Bài giảng phụ đạo 12
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.22 MB, 136 trang )
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
PHẦN 1:
TÓM TẮT LÝ THUYẾT, CÔNG THỨC
MỘT SỐ LƯU Ý KHI VẬN DỤNG CÔNG THỨC
Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
I. CON LẮC LÒ XO
I.1. Phương trình dao động:
cos( )x A t
ω ϕ
= +
I.2. Phương trình vận tốc:
'; sin( ) cos( )
2
dx
v x v A t A t
dt
π
ω ω ϕ ω ω ϕ
= = = − + = + +
I.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
= + ±
I.4. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu:
I.4.a. Tần số góc:
π
ω = π = ω = =
∆
2 k g
2 f (rad / s);
T m l
;
( )
mg
l m
k
∆ =
I.4.b. Tần số:
ω
= = = =
π π
1 N 1 k
f (Hz); f
T t 2 2 m
I.4.c. Chu kì:
π
= = = = π
ω
1 t 2 m
T (s); T 2
f N k
I.4.d. Pha dao động:
( )t
ω ϕ
+
I.4.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
♦ 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
π
ϕ
=
2
3
♦ 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
= −
4
♦ Chọn gốc thời gian
0
0t =
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
=
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
1
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
♦ 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 =
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
Giá trị các hàm số lượng giác của các cung (góc)
-
3
-1
-
3
/3
(Ñieåm goác)
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
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
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
2
3
π
3
4
π
5
6
π
π
2
π
sinα 0
2
1
2
2
2
3
1
2
3
2
2
2
1
0 0
cosα 1
2
3
2
2
2
1
0
2
1
−
2
2
−
2
3
−
-1 1
tanα 0
3
3
1
3
Kxñ
3−
-1
3
3
−
0 0
cotanα Kxñ
3
1
3
3
0
3
3
−
-1
3
−
kxñ kxñ
2
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
I.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:
=
⇒ =
=
ω
ω
ω
2
: Vật qua vò trí cân bằng
: Vật ở biên
M
M
M
M
v A
a
v
a A
I.6. Lực đàn hồi, lực hồi phục:
I.6.a. Lực đàn hồi:
= ∆ +
= ∆ + ⇒ = ∆ − ∆ >
= ∆ ≤
đhM
đh đhm
đhm
F k( l A)
F k( l x) F k( l A) nếu l A
F 0 nếu l A
I.6.b. Lực hồi phục:
=
= ⇒
=
hpM
hp
hpm
F kA
F kx
F 0
hay
2
0
hpM
hp
hpm
F m A
F ma
F
ω
=
= ⇒
=
Chú ý:
+ Lực hồi phục ln hướng vào VTCB.
+ Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục như nhau
đh hp
F F=
.
I.7. Thời gian, qng đường, tốc độ trung bình
I.7.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
=
.
Chuyển động từ O đến D là chuyển Từ VTCB
0x
=
ra vị trí
2
2
x A
= ±
mất khoảng thời gian
8
T
t
=
.
Từ VTCB
0x =
ra vị trí
3
2
x A
= ±
mất khoảng thời gian
6
T
t =
.
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 VTCB (li độ bằng khơng), bằng khơng khi ở biên (li độ cực đại).
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
3
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
I.7.b. Qng đường:
= =
= =
= =
T
Nếu t thì s A
4
T
Nếu t thì s 2A
2
Nếu t T thì s 4A
⇒
= =
= + = +
= + = +
Nếu t nT thì s n4A
T
Nếu t nT thì s n4A A
4
T
Nếu t nT thì s n4A 2A
2
Chú ý:
( )
= = = ±
= → = = ↔ = ±
= − = ± = ± = ±
m €
€ €
2 2
2 nếu vật đi từ
2 2
nếu vật đi từ
4
2 2
2 2 nếu vật đi từ
2 2
M
m
s A x A x A
T
t s A x O x A
s A x A x A x A
= = ↔ = ±
= →
= − = ± ↔ = ±
÷
÷
2 2
nếu vật đi từ 0
2 2
8
2 2
1 nếu vật đi từ
2 2
M
m
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
I.7.c. Tốc độ trung bình:
=
tb
s
v
t
I.8. Năng lượng trong dao động điều hòa:
đ t
E E E= +
I.8.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
= = + = +
I.8.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:
ω
ω
= =
= =
=
2 2 2
2 2 2
2
1 1
: Vật qua VTCB
1 1
2 2
2 2
1
: Vật ở biên
2
đM M
tM
E mv m A
E m A kA
E kA
.
Thế năng và động năng của vật bthiên tuấn hồn với
ff 2
=
′
;
2
T
T
=
′
;
ωω
2
=
′
của dao động.
