Chuyên đề ôn thi Vật lý 2011 - Dao động pptx

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 24
DAO ðỘNG ðIỆN TỪ

1. Mạch dao ñộng LC:

• Mạch dao ñộng là một mạch ñiện kín gồm cuộn cảm có ñộ
tự cảm L và tụ ñiện C ñã tích ñiện.
• Nguyên tắc hoạt ñộng của mạch LC dựa trên hiện tượng tự
cảm
• ðiện tích tức thời của tụ ñiện:
(
)
= +
0
os (C)
q Q c t
ω ϕ

Q
0
: ðiện tích cực ñại của tụ ñiện (ñiện tích ban ñầu ñược nạp
cho tụ ñiện)
• Cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch:

 
= = + +
 
 
0
' os (A)

2
i q Q c t
π
ω ω ϕ



=
0 0
I Q
ω

• ðiện áp tức thời giữa hai hai ñầu cuộn dây hay hai ñầu tụ
ñiện
π
ω ϕ
 
= = + +
 
 
0
os (V)
2
q
u U c t
c
với
=
0
0

Q
U
C












3 6
9 12
3 6
1 10 1 = 10
1n = 10 1p = 10
1k = 10 1M 10
m
Hz Hz Hz Hz
µ
− −
− −
=
=

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 1
DAO ðỘNG CƠ

1. ðịnh nghĩa dao ñộng ñiều hòa:

• Dao ñộng là sự chuyển ñộng lặp ñi lặp lại quanh vị trí cân
bằng
• Dao ñộng tuần hoàn là dao ñộng mà trạng thái dao ñộng
ñược lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.
• Dao ñộng ñiều hòa là chuyển ñộng có phương trình tuân
theo quy luật sin hoặc cosin theo thời gian. Chú ý: Hình chiếu
của một chuyển ñộng tròn ñều lên một trục ñi qua mặt phẳng quỹ
ñạo cũng là một dao ñộng ñiều hòa.


2. Phöông trình dao ñoäng:

(
)
cosx A t
ω ϕ
= +

o A: Biên ñộ dao ñộng
- ðộ dời lớn nhất của vật so với vị trí cân bằng
- Phụ thuộc vào cách kích thích dao ñộng
o
ω
: Tần số góc (rad/s)
2

2 f
T
π
ω π
= =

o f: Tần số (Hz): Số dao ñộng trên một giây
o T: Chu kì (s)
- Thời gian thực hiện một dao ñộng tuần hoàn
- Thời gian ngắn nhất vật lấy lại trạng thái ban ñầu.
o
(
)
t
ω ϕ
+
: Pha dao ñộng, ñặc trưng cho trạng thái dao ñộng
tại thời ñiểm t
o
ϕ
: Pha ban ñầu (phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian)



Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 2
3. Vận tốc, gia tốc

Vận tốc: v = x’ = - Aω
ωω
ωsin(ω

ωω
ωt + ϕ
ϕϕ
ϕ)
• v
max
= Aω khi x = 0 (tại VTCB):
Khi vật qua VTCB độ lớn vận tốc cực đại
• v = 0 khi x = ± A (tại vị trí biên):
Khi vật ở vị trí biên, vận tốc bằng khơng


Gia tốc: a = v’ = x’’ = – ω
ωω
ω
2
Acos(ω
ωω
ωt + ϕ
ϕϕ
ϕ) = – ω
ωω
ω
2
x
• a
max
= ω
2
A khi x = ± A (tại vị trí biên):

Khi vật ở vị trí biên độ lớn gia tốc cực đại
• a = 0 khi x = 0 (tại VTCB):
Khi vật qua VTCB, gia tốc bằng khơng


Hệ thức độc lập:
2 2 2
2 2
2 2 4
v v a
A x
ω ω ω
= + = +





Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 23

• Hiệu suất của máy biến thế:
2
1
H .100%
Ρ
=
Ρ


Nếu H = 100% (máy biến thế lý tưởng) thì

1 2 1
2 1 2
U I N
U I N
= =

+ Nếu
H 100%
≠
thì
2 1 2 2 1 1
H. U I H.U I
Ρ = Ρ ⇔ =



• Truyền tải điện năng đi xa:Công suất hao phí trên
đường dây:
2
P
P I.R .R
Ucos
 
∆ = =
 
ϕ
 
(*)
• Công thức (*) cho thấy, để giảm công suất hao phí ta tăng
hiệu điện thế khi truyền tải.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 22
d. Động cơ không đồng bộ 3 pha:

• Thiết bò điện biến điện năng của dòng điện xoay chiều
thành cơ năng.
• Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện
từ và từ trường quay.
• Cách tạo từ trường quay: 2 cách:
* Cho nam châm quay.
* Tạo bằng dòng xoay chiều 3 pha (hay dùng).
• Tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường. (quay
không đồng bộ)

e. Máy biến thế – Truyền tải điện năng

• Thiết bò dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không
làm thay đổi tần số của nó.
• Cấu tạo: 2 phần
+ Một lõi thép gồm nhiều lá thép kó thuật mỏng ghép
cách điện để tránh dòng điện Phucô .
+ Hai cuộn dây đồng quấn cách điện quanh lõi thép với
số vòng dây khác nhau. Cuộn sơ cấp có N
1
vòng dây nối với
mạng điện xoay chiều. Cuộn thứ cấp có N
2
vòng dây nối với tải
tiêu thụ .
• Nguyên tắc hoạt động: Cảm ứng điện từ
1 1
2 2
U N
U N
=

Nếu N
1
< N
2
: Máy tăng thế; nếu N
1
> N
2
: Máy hạ thế

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 3

Chú ý:
o Li độ, vận tốc, gia tốc biến thiên điều hòa cùng tần số
o Vận tốc nhanh pha hơn li độ một góc
2
π

o Li độ ngược pha với gia tốc
o Vector vận tốc ln cùng chiều chuyển động, vector gia
tốc ln hướng về vị trí cân bằng



4. Con lắc lò xo treo thẳng đứng:

•
k g
m l
ω
= =
∆

•
mg
l
k
∆ =

•
0cb
l l l
= +∆

•
0
l l l x
= +∆ +

•
ax 0m
l l l A
= +∆ +

•
min 0
l l l A
= +∆ −

•
max min
2
cb
l l
l
+
=

•
max min
2
l l
A
−
=


Chú ý: Các cơng thức trên đều áp dụng cho con lắc lò xo
nằm ngang nhưng
l
∆
= 0




O

(VTCB)

x

ℓ
o

ℓ
cb

∆
ℓ

-
A


+A


+A

x


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 4
5. Pha ban đầu – gốc thời gian

• Tìm
ϕ
: Gốc thời gian (t = 0) lúc vật đi qua vị trí x = x
0

và theo chiều dương v >0 (chiều âm v < 0):
( )
0
0
os
0; ; 0 ( 0) ?

