pha ban đầu:
ϕ
Chú ý: Tìm
ϕ
, ta dựa vào hệ phương trình
0
0
cos
sin
x A
v A
ϕ
ω ϕ
=
= −
lúc
0
0t =
MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang3 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua VTCB
0
0x =
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
2
π
ϕ
= −
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua VTCB
0
0x =
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
2
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua biên dương
0
x A=
: Pha ban đầu
0
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua biên âm
0
x A= −
: Pha ban đầu
ϕ π
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
A
x =
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
3
π
ϕ
= −
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
A
x
= −
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
π
ϕ
= −
2
3
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
A
x =
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
3
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
A
x
= −
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
2
3
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
2
A
x =
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
4
π
ϕ
= −
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
2
A
x = −
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
π
ϕ
= −
3
4
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
2
A
x =
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
4
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
2
2
A
x = −
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
3
4
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
3
2
A
x =
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
6
π
ϕ
= −
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
3
2
A
x = −
theo chiều dương
0
0v >
: Pha ban đầu
π
ϕ
= −
5
6
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
3
2
A
x =
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
6
π
ϕ
=
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
là lúc vật qua vị trí
0
3
2
A
x
= −
theo chiều âm
0
0v <
: Pha ban đầu
5
6
π
ϕ
=
Goùc
Hslg
0
0
30
0
45
0
60
0
90
0
120
0
135
0
150
0
180
0
360
0
0
6
π
4
π
3
π
2
π
3
2
π
4
3
π
6
5
π
π
π
2
sin
α
0
2
1
2
2
2
3
1
2
3
2
2
2
1
0 0
cos
α
1
2
3
2
2
2
1
0
2
1
−
2
2
−
2
3
−
-1 1
tg
α
0
3
3
1
3
kxñ
3−
-1
3
3
−
0 0
cotg
α
kxñ
3
1
3
3
0
3
3
−
-1
3−
kxñ kxñ
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang4 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
Giá trò các hàm số lượng giác của các cung (góc
-
3
-1
-
3
/3
(Điểm gốc)
t
t'
y
y'
x
x'
u
u'
-
3
-1
-
3
/3
1
1
-1
-1
-
π
/2
π
5
π
/6
3
π
/4
2
π
/3
-
π
/6
-
π
/4
-
π
/3
-1/2
-
2
/2
-
3
/2
-1/2
-
2
/2
-
3
/2
3
/2
2
/2
1/2
3
/2
2
/2
1/2
A
π
/3
π
/4
π
/6
3
/3
3
B
π
/2
3
/3
1
3
O
5. Phương trình độc lập với thời gian:
ω
= +
2
2 2
2
v
A x
;
ω ω
= +
2 2
2
4 2
a v
A
Chú ý:
2
: Vật qua vò trí cân bằng
: Vật ở biên
M
M
M
M
v A
a
v
a A
ω
ω
ω
=
⇒ =
=
6. Lực đàn hồi, lực hồi phục:a. Lực đàn hồi:
( )
( ) ( ) nếu
0 nếu l A
đhM
đh đhm
đhm
F k l A
F k l x F k l A l A
F
= ∆ +
= ∆ + ⇒ = ∆ − ∆ >
= ∆ ≤
b. Lực hồi phục:
0
hpM
hp
hpm
F kA
F kx
F
=
= ⇒
=
hay
2
0
hpM
hp
hpm
F m A
F ma
F
ω
=
= ⇒
=
lực hồi phục ln hướng vào vị trí cân bằng.
Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là như nhau
đh hp
F F
=
.
7. Thời gian, qng đường, tốc độ trung bình
a. Thời gian: Giải phương trình
cos( )
i i
x A t
ω ϕ
= +
tìm
i
t
Chú ý:
Gọi O là trung điểm của quỹ đạo CD và M là trung điểm của OD; thời gian đi từ O đến M là
12
OM
T
t
=
, thời gian đi từ M
đến D là
6
MD
T
t
=
.
Từ vị trí cân bằng
0x
=
ra vị trí
2
2
x A
= ±
mất khoảng thời gian
8
T
t =
.
Từ vị trí cân bằng
0x =
ra vị trí
3
2
x A
= ±
mất khoảng thời gian
6
T
t
=
.
Chuyển động từ O đến D là chuyển động chậm dần (
0; av a v< ↑↓
r r
), chuyển động từ D đến O là chuyển động nhanh
dần (
0; av a v> ↑↑
r r
)
Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng khơng), bằng khơng khi ở biên (li độ cực đại).
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang5 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
b. Qng đường:
Nếu thì
4
Nếu thì 2
2
Nếu thì 4
T
t s A
T
t s A
t T s A
= =
= =
= =
suy ra
Nếu thì 4
Nếu thì 4
4
Nếu thì 4 2
2
t nT s n A
T
t nT s n A A
T
t nT s n A A
= =
= + = +
= + = +
Chú ý:
2 2
2 nếu vật đi từ
2 2
nếu vật đi từ
4
M
s A x A x A
T
t
s A x O x A
= = =±
= →
= = ↔ = ±
m €
( )
2 2
2 2 nếu vật đi từ
2 2
2 2
nếu vật đi từ 0
2 2
8
2 2
1 nếu vật đi từ
2 2
m
M
m
s A x A x A x A
s A x x A
T
t
s A x A x A
= − = ± = ± = ±
= = ↔ = ±
= →
= − = ± ↔ = ±
÷
÷
€ €
( )
3 3
nếu vật đi từ 0
2 2
nếu vật đi từ
6
2 2
3 3
2 3 nếu vật đi từ
2 2
M
m
s A x x A
T
A A
t
s x x A
s A x A x A x A
= = ↔ = ±
= →
= = ± ↔ = ±
= − = ± = ± = ±
€ €
nếu vật đi từ 0
2 2
3 3
12
1 nếu vật đi từ
2 2
M
m
A A
s x x
T
t
s A x A x A
= = ↔ = ±
= →
= − = ± ↔ = ±
÷
÷
c. Tốc độ trung bình:
tb
s
v
t
=
8. Năng lượng trong dao động điều hòa:
đ t
E E E= +
a. Động năng:
2 2 2 2 2
1 1
sin ( ) sin ( )
2 2
đ
E mv m A t E t
ω ω ϕ ω ϕ
= = + = +
b. Thế năng:
2 2 2 2 2
1 1
cos ( ) cos ( );
2 2
t
E kx kA t E t k m
ω ϕ ω ϕ ω
= = + = + =
Chú ý:
2 2 2
2 2 2
2
1 1
2 2
1 1
: Vật qua vò trí cân bằng
2 2
1
: Vật ở biên
2
đM M
tM
E m A kA
E mv m A
E kA
ω
ω
= =
= =
=
Thế năng và động năng của vật biến thiên tuấn hồn với
ff 2
=
′
2
T
T
=
′
ωω
2
=
′
của dao động.