I.9. Chu kì của hệ lò xo ghép:
I.9.a. Ghép nối tiếp:
2 2
1 2
1 2
1 1 1
T T T
k k k
= + ⇒ = +
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
4
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
I.9.b. Ghép song song:
1 2
2 2 2
1 2
1 1 1
T T T
k k k
= + ⇒ = +
I.9.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
II.1. Phương trình li độ góc:
α α ω ϕ
= +
0
cos( )t
(rad)
II.2. Phương trình li độ dài:
0
cos( )s s t
ω ϕ
= +
II.3. Phương trình vận tốc dài:
0
'; sin( )
ds
v s v s t
dt
ω ω ϕ
= = = − +
II.4. Phương trình gia tốc tiếp tuyến:
2
2 2
0
2
'; ''; cos( );
t t t t
dv d s
a v a s a s t a s
dt dt
ω ω ϕ ω
= = = = = − + = −
Chú ý:
0
0
;
s
s
l l
α α
= =
II.5. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu:
II.5.a. Tần số góc:
2
2 (rad/s);
g
f
T l
π
ω π ω
= = =
II.5.b. Tần số:
1 1
( );
2 2
N g
f Hz f
T t l
ω
π π
= = = =
II.5.c. Chu kì:
1 2
( ); 2
t l
T s T
f N g
π
π
ω
= = = =
II.5.d. Pha dao động:
( )t
ω ϕ
+
II.5.e. Pha ban đầu:
ϕ
Chú ý: Tìm
ϕ
, ta dựa vào hệ phương trình
0
0
cos
sin
s s
v s
ϕ
ω ϕ
=
= −
lúc
0
0t =
II.6. Phương trình độc lập với thời gian:
ω
= +
2
2 2
0
2
v
s s
;
ω ω
= +
2 2
2
0
4 2
a v
s
Chú ý:
ω
ω
ω
=
⇒ =
=
0
2
0
. : Vaät qua VTCB
. : Vaät ôû bieân
M
M
M
M
v s
a
v
a s
II.7. Lực hồi phục: Lực hồi phục:
0
s
s
0
hpM
hp
hpm
g
F m
g
F m
l
l
F
=
= ⇒
=
lực hồi phục luôn hướng vào VTCB
II.8. Năng lượng trong dao động điều hòa:
ñ t
E E E= +
II.8.a. Động năng:
2 2 2 2 2
0
1 1
sin ( ) sin ( )
2 2
ñ
E mv m s t E t
ω ω ϕ ω ϕ
= = + = +
II.8.b. Thế năng:
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
α ω ϕ ω ϕ ω
= − = = + = + =
Chú ý:
= =
= = = − ⇒
= = −
2 2 2
0
2 2 2
0 0 0
2
0 0
1 1
: Vaät qua VTCB
1 1
2 2
(1 cos )
2 2
1
(1 cos ): Vaät ôû bieân
2
ñM M
tM
E mv m s
g
E m s m s mgl
l
g
E m s mgl
l
ω
ω α
α
+ Thế năng và động năng của vật biến thiên điều hòa với
ff 2=
′
;
2
T
T
=
′
;
ωω
2=
′
+ Vận tốc của vật dao động:
2
0 0
2 (1 cos ) 2 (cos cos )v v gl gl
α α α
= ± − − = ± −
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
5
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
+ Lực căng dây:
0
(3cos 2cos )mg
τ α α
= −
II.9. Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn:
II.9.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
II.9.b. Theo độ sâu:
d o
R d
g g
R
−
=
÷
nên
0
' 2 2
d
l l R R
T T
g g R d R d
π π
= = =
÷ ÷
− −
II.9.c. Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ):
0
0
(1 )l l t
α
= + ∆
nên
∆
= = +
÷
0
0
2 1
2
t
l t
T T
g
α
π
+ 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
∆
=
II.9.d. 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
II.9.e. Theo lực lạ
l
F
ur
:
π
α
↑↑ ↑↑ ⇒ = +
↑↓ ↑↓ ⇒ = − ⇒ =
⊥ ⊥ ⇒ = + =
ur ur r r
ur ur r r
ur ur r r
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
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
III.1. Giản đồ Fresnel:
Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha khơng đổi:
ω ϕ ω ϕ
= + = +
1 1 1 2 2 2
cos( ) và cos( )x A t x A t
.
Dao động tổng hợp
ω ϕ
= + = +
1 2
cos( )x x x A t
có biên độ và pha xác định:
III.2. Biên độ:
2 2
1 2 1 2 1 2
2 cos( )A A A A A
ϕ ϕ
= + + −
; với
1 2 1 2
A A A A A− ≤ ≤ +
III.3. 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
IV.1. Dao động tắt dần: 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
IV.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 DĐ cưỡng bức và DĐ riêng.
IV.3. Dao động duy trì: Có tần số bằng tần số dao động riêng, có biên độ khơng đổi.
IV.4. Sự cộng hưởng cơ:
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
6
x
'x
O
A
ur
1
A
uur
2
A
uur
ϕ
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
=
= ⇔ ↑→ ∈
=
0
0 Max
0
Điều kiện làm A A lực cản của môi trường
f f
T T
ω ω
Bảng so sánh giữa các dao động cơ học
DAO ĐỘNG TỰ DO
DAO ĐỘNG DUY TRÌ
DAO ĐỘNG TẮT DẦN
DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
SỰ CỘNG HƯỞNG
Lực tác dụng Do t/d của nội lực tuần hồn Do t/d của lực cản (do ma sát) Do t/d của ngoại lực tuần hồn
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
(tần số f)
Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của
hệ, khơng phụ thuộc các yếu tố
bên ngồi.