sin 0 0
x
c
t x x v A
ϕ
ϕ
ϕ

=

= = > < ⇒ ⇔ =


< >



• Có
ϕ
=> trạng thái ban đầu (vật ở đâu và di chuyển
theo chiều nào)
x(t = 0) = x
0

v(t = 0) = v
0
> 0 (< 0)

6. Thời điểm – thời gian:














Gốc thời gian lúc vật qua x
0
và
theo chiều dương (âm)
-A
2
2
-A

2
-A
2
A
2
2

A

+A

6
T

6
T

12
T

12
T

8
T
8
T
8
T
8
T

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 21
b. Dòng điện xoay chiều 3 pha:

Dòng điện xoay chiều ba pha là một hệ thống gồm 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

hay về thời gian là 1/3 chu kỳ T.
Biểu thức các suất điện động tương ứng:
1 0
e E cos t
= ω
;
2 0
2
e E cos t
3
π
 
= ω −
 
 
;
3 0
2
e E cos t
3
π
 
= ω +
 
 

ng dụng quan trọng của dòng điện xoay chiều ba pha là
tạo từ trường quay.

c. Máy phát điện xoay chiều ba pha:

Cấu tạo:

Máy phát điện xoay chiều 3 pha gồm hai phần:
- Phần cảm: Là rôto, thường là nam châm điện.
- Phần ứng: Là stato, gồm 3 cuộn dây giống nhau
quấn quanh 3 lõi sắt đặt lệch nhau 120
0
trên vòng tròn.


Cách mắc dòng điện 3 pha:

* Mắc hình sao: Mắc 4 dây gồm 3 dây pha và một dây
trung hoà. U
d
=
3
U
p
; I
d
= I
p

* Mắc hình tam giác : Mắc 3 dây. U
d
= U
p
; I
d
=
3
I
p



Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 20
7. Thay đổi R, L, C

• Thay đổi R để P
max
:
2
L C max
U
R Z Z P
2R
= − ⇒ =

• Thay đổi C để U
C(max)
:
2 2

+
=
L
C
L
R Z
Z
Z

• Thay đổi L để U
L(max)

2 2
+
=
C
L
C
R Z
Z
Z

• Các trường hợp còn lại => cộng hưởng.

8. Các dụng cụ điện:

a. Máy phát điện xoay chiều một pha:

• Nguyên tắc hoạt động:
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ .

• Cấu tạo: Gồm 2 phần phần cảm (Phần tạo ra từ trường) và
phần ứng (Phần tạo ra dòng điện)
• Hoạt động: Máy phát điện xoay chiều một pha có thể hoạt
động theo hai cách:
Cách 1: Phần ứng quay (rôto), phần cảm cố đònh (stato)
Cách 2: Phần ứng cố đònh (stato), phần cảm quay (rôto)
• Để dẫn dòng điện ra ngoài máy phát điện, ta dùng bộ góp
điện gồm 2 vành khuyên và 2 chổi quét.
• Tần số dòng điện xoay chiều:
np
f
60
=

p: số cặp cực; n (vòng /phút))


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 5
Nhận xét:

o Thời gian để vật đi từ vị trí biên đến vị trí trung điểm là
6
T

o Thời gian để vật đi từ vị trí cân bằng đền vị trí trung điểm là
12
T

o Qng đường lớn nhất mà vật đi được trong thời gian
6

T
là A
o Qng đường lớn nhất mà vật đi được trong thời gian
4
T
là A
2

o Qng đường nhỏ nhất mà vật đi được trong thời gian
3
T
là A

7. Năng lượng trong dao động điều hòa

• ðộng năng:
2 2 2
1 1
W os ( )
2 2
= = +
d
mv kA c t
ω ϕ

• Thế năng:
2 2 2
1 1
W os ( )
2 2

= = +
t
kx kA c t
ω ϕ

• Cơ năng:
2 2 2
1 1
W W W
2 2
d t
kA m A
ω
= + = =

Nhận xét:

• Khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt
giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu
bằng 0 và ngược lại. Cơ năng khơng đổi theo thời gian.
• Thế năng và động năng của vật biến thiên điều hồ với tần
số f’ = 2f và chu kì T’ =
• Cứ sau khoảng thời gian
4
T
thì động năng lại bằng thế năng

2
T

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 6

8. Lực kéo về - lực ñàn hồi

Lực kéo về:

Lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với ñộ lớn
của li ñộ.
=
k
F k x


Lúc vật qua vị trí cân bằng:
(min)
0 0
= → =
k
x F

Lúc vật ở vị trí biên:
( ax)
= ± → =
k
m
x A F kA



Lực ñàn hồi:

Lực ñàn hồi
dh
F

là lực tác dụng vào vật khi lò xo bị biến
dạng.
= ∆ +
dh
F k l x

(
)
( ax)dh m
F k l A
= ∆ +

(
)
(min)
= ∆ −
dh
F k l A
nếu
∆ >
l A

(min)
0
=

dh
F nếu
∆ ≤
l A










Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 19
6. Cuộn dây không thuần cảm:




• Tổng trở:
( ) ( )
2 2
0 L C
Z R R Z Z= + + −

• Tổng trở của cuộn dây:
2 2
d 0 L
Z R Z

= +

• Hiệu ñiện thế hiệu dụng hai ñầu cuộn dây:
d d
U I.Z
=

• ðộ lệch pha của hiệu ñiện thế tức thời của hai ñầu cuộn dây
và cường ñộ dòng ñiện tức thời trong mạch:
L
d
0
Z
tan
R
ϕ =
(
d
2
π
ϕ ≠
)
• ðộ lệch pha của u so với i:
L C
0
Z Z
tan
R R
−
ϕ =

+

• Công suất tỏa nhiệt trên cuộn dây:
2
d 0 d d
P I R U .I.cos
= = ϕ

• Hệ số công suất:
0
d
R R
cos
Z
+
ϕ =

• Công suất tỏa nhiệt của ñoạn mạch:
(
)
2
R d 0
P P P I R R U.I.cos
= + = + = ϕ

• Dấu hiệu nhận biết cuộn dây có R
0
:
o u
MN

không lệch pha
2
π
so với dòng ñiện i.
o
d L
U I.Z
≠

o Dựa vào hiệu ñiện thế trên các ñoạn của mạch ñiện.