9. Chu kì của hệ lò xo ghép:
a. Ghép nối tiếp:
2 2
1 2
1 2
1 1 1
T T T
k k k
= + ⇒ = +
b. Ghép song song:
1 2
2 2 2
1 2
1 1 1
T T T
k k k
= + ⇒ = +
c. Ghép khối lượng:
2 2
1 2 1 2
m m m T T T
= + ⇒ = +
Chú ý: Lò xo có độ cứng
0
k
cắt làm hai phần bằng nhau thì
= = =
1 2 0
2k k k k
II. CON LẮC ĐƠN
Ti liu ễn thi TNPT- Luyn thi C,H - Trang6 - GV Lờ Cụng Ti THPT Bc M
1. Phng trỡnh li gúc:
0
cos( )t
= +
(rad)
2. Phng trỡnh li di:
0
cos( )s s t
= +
3. Phng trỡnh vn tc di:
0
'; sin( )
ds
v s v s t
dt
= = = +
4. Phng trỡnh gia tc tip tuyn:
2
2 2
0
2
'; ''; cos( );
t t t t
dv d s
a v a s a s t a s
dt dt
= = = = = + =
Chỳ ý:
0
0
;
s
s
l l
= =
5. Tn s gúc, chu kỡ, tn s v pha dao ng, pha ban u:
a. Tn s gúc:
2
2 ( / );
g mgd
f rad s
T l I
= = = =
b. Tn s:
1 1
( );
2 2
N g
f Hz f
T t l
= = = =
c. Chu kỡ:
1 2
( ); 2
t l
T s T
f N g
= = = =
d. Pha dao ng:
( )t
+
e. Pha ban u:
Chỳ ý: Tỡm
, ta da vo h phng trỡnh
0
0
cos
sin
s s
v s
=
=
lỳc
0
0t =
6. Phng trỡnh c lp vi thi gian:
= +
2
2 2
0
2
v
s s
;
= +
2 2
2
0
4 2
a v
s
Chỳ ý:
0
2
0
: Vaọt qua vũ trớ caõn baống
: Vaọt ụỷ bieõn
M
M
M
M
v s
a
v
a s
=
=
=
7. Lc hi phc:
Lc hi phc:
0
s
s
0
hpM
hp
hpm
g
F m
g
F m
l
l
F
=
=
=
lc hi phc luụn hng vo v trớ cõn bng
8. Nng lng trong dao ng iu hũa:
ủ t
E E E= +
a. ng nng:
2 2 2 2 2
0
1 1
sin ( ) sin ( )
2 2
ủ
E mv m s t E t
= = + = +
b. Th nng:
2 2 2 2 2
0
1 1
(1 cos ) cos ( ) cos ( );
2 2
t
g g g
E mgl m s m s t E t
l l l
= = = + = + =
Chỳ ý:
2 2 2
0 0 0
2 2 2
0
2
0 0
1 1
(1 cos )
2 2
1 1
: Vaọt qua vũ trớ caõn baống
2 2
1
(1 cos ): Vaọt ụỷ bieõn
2
ủM M
tM
g
E m s m s mgl
l
E mv m s
g
E m s mgl
l
= = =
= =
= =
Th nng v ng nng ca vt dao ng iu hũa vi
ff 2
=
2
T
T
=
2
=
Vn tc:
2
0 0
2 (1 cos ) 2 (cos cos )v v gl gl
= =
Lc cng dõy:
0
(3cos 2cos )mg
=
9. S thay i chu kỡ dao ng ca con lc n:
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang7 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
a. Theo độ cao (vị trí địa lí):
2
0h
R
g g
R h
=
÷
+
nên
2
h
h
l R h
T T
g R
π
+
= =
b. Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ):
0
0
(1 )l l t
α
= + ∆
nên
α
π
∆
= = +
0
0
2 ( 1)
2
t
l t
T T
g
Thời gian con lắc chạy nhanh (chậm trong 1s):
2 1
1 1
T TT
T T
−∆
=
Độ lệch trong một ngày đêm:
1
86400
T
T
θ
∆
=
c. Nếu
1 2
l l l= +
thì
2 2
1 2
T T T
= +
; nếu
1 2
l l l= −
thì
2 2
1 2
T T T
= −
d. Theo lực lạ
l
F
ur
:
2 2
hay
hay 2
hay
cos
l hd
l hd hd
hd
l hd
F P a g g g a
l
F P a g g g a T
g
g
F P a g g g a
π
α
↑↑ ↑↑ ⇒ = +
↑↓ ↑↓ ⇒ = − ⇒ =
⊥ ⊥ ⇒ = + =
ur ur r r
ur ur r r
ur ur r r
Chú ý: Lực lạ có thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực qn tính (
qt
a a= −
uur r
)
III. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
1. Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha khơng đổi
1 1 1 2 2 2
cos( ) và cos( )x A t x A t
ω ϕ ω ϕ
= + = +
. Dao động tổng hợp
1 2
cos( )x x x A t
ω ϕ
= + = +
có biên độ và pha được
xác định:
a. Biên độ:
2 2
1 2 1 2 1 2
2 cos( )A A A A A
ϕ ϕ
= + + −
; điều kiện
1 2 1 2
A A A A A− ≤ ≤ +
b. Pha ban đầu
ϕ
: tan
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
cos cos
A A
A A
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ
+
=
+
; điều kiện
1 2 2 1
hoặc
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
≤ ≤ ≤ ≤
Chú ý:
ϕ π
ϕ π
π
ϕ
ϕ
∆ = = +
∆ = + = −
∆ = + = +
∆ = − ≤ ≤ +
1 2
1 2
2 2
1 2
1 2 1 2
Hai dao động cùng pha 2 :
Hai dao động ngược pha (2 1) :
Hai dao động vuông pha (2 1) :
2
Hai dao động có độ lệch pha :
k A A A
k A A A
k A A A
const A A A A A
IV. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG
1. Dao động tắt dần:
a. Phương trình động lực học:
c
kx F ma− ± =
Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm
2. Dao động cưỡng bức:
cưỡng bức ngoại lực
f f=
. Có biên độ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức, lực cản của hệ, và sự
chênh lệch tần số giữa dao động cưỡng bức và dao động riêng.
3. Dao động duy trì: Có tần số bằng tần số dao động riêng, có biên độ khơng đổi.
4. Sự cộng hưởng cơ:
0
0 Max
0
Điều kiện làm A A lực cản của môi trường
f f
T T
ω ω
=
= ↑→ ∈
=
DAO ĐỘNG TỰ DO
DAO ĐỘNG DUY TRÌ
DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỢNG BỨC
SỰ CỘNG HƯỞNG
x
'x
O
A
ur
1
A
uur
2
A
uur
ϕ
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang8 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
Lực tác dụng *Do t/d của nội lực tuần hoàn *Do t/d của lực cản
( do ma sát)
*Do t/d của ngoại lực tuần
hoàn
Biên độ A * Phụ thuộc đk ban đầu * Giảm dần theo thời gian *Phụ thuộc biên độ của ngoại
lực và hiệu số
0
( )
cb
f f−
Chu kì T
(hoặc tần số f)
* Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng
của hệ, không phụ thuộc các
yếu tố bên ngoài.
*Không có chu kì hoặc tần
số do không tuần hoàn
*Bằng với chu kì ( hoặc tần số)
của ngoại lực tác dụng lên hệ
Hiện tượng đặc
biệt trong DĐ
Không có
Sẽ không dao động khi
masat quá lớn
* Sẽ xãy ra HT cộng hưởng
(biên độ A đạt max)khi tần số
0cb
f f=
ng dụng *Chế tạo đồng hồ quả lắc.
*Đo gia tốc trọng trường của
trái đất.
*Chế tạo lò xo giảm xóc
trong ôtô, xe máy
*Chế tạo khung xe, bệ máy
phải có tần số khác xa tần số
của máy gắn vào nó.
*Chế tạo các loại nhạc cụ
Chương 3: SĨNG CƠ HỌC
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SĨNG
1. Phương trình dao động sóng:
cosu a t
ω
=
Phương trình dao động sóng tại điểm M cách nguồn có toạ độ
x
:
2
cosu a t x
π
ω
λ
= ±
÷
phụ thuộc vào khơng gian và thời gian.
2. Phương trình truyền sóng:
Phương trình dao động sóng tại nguồn O:
cosu a t
ω
=
Phương trình truyền sóng từ O đến M (
d OM=
) với vận tốc
v
mất khoảng thời gian
OM
OM
d
t
v
=
là:
cos ( ) cos 2 ( ) cos(2 2 )
OM OM
M OM
d d
u a t t a f t a ft f
v v
ω π π π
= − = − = −
So với sóng tại O thì sóng tại M chậm pha hơn góc
2
OM
d
f
v
ϕ π
=
,
phương trình sóng tại M có dạng:
cos( )
M
u a t
ω ϕ
= −
3. Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp ở nguồn phát có dạng
cosu a t
ω
=
Phương trình truyền sóng từ O
1
đến M (
1 1
d O M=
):
1
1
cos(2 2 )
M
d
u a ft f
v
π π
= −
; pha ban đầu
1 1
1
2 2
d d
f
v
ϕ π π
λ
= =
Phương trình truyền sóng từ O
2
đến M (
2 2
d O M=
):
2
2
cos(2 2 )
M
d
u a ft f
v
π π
= −
; pha ban đầu
2 2
2
2 2
d d
f
v
ϕ π π
λ
= =
Phương trình sóng tổng hợp tại M:
2 1 2 1
1 2
2 cos( ) cos(2 )
M M M
d d d d
u u u a f ft f
v v
π π π
− +
= + = −
;
Đặt
2 1
2 cos( )
d d
a f
v
π
−
=A
;
2 1
d d
f
v
ϕ π
+
=
thế thì
cos( )
M
u t
ω ϕ
= −A
a. Hiệu quang trình (hiệu đường đi):
2 1
d d d
∆ = −
b. Độ lệch pha:
2 1 2 1
2 1
2 2 ; với
d d d d v
f
v f
ϕ ϕ ϕ π π λ
λ
− −
∆ = − = = =
c. Hai dao động cùng pha:
ϕ π
λ
∆ =
∆ =
2
Biên độ dao động được tăng cường
k
d k
(biên độ cực đại)
• ••
O
M
N
cos(2 2 )
M
x
u a ft f
v
π π
= −
cos(2 2 )
N
x
u a ft f
v
π π
= +
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang9 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
d. Hai dao động ngược pha:
ϕ π
λ
∆ = +
∆ = +
(2 1)
Biên độ dao động bò triệt tiêu
(2 1)
2
k
d k
(biên độ bằng khơng)
Chú ý:
Hai dđ cùng pha: 2 ; hai điểm gần nhất 1
Hai dđ ngược pha: (2 1) (2 1) ; hai điểm gần nhất 0
2
Hai dđ vuông pha: (2 1) (2 1) ; hai điểm gần nhất 0
2 4
k d k k
k d k k
k d k k
ϕ π λ
λ
ϕ π
π λ
ϕ
∆ = ⇒∆ = =
∆ = + ⇒ ∆ = + =
∆ = + ⇒ ∆ = + =
Bước sóng là khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha.