Khơng có chu kì hoặc tần số
do khơng tuần hồn
Bằng với chu kì (hoặc tần số) của ngoại
lực tác dụng lên hệ
Ht đặc biệt
trong DĐ
Khơng có
Sẽ khơng dao động khi ma sát
q lớn
Sẽ xãy ra HT cộng hưởng (biên độ A đạt
max) khi tần số
=
0cb
f f
Ưng dụng
Chế tạo đồng hồ quả lắc.
Đo gia tốc trọng trường t đất.
Chế tạo lòxo giảm xóc ở ơtơ,
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
======= 0o0 =======
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
7
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Chương 2: SĨNG CƠ HỌC
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SĨNG
I.1. Phương trình dao động sóng:
Tại nguồn O ta có:
cosu a t
ω
=
Tại điểm M cách nguồn có toạ độ
x
:
2
cosu a t x
π
ω
λ
= ±
÷
phụ thuộc vào khơng gian (x) và thời gian (t).
I.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
= −
I.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 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
π
−
=
2 1
2 cos( )
d d
a f
v
A
;
2 1
d d
f
v
ϕ π
+
=
⇒
cos( )
M
u t
ω ϕ
= −A
I.3.a. Hiệu quang trình (hiệu đường đi):
2 1
d d d∆ = −
I.3.b. Độ lệch pha:
ϕ ϕ ϕ π π λ
λ
− −
∆ = − = = =
2 1 2 1
2 1
2 2 ; với
d d d d
v
f
v f
I.3.c. Hai dao động cùng pha:
∆ =
→
∆ =
ϕ π
λ
2
Biên độ dao động được tăng cường
k
d k
(biên độ cực đại)
I.3.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 0)
Chú ý:
λ
ϕ π
ϕ π λ
π λ
ϕ
∆ = + ⇒ ∆ = + =
∆ = ⇒ ∆ = =
∆ = + ⇒ ∆ = + =
Hai dđ ngược pha: (2 1) (2 1) ; hai điểm gần nhất 0
2
Hai dđ cùng pha: 2 ; hai điểm gần nhất 1
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
Bước sóng là khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha.
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
8
• ••
O
M
N
π π
= −
÷
cos 2 2
M
x
u a ft f
v
π π
= +
cos(2 2 )
N
x
u a ft f
v
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
I.4. Số điểm cực đại, cực tiểu:
I.4.a. Số điểm cực đại trên đoạn
1 2
O O
:
λ
+ =
− =
1 2 1 2
1 2
d d O O
d d k
với
= +
⇒ − ≤ ≤
≤ ≤
1 2
1 2 1 2
1
1 1 2
2 2
0
O O
O O O O
d k
k
d O O
λ
λ λ
I.4.b. Số điểm cực tiểu trên đoạn
1 2
O O
:
λ
+ =
− = +
1 2 1 2
1 2
(2 1)
2
d d O O
d d k
với
λ
λ λ
= + +
⇒ − − ≤ ≤ −
≤ ≤
1 2
1 2 1 2
1
1 1 2
(2 1)
1 1
2 4
2 2
0
O O
O O O O
d k
k
d O O
I.4.c. Số vị trí đứng n do hai nguồn
1 2
;O O
gây ra tại M:
λ
λ λ
− < =
⇒ − − < < −
− = +
1 2 1 2
1 2
1 1
2 2
(2 1)
2
d d O O d
d d
k
d d k
I.4.d. Số gợn sóng do hai nguồn
1 2
;O O
gây ra tại M:
λ
λ λ
λ
− < =
⇒ < ⇒ − < <
− =
1 2 1 2
1 2
d d O O d
d d
k d k
d d k
I.5. Liên hệ:
v
vT
f
λ
= =
II. SĨNG DỪNG
II.1. Vị trí bụng, vị trí nút:
II.1.a. Vị trí bụng:
2 1
d d d k
λ
∆ = − =
II.1.b. Vị trí nút:
2 1
(2 1)
2
d d d k
λ
∆ = − = +
II.2. Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút:
2 1
2
d d d k
λ
∆ = − =
II.3. Khoảng cách từ một nút đến một bụng:
2 1
(2 1)
4
d d d k
λ
∆ = − = +
II.4. Sóng dừng trên dây dài
l
(hai đầu nút):
λ
=
2
l k
;
= = +
; 1)k là số bó sóng số bụng sóng số nút sóng k
II.5. Sóng trên sợi dây 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
III. SĨNG ÂM
III.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
III.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
− −
=
=
=
III.3. Độ to của âm:
min min
; : Ở ngưỡng nghe I I I I∆ = −
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
9
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Cộng hưởng âm:
2
2
ch
l k
v nv
f
l
λ
λ
=
= =
Độ to tối thiểu mà tai còn phân biệt được gọi là
1 phoân
:
∆ = ⇔ =
2
1
1 10lg 1
I
I phoân dB
I
Chú ý: Dao động cơ học trong các môi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng bức (dao động
sóng, dao động âm).
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM
IV.1. Sóng âm, dao động âm:
IV.1.a. Dao động âm:
+ Dao động âm là những dao động cơ học có f (
16Hz
đến
20KHz
) mà tai người có thể cảm nhận được.
+ Sóng âm có f <
16Hz
gọi là sóng hạ âm; sóng âm có >
20KHz
gọi là sóng siêu âm.