A

C

L
,R
0
R

B


N

M

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 18

4. Công suất – hệ số công suất:

• Công suất của mạch ñiện xoay chiều:
2
P I R UIcos
= = ϕ


• Hệ số công suất:
0R
R
0
U
UR
cos
Z U U
ϕ = = =


• Nhiệt lượng tỏa ra trên ñiện trở R:

2
Q Pt I R.t UIcos .t
= = = ϕ

5. Cộng hưởng:

Mạch R, L, C nối tiếp khi xảy ra cộng hưởng:
•
L C
1 1
Z Z L 2 fL
C 2 fC
= ⇔ ω = ⇔ π =
ω π

•
tan 0 0
ϕ = ⇔ ϕ =
: u và i cùng pha
• Công suất cực ñại:
2
max
U
P
R
=

• Hệ số công suất lớn nhất:
R
cos 1 1
Z
ϕ = ⇔ =

• Tổng trở nhỏ nhất:

min R
Z R U U
= => =

• Cường ñộ dòng ñiện ñạt giá trị cực ñại:
max
U
I
R
=


Chú ý:
o
( )
→ = + → <
1 2 1 2
1 2
1 1 1
( , )
nt
nt
C nt C C C C
C C C

o
(
)
→ = + → >
1 2 // 1 2 // 1 2

// ( , )
C C C C C C C C



Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 7

9. Con lắc ñơn:

• Dao ñộng của con lắc ñơn ñược xem là dao ñộng ñiều hòa khi
biên ñộ góc nhỏ hơn 10
o

•
1
2
2
= → = → =
g l g
T f
l g l
ω π
π

• Chu kỳ và tần chỉ phụ thuộc vào chiều dài dây treo và gia tốc
trọng trường g. (chú ý: càng lên cao gia tốc g càng giảm)
• Cơ năng của con lắc ñơn:
2
0
1

2
W mgl
= α
;
0
α
là biên ñộ góc,
tính bằng rad.
•
0
x
= =
A l l
α α


10. Tổng hợp dao ñộng:

• Biên ñộ dao ñộng tổng hợp:


2 2
1 1 1 2 2 1
2 os A A A A A c
ϕ ϕ ϕ ϕ
= + + ∆ ∆ = −


+
2 1

2
k
ϕ ϕ ϕ π
∆ = − =
: Hai dao ñộng thành phần cùng pha
thì dao ñộng tổng hợp có biên ñộ cực ñại:
A = A
max
= A
1
+ A
2

+
2 1
2
k
ϕ ϕ ϕ π π
∆ = − = +
: Hai dao ñộng thành phần ngược
pha thì dao ñộng tổng hợp có biên ñộ cực tiểu:
A = A
min
= |A
1
- A
2
| Chú ý:
min ax
m

A A A
≤ ≤

• Pha ban ñầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
tan
os os
A A
Ac A c
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ
+
=
+




Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 8
11. Dao ñộng tắt dần – cưỡng bức, sự cộng hưởng :

a. Dao ñộng tắt dần:

• Dao ñộng tắt dần là dao ñộng có biên ñộ giảm dần theo
thời gian.
• Nguyên nhân: Do lực cản
• Sự tắt dần của dao ñộng có khi có lợi, có khi có hại tùy theo

mục ñích và yêu cầu cụ thể.

b. Dao ñộng cưỡng bức:

• Dao ñộng cưỡng bức là dao ñộng của vật do chịu tác dụng
của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn.
• ðặc ñiểm :
o Dao ñộng cưỡng bức là dao ñộng ñiều hòa.
o Dao ñộng cưỡng bức khi ổn ñịnh có tần số bằng tần số
của lực cưỡng bức.
o Biên ñộ của dao ñộng cưỡng bức không chỉ phụ thuộc
vào biên ñộ của lực cưỡng bức, mà còn phụ thuộc vào cả
tần số của ngoại lực. Khi tần số của lực cưỡng bức càng
gần với tần số riêng thì biên ñộ của lực cưỡng bức càng
lớn.

c. Cộng hưởng:

o ðiều kiện: Tần số riêng f
0
của hệ bằng tần số ngoại lực f.
o ðặc ñiểm:Biên ñộ dao ñộng ñạt giá trị cực ñại.






Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 17
3. ðộ lệch pha giữa ñiện áp và dòng ñiện:

• ðộ lệch pha cuả ñiện áp so với cường ñộ dòng ñiện:
= −
u i
ϕ ϕ ϕ
với
tan
ϕ
−
=
L C
Z Z
R

• Z
L
> Z
C
=>
0:
ϕ
>
u sớm pha (nhanh pha) hơn i. ðoạn mạch
có tính cảm kháng.
• Z
L
< Z
C
=>
0:

ϕ
<
u trễ pha (chậm pha) hơn i. ðoạn mạch có
tính dung kháng.
•
0:
ϕ
=
u cùng pha i. Hiện tượng cộng hưởng. (xét sau)
• Chú ý:
0 0
0
tan
ϕ
− −
= =
L C L C
R R
U U U U
U U



• Mạch chỉ có R:
u
R
cùng pha i. (
R
u i
0

ϕ − ϕ =
)
• Mạch chỉ có C:
u
C
chậm pha hơn i một góc
2
π
(
C
u i
2
π
ϕ −ϕ = −
)
• Mạch chỉ có L:
u
L
nhanh pha hơn i một góc
2
π
(
L
u i
2
π
ϕ − ϕ =
)
• Mạch chỉ có L và C:
u sớm pha

2
π
so vơi i nếu Z
L
> Z
C

u trễ pha
2
π
so vơi i nếu Z
L
< Z
C





Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 16
DÒNG ðIỆN XOAY CHIỀU

1. ðại cương về dòng ñiện xoay chiều:

• Nguyên tắc tạo ra dòng ñiện xoay chiều dựa trên hiện tượng
cảm ứng ñiện từ. (cho khung dây quay trong một từ trường
ñều)
• Suất ñiện ñộng xoay chiều:
(
)

φ ω ϕ
= − = +
0
' ose E c t
0
. . .
E N B S
ω
=
: Suất ñiện ñộng cực ñại.

=
φ
ax
.
m
B S
: Từ thông cực ñại qua một vòng dây
• Biểu thức ñiện áp:
(
)
= +
0
os
u
u U c t
ω ϕ

• Biểu thức cường ñộ dòng ñiện:
(

)
= +
0
os
i
i I c t
ω ϕ


2. Mạch RLC nối tiếp:

• Cảm kháng:
2 ( )
ω π
= = Ω
L
Z L fL
; L: ñộ tự cảm (H)
• Dung kháng:
1 1
= ( )
2
ω π
= Ω
C
Z
C fC
; C: ðiện dung (F)
• Tổng trở:
2 2

( )
= + −
L C
Z R Z Z

• ðịnh luật Ohm:
0
0
; = = = = = =
C MN
R L
L C MN
U U U
U UU
I I
Z Z R Z Z Z


• Chú ý:
2 2
( ) (V)
= + −
R L C
U U U U


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 9
SÓNG CƠ

1. ðại cương về sóng cơ

• Sóng cơ là những dao ñộng cơ lan truyền trong môi trường
vật chất theo thời gian.
• Sóng ngang: Sóng có phương dao ñộng vuông góc với
phương truyền sóng.
• Sóng dọc: Sóng có phương dao ñộng trùng với phương
truyền sóng.
• Chu kì (T), tần số (f) và biên ñộ (a) là chu kỳ, tần số và biên
ñộ của dao ñộng.
• Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, tần
số không thay ñổi.
• Vận tốc truyền sóng
v
: (vận tốc truyền pha dao ñộng):
o Vận tốc truyền sóng chỉ phụ thuộc vào bản chất môi trường
truyền sóng.
o Vận tốc truyền sóng khác vận tốc dao ñộng của các phần tử


 Bước sóng :

o Quãng ñường sóng truyền ñược trong một chu kì.
o Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 ñiểm trên phương
truyền sóng mà dao ñộng cùng pha.
v f
T
λ
λ
= =

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 10
 Quá trình truyền sóng:

o Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền năng
lượng.
o Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền trạng thái
dao ñộng (pha dao ñộng).
o Khi sóng truyền ñi, chỉ có pha dao ñộng (trạng thái dao
ñộng) ñược truyền ñi còn các phần tử vật chất của môi trường
thì dao ñộng tại chổ.