4. Số điểm cực đại, cực tiểu:
a. Số điểm cực đại trên đoạn
1 2
O O
:
Ta có:
λ
+ =
− =
1 2 1 2
1 2
d d O O
d d k
với
1 2
1
1 2 1 2
1 1 2
2 2
0
O O
d k
O O O O
k
d O O
λ
λ λ
= +
⇒− ≤ ≤
≤ ≤
b. Số điểm cực tiểu trên đoạn
1 2
O O
:
Ta có:
λ
+ =
− = +
1 2 1 2
1 2
(2 1)
2
d d O O
d d k
với
1 2
1
1 2 1 2
1 1 2
(2 1)
1 1
2 4
2 2
0
O O
d k
O O O O
k
d O O
λ
λ λ
= + +
⇒− − ≤ ≤ −
≤ ≤
c. Số vị trí đứng n do hai nguồn
1 2
;O O
gây ra tại M:
Ta có:
1 2 1 2
1 2
1 1
2 2
(2 1)
2
d d O O d
d d
k
d d k
λ
λ λ
− < =
⇒− − < < −
− = +
d. Số gợn sóng do hai nguồn
1 2
;O O
gây ra tại M:
Ta có:
1 2 1 2
1 2
d d O O d
d d
k d k
d d k
λ
λ λ
λ
− < =
⇒ < ⇒ − < <
− =
5. Liên hệ:
v
vT
f
λ
= =
II. SĨNG DỪNG
1. Vị trí bụng, vị trí nút:
a. Vị trí bụng:
2 1
d d d k
λ
∆ = − =
b. Vị trí nút:
2 1
(2 1)
2
d d d k
λ
∆ = − = +
2. Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút:
2 1
2
d d d k
λ
∆ = − =
3. Khoảng cách từ một nút đến một bụng:
2 1
(2 1)
4
d d d k
λ
∆ = − = +
4. Sóng dừng trên dây dài
l
(hai đầu là nút):
2
l k
λ
=
;
= = +
( ; 1)k là số múi sóng số bụng sóng k số nút sóng k
5. Sóng trên sợi dây mà một đầu là nút đầu kia là bụng:
(2 1)
4
l k
λ
= +
;
= = +
( 1)k là số múi sóng số bụng sóng số nút sóng k
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang10 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
III. SĨNG ÂM
1. Cường độ âm (cơng suất âm):
2
( . );
P E
I W m P
S t
−
= =
P(W): Cơng suất truyền sóng (năng lượng dao động sóng truyền sóng trong 1s)
S(m
2
): Diện tích
2. Mức cường độ âm:
0
12 2
0
0
( ) lg
; 10 : cường độ âm chuẩn
( ) 10lg
I
L B
I
I Wm
I
L dB
I
− −
=
=
=
3. Độ to của âm:
min min
; : Ở ngưỡng nghe I I I I∆ = −
Độ to tối thiểu mà tai còn phân biệt được gọi là
1 phôn
:
2
1
1 10lg 1
I
I phôn dB
I
∆ = ⇔ =
4. Hiệu ứng Doppler: (Dành cho chương trình nâng cao)
a. Tần số âm khi tiến lại gần người quan sát:
:
;
:
s
s
s
s
f tần số nguồn phát
v v
f f
v v
v vận tốc của nguồn phát
λ
= =
−
b. Tần số âm khi tiến ra xa người quan sát:
:
;
:
s
s
s
s
f tần số nguồn phát
v v
f f
v v
v vận tốc của nguồn phát
λ
= =
+
c. Tần số âm khi người quan sát tiến lại gần:
:
;
:
s
n n
s
n
f tần số nguồn phát
v v v v
f f
v
v vận tốc của người
λ
+ +
= =
d. Tần số âm khi người quan sát tiến ra xa:
:
;
:
s
n n
s
n
f tần số nguồn phát
v v v v
f f
v
v vận tốc của người
λ
− −
= =
(
v
: là vận tốc âm khi nguồn đứng n).
Tổng qt:
{
+
−
−
+
±
=
m
( ) :
( ) :
( ) :
( ) :
:
' ; : ;
:
s
M
s s
s
M
Máy thu lại gần
Với v
M
Máy thu ra xa
Nguồn thu lại gần
Với v
S
Nguo
f tần số nguồn phát
v v
f f v vận tốc của nguồn phát
v v
v vận tốc của máy thu
{
àn thu ra xa
c. Cộng hưởng âm:
2
2
ch
l k
v nv
f
l
λ
λ
=
= =
Chú ý:
Dao động cơ học trong các mơi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng bức (dao động sóng, dao động âm)
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SĨNG ÂM
1. Sóng âm, dao động âm:
a. Dao động âm: Dao động âm là những dao động cơ học có tần số từ
16Hz
đến
20KHz
mà tai người có thể cảm nhận được.
Sóng âm có tần số nhỏ hơn
16Hz
gọi là sóng hạ âm; sóng âm có tần số lớn hơn
20KHz
gọi là sóng siêu âm.
b. Sóng âm là các sóng cơ học dọc lan truyền trong các mơi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí. Khơng truyền được trong chân
khơng.
Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát.
2. Vận tốc truyền âm:
Vận tốc truyền âm trong mơi trường rắn lớn hơn mơi trường lỏng, mơi trường lỏng lớn hơn mơi trường khí.
Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của mơi trường.
Trong một mơi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của mơi trường đó.
3. Đặc trưng sinh lí của âm:
a. Nhạc âm: Nhạc âm là những âm có tần số hồn tồn xác định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, …
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang11 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
b. Tạp âm: Tạp âm là những âm không có tần số nhất định; nghe khó
chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, …
c. Độ cao của âm: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc
vào đặc trưng vật lí của âm là tần số. Âm cao có tần số lớn, âm trầm có
tần số nhỏ.
d. Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có cùng độ cao,
nó phụ thuộc vào biên độ và tần số của âm.
e. Độ to: Độ to là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí là mức cường độ âm và tần số.
Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số của âm.
Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau (
2
10W/mI
>
ứng với
=
130L dB
với mọi tần số).
Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau.
Chú ý: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động tại chỗ.