IV.1.b. Sóng âm là các sóng cơ học dọc lan truyền trong các môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí.
Không truyền được trong chân không.
Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát.
IV.2. Vận tốc truyền âm:
+ Vận tốc truyền âm trong môi trường rắn lớn hơn MT lỏng, MT lỏng lớn hơn MT khí.
+ Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường.
+ Trong một MT, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của MT.
IV.3. Đặc trưng sinh lí của âm:
IV.3.a. Nhạc âm: Nhạc âm là những âm có tần số hoàn toàn xác
định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, …
IV.3.b. Tạp âm: Tạp âm là những âm không có tần số nhất định;
nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, …
IV.3.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.
IV.3.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.
IV.3.e. Độ to: Độ to là đtrưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đtrưng 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 f âm.
+ Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau (
( )
>
2
10 W/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.
======= 0o0 =======
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
10
Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí
Độ cao
f
Âm sắc
,A f
Độ to
,L f
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Chương 3: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA
I.1. Từ thơng:
ω ϕ ω ϕ
Φ = + = Φ +
0
cos( ) cos( )( )NBS t t Wb
I.2. Suất điện động tức thời:
0
sin( ) ( ) sin( )e NBS t V E t
ω ω ϕ ω ϕ
= + = +
'
d
e
dt
Φ
= − = −Φ
;
0 0
sin( ) cos( )
2
e E t E t
π
ω ϕ ω ϕ
= + = + −
;
sin cos( )
2
π
α α
= −
I.3. Điện áp tức thời:
0
cos( )
u
u U t
ω ϕ
= +
II. DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
II.1. Cường độ dòng điện tức thời:
ω ϕ
= +
0
cos( )(A)
i
i I t
II.2. Các giá trị hiệu dụng:
= = =
0 0 0
I U E
I ; U ; E
2 2 2
II.3. Tần số góc của dòng điện XC:
2
2 (rad/s)f
T
π
ω π
= =
Chú ý: Nếu DĐXC dđộng với tần số
f
thì trong
1s
đổi chiều
2 f
lần. Nam châm điện tạo ra bằng DĐXC
dđộng với tần số
f
thì nó rung với tần số
' 2f f=
. Hoặc từ trường của nó BTTH với tần số
' 2f f
=
II.4. Các phần tử tiêu thụ điện
II.4.a. Điện trở:
( )R Ω
⇒ Định luật Ohm:
0 0
;
R R
U IR U I R= =
;
cùng pha với i: 0
R
u
ϕ
=
II.4.b. Cảm kháng:
ω π
= = Ω2 ( )
L
Z L L f
⇒ Định luật Ohm:
0 0
;
L L L L
U IZ U I Z= =
;
nhanh pha với i:
2
L
u
π
ϕ
=
II.4.c. Dung kháng:
ω π
= = Ω
1 1
( )
2
C
Z
C C f
⇒ Định luật Ohm:
0 0
;
C C C C
U IZ U I Z= =
;
chậm pha với i:
2
C
u
π
ϕ
=
II.5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
II.5.a. Tổng trở:
2 2
( )
L C
Z R Z Z= + −
II.5.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
>
− −
= = ⇒ =
<
II.5.c. Định luật Ohm:
= =
0
0
;
U
U
I I
Z Z
II.5.d. Cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
ϕ ϕ
= = =cos ; Hệ số công suất: cos
R
U
R
P UI
Z U
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC khơng tiêu thụ cơng suất
( )
= 0P
= = +
= − = −
= =
0 0
u i
0 0
Nếu cos t thì cos( )
;
Nếu cos t thì cos( - )
i u i u
i I u U t
u U i I t
ω ω ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ω ω ϕ
II.5.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
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
11
R
L
C
•
•
0R
U
uuuur
0L
U
uuuur
0C
U
uuuur
0LC
U
uuuuur
0AB
U
uuuuur
O
i
0L
U
uuuur
0C
U
uuuur
0LC
U
uuuuur
0AB
U
uuuuur
0
I
ur
O
i
O
0R
U
uuuur
0L
U
uuuur
0C
U
uuuur
0AB
U
uuuuur
0
I
ur
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
II.6. Liên hệ giữa các điện áp 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
Tương tự
LC L C
Z Z Z= −
suy ra
LC L C
U U U= −
III. BÀI TOÁN CỰC TRỊ
III.1. Hiện tượng cộng hưởng:
+ ĐKCH:
=
= = =
↑↑
÷
= ⇒ = ⇒ = = ⇒ ⇔
÷
↑↑
= =
=
uuur uur
uur uur
2
2
0 0
2
min Max
min
0 0
min
1
I
cos 1
0
L C
Max M M
R
u
i
Z Z
U
P I R UI
U U
U U
R
Z R
R
LC Z R
U I
Z
ω
ϕ
ϕ
III.2. Khi L, C không đổi R thay đổi:
Công suất
− −
= = ⇒ ⇔ + = − =
−
+
2 2
2
2 2
2
( ) ( )
Maø ( ) const
( )
L C L C
m L C
L C
m
Z z Z z
U
P I R P R R Z Z
R R
Z Z
R
R
2
2 2
R
( )
2 U
neân ;cos khi ñoù U =
2 2
2
2
L C
L C M
L C
Z Z
U U
R R Z Z P
R R
Z Z
ϕ
−
= ⇒ = − ⇒ = = =
−
III.3. Khi R, L không đổi C thay đổi:
Điện áp:
= = =
+ − +
− +