2. ðộ lệch pha – phương trình truyền sóng:


• ðộ lệch pha giữa hai ñiểm trên phương truyền sóng cách
nhau một ñoạn d:

2
d
π
ϕ
λ
∆ =

• Các trường hợp ñặc biệt:

o Hai ñiểm dao ñộng cùng pha:
d k
λ
=
(cách nhau một số nguyên lần bước sóng)
o Hai ñiểm dao ñộng ngược pha:
1
2
d k
λ
 
= +
 
 
(cách nhau số bán nguyên lần
λ
)
• Phương trình sóng tại M do sóng từ O truyền tới, cách
nguồn O một ñoạn x:
2
cos
x
u a t
π
ω
λ
 

= −
 
 

Chú ý: x và λ cùng ñơn vị




Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 15


• Cường ñộ âm I tại một ñiểm là ñại lượng ño bằng lượng
năng lượng mà sóng âm tải qua một ñơn vị diện tích ñặt
tại ñiểm ñó, vuông góc với phuơng truyền sóng trong một
ñơn vị thời gian. ðơn vị cường ñộ âm là W/m
2
.
• Cường ñộ âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách ñến
nguồn.
• Mức Cường ñộ âm : Mức cường ñộ âm L là ñại lượng ñể
so sánh ñộ to của âm nghe ñược có cường ñộ I với ñộ to của
âm chuẩn có cường ñộ I
0
.
0
( ) 10lg
=
I
L db

I
1B = 10dB.


• Âm cơ bản và hoạ âm : Sóng âm do một người hay một
nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng
một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, …. Âm có tần
số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … gọi là
các hoạ âm thứ 2, thứ 3, …. Tập hợp các hoạ âm tạo thành
phổ của nhạc âm nói trên.


• ðộ cao của âm: Phụ vào tần số của âm. Âm cao (hoặc
thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ.
• ðộ to của âm: Gắn liền với ñặc trưng vật lý mức cường ñộ
âm.
• Âm sắc: Giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát
ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với ñồ thị dao ñộng âm.





Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 14

• Sợi dây với một ñầu là nút một ñầu là bụng (một ñầu dao
ñộng tự do) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ
4
1
bước sóng.

( )
2 1
4
= −l n
λ


n = (Số nút) = (số bụng)


5. Sóng âm:

• Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí,
lỏng, rắn. Sóng âm có cùng tần số với nguồn âm.
• Cảm giác về âm phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe.
• Âm nghe ñược có tần số từ 16Hz ñến 20000Hz và gây ra
cảm giác âm trong tai con người.
• Hạ âm có tần số nhỏ hơn 16Hz, tai người không nghe ñược.
• Siêu âm có tần số lớn hơn 20000Hz, tai người không nghe
ñược.
• Nhạc âm có tần số xác ñịnh. Tạp âm không có tần số xác
ñịnh.
• Sóng âm truyền tốt trong chất rắn, rồi ñến chất lỏng và sau
cùng là chất khí. Sóng âm không truyền ñược trong chân
không.
• Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì
tần số không thay ñổi.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 11
3. Giao thoa sóng:

• ðiều kiện giao thoa: Hai nguồn thõa ñiều kiện kết hợp:
Cùng tần số, cùng phương dao ñộng, có ñộ lệch pha không
ñổi theo thời gian.
• Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp
trong không gian, trong ñó có những chổ cố ñịnh mà biên
ñộ sóng ñược tăng cường hoặc bị giảm bớt.

(các kết quả dưới ñây ñược áp dụng cho hai nguồn cùng pha)

• ðộ lệch pha tại M:

( )
2 1
2
d d
π
ϕ
λ
∆ = −

• Biên ñộ sóng tổng hợp:
( )
2 1
2 cos 2 cos
2
M
A A d d A
π ϕ
λ
∆
= − =


• Vị trí các ñiểm dao ñộng với biên ñộ cực ñại: (gợn lồi)
2 1
d d k
λ
− =

+ Hiệu ñường ñi bằng số nguyên lần bước sóng.
+ Vị trí cực ñại bậc n ứng với k = n. n = 0;
±
1;
±
2
• Vị trí các ñiểm dao ñộng với biên ñộ cực tiểu: (gợn lõm)
2 1
1

2
d d k
λ
 
− = +
 
 

+ Hiệu ñường ñi bằng số bán nguyên lần bước sóng
+ Vị trí cực tiểu thứ n ứng với k = n - 1. n = 1; 2…
S
1
S
2
M

d
1
d
2

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 12
 Hình ảnh giao thoa:

o Ở vị trí ñường trung trực của S
1
và S
2
luôn là gợn lồi.
o Về 2 phía của ñường trung trực là những gợn lồi lõm, xen

kẽ nhau hình dạng Hypecbol.

 Số dãy cực ñại, cực tiểu

• Số cực ñại trên ñoạn S
1
S
2
:
1 2 1 2
S S S S
k
λ λ
− < <
?
k
k
∈
→ =
ℤ

• Số gợn lõm (cực tiểu):

1 2 1 2
1 1
2 2
− − < < −
S S S S
k
λ λ

• Khoảng cách giữa hai cực ñại liên tiếp bằng khoảng cách
giữa hai cực tiểu liên tiếp trên ñoạn S
1
S
2
và bằng
2
λ


4. Sóng dừng

• Sóng tới gặp vật cản bị phản xạ lại tạo sóng phản xạ. Nếu vật
cản cố ñịnh, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha.
• Sóng dừng là do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ
của chính sóng tới ñó, xuất hiện các nút và các bụng trong
khong gian.
• Nút sóng là ñiểm không dao ñộng.
• Bụng sóng là ñiểm dao ñộng với biên ñộ cực ñại








Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 13

• Sợi dây với hai nút ở hai ñầu (hai ñầu cố ñịnh hoặc một
ñầu cố ñịnh một ñầu dao ñộng với biên ñộ nhỏ) thì chiều
dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng.