Chương 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động:
0
cos( ) ( )q Q t C
ω ϕ
= +
2. Sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch dao động:
'
dq
i q
dt
= =
;
0 0 0 0
sin( ) ( ) sin( ); i Q t A I t I Q
ω ω ϕ ω ϕ ω
=− + =− + =
0 0 0 0 0 0
cos( ) ( ) cos( );
2 2
C
i Q t A I t I Q CU U
L
π π
ω ω ϕ ω ϕ ω ω
= + + = + + = = =
3. Sự biến thiên hiệu điện thế trong mạch dao động:
2
2
'; ''
di d q
u L Li u q
dt dt
= − = − = =
;
ω ω ϕ ω ϕ ω ω
ω ϕ ω
= + = + = =
= = + =
2 2
0 0 0 0 0
2
0
cos( ) ( ) cos( );
1
Hoaëc cos( ); vôùi
u L Q t V U t U L Q L I
Q
q
u t
C C LC
4. Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu:
a. Tần số góc:
1
LC
ω
=
b. Tần số:
1
( )
2
2
f Hz
LC
ω
π
π
= =
c. Chu kì:
2
2 ( )T LC s
π
π
ω
= =
d. Pha dao động:
( ) t
ω ϕ
+
e. Pha ban đầu
ϕ
: Tìm
ϕ
bằng cách giải hệ phương trình
0 0
0
0 0
cos
luùc 0
sin
q Q
t
i Q
ϕ
ω ϕ
=
=
= −
5. Phương trình độc lập với thời gian:
ω ω ω ω
+ = + = + =
2 2 2 2
2 2 2 2 2 2
0 0 0
2 2 4 2 2
; ;
i u i i
q Q Q u C Q
L
6. Năng lượng dao động điện từ:
C L
E E E= +
a. Năng lượng điện trường:
2
2
2 2
0
1 1
cos ( ) cos ( )
2 2
C
Q
q
E t E t
C C
ω ϕ ω ϕ
= = + = +
b. Năng lượng từ trường:
2 2 2 2 2 2
0
1 1 1
sin ( ) sin ( );
2 2
L
E Li L Q t E t L
C
ω ω ϕ ω ϕ ω
= = + = + =
Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí
Độ cao
f
Âm sắc
,A f
Độ to
,L f
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang12 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
Chú ý:
2
2 2
0
0
2
0
2 2 2
0 0
1 1
2 2
1
: Điện thế cực đại
2
1 1
= : Cường độ dòng điện cực đại
2 2
CM
LM
Q
E L Q const
C
Q
E
C
E L Q LI
ω
ω
= = =
=
=
Năng lượng điện và năng lượng từ của mạch biến thiên tuần hồn với
ff 2
=
′
2
T
T
=
′
ωω
2
=
′
của dao động.
Mạch dao động LC lí tưởng thực hiện dao động điện từ. Khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ
điện bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây.
Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn cảm, ta có:
W
2
1
WW
tđ
==
hay
2
2
C
Q
2
1
2
1
C
q
2
1
0
2
0
2
±=⇒
=
Với hai vị trí li độ
2
2
0
±=
trên trục Oq, tương ứng với 4 vị trí trên đường
tròn, các vị trí này cách đều nhau bởi các cung
2
π
.
Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp
đ t
W = W
, pha dao động đã biến thiên được
một lượng là
4
T
4
2
2
↔
π
=
π
: Pha dao động biến thiên được 2π sau thời gian một
chu kì T.
Tóm lại, cứ sau thời gian
4
T
năng lượng điện lại bằng năng lượng từ.
II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SĨNG ĐIỆN TỪ
1. Bước sóng:
; ; : Chiết suất của môi trường
c c
cT v n
f n
λ
= = =
2. Điện từ trường: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa cho nhau, liên hệ
mật thiết với nhau. Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường.
3. Giả thuyết Maxwell:
a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xốy.
b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy.
c. Dòng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy. Điện trường này tương đương như một
dòng điện gọi là dòng điện dịch.
4. Sóng điện từ: Sóng điện từ là q trình truyền đi trong kh/ gian của điện từ trường biến thiên tuần hồn theo thời gian.
a. Tính chất:
Sóng điện từ truyền đi với vận tốc rất lớn (
v c≈
).
Sóng điện từ mang năng lượng
Sóng điện từ truyền được trong mơi trường vật chất và trong chân khơng.
Sóng điện từ tn theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, …
Sóng điện từ là sóng ngang.
Sóng điện từ truyền trong các mơi trường vật chất khác nhau có vận tốc khác nhau.
b. Phân loại và đặc tính của sóng điện từ:
Loại sóng Tần số Bước sóng Đặc tính
Sóng dài
3 - 300 KHz
5 3
10 - 10 m
Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ
Sóng trung
0,3 - 3 MHz
3 2
10 - 10 m
Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm
tầng điện li phản xạ
Sóng ngắn
3 - 30 MHz
2
10 - 10 m
Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản
xạ nhiều lần
Sóng cực
ngắn
30 - 30000 MHz
-2
10 - 10 m
Có năng lượng rất lớn, khơng bị tầng điện li hấp
thụ, truyền theo đường thẳng
q
-Q
0
Q
0
O
2
2
Q
0
2
2
Q
0
−
4
π
4
3
π
4
3
π
−
4
π
−
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang13 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
5. Mạch chọn sóng:
a. Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn:
8
2 ; 3.10 (m/s)c LC c
λ π
= =
b. Một số đặc tính riêng của mạch dao động:
π π
π
π
= = ⇒ = +
+
= = + ⇒ = +
2
1 2
2 2 2
1
1 2
2 2 2
1 2 1 2
1 2
1 1 1 1 1
|| :
2 2 ( )
1 1 1 1 1
: ( )
2
2
C C f
f f f
LC L C C
C ntC f f f f
L C C
LC
SỰ TƯƠNG TỰ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ DAO ĐỘNG CƠ
Đại lượng
cơ
Đại lượng
điện
Dao động cơ Dao động điện
x q
x” + ω
2
x = 0 q” + ω
2
q = 0
v i
k
m
ω
=
1
LC
ω
=
m L
x = Acos(ωt + ϕ) q = Q
0
cos(ωt + ϕ)
k
1
C
v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) i = q’ = -ωQ
0
sin(ωt + ϕ)
F u
2 2 2
( )
v
A x
ω
= +
2 2 2
0
( )
i
Q q
ω
= +
µ R W=W
đ
+ W
t
W=W
C
+ W
L
W
đ
W
L
(W
C
) W
đ
=
1
2
mv
2
W
L
=
1
2
Li
2
W
t
W
C
(W
L
) W
t
=
1
2
kx
2
W
C
=
2
2
q
C
Chương 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Từ thông:
0
cos( ) cos( ) ( )NBS t t Wb
ω ϕ ω ϕ
Φ= + =Φ +
2. Suất điện động tức thời:
'
d
e
dt
Φ
= − = −Φ
;
0
sin( ) ( ) sin( )e NBS t V E t
ω ω ϕ ω ϕ
= + = +
0 0
sin( ) cos( )
2
e E t E t
π
ω ϕ ω ϕ
= + = + −
;
sin cos( )
2
π
α α
= −
3. Hiệu điện thế tức thời:
0
cos( )
u
u U t
ω ϕ
= +
II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Cường độ dòng điện tức thời:
ω ϕ
= +
0
cos( ) (A)
i
i I t
2. Các giá trị hiệu dụng:
0 0 0
; ;
2 2 2
I U E
I U E
= = =
3. Tần số góc của dòng điện xoay chiều:
2
2 (rad/s)f
T
π
ω π
= =
Chú ý: Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số
f
thì trong
1s
đổi chiều
2 f
lần.
Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số
f
thì nó rung với tần số
' 2f f=
. Hoặc từ
trường của nó biến thiên tuần hoàn với tần số
' 2f f=
4. Các phần tử tiêu thụ điện
a. Điện trở:
( )R Ω
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang14 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
Định luật Ohm:
0 0
;
R R
U IR U I R
= =
cùng pha với i: 0
R
u
ϕ
=
b. Cảm kháng:
2 ( )
L
Z L L f
ω π
= = Ω
Định luật Ohm:
0 0
;
L L L L
U IZ U I Z
= =
nhanh pha với i:
2
L
u
π
ϕ
=
c. Dung kháng:
1 1
( )
2
C
Z
C C f
ω π
= = Ω
Định luật Ohm:
0 0
;
C C C C
U IZ U I Z
= =
chậm pha với i:
2
C
u
π
ϕ
=
5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
a. Tổng trở:
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= + −
b. Độ lệch pha (u so với i):
: u sớm pha hơn i
tan : u cùng pha với i
: u trễ pha hơn i
L C
L C L C
L C
R
L C
Z Z
Z Z U U
Z Z
R U
Z Z
ϕ
>
− −
= = ⇒ =
<
c. Định luật Ohm:
= =
0
0
;
U
U
I I
Z Z
d. Cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
cos ; Hệ số công suất:cos
R
UR
P UI
Z U
ϕ ϕ
= = =
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC khơng tiêu thụ cơng suất (
0P
=
)
ω ω ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ω ω ϕ
= =
= − =−
= =
0 0
u i
0 0
Nếu cos t thì cos( t+ )
;
Nếu cos t thì cos( t- )
i u i u
i I u U
u U i I
e. Giản đồ véc tơ: Ta có:
0 0 0 0
R L C
R L C
u u u u
U U U U
= + +
= + +
uur uuur uuur uuur
6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
Từ
2 2
( )
L C
Z R Z Z
= + −
suy ra
2 2
( )
R L C
U U U U
= + −
Tương tự
2 2
RL L
Z R Z
= +
suy ra
2 2
RL R L
U U U
= +
Tương tự
2 2
RC C
Z R Z
= +
suy ra
2 2
RC R C
U U U
= +
ng tự
LC L C
Z Z Z
= −
suy ra
LC L C
U U U= −
III. BÀI TỐN CỰC TRỊ
1. Hiện tượng cộng hưởng:
Điều kiện cộng hưởng
2
1
0
L C
u
i
Z Z
LC
ω
ϕ
=
=
=
thì
min Max
min
I
U U
Z R
Z R
= ⇒ = =
.