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
C
C
m
U
U
R Z Z
Z
Z
⇒
+
=
+
=
2 2
2 2
( )
L
C
L
L
C M
R Z
Z
Z
U R Z
U
R
III.4. Khi R, C không đổi L thay đổi:
Điện áp:
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
=
+
÷
− +
÷
ax
2 2
2
min
( )
2
1
L m
C C
L
L
U
U
R Z Z
Z
Z
⇒
+
=
+
=
2 2
2 2
( )
C
L
C
C
L M
R Z
Z
Z
U R Z
U
R
III.5. Liên quan độ lệch pha:
III.5.a. Trường hợp 1:
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ =
1 2 1 2
tan .tan 1
2
III.5.b. Trường hợp 2:
− = ⇒ = −
1 2 1 2
tan .tan 1
2
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
III.5.c. Trường hợp 3:
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = ⇒ = ±
1 2 1 2
tan .tan 1
2
IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN)
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
12
R
L
C
•
•
R
L
C
•
•
X•
A N B
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
IV.1. Mạch điện đơn giản:
IV.1.a. Nếu
NB
U
cùng pha với
i
suy ra X chỉ chứa
0
R
IV.1.b. Nếu
NB
U
sớm pha với
i
góc
2
π
suy ra X chỉ chứa
0
L
IV.1.c. Nếu
NB
U
trễ pha với
i
góc
2
π
suy ra X chỉ chứa
0
C
IV.2. Mạch điện phức tạp:
IV.2. a. Mạch 1: Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra X chỉ chứa
0
L
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra X chỉ chứa
0
R
. Vậy X chứa (
0 0
, LR
)
IV.2. b. Mạch 2: Nếu
AB
U
cùng pha với
i
suy ra X chỉ chứa
0
C
Nếu
AN
U
và
NB
U
tạo với nhau góc
2
π
suy ra X chỉ chứa
0
R
. Vậy X chứa (
0 0
, CR
)
V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
V.1. Dòng điện XC một pha, máy phát điện XC một pha:
V.1.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 V
V.1.b. Tần số dao động:
; n (voøng/s)
; n (voøng/phuùt)
60
f np
np
f
=
=
; p: số cặp cực từ
Chú ý: Một MPĐ có 1cặp 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.
V.2. Dòng điện XC ba pha, máy phát điện XC ba pha:
Dòng điện XC ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện XC, được tạo ra bỡi ba suất điện động XC có cùng
tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một một góc
2
3
π
.
Các biểu thức suất điện động:
1 0 2 0 3 0
2 2
cos ; cos ; cos
3 3
e E t e E t e E t
π π
ω ω ω
= = − = +
÷ ÷
♣ 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
=
=
V.3. Máy biến thế, truyền tải điện năng:
V.3.a. Máy biến thế:
♣ Biến đổi điện áp
1 1
2 2
U N
k
U N
= =
♣ Biến đổi dòng điện
2 1
1 2
I N
k
I N
= =
V.3.b. Hao phí khi truyền tải:
2
2 2
maø
cos
P l
P R R
S
U
ρ
ϕ
∆ = =
V.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 công
thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số công suất, liên hệ giữa các điện áp hiệu dụng, …
======= 0o0 =======
Chương 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
13
R
C
•
•X
•
A
N B
R
L
•
•
X•
A N B
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I.1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động:
ω ϕ
= +
0
cos( )( )q Q t C
I.2. Sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch dao động:
'
dq
i q
dt
= =
;
ω ω ϕ ω ϕ ω
= − + = − + =
0 0 0 0
. sin( )( ) sin( ); .i Q t A I t I Q
π π
ω ω ϕ ω ϕ ω ω
= + + = + + = = =
0 0 0 0 0 0
. cos( )( ) cos( ); . . .
2 2
C
i Q t A I t I Q C U U
L
I.3. Sự biến thiên điện áp trong mạch dao động:
Ta có:
= − = −
= =
2
2
'
''
di
u L Li
dt
d q
u q
dt
⇔
ω ω ϕ ω ϕ ω ω
ω ϕ ω
= + = + = =
= = + =
2 2
0 0 0 0 0
2
0
cos( )( ) cos( );
1
cos( ); với
u L Q t V U t U L Q L I
Q
q
u t
C C LC
I.4. Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu:
I.4.a. Tần số góc:
1
LC
ω
=
I.4.b. Tần số:
1
( )
2
2
f Hz
LC
ω
π
π
= =
I.4.c. Chu kì:
2
2 ( )T LC s
π
π
ω
= =
I.4.d. Pha dao động:
( ) t
ω ϕ
+
I.4.e. Pha ban đầu ϕ: Tìm ϕ bằng cách giải hệ phương trình
ϕ
ω ϕ
=
=
= −
0 0
0
0 0
cos
lúc 0
sin
q Q
t
i Q
I.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
I.6. Năng lượng dao động điện từ:
C L
E E E= +
I.6.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
= = + = +
I.6.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
= = + = + =
Chú ý:
2
0
2
2 2
0
0
2 2 2
0 0
1
: Điện thế cực đại
1 1
2
2 2
1 1
= : Cường độ dòng điện cực đại
2 2
CM
LM
Q
E
Q
C
E L Q const
C
E L Q LI
ω
ω
=
= = =
=
Năng lượng điện và năng lượng từ của mạch b.thiên t.hồn với:
ff 2=
′
;
2
T
T
=
′
2
ω ω
′
=
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
.