2
l n
λ
=


n: số bụng = (Số nút) – 1






• Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp là
2
λ
.
• Khoảng cách giữa nút và bụng liên tiếp là
4
λ

• Khoảng thời gian giữa 2 lần sợi dây duỗi thẳng là
2
T

2
λ

2
λ

4
λ


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 48

Phản ứng phân hạch:

o Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ hơn
o Phản ứng phân hạch dây chuyền:

1
0
n +
135
92
U →
1
1
A
Z
X
1

+
2
2
A
Z
X
2
+ k
1
0
n
Số nơtron trung bình k ở phản ứng trên còn lại sau mỗi phân
hạch (hệ số nhân nơtron)
- Nếu k < 1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra.
- Nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ
nơtron không đổi. Đó là phản ứng dây chuyền điều khiển
được. (dùng trong nhà máy điện hạt nhân)
- Nếu k > 1 thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian,
dẫn tới vụ nổ nguyên tử. Đó là phản ứng dây chuyền không
điều khiển được. (dùng chế tạo bom nguyên tử)


Phản ứng nhiệt hạch:

Hai hạt nhân rất nhẹ (có số khối A < 10) như hiđrô, hêli, …
kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Vì sự tổng hợp
hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ cao nên phản ứng này gọi
là phản ứng nhiệt hạch.
2
1

H +
2
1
H →
3
2
He +
1
0
n + 4MeV.
- Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời và các ngôi
sao là nguồn gốc năng lượng của chúng.
• Chú ý:
1 1 0 0 2 3 4 0
1 0 1 1 1 1 2 0
p p ; n n ; e ; e ; D D ; T T ; He ;
+ −
+ −
≡ ≡ β ≡ β ≡ ≡ ≡ α ≡ γ ≡ γ


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 25

Nhận xét:

o ðiện áp tức thời u và điện tích tức thời q cùng pha.
o Cường độ dòng điện tức thời i sớm pha hơn điện áp u (hoặc
điện tích q) một góc
2
π

(vng pha)
o q, i và u cùng tần số và chu kỳ.



Tần số góc:
=
1
LC
ω
Chu kì:
= =
2
2
T LC
π
π
ω


Tần số:
= =
1 1
2
f
T
LC
π

2. Năng lượng của mạch dao động:

• Năng lượng điện trường ở tụ điện:
= =
2
2
C
1 1
2 2
q
E Cu
C


• Năng lượng từ trường ở cuộn cảm:
=
2
1
2
L
E Li

• Năng lượng của mạch dao động:

= + = = =
2
2 2
0
L 0 0
1 1 1

2 2 2
C
Q
E E E CU LI
C







Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 26

Nhận xét:

o Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên
cùng tần số và chu kỳ.
o Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên
với tần số bằng hai lần tần số của điện tích trên tụ điện.
o Năng lượng điện trường tăng thì năng lượng từ trường giảm
và ngược lại nhưng tổng năng lượng điện trường và từ
trường ln khơng đổi (mạch LC lí tưởng) và phụ thuộc vào
điện tích mà tụ điện C được nạp ban đầu (Q
0
).
o Cứ sau khoảng thời gian
4
T
thì năng lượng điện trường lại

bằng năng lượng từ trường.


3. ðiện từ trường

• Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện
trường xốy
• Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ
trường xốy
• Vùng khơng gian chứa điện trường và từ trường biến
thiên theo thời gian gọi là điện từ trường (trường điện
từ).
• ðiện trường xốy và từ trường xốy có đường sức là
những đường cong khép kín







Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 47
4. Phản ứng hạt nhân

• Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi
hạt nhân.
• Phóng xạ cũng là một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
• Các đònh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
o Đònh luật bảo toàn số nuclôn (số khối A): Trong phản
ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác

bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
o Đònh luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của
các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của
các hạt sản phẩm.
o Đònh luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm
động năng và năng lượng nghỉ): Tổng năng lượng toàn
phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn
phần của các hạt sản phẩm.
o Đònh luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động
lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ tổng động
lượng của các hạt sản phẩm.

Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

Xét phản ứng hạt nhân: A + B →
→→
→ C + D.
M
1
= m
A
+ m
B
: Tổng khối lượng các hạt nhân ban đầu.
M
2
= m
C
+ m
D

. Tổng khối lượng các hạt nhân lúc sau.
o M
1
> M
2
: Phản ứng tỏa ra một năng lượng:
E
tỏa
= (M
1
– M
2
)c
2
.
o M
1
< M
2
: Phản ứng thu năng
E
thu
= (M
2
– M
1
)c
2

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 46

nghóa các đại lượng:

N
0
: Số hạt ban đầu N: Số hạt còn lại sau thời gian t
m
0
: Khối lượng ban đầu m: Khối lượng còn lại sau thời
gian t
λ =
T
T
693,02ln
=
gọi là hằng số phóng xạ

Số hạt nhân:


A
m
N N
A
=


N
A

= 6,02 . 10
23
hạt/mol.

Độ phóng xạ :

• Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t
bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân
phóng xạ chứa trong lượng chất phóng xạ vào thời điểm
đó.
H = λ
λλ
λN = λ
λλ
λN
o
e
-λ
λλ
λt
= H
o
e
-λ
λλ
λt
= H
o
T
t−

2

H
0
: Độ phóng xạ ban đầu H: Độ phóng xạ sau thời gian t
• Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời
gian theo cùng quy luật hàm mũ giống như số hạt nhân
(số nguyên tử) của nó.



Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 27



4. Sóng điện từ

• ðiện từ trường lan truyền trong khơng gian tạo thành sóng
điện từ.
• Sóng điện từ truyền được trong chân khơng với vận tốc
bằng vận tốc ánh sáng.
• Sóng điện từ là sóng ngang. Trong q trình truyền sóng
điện từ, vector điện trường

E
và vector cảm ứng từ

B

vng góc với nhau và vng góc với phương truyền sóng.

• Hai thành phần điện trường và từ trường cùng pha.
• Sóng điện từ có bước sóng là:
= =. 2
c T c LC
λ π
(c: Vận tốc
ánh sóng điện từ trong chân khơng, T: chu kì sóng sóng
điện từ)


SĨNG ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng:

• Chiếu chùm ánh sáng trắng qua lăng kính, chùm sáng
khơng những bị khúc xạ về phía đáy của lăng kính, mà còn
bị tách ra thành nhiều chùm ánh sáng có màu sắc khác nhau
biến thiên từ đỏ đến tím. Tia tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ
bị lệch ít nhất.
• Hiện tượng tán sắc ánh sáng: Sự phân tích chùm sáng
phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau.
• Ngun nhân: Do chiết suất của một mơi trường trong suốt
đối với các ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau là khác
nhau.


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 28



Bước sóng của ánh sáng tỉ lệ nghịch với chiết suất mơi

trường
'
n
λ
λ
=
.


Ánh sáng đơn sắc:
o Là ánh sáng khơng bị tán sắc khi qua lăng kính.
o Mỗi ánh đơn sắc có một màu sắc xác định gọi là màu
đơn sắc


Ánh sáng trắng Là ánh sáng được tổng hợp từ vơ số ánh
sáng đơn sắc khác nhau có màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ
đến tím. 7 màu cơ bản (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím)



• Ứng dụng của hiện tượng tán sắc:
o Giải thích hiện tượng cầu vồng.
o Chế tạo máy quang phổ.