R
L
C
•
•
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
O
i
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
LC
uuuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
0
U
R
uuur
0
U
L
uuur
0
U
C
uuur
0
U
AB
uuuur
0
I
uur
O
i
R
L
C
•
•
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang15 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
Suy ra
2
2
min
cos 1
Max M M
U
P I R UI
R
R
Z
ϕ
= = =
= =
. Chú ý
0 0
0 0
R
U U
U I
↑↑
↑↑
uuur uur
uur uur
2. Khi L,C không đổi R thay đổi:
Công suất
2
2
2
2
( )
( )
L C
M
L C
m
Z z
U
P I R P R
Z Z
R
R
R
−
= = ⇒ ⇔ +
−
+
2 2
2
2 2
R
( ) ( )
Maø . ( ) const, neân
2 U
suy ra ; cos khi ñoù U =
2 2 2
2
L C L C
L C
L C M
L C
Z z Z Z
R Z Z R
R R
U U
R Z Z P
R Z Z
ϕ
− −
= − = =
⇒ = − = = =
−
3. Khi R,L không đổi C thay đổi:
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2
2
( ) 2
1
C C
L C L L
C C
C
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z
Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
C M
L L
m
C C
U
U
R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra
+
=
+
=
2 2
2 2
( )
L
C
L
L
C M
R Z
Z
Z
U R Z
U
R
4. Khi R,C không đổi L thay đổi: :
Hiệu điện thế
2 2 2 2
2 2
( ) 2
1
L L
L C C C
L L L
U U
U IZ
R Z Z R Z Z
Z Z Z
= = =
+ − +
− +
Khi
2 2
2
( )
2
( 1)
L M
C C
m
L L
U
U
R Z Z
Z Z
=
+
− +
Suy ra
+
=
+
=
2 2
2 2
( )
C
L
C
C
L M
R Z
Z
Z
U R Z
U
R
5. Liên quan độ lệch pha:
a. Trường hợp 1:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =
b. Trường hợp 2:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
− = ⇒ =−
c. Trường hợp 3:
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =±
IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN)
1. Mạch điện đơn giản:
R
L
C
•
•
X•
A N B
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang16 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
a. Nếu
NB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
R
b. Nếu
NB
U
sớm pha với
i
góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
L
c. Nếu
NB
U
trễ pha với
i
góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
C
2. Mạch điện phức tạp:
a. Mạch 1
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
L
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (
0 0
, LR
)
b. Mạch 2
Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra chỉ chứa
0
C
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra chỉ chứa
0
R
Vậy chứa (
0 0
, CR
)
V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
1. Dòng điện xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều một pha:
a. Suất điện động tức thời:
'
d
e
dt
Φ
= − = −Φ
;
π π
ω ω ϕ ω ϕ
= + − = + −
0
cos( ) ( ) cos( )
2 2
e NBS t V E t
b. Tần số dao động:
; n (voøng/s)
; n (voøng/phuùt)
60
f np
np
f
=
=
; p: số cặp cực từ
Chú ý: Một máy phát điện có
1
cặp cực từ muốn phát ra với tần số
50Hz
thì phải quay với tốc độ
50 voøng/sn =
; có
10
cặp cực
từ muốn phát ra với tần số
50Hz
thì phải quay với tốc độ
5 voøng/sn =
. Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi
bấy nhiêu lần.
2. Dòng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha:
Dòng điện: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, được tạo ra bỡi ba suất điện động xoay chiều có
cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một một góc
2
3
π
.
R
L
•
•X
•
A N B
R
C
•
•X
•
A
N B
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang17 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
Các biểu thức suất điện động:
ω
π
ω
π
ω
=
= −
= +
1 0
2 0
3 0
cos
2
cos( )
3
2
cos( )
3
e E t
e E t
e E t
Mắc sao
0
0
3
d p
d p
I I
I
U U
=
=
=
Mắc tam giác
3
d p
d p
I I
U U
=
=
3. Máy biến thế, truyền tải điện năng:
a. Máy biến thế:
Biến đổi hiệu điện thế
1 1
2 2
U N
k
U N
= =
Biến đổi dòng điện
2 1
1 2
I N
k
I N
= =
b. Hao phí khi truyền tải:
2
2 2
mà
cos
P l
P R R
S
U
ρ
ϕ
∆ = =
4. Hiệu suất:
t
r r
v c v
P
P U
H
P P U
= = =
Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây có điện trở trong về cơng thức tổng trở, định
luật Ohm, độ lệch pha, hệ số cơng suất, liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng, …
Chương 6: SĨNG ÁNH SÁNG
I. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
1. Khoảng vân:
1
;
k k
D
i x x i
a
λ
+
= − =
2. Vị trí vân
( 1)
sáng:
; với 0; 1; 2; 3;
1 1
tối: ( ) ( )
2 2
ks
k t
D
x ki k
a
k
D
x k i k
a
λ
λ
+
= =
= ± ± ±
= + = +
3. Hiệu quang trình(Hiệu đường đi) :
2 1
;
ax
d d
D
δ δ
= − =
4. Khoảng cách giữa n vân sáng liên tiếp nhau là
l
:
( 1)l n i
= −
5. Tại vị trí M mà
: Vân sáng thứ
1
: Vân tối thứ ( 1)
2
x
k k
i
x
k k
i
=
= + +
6. Số vân sáng (vân tối) có trong bề rộng trường giao thoa MN: n =
i
MN
2
a. Số vân sáng:
12
+=
nN
s
( n: lấy phần ngun) b. Số vân tối:
12
+=
nN
s
7. Dịch chuyển hệ vân giao thoa:
a. Đặt bản mặt song song trên một đường truyền của tia sáng:
Trước khi có bản mặt song song; vân sáng trung tâm là:
2 1
0S O S O
δ
= − =
.
Khi có bản mặt song song có chiết suất
n
, bề dày
e
:
Đường đi từ
1
S
đến
M
:
'
1 1
( 1)d d n e= + −
Đường đi từ
2
S
đến
M
:
'
2 2
d d=
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang18 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
Hiệu quang trình:
'
2 1 2 1 2 1
( 1) ;
e
ax
d d d d n e d d
D
δ
= − = − − − − =
Khi có bản mặt song song (có chiết suất
n
, bề dày
e
)
vân sáng trung tâm dịch về phía khe bị chắn bỡi bản mặt song song một đoạn:
( 1)n eD
x
a
−
=
b. Nguồn sáng dịch chuyển một đoạn
y
:
Hiệu quang trình:
2 2 1 1 2 1 2 1
( ' ') ( ' ') ( ' ' ) ( ' ')
ay ax
S S S O S S S O S S S S S O S O
d D
δ
= + − + = − + − = +
Vị trí vân sáng:
ay ax
k
d D
δ λ
= + =
Vị trí vân tối:
(2 1)
2
ay ax
k
d D
λ
δ
= + = +
Vân sáng trung tâm:
0
yD
k x
d
= ⇒ =−
Chú ý: Vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển của nguồn.
II. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP)
1. Mắt nhìn thấy ánh sáng có bước sóng
λ
:
0,76
vôùi
0,40
Ñ
T Ñ
T
m
m
λ µ
λ λ λ
λ µ
=
≤ ≤
=
2. Bề rộng quang phổ bậc
k
:
( ) ( )
k Ñ T Ñ T
D
x k i i k
a
λ λ
∆ = − = −
3. Vị trí vân sáng bậc
1
k
của bức xạ
1
λ
trùng với vị trí vân sáng bậc
2
k
của bức xạ
2
λ
:
1 1 2 2
k k
λ λ
=
4. Vị trí vân sáng bậc
1
k
của bức xạ
1
λ
trùng với vị trí vân tối bậc
2
k
của bức xạ
2
λ
:
1 1 2 2
1
( )
2
k k
λ λ
= +
Chú ý: Trong không khí (chân không):
c
f
λ
=
; trong môi trường có chiết suất n:
c
v
n
v c
f nf
λ
=
= =
Chú ý: Khoảng vân trong không khí là
i
; trong môi trường có chiết suất
n
khoảng vân
=
mt
i
i
n
III. QUANG PHỔ
1. Máy quang phổ:
a. Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác
nhau.
b. Cấu tạo:
Ống chuẩn trực là tạo ra chùm tia song song.
Lăng kính để phân tích song song thành những thành phần đơn sắc song song khác nhau.
Buồng ảnh là kính ảnh đặt tại tiêu điểm ảnh của thấu kính
2
L
để quan sát quang phổ.
c. Nguyên tắc hoạt động:
Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính.
Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song.
Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh được hội tụ trên kính ảnh.
2. Quang phổ liên tục:
a. Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục của ánh sáng là dải màu biến thiên liên tục từ
đỏ tới tím.
b. Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.
c. Đặc điểm, tính chất:
Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát.
Ở nhiệt độ
0
500 C
, các vật bắt đầu phát ra ánh sáng màu đỏ; ở nhiệt độ
2500K
đến
3000K
các vật phát ra quang phổ liên
tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím. Nhiệt độ của bề Mặt Trời khoảng
6000K
, ánh sáng của Mặt Trời là ánh sáng trắng.
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang19 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
3. Quang phổ vạch phát xạ:
a. Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối.
b. Các chất khí hay hơi có áp suất thấp bị kích thích phát ra.
c. Đặc điểm:
Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khác nhau cho những quang phổ vạch khác nhau cả về số lượng vạch, vị trí, màu sắc của các
vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch.
Mổi chất khí hay hơi ở áp suất thấp có một quang phổ vạch đặc trưng.
4. Quang phổ vạch hấp thụ:
a. Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục.
b. Cách tạo:
Chiếu vào khe của máy quang phổ một ánh sáng trắng ta nhận được một quang phổ liên tục.
Đặt một đèn hơi Natri trên đường truyền tia sáng trước khi đến khe của máy quang phổ, trên nền quang phổ xuất hiện các vạch tối
ở đúng vị trí các vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ của Natri.
d. Điều kiện: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.
e. Hiện tượng đảo sắc: Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nó
cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó.
Chú ý: Quang phổ của Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt của Mặt Trời phát ra quang phổ liên
tục.
BẢNG TĨM TĂT
IV. SĨNG ĐIỆN TỪ
Loại sóng Bước sóng Chú ý
c
f
λ
=
Vùng đỏ
: 0,640 0,760m m
λ µ µ
÷
Tia gamma
12
Dưới 10 m
−
Vùng cam
: 0,590 0,650m m
λ µ µ
÷
Tia Roengent
12 9
10 đến 10m m
− −
Vùng vàng
: 0,570 0,600m m
λ µ µ
÷
Tia tử ngoại
9 7
10 đến 3,8.10m m
− −
Vùng lục
: 0,500 0,575m m
λ µ µ
÷
Ánh sáng nhìn thấy
7 7
3,8.10 đến 7,6.10m m
− −
Vùng lam
: 0,450 0,510m m
λ µ µ
÷
Tia hồng ngoại
7 3
7,6.10 đến 10m m
− −
Vùng chàm
: 0,440 0,460m m
λ µ µ
÷
Sóng vơ tuyến
3
10 trở lênm
−
Vùng tím
: 0,38 0,440m m
λ µ µ
÷
1. Tia hồng ngoại:
a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng cùa ánh sáng đỏ (
0,76 m
λ µ
>
).
b. Nguồn phát sinh:
Các vật bị nung nóng dưới
0
500 C
phát ra tia hồng ngoại.
Có
50%
năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng hồng ngoại.
Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn dây tóc bằng Vonfram nóng sáng có cơng suất từ
250 1000W W−
.
c. Tính chất, tác dụng:
Có bản chất là sóng điện từ.
Lọai
QP
QUANG PHỔ LIÊN TỤC QP VẠCH PHÁT XẠ QP VẠCH HẤP THỤ
Đònh
nghóa
gồm một dãy sáng
có màu biến đổi liên tục
gồm các vạch màu riêng rẽ
nằm trên nền tối
gồm các vạch tối nằm
trên nền quang phổ liên tục
ĐK
phát
sinh
do các chật rắn, lỏng, khí có áp suất
cao (có tỉ khối lớn)
bò nun nóg phát ra
do chất khí hoặc hơi ở áp suất
thấp phát ság phát ra
chùm as trắng bay ngang qua
khí hoặc hơi bò nun nóng ở t
0
<
0
NStrắng
t
Đặc
điểm
+ Không phụ thuộc thành phần cấu tạo
mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn
sáng
+ t
0
càng cao miền phát sáng càng mở
rộng về phía as có bước sóng ngắn.
+ Các nuyên tố khác nhau thì
cho quang phổ vạch khác nhau
về: số lượng, vò trí, màu sắc, độ
ság các vạch.
+ Mỗi ngtố cho qpvạch phát xạ
riêng đặc trưng cho ngtố
+ HT đảo sắc :Khi bỏ nguồn ság
trắg thì các vạch tối trở thành
các vạch màu
+ Nguyên tố phát ra as đơn sắc
nào thì có khả năng hấp thụ as
đó
+ Mỗi ngtố cho qpvạch hấp thụ
riêng đặc trưng cho ngtố
Ứng
dụng
xác đònh t
0
của nguồn sáng xđ các thành phần cấu tạo của
nguồn phát sáng
xđ các thành phần cấu tạo của
nguồn phát sáng
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang20 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt.
Tác dụng lên một loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại.
Bị hơi nước hấp thụ.
d. Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại.
2. Tia tử ngoại:
a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng cùa ánh sáng tím (
0,38 m
λ µ
<
).
b. Nguồn phát sinh:
Các vật bị nung nóng trên
0
3000 C
phát ra tia tử ngoại.
Có
9%
năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng tử ngoại.
Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại.
c. Tính chất, tác dụng:
Có bản chất là sóng điện từ.
Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.
Làm phát quang một số chất.
Tác dụng làm ion hóa chất khí
Gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp.
Gây hiệu ứng quang điện.
Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, …
Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Thạch anh gần như trong suốt đối với các tia tử ngoại
d. Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh còi xương.
3. Tia Röentgen( Tia X):
a. Định nghĩa: Tia Röentgen là những bức xạ điện từ có bước sóng từ
12
10 m
−
đến
8
10 m
−
(tia Röentgen cứng, tia Röentgen mềm).
b. Cách tạo ra tia Rơnghen: Khi chùm tia catốt đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng phát ra.
c. Tính chất, tác dụng:
Khả năng đâm xuyên.
Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
Làm ion hóa không khí.
Làm phát quang nhiều chất.
Gây ra hiện tượng quang điện.
Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào, diệt tế bào, diệt vi khuẩn, …
d. Ứng dụng: Dò khuyết tật bên trong các sản phẩm, chụp điện, chiếu điện, chữa bệnh ung thư nông, đo liều lượng tia Röentgen, …
Chương 7: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. THUYẾT LƯỢNG TỬ
1. Nội dung thuyết lượng tử:
Các nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng phần riêng biệt đứt quãng; mỗi phần đó mang một
năng lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng:
34
; 6,625.10 : Haèng soá Planck
hc
hf h Js
ε
λ
−
= = =
.
Chùm ánh sáng là chùm các hạt (photon); mỗi photon mang năng lượng hoàn toàn xác định bằng lượng tử năng lượng (lượng
tử ánh sáng).
Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon có trong chùm sáng.