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
14
q
- Q
0
Q
0
O
0
2
2
Q
0
2
2
−
Q
4
π
3
4
π
3
4
−
π
4
−
π
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
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
II.1. Bước sóng:
; ; : Chiết suất của môi trường
c c
cT v n
f n
λ
= = =
II.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.
II.3. Giả thuyết Maxwell:
II.3.a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xốy.
II.3.b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy.
II.3.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.
II.4. Sóng điện từ: Sóng điện từ là q trình truyền đi trong khơng gian của điện từ trường biến thiên
tuần hồn theo thời gian.
II.4.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.
II.4.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
II.5. Mạch chọn sóng:
II.5.a. Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn:
λ π
= =
8
2 ; 3.10 (m/s)c LC c
II.5.b. Một số đặc tính riêng của mạch DĐ:
= = ⇒ = +
+
= = + ⇒ = +
÷
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
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
15
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
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
======= 0o0 =======
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
16
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Chương 5: SÓNG ÁNH SÁNG
I. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
I.1. Khoảng vân:
1
;
k k
D
i x x i
a
λ
+
= − =
I.2. Vị trí vân
( 1)
saùng:
; vôùi 0; 1; 2; 3;
1 1
toái: ( ) ( )
2 2
ks
k t
D
x ki k
a
k
D
x k i k
a
λ
λ
+
= =
= ± ± ±
= + = +
I.3. Hiệu quang trình (Hiệu đường đi):
2 1
;
ax
d d
D
δ δ
= − =
I.4. Khoảng cách giữa n vân sáng liên tiếp nhau là
l
:
( 1)l n i= −
I.5. Tại vị trí M mà
: Vaân saùng thöù
1
: Vaân toái thöù ( 1)
2
x
k k
i
x
k k
i
=
= + +
I.6. Số vân sáng (vân tối) có trong bề rộng trường giao thoa MN: n =
i
MN
2
I.6.a. Số vân sáng:
12 += nN
s
(n: lấy phần nguyên)
I.6.b. Số vân tối:
12 += nN
s
I.7. Dịch chuyển hệ vân giao thoa:
I.7.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=
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
−
=
I.7.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.
I.8. Các thiết bị tạo vân giao thoa
I.8.1. Lưỡng Lăng kính Frexnen
+ Khoảng cách giữa hai khe: a = S
1
S
2
= 2(n - 1).A.SI
+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = IO + SI
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
17
A
S
S
2
S
1
I
O
A
2
A
1
ϕ
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
+ Bề rộng trường giao thoa: A
1
A
2
= IO.2(n - 1).A
+ Góc lệch
.( 1)A n
ϕ
= −
I.8.2. Thấu kính Biê
+ Khoảng cách giữa hai khe: a = S
1
S
2
=
1 2
' '
. .
SS d d
O O e
SO d
+
=
+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = S’I
+ Bề rộng trường giao thoa: A
1
A
2
=
1 2
.
SI SI
O O e
OS d
=
I.8.3. Gương Fresnen
1 2
2 .S S d
α
⇒ =
(d = SO;
α
là góc hợp bởi 2 gương)
+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = HO + OI
+ Bề rộng trường giao thoa: A
1
A
2
= 2
α
.IO
II. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP)
II.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
=
≤ ≤
=
II.2. Bề rộng quang phổ bậc k:
( )
∆ = − = −( )
k Ñ T Ñ T
D
x k i i k
a
λ λ
II.3. Vị trí vân sáng bậc k
1
của bxạ
1
λ
trùng với v trí vân sáng bậc k
2
của bxạ
2
λ
:
1 1 2 2
k k
λ λ
=
II.4. Vị trí vân sáng bậc k
1
của bxạ
1
λ
trùng với v trí vân tối bậc k
2
của bxạ
2
λ
:
1 1 2 2
1
( )
2
k k
λ λ
= +
Chú ý: Trong không khí (chân không):
c
f
λ
=
; trong MT chiết suất n:
c
v
n
v c
f nf
λ
=
= =
Chú ý: Khoảng vân trong không khí là
i
; trong MT chiết suất
n
khoảng vân:
=
mt
i
i
n
III. QUANG PHỔ
III.1. Máy quang phổ:
III.1.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.
III.1.b. Cấu tạo:
+ Ống chuẩn trực là tạo ra chùm tia song song.
+ Lăng kính để phân tích chùm sáng 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.
III.1.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.
III.2. Quang phổ liên tục:
III.2.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.
III.2.b. Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.
III.2.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.