Nhiễu xạ ánh sáng: Hiện tượng ánh sáng khơng tn theo
định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng qua lỗ
nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc khơng trong
suốt.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 45
Các tia phóng xạ

o Tia α
αα
α: Là chùm hạt nhân hêli
4
2
He, gọi là hạt α, tia α chỉ đi
được tối đa 8cm trong không khí và không xuyên qua được tờ
bìa dày 1mm.
o Tia β
ββ
β: Tia β có thể đi được quãng đường hàng trăm mét trong
không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ vài mm.
Có hai loại tia β:
tia β
ββ
β
-
. Đó chính là các electron (kí hiệu
0
1−
e).
tia β

ββ
β
+
. Đó chính là pôzitron (phản hạt của
electron), hay electron dương (kí hiệu
0
1+
e, có cùng khối lượng
như electron nhưng mang điện tích nguyên tố dương.
o Tia γ
γγ
γ: là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10
-11
m.
Trong phân rã α và β, hạt nhân con có thể ở trong trạng thái
kích thích và phóng xạ ra tia γ để trở về trạng thái cơ bản.

Đònh luật phóng xạ :

o Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo
thời gian theo đònh luật hàm mũ.
o Sau mỗi chu kỳ bán rã T, một nửa (50%) chất phóng xạ
biến đổi thành chất khác.
Công thức theo số nguyên tử: N = N
o
T
t−
2
= N
o

e
-λ
λλ
λt


Công thức theo khối lượng: m = m
o
T
t−
2
= m
o
e
-λ
λλ
λt





Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 44
2. Độ hụt khối – năng lượng liên kết

• Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng:
E = mc
2
.
• Độ hụt khối: Hiệu số giữa tổng khối lượng của tổng các

nuclôn cấu tạo nên hạt nhân và khối lượng hạt nhân đó.
∆m = Zm
p
+ (A – Z)m
n
– m
hn

• Năng lượng liên kết: Năng lượng toả ra khi các nuclôn
riêng lẽ liên kết thành hạt nhân và đó cũng chính là năng
lượng cần cung cấp để phá vở hạt nhân thành các nuclôn
riêng lẽ :

E
lk
= ∆
∆∆
∆m.c
2

• Năng lượng liên kết riêng: Năng lượng tính cho một
nuclôn đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân.
=
lk
lkr
E
E
A

3. Phóng xạ – độ phóng xạ:
Hiện tượng phóng xạ
o Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững
tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi
thành hạt nhân khác.
o Quá trình phân rã phóng xạ chỉ do các nguyên nhân
bên trong gây ra và hoàn toàn không phụ thuộc vào
các tác động bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, …
o Quá trình phân rã phóng xạ chính là quá trình dẫn đến
sự biến đổi hạt nhân.
o Người ta quy ước gọi hạt nhân phóng xạ là hạt nhân
mẹ và hạt nhân phân rã là hạt nhân con.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 29

2. Giao thoa ánh sáng:

• Hiện tượng khi hai
chùm sáng kết hợp gặp
nhau thì trong vùng gặp
nhau có những điểm có
cường độ sáng được
tăng cường (vân sáng)
và có những điểm
cường độ sáng triệt tiêu
(vân tối), tạo thành các vân sáng và vân tối nằm xen kẽ lẫn
nhau.
• Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực
nghiệm chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

Vị trí vân, khoảng vân

o Khoảng vân:
D
i
a
λ
=
Khoảng cách giữa hai vân sáng liên
tiếp hoặc hai vân tối liên tiếp

o
Vị trí vân sáng:
= =
λ
s
D
x k ki
a
:


Vân sáng bậc n:
(n 0, n N)
= ≥ ∈
k n


o Vị trí vân tối:

1 1
2 2
   
= + = +
   
   
λ
t
D
x k k i
a

Vân tối thứ n khi:
1 (n 1, n N)
k n
= − ≥ ∈


x

a
O

M
S
1
S
2
D
d

1
d
2

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 30
Xác định khoảng vân:

• Khoảng cách giữa n vân sáng hoặc vân tối liên tiếp có (n – 1)
khoảng vân.
• Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc n có n
khoảng vân.
• Khoảng cách từ vân sáng bậc m đến vân sáng bậc n có (m -
n) khoảng vân nếu cùng bên và có (m + n) khoảng vân nếu
khác bên.

Xác định vân sáng, vân tối:

ðiểm M trên màn giao thoa, khoảng cách từ M đến VSTT là
x
M
, M là vân sáng hay vân tối
Xét :
M
x
t
i
=

Nếu: t là số ngun => tại M là vân sáng bậc t.
Nếu:

1
(k )
2
t k Z
= + ∈
=> tại M là vân tối thứ k + 1.

Xác định số vân giao thoa:

Số vân sáng trong bề rộng vùng giao thoa L đối xứng qua
VSTT

2
L
i
α
=
(L: Bề rộng vùng giao thoa)
Số vân sáng = (phần ngun của
α
) ൈ ૛ ൅ ૚
Số vân tối = (làm tròn
α
) ൈ ૛

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 43
Đơn vò khối lượng nguyên tử

o Khối lượng nguyên tử ký hiệu là u.
o Một đơn vò u có giá trò bằng
12
1
khối lượng của đồng vò
cacbon
12
6
C.
o 1u = 1,66055.10
-27
kg = 931,5MeV/c
2


Lực hạt nhân

o Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có tác
dụng liên kết các nuclôn lại với nhau.
o Lực hạt nhân không phải là lực tónh điện, nó không phụ
thuộc vào điện tích của nuclôn.
o Lực hạt nhân có cường độ rất lớn (còn gọi là lực tương
tác mạnh) và chỉ tác dụng khi hai nuclôn cách nhau một
khoảng bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng
10
-15
m).

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 42
Sơ lược về Laze:

o Laze là là một nguồn sáng phát ra chùm sáng song song,
kết hợp, có tính đơn sắc rất cao và có cường độ lớn.
o Tia Laze có nhiều ứng dụng quan trọng trong: Thơng tin
liên lạc; trong y tế (dao mổ); ðọc đĩa CD…


HẠT NHÂN NGUN TỬ

1. Cấu tạo hạt nhân:

• Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các
nuclôn.
• Có hai loại nuclôn: Prôton: kí hiệu p, điện tích +e và
Nơtron: kí hiệu n, không mang điện.

• Kí hiệu hạt nhân:
X
A
Z
.
• Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A.
• Số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z.
• Nếu coi hạt nhân như một quả cầu bán kính R thì R phụ thuộc
vào số khối theo công thức gần đúng: R = 1,2.10
-15
A
3
1
m.

Đồng vò
o Đồng vò là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số
prôtôn Z (có cùng vò trí trong bảng hệ thống tuần
hoàn), nhưng có số nơtron N khác nhau (số nuclon khách
nhau).
o Các đồng vò có cùng tính chất hóa học.
o Các đồng vò còn được chia làm hai loại: đồng vò bền và
đồng vò phóng xạ.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chun LTðH_0906138106) Trang 31
Giao thoa với ánh sáng trắng

VSTT là vân sáng trắng, hai bên VSTT là dãi màu biến thiên
liên tục từ đỏ đến tím, tím ở trong, đỏ ở ngồi.