2. Các định luật quang điện:
a. Định luật 1 quang điện: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng ánh sáng kích thích (
λ
) phải nhỏ hơn bằng giới
hạn quang điện (
0
λ
) của kim loại đó:
0
λ λ
≤
.
b. Định luật 2 quang điện: Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích:
~
qñ askt
I I
.
c. Định luật 3 quang điện: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích
thích và bản chất của kim loại, không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích:
0 0
0
( , )
ñM
ñM askt
W
W I
λ λ
∈
∉
.
3. Phương trình Einstein:
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang21 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
a. Giới hạn quang điện:
19
0
; 1 1,6.10
( )
hc
eV J
A J
λ
−
= =
b. Động năng:
2
0 0
1
( )
2
ñM M
W mv J=
c. Phương trình Einstein:
2
0 0
0
1
hay
2
ñM M
hc
A W mv
ε ε
λ
= + = +
Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2.
4. Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện:
0
0 ; 0
qñ ñM h h
I W eU U= ⇔ = <
5. Dòng quang điện bão hòa:
e
I
nenI
bh
eebh
=⇒=
.
( với
e
n
: số electron bứt ra trong 1 s)
6. Công suất bức xạ của nguồn:
ε
ε
P
nnP
pp
=⇒=
.
( với
p
n
: số photon đập vào trong 1s)
7. Hiệu suất lượng tử:
λ
Pe
chI
n
n
H
bh
p
e
==
8. Định lí động năng:
0
vôùi
cos
ñ ñ ñ
ñ
F
F
W W W
W A
A Fs
α
∆ = −
∆ =
=
ur
ur
9. Năng lượng tia Röentgen:
X X
X
X ñ AK
hc
hf
W eU
ε
λ
ε
= =
= ∆ =
II. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR
1. Tiên đề Bohr:
a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái
dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng.
b. Tiên đề 2: Nguyên tử ở thái thái có mức năng lượng
m
E
cao hơn khi
chuyển về trạng thái dừng có mức năng lượng
n
E
thấp hơn sẽ giải phóng một
năng lượng
mn mn m n
mn
hc
hf E E
ε
λ
= = = −
và ngược lại.
c. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong nguyên tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định
gọi là quỹ đạo dừng:
2 0
0 0
; vôùi 0,53
n
r n r r A= =
.
Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrô, trạng thái dừng là trạng thái có mức năng lượng thấp nhất (ứng với quỹ đạo K), các trạng thái
có mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn tại
8
10 s
−
).
Nguyên tử (electron) chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa hai mức.
2. Năng lượng ở trạng thái dừng:
0
2
13,6
( ); 13,6
n
E eV E eV
n
= − =
3. Bước sóng:
λ
−
= − = −
19
2 2
1 1
13,6.( ).1,6.10 (J)
m n
hc
E E
n m
hay:
λ
−
= −
=
2 2
7 1
1 1 1
( )
vôùi 1,09.10 : Haèng soá Ritber
H
H
R
n m
R m
4. Quang phổ nguyên tử Hiđrô: Các electron ở trạng thái kích thích
tồn tại khoảng
8
10 s
−
nên giải phóng năng lượng dưới dạng phôtôn để
trở về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn.
Laiman
K
M
N
O
L
P
Banme
Pasen
H
α
H
β
H
γ
H
δ
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
hf
mn
hf
mn
nhận phôtôn
phát phôtôn
E
m
E
n
E
m
> E
n
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang22 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
a. Dãy Lynam: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo K (thuộc
vùng tử ngoại).
b. Dãy Balmer: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo L (thuộc
vùng tử ngoại và vùng nhìn thấy).
c. Dãy Paschen: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo M
(thuộc vùng hồng ngoại).
Chú ý: Bước sóng càng ngắn năng lượng càng lớn.
Chú íù : + Khi làm bài tập thì đơn vò của các đại lượng phải dùng trong hệ đơn vò SI.
+ Các đơn vò khác thường sử dụng trong dạng bài tập này là :
*Micrô met (
m
m
): 1
m
m
=
6
10 m
−
*Hằng số Plăng : h = 6,625.
34
10 .J s
−
*Nanô met (nm) : 1nm =
9
10 m
−
. *Tốc độ ánh sáng : c = 3.
8
10
m
s
.
*Picô met (pm) : 1pm =
12
10 m
−
*K/lượng của electron :
31
9,1.10m kg
−
=
*Ăngstrong (
0
A
) : 1
0
A
=
10
10 m
−
* Điện tích của electron
19
1,6.10e C
−
= −
*Electron vôn (eV) : 1eV= 1,6.
19
10 J
−
.
III. HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG
1. Hấp thụ ánh sáng:
Hấp thụ ánh sáng là hiện tượng mơi trường vật chất làm giảm cường độ của chùm sáng truyền qua nó.
a. Định luật về hấp thụ ánh sáng:
Cường độ của chùm sáng đơn sắc khi truyền mơi trường hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ của độ dài đường truyền tia sáng:
α
−
=
0
d
I I e
.
Trong đó:
α
0
I là cường độ của chùm sáng tới môi trường
là hệ số hấp thụ của môi trường
d độ dài của đường truyền tia sáng
b. Hấp thụ lọc lựa:
Vật trong suốt (vật khơng màu) là vật khơng hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ.
Vật có màu đen là vật hấp thụ hồn tồn ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ.
Vật trong suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ.
2. Phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng:
Các vật có thể hấp thụ lọc lựa một số ánh sáng đơn sắc, như vậy các vật cũng có thể phản xạ (tán sắc) một số ánh sáng đơn sắc.
Hiện tượng đó được gọi là phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng.
Chú ý: Yếu tố quyết định đến việc hấp thụ, phản xạ (tán sắc) ánh sáng đó là bước sóng của ánh sáng.
IV. LASER
1. Hiện tượng phát quang:
a. Sự phát quang: Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng nào đó thì có khả năng phát ra một
bức xạ điện từ. Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới hạn của ánh sáng nhìn thấy thì được gọi là sự phát quang.
Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng riêng cho nó.
Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn được duy trì trong một khoảng thời gian nào
đó.
Thời gian phát quang là khoảng thời gian kể từ lúc ngừng kích thích cho đến lúc ngừng phát quang: Thời gian phát quang có thể
kéo dài từ
−10
10 s
đến vài ngày.
Hiện tượng phát quang là hiện tượng khi vật hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng
khác.
b. Các dạng phát quang:
Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới
−8
10 s
, thường xảy ra với chất lỏng và khí.
Lân quang là sự phát quang có thời gian dài trên
−8
10 s
, thường xảy ra với chất rắn.
Chú ý: Thực tế trong khoảng
− −
≤ ≤
8 6
10 10s t s
khơng xác định được lân quang hay huỳnh quang.
c. Định luật Xtốc về sự phát quang: Ánh sáng phát quang có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích:
λ λ ε ε
< ⇔ >
aspq askt aspq askt
.
2. Laser:
a. Đặc điểm:
Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang23 - GV Lê Công Tài THPT Bắc Mỹ
Tia Laser có tính đơn sắc cao. Độ sai lệch
−
∆
≈
15
10
f
f
.
Tia Laser là chùm sáng kết hợp, các photon trong chùm sáng có cùng tần số và cùng pha.
Tia Laser là chùm sáng song song, có tính định hướng cao.
Tia Laser có cường độ lớn
6 2
~10 W/cmI
.
b. Các loại Laser: Laser hồng ngọc, Laser thủy tinh pha nêođim, Lasre khí He – He, Laser
2
CO
, Laser bán dẫn, …
c. Ứng dụng:
Trong thông tin liên lạc: cáp quang, vô tuyến định vị, …
Trong y học: làm dao mổ, chữa một số bệnh ngoài da nhờ tác dụng nhiệt, …
Trong đầu đọc đĩa: CD, VCD, DVD, …
Trong công nghiệp: khoan, cắt, tôi, … với độ chính xác cao.
Chương 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
(Dành cho chương trình nâng cao)
1. Các tiên đề Einstein:
a. Tiên đề I (nguyên lí tương đối): Các hiện tượng vật lí diễn ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính.
b. Tiên đề II (nguyên lí bất biến của vận tốc ánh sáng): Vận tốc ánh sáng trong chân không có cùng giá trị bằng c trong mọi hệ
quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của nguồn sáng hay máy thu.