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
18
O
S
S
1
S
2
A
2
I
A
1
G
2
G
1
α
H
O
1
S S’
S
2
S
1
I
O
2
d
d’
Nguyn Trng Thch Trng THPT Nghi Lc 4 T 038 379 2777 094 404 8696
+ nhit
0
500 C
, cỏc vt bt u phỏt ra ỏnh sỏng mu ; nhit
2500K
n
3000K
cỏc vt phỏt
ra quang ph liờn tc cú mu bin thiờn t n tớm. Nhit ca b Mt Tri khong
6000K
, ỏnh
sỏng ca Mt Tri l ỏnh sỏng trng.
III.3. Quang ph vch phỏt x:
III.3.a. ngha: Quang ph vch phỏt x l quang ph gm nhng vch mu n sc nm trờn nn ti.
III.3.b. Cỏc cht khớ hay hi cú ỏp sut thp b kớch thớch phỏt ra.
III.3.c. c im:
+ Cỏc cht khớ hay hi ỏp sut thp khỏc nhau cho nhng quang ph vch khỏc nhau c v s lng
vch, v trớ, mu sc ca cỏc vch v sỏng t i ca cỏc vch.
+ Mi cht khớ hay hi ỏp sut thp cú mt quang ph vch c trng.
III.4. Quang ph vch hp th:
III.4.a. ngha: Quang ph vch hp th l h thng cỏc vch ti nm trờn nn mt quang ph liờn tc.
III.4.b. Cỏch to: Chiu vo khe ca mỏy quang ph ỏnh sỏng trng ta nhn c mt quang ph liờn tc.
t mt ốn hi Natri trờn ng truyn tia sỏng trc khi n khe ca mỏy quang ph, trờn nn quang
ph xut hin cỏc vch ti ỳng v trớ cỏc vch vng trong quang ph vch phỏt x ca Natri.
III.4.c. iu kin: Nhit ca ỏm khớ hay hi hp th phi thp hn nhit ca ngun sỏng phỏt ra
quang ph liờn tc.
III.4.d. Hin tng o sc: mt nhit nht nh, mt ỏm khớ hay hi cú kh nng phỏt ra nhng
ASS no thỡ nú cú kh nng hp th nhng ASS ú.
Chỳ ý: Quang ph ca Mt Tri m ta thu c trờn Trỏi t l quang ph hp th, B mt ca Mt Tri
phỏt ra quang ph liờn tc.
BNG TểM TT
IV. THANG SểNG IN T
Loi súng Bc súng
Chỳ ý
c
f
=
Vựng
: 0,640 0, 760m m
à à
ữ
Tia gamma
12
Dửụựi 10 m
Vựng cam
: 0,590 0,650m m
à à
ữ
Tia Rửentgen
12 9
10 ủeỏn 10m m
Vựng vng
: 0,570 0,600m m
à à
ữ
Tia t ngoi
9 7
10 ủeỏn 3,8.10m m
Vựng lc
: 0,500 0,575m m
à à
ữ
ASNT
7 7
3,8.10 ủeỏn 7,6.10m m
Vựng lam
: 0, 450 0,510m m
à à
ữ
Tia hng ngoi
7 3
7,6.10 ủeỏn 10m m
Vựng chm
: 0, 440 0, 460m m
à à
ữ
Súng vụ tuyn
3
10 trụỷ leõnm
Vựng tớm
: 0,38 0, 440m m
à à
ữ
IV.1. Tia hng ngoi:
Thnh cụng ch mt phn trm l do trớ tu v chớn chớn phn trm cũn li l do lao ng v kh nng vn
dng
Lai QP QUANG PH LIấN TC QP VCH PHT X QP VCH HP TH
nh
ngha
gm mt dóy sỏng cú mu bin
i liờn tc
gm cỏc vch mu riờng r nm
trờn nn ti
gm cỏc vch ti nm trờn nn
quang ph liờn tc
K phỏt
sinh
do cỏc ch rn, lng, khớ cú p sut
cao (cú t khi ln) b nun núng
phỏt ra
do cht khớ hoc hi ỏp sut
thp phỏt ra
Chựm as trng bay qua khớ hoc hi
b nun núng t
0
<
0
NStraộng
t
c
im
+ Khụng ph thuc thnh phn
cu to m ch ph thuc nhit
ca ngun sỏng
+ t
0
cng cao min phỏt sỏng cng
m rng v phớa as cú bc súng
ngn.
+ Cỏc nt khỏc nhau thỡ quang
ph vch khỏc nhau v: s
lng, v trớ, mu sc, sỏng
vch.
+ Mi ngt cho qp vch phỏt x
riờng c trng cho ngt
+ HT o sc: Khi b ngun as
trng thỡ cỏc vch ti tr thnh cỏc
vch mu.
+ Ngt phỏt ra as n sc no thỡ cú
kh nng hp th as ú.
+ Mi ngt cho qpvch hp th
riờng c trng cho ngt
ng dng xỏc nh t
0
ca ngun sỏng x cỏc thnh phn cu to ca
ngun phỏt sỏng
x cỏc thnh phn cu to ca
ngun phỏt sỏng
19
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
IV.1.a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng
cùa ánh sáng đỏ
( )
( )
λ µ
>
0,76 m
.
IV.1.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 Vonfram nóng sáng có công suất từ
( )
−250 1000W W
.
IV.1.c. Tính chất, tác dụng:
+ Có bản chất là sóng điện từ.
+ 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.
IV.1.d. Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại.