Số bức xạ cho vân sáng tại M

min
ax
. .
= ⇒ = → =
λ
λ λ
M M
M
m
a x a x
D
x k k k
a D D
và
max
min
.
=
λ
M
a x
k
D

min ax
∈
≤ ≤ →
k Z

m
k k k
số giá trị k
≡
số bức xạ cho vân sáng tại M.


Bề rộng vùng quang phổ bậc n.

( )
( ) ( )
( ) ( )
= − = −
n n
n s d s t d t
D
L x x n
a
λ λ



Vân sáng trùng nhau

• Vị trí trùng:
1 2
1 2
2 1

s s

k
x x
k
λ λ
λ
λ
= ⇒ = =

• Biện luận tỉ số trên để tìm k
1
và k
2
. Nếu tìm vân sáng trùng
nhau thứ nhất (vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm
và gần vân sáng trung tâm nhất ta chọn k
1
và k
2
là nhưng
giá trị ngun nhỏ nhất sao cho thỏa tỉ lệ thức trên)
• Có giá trị k
1
ta thay vào x
1
tìm vị trí vân sáng trùng nhau.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 32
3. Quang phổ:

Máy quang phổ:

• Máy quang phổ là thiết bị dùng ñể phân tích một chùm sáng
phức tạp thành các thành phần ñơn sắc khác nhau.
• Hoạt ñộng dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng (với loại
máy quang phổ ứng dụng hiện tượng tán sắc).

Quang phổ liên tục:

• Quang phổ liên tục là gồm nhiều dải màu từ ñỏ ñến tím, nối
liền nhau một cách liên tục.
• Các vật rắn, lỏng, khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng sẽ
phát ra quang phổ liên tục.
• Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng,
chỉ phụ thuộc vào nhiệt ñộ của nguồn sáng.
• Dựa vào quang phổ liên tục ñể xác ñịnh nhiệt ñộ các vật
sáng do nung nóng.

Quang phổ vạch phát xạ:

• Quang phổ vạch phát xạ gồm một hệ thống các vạch màu
riêng rẽ nằm trên một nền tối.
• Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích (bằng
cách nung nóng hay phóng tia lửa ñiện…) phát ra quang
phổ vạch phát xạ.

• Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì
rất khác nhau về: số lượng vạch phổ, vị trí vạch, màu sắc
và ñộ sáng tỉ ñối giữa các vạch.
• Ứng dụng ñể nhận biết ñược sự có mặt của một nguyên tố
trong các hỗn hợp hay trong hợp chất; xác ñịnh thành phần
cấu tạo hay nhiệt ñộ của vật.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 41

9. Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng

Hấp thụ ánh sáng:

• Hấp thụ ánh sáng là hiện tượng môi trường vật chất làm
giảm cường ñộ của chùm sáng truyền qua nó.Cường ñộ của
chùm sáng giảm theo theo ñịnh luật hàm mũ của ñộ dài d
của ñường ñi tia sáng.
• Các ánh sáng có bước sóng khác nhau thì bị môi trường hấp
thụ hoặc phản xạnhiều ít khác nhau

Quang phát quang

• Một số chất có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng màu này
ñể phát ra ánh sáng có bước sóng màu khác. Hiện tượng
này gọi là hiện tượng quang phát quang.
• Tùy theo thời gian phát quang, người ta chia làm hai lại
quang phát quang: Huỳnh quang và lân quang
o Huỳnh quang: Thời gian phát quang ngắn (dưới
10
-8

s). Thường xảy ra ở chất lỏng hoặc chất khí.
o Lân quang: Thời gian phát quang dài (trên 10
-8
s
). Thường xảy ra ở chất khí.

ðịnh luật Stock:

Ánh sáng phát quang có bước
'
λ
dài hơn bước sóng của
ánh sáng kích thích
λ
:
'
λ > λ







Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 40

Chuyển dịch giữa các trạng thái dừng

• Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao
sang trạng thái dừng có năng lượng thấp  nguyên tử phát

xạ phôtôn.
• Khi nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp chuyển
sang trạng thái dừng có mức năng lượng cao  nguyên tử
hấp thụ phôtôn
• Photon bị hấp thụ hay phát xạ có năng lượng bằng ñộ lớn
hiệu hai mức năng lượng.
= = −
m n
hc
hf E E
λ


Quang phổ vạch của nguyên tử hidrô


• Electron từ quỹ ñạo dừng bên ngoài chuyển về mức K tạo nên
quang phổ vạch của dãy Lyman.
• Electron từ quỹ ñạo dừng bên ngoài chuyển về mức L tạo nên
quang phổ vạch của dãy Balmer.
• Electron từ quỹ ñạo dừng bên ngoài chuyển về mức M tạo nên
quang phổ vạch của dãy Paschen.
Vùng khả kiến và
m
ộ
t ph
ầ
n vùng t
ử

Vùng tử ngoại
Vùng hồng ngoại


E
6

E
5

E
4

E
3



E
2



E
1

Hα
H
γ

H
δ

Lai man

Ban me


Pa sen


P



O



N


M


K


L

H
β

h.f
mn

E
m

E
n

h.f
mn


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 33

Quang phổ vạch hấp thụ:

• Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí
(hay hơi kim loại) hấp thụ ñược gọi là quang phổ vạch hấp
thụ của khí (hay hơi) ñó.
• Nhiệt ñộ của ñám khí hay hơi nhỏ hơn nhiệt ñộ của nguồn
phát quang phổ liên tục.
• Vị trí cách vạch tối nằm ñúng vị trí các vạch màu trong
quang phổ vạch phát xạ của chất khí hay hơi ñó. (hiện
tượng ñảo sắc ánh sáng)
• Ứng dụng ñể nhận biết ñược sự có mặt của một nguyên tố

trong các hỗn hợp hay trong hợp chất.


Phép phân tích quang phổ: Là phép phân tích thành phần
cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ.



4. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X.

Tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia Ronghen ñều là các
bức xạ ñiện từ.