2. Các hệ quả:
♦ Sự co của độ dài: Độ dài của một thanh bị co lại dọc theo phương chuyển động của nó:
2
0 0
2
1
v
l l l
c
= − <
.
♦ Sự dãn ra của khoảng thời gian: Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát
viên đứng yên:
0
0
2
2
1
t
t t
v
c
∆
∆ = > ∆
−
.
♦ Khối lượng tương đối:
0
2
2
1
m
m
v
c
=
−
. Động lượng tương đối:
0
2
2
1
m
p mv v
v
c
= =
−
ur r r
.
♦ Năng lượng tương đối:
2 2
0
2
2
1
m
E mc c
v
c
= =
−
. Chú ý:
2 2
0 0
2 2 4 2 2
0
1
2
E m c m v
E m c p c
= +
= +
3. Đối với photon:
Năng lượng của photon:
2
hc
hf m c
ε
ε
λ
= = =
Khối lượng tương đối tính của photon:
0
2 2
2
2
1
m
hf h
m
c
c c
v
c
ε
ε
ε
λ
= = = =
−
, suy ra
2
0
2
1
v
m m
c
ε ε
= −
Mà
v c=
nên
0
0m
ε
=
.
Chương 9: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Cấu tạo hạt nhân:
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang24 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
−
−
−
=
= +
=
=
=
27
19
27
1,67262.10
prôtôn
1,6.10
được tạo nên từ
1,67493.10
( - ) nơtrôn
0 : không mang điện
p
p
A
Z
n
p
m kg
Z
q C
X
m kg
N A Z
q
2. Đơn vị khối lượng ngun tử (
u
):
−
=
= ⇒
=
27
1,007276
1 1,66055.10
1,008665
p
n
m u
u kg
m u
3. Các cơng thức liên hệ:
a. Số mol:
23
A
; A: khối lượng mol(g/mol) hay số khối (u)
: khối lượng
N: số hạt nhân nguyên tử
;
N 6,023.10 nguyên tử/mol
A
A
A
m
NA
n
m
A
N
N
mN
n
N
N
A
=
=
⇒
=
=
=
4. Bán kính hạt nhân:
1
15
3
1,2.10 ( )R A m
−
=
II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
1. Độ hụt khối:
0
0
( ) : khối lượng các nuclôn riêng lẻ
p n
m Zm A Z m
m m m
= + −
∆ = −
2. Hệ thức Einstein:
2
E mc=
;
2
1 931,5uc MeV=
;
13
1 1,6.10MeV J
−
=
3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
a. Năng lượng liên kết:
2
E mc
∆ =∆
b. Năng lượng liên kết riêng:
: tính cho một nuclôn
E
A
δ
∆
=
Chú ý: Hạt nhân có số khối trong khoảng từ 50 đến 70, năng lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất vào khoảng
8,8 /MeV nu
III. PHĨNG XẠ
* Các quy tắc dịch chuyển của sự phóng xạ
+ Phóng xạ α (
4
2
He
):
4 4
2 2
A A
Z Z
X He Y
-
-
+®
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ơ trong bảng tuần hồn và có số khối giảm 4 đơn vị.
+ Phóng xạ β
-
(
1
0
e
-
):
0
1 1
A A
Z Z
X e Y
- +
+®
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ơ trong bảng tuần hồn và có cùng số khối.
Thực chất của phóng xạ β
-
là một hạt nơtrơn biến thành một hạt prơtơn, một hạt electrơn và một hạt nơtrinơ:
n p e v
-
+ +®
Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ β
-
là chùm các hạt electrơn (e
-
)
- Hạt nơtrinơ (v) khơng mang điện, khơng khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của ánh sáng và hầu
như khơng tương tác với vật chất.
+ Phóng xạ β
+
(
1
0
e
+
):
0
1 1
A A
Z Z
X e Y
+ -
+®
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ơ trong bảng tuần hồn và có cùng số khối.
Thực chất của phóng xạ β
+
là một hạt prơtơn biến thành một hạt nơtrơn, một hạt pơzitrơn và một hạt nơtrinơ:
p n e v
+
+ +®
Lưu ý: Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ β
+
là chùm các hạt pơzitrơn (e
+
)
+ Phóng xạ γ (hạt phơtơn)
Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E
1
chuyển xuống mức năng lượng E
2
đồng thời phóng ra một
phơtơn có năng lượng
1 2
hc
hf E E
e
l
= = = -
Lưu ý: Trong phóng xạ γ khơng có sự biến đổi hạt nhân và phóng xạ γ thường đi kèm theo phóng xạ α và β.
4. Các hằng số và đơn vị thường sử dụng
* Số Avơgađrơ: N
A
= 6,022.10
23
mol
-1
* Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10
-19
J; 1MeV = 1,6.10
-13
J
* Đơn vị khối lượng ngun tử (đơn vị Cacbon): 1u = 1,66055.10
-27
kg = 931 MeV/c
2
Tài liệu Ơn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang25 - GV Lê Cơng Tài THPT Bắc Mỹ
* Điện tích ngun tố: |e| = 1,6.10
-19
C
* Khối lượng prơtơn: m
p
= 1,0073u
* Khối lượng nơtrơn: m
n
= 1,0087u
* Khối lượng electrơn: m
e
= 9,1.10
-31
kg = 0,0005u
1. Định luật phóng xạ:
λ
λ
λ
−
−
= =
=
= =
0
0
0
0
ln2
2
; với : hằng số phân rã
( )
2
t
t
T
t
t
T
N
N N e
m
T s
m m e
2. Độ phóng xạ:
0
0
10
0 0
ln2
; với : hằng số phân rã
( )
2
; ( ); 1 3,7.10 Bq
t
t
T
H
H H e
T s
H N H N Bq Ci
λ
λ
λ λ
−
= = =
= = =
3. Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ:
0
0
2
t
T
H
V V
H
=
(Trong đó:
la the å tích dung dòch chứa V ø H
)
3. Chất phóng xạ bị phân rã:
a. Số hạt nhân ngun tử bị phân rã:
0 0
(1 )
t
N N N N e
λ
−
∆ = − = −
b. Khối lượng hạt nhân ngun tử bị phân rã:
0 0
(1 )
t
m m m m e
λ
−
∆ = − = −
Chú ý: Số hạt nhân ngun tử tạo thành bằng số hạt nhân ngun tử phóng xạ bị phân rã
B
: N
C A
A B C N N→ + = = ∆
; khơng có định luật bảo tồn khối lượng.
4. Các tia phóng xạ:
a. Tia
α
:
4 4
2 2
là hạt He
α
, bị lệch trong điện trường, từ trường.
b. Tia
β
:
%
β ν
β ν
+ +
− −
− −
→ +
→ +
0 0
1 1
0 0
1 1
( ): +
( ): +
là pozitron e p n e
có hai loại
là electron e n p e
, bị lệch trong điện trường, từ trường nhiều hơn tia
α
.
c. Tia
γ
: Có bước sóng ngắn
11
10 m
λ
−
<
, có năng lượng rất lớn, khơng bị lệch trong điện trường, từ trường.
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. Phản ứng hạt nhân:
CA B D
A B C D
A
A A A
Z Z Z Z
A B C D
+ → +
2. Các định luật bảo tồn:
a. Định luật bảo tồn điện tích:
A B C D
Z Z Z Z
+ = +
b. Định luật bảo tồn số nuclon:
A B C D
A A A A
+ = +
c. Định luật bảo tồn năng lượng:
( ) ( ) ( ) ( )
A đA B đB C đC D đD
E E E E E E E E
+ + + = + + +
d. Định luật bảo tồn động lượng:
A B C D
p p p p
+ = +
uur uur uur uur
3. Các cơng thức liên hệ:
a. Động năng:
− −
= = =
2 27 13
1
; ( ); 1 1,66055.10 ; 1 1,6.10
2
đ
E mv m kg u kg MeV J
b. Động lượng:
hay ; p mv p mv p v
= = ↑↑
ur r ur r
c. Liên hệ:
2
đ
2p mE
=
4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân:
Khối lượng các hạt nhân trước phản ứng:
0 A B
M m m
= +
Khối lượng các hạt nhân sau phản ứng:
C D
M m m
= +
a. Phản ứng tỏa năng lượng:
0
M M
>
Năng lượng tỏa ra là:
2
0
( ) 0E M M c
∆ = − ≥
b. Phản ứng thu năng lượng:
0
M M
<