Tia hồng ngoại:
• Là những bức xạ không nhìn thấy ñược có bước sóng lớn
hơn bước sóng ánh sáng ñỏ: λ ≥ 0,76 µm.
• Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt.
• Chủ yếu ñể sấy hay sưởi trong công nghiệp, nông nghiệp, y
tế,…


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 34

Tia tử ngoại:


• Là các bức xạ không nhìn thấy ñược có bước sóng ngắn
hơn bước sóng ánh sáng tím: λ ≤ 0,4 µm.
• Do các vật bị nung ở nhiệt ñộ cao như Mặt Trời, hồ quang

ñiện, ñèn hơi thuỷ ngân, … phát ra.
• Dùng ñể phát hiện các vết nứt nhỏ, các vết trầy xước trên
bề mặt sản phẩm, Dùng ñể trị bệnh còi xương, …


Tia Rơnghen:

• Tia Rơnghen là bức xạ ñiện từ có bước sóng nằm trong
khoảng từ 10
-12
m ñến 10
-8
m.
• Tính chất: Có khả năng ñâm xuyên mạnh, Có tác dụng
mạnh lên kính ảnh.
• Dùng ñể chiêú ñiện, chụp ñiện, Trong công nghiệp: dùng
ñể xác ñịnh các khuyết tật trong lòng các sản phẩm ñúc.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 39

• Quang ñiện trở: là tấm bán dẫn có ñiện trở thay ñổi khi
cường ñộ chùm sáng chiếu vào nó thay ñổi
• Pin quang ñiện: là nguồn ñiện, trong ñó quang năng ñược
biến ñổi trực tiếp thành ñiện năng
• Hoạt ñộng của quang ñiện trở và Pin quang ñiện ñược dựa
trên hiện tượng quang ñiện

8. Mẫu nguyên tử Bohr

Trạng thái dừng

• Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng
hoàn toàn xác ñịnh gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái
dừng, nguyên tử không bức xạ.
• Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng
thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng
thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có mức năng
lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích.


Bán kính qũy ñạo

• Bán kính qũy ñạo dừng của electron trong nguyên tử:
r
n
= n
2

r
0
(r
0
= 5,3.10
-11
m: Bán kính Borh)
• Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ
chuyển ñộng quanh hạt nhân theo những qũy ñạo có bán
kính hoàn toàn xác ñịnh gọi là các qũy ñạo dừng, tỷ lệ với
bình phương các số nguyên liên tiếp

n 1 2 3 4 5 6
Bán kính
r
o

4r
o

9r
o

16r
o

25r
o

36r

o

Tên quỹ ñạo K L M N O P

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 38

5. Bài toán về tia X

Hiệu ñiện thế giữa Anot và Katot của một ống Ronghen là
U. Tần số lớn nhất và bước sóng nhỏ nhất mà ống Ronghen
có thể phát ra ñược xác ñịnh:
min max
min
hc c eU
f
eU h
λ = → = =
λ



6. Cường ñộ dòng quang ñiện – hiệu suất lượng tử

• Công suất chiếu sáng: (công suất phát xạ)
=
p
P n
ε

n

p
: Số hạt photon chiếu tới trong mỗi giây.
• Cường ñộ dòng quang ñiện bão hòa
.
=
e
I n e

n
e
: Số hạt electron bật ra trong mỗi giây.
• Hiệu suất lượng tử:
.100%
e
p
n
H
n
=



7. Hiện tượng quang ñiện trong – quang dẫn

• Hiện tượng quang ñiện trong: Hiện tượng tạo thành các
electron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của ánh
sáng có bước sóng thích hợp
• Muốn gây ra ñược hiện tượng quang ñiện trong thì bước
sóng của ánh sáng kích thích phải nhỏ hơn một giá trị
0

λ
,
gọi là giới hạn quang ñiện của bán dẫn.
• Hiện tượng quang dẫn: Hiện tượng giảm ñiện trở suất, tức
là tăng ñộ dẫn ñiện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp
chiếu vào chất bán dẫn.


Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 35
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1. Hiện tượng quang ñiện ngoài

• Thí nghiệm Hertz: Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm tích
ñiện âm, sau một thời gian tấm kẽm mất ñiện tích âm  các
electron trên bề mặt tấm kẽm bị bật ra.
• Hiện tượng ánh sáng có bước sóng thích hợp làm bật các
electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang
ñiện ngoài.
• Hiện tượng quang ñiện là một bằng chứng thực nghiệm
chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt.



• Hiện tượng quang ñiện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích
chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước
sóng
0
λ
.

0
λ
ñược gọi là giới hạn quang ñiện.
0
=
hc
A
λ

• Giới hạn quang ñiện của kim loại chỉ phụ thuộc vào bản
chất kim loại ñó, không phụ thuộc vào ánh sáng chiếu tới.
• ðối với mỗi ánh sáng thích hợp (λ
≤
λ
o
) cường ñộ dòng
quang ñiện bão hoà tỉ lệ thuận với cường ñộ của chùm sáng
kích thích.
• ðộng năng ban ñầu cực ñại của các quang electron không
phụ thuộc vào cường ñộ của chùm sáng kích thích mà chỉ
phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản
chất (công thoát, bước sóng giới hạn) của kim loại.





Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 36

• ðiều kiện triệt tiêu dòng quang ñiện (I

bh
= 0):
AK h
U U
< −

2
0 ax
1
2
m h
mv eU
=
U
AK
: hiệu ñiện thế giữa Anot và Catot
U
h
: hiệu ñiện thế hãm

• Nếu chiếu ánh sáng vào quả cầu kim loại cô lập thì sau một
thời gian ñiện thế cực ñại mà quả cầu có ñược cũng thỏa:
0( ax )
2
1
2
m
mv eV
=
V: ðiện thế (V)

2. Thuyết lượng tử ánh sáng:

• Chùm sáng là chùm photon. Mỗi photon mang một năng
lượng hoàn toàn xác ñịnh
= =
hc
hf
ε
λ

• Cường ñộ của chùm sáng tỉ lệ với số photon phát ra trong
một giây.
• Phân tử, nguyên tử, electron…phát xạ hay hấp thụ ánh
sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ photon.
• Các photon bay dọc theo tia sáng với tốc ñộ c = 3.10
8
m/s
trong chân không.

Chú ý:
• Khi truyền các phôtôn không thay ñổi, không phụ thuộc vào
khoảng cách tới nguồn sáng.
• Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay
bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng
biệt, ñứt quãng.
• Các photon trong một chùm sáng có cùng năng lượng.

Biên soạn: Võ Mạnh Hùng (chuyên LTðH_0906138106) Trang 37

3. Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang ñiện:

• Photon bị hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho
electron. Năng lượng
ε
này dùng ñể:
o Cung cấp cho electron một công thoát A ñể thắng lực
liên kết vơi mạng tinh thể kim loại và thoát ra.
o Truyền cho electron ñó một ñộng năng ban ñầu.
o Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể.
• Công thức Anh-xtanh:
2
max
1
2
o
hc
hf A mv
λ
= = +

• Công thức Anh-xtanh ñược viết lại khi sử dụng ñiều kiện
triệt tiêu dòng quang ñiện
= = +
h
hc
hf A eU
λ

4. Lưỡng tính sóng – hạt:

• Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Ánh
sáng có lưỡng tính sóng – hạt.
• Bước sóng ánh sáng càng ngắn, tính chất hạt càng thể hiện
rõ (khả năng ñâm xuyên, hiện tượng quang ñiện, tác dụng
phát quang) và ngược lại, ánh sáng có bước sóng dài càng
thể hiện rõ tính chất sóng (hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ,
tán sắc).