IV.2. Tia tử ngoại:
IV.2.a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng
cùa ánh sáng tím
( )
( )
λ µ
< 0,38 m
.
IV.2.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.
IV.2.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 tia tử ngoại.
IV.2.d. Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh …
IV.3. Tia Röentgen (Tia X):
IV.3.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).
IV.3.b. Cách tạo tia Röentgen: Cho chùm tia catốt đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn phát ra.
IV.3.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, …
======= 0o0 =======
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
20
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. THUYẾT LƯỢNG TỬ
I.1. Giả thuyết Plăng:
- 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:
= =
hc
hf
ε
λ
.
Trong đó:
−
=
34
6,625.10 : Haèng soá Planckh Js
I.2. Nội dung thuyết lượng tử:
+ 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.
I.3. Các định luật quang điện:
I.3.a. Định luật 1: Hiện tượng QĐ chỉ xảy ra khi bước sóng ASKT (λ) phải nhỏ hơn bằng giới hạn QĐ
(λ
0
) của kim loại đó:
0
λ λ
≤
.
I.3.b. Định luật 2: Cường độ DQĐ bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng KT:
~
qñ askt
I I
I.3.c. Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các electron QĐ chỉ phụ thuộc vào bước sóng ASKT
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
∈
∉
.
I.4. Phương trình Einstein:
I.4.a. Giới hạn quang điện:
19
0
; 1 1,6.10
( )
hc
eV J
A J
λ
−
= =
I.4.b. Động năng:
2
0 0
1
( )
2
ñM M
W mv J=
I.4.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.
I.5. Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện:
0
0 ; 0
qñ ñM h h
I W eU U= ⇔ = <
I.6. Dòng QĐ bão hòa:
e
I
nenI
bh
eebh
=⇒=
.
(với
e
n
: số electron bứt ra trong 1s)
I.7. Công suất bức xạ của nguồn:
ε
ε
P
nnP
pp
=⇒=
.
(với
p
n
: số photon đập vào trong 1s)
I.8. Hiệu suất lượng tử:
λ
Pe
chI
n
n
H
bh
p
e
==
I.9. Định lí động năng:
0
vôùi
cos
ñ ñ ñ
ñ
F
F
W W W
W A
A Fs
α
∆ = −
∆ =
=
ur
ur
I.10. Năng lượng tia Röentgen:
X X
X
X ñ AK
hc
hf
W eU
ε
λ
ε
= =
= ∆ =
II. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR
II.1. Tiên đề Bohr:
II.1.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.
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
21
hf
mn
hf
mn
nhận phôtôn
phát phôtôn
E
m
E
n
E
m
> E
n
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
II.1.b. Tiên đề 2: Ngun 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.
II.1.c. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong ngun tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo có
bán kính hồn tồn xác định gọi là quỹ đạo dừng:
2 0
0 0
; với 0,53
n
r n r r A= =
.
Chú ý: Trong ngun tử Hiđrơ, 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
−
).
Ngun tử (electron) chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa hai mức.
II.2. Năng lượng ở trạng thái dừng:
0
2
13,6
( ); 13,6
n
E eV E eV
n
= − =
II.3. Bước sóng:
λ
−
= − = −
÷
19
2 2
1 1
13,6 1,6.10 (J)
m n
hc
E E
n m
hay:
2 2
1 1 1
H
R
n m
λ
= −
÷
=
7 -1
với 1,09.10 m : Hằng số Ritber
H
R
II.4. Quang phổ ngun tử Hiđrơ: Các electron ở trạng thái kích thích tồn tại khoảng
8
10 s
−
nên giải
phóng năng lượng dưới dạng phơtơn để trở về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn.
II.4.a. Dãy Lyman: 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).
II.4.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 ASNT).
II.4.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 ý: + 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 (µm): 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 = 3.10
8
(m/s).
* Picô met (pm): 1pm =
−
12
10 m
* K/lượng của electron:
( )
−
=
31
m 9,1.10 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
III.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
=
d
0
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:
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
22
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
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
+ Vật trong suốt (vật không màu) là vật không hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ.
+ Vật có màu đen là vật hấp thụ hoàn toàn AS trong miền nhìn thấy của quang phổ.
+ Vật trong suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng trong miền của quang phổ.
III.2. Phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng:
Các vật có thể hấp thụ lọc lựa một số ASĐS, như vậy các vật cũng có thể phản xạ (tán sắc) một số
ASĐS. 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
IV.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 ASNT thì
được gọi là sự phát quang.
+ Đặc điểm
- 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 ASKT 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
không xđ 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 ASKT:
λ < λ ⇔ ε > ε
aspq askt aspq askt
.
IV.2. Laser:
a. Đặc điểm:
+ 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, 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.
======= 0o0 =======
Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
23
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
Chương 7: HẠT NHÂN NGUN TỬ
I. HẠT NHÂN NGUN TỬ
I.1. Cấu tạo hạt nhân:
−
−
−
=
= +
=
=
=
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
I.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
I.3. Các cơng thức liên hệ:
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
I.4. Bán kính hạt nhân:
1
15
3
1,2.10 ( )R A m
−
=
II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
II.1. Độ hụt khối:
0
0
( ) : khối lượng các nuclôn riêng lẻ
p n
m Zm A Z m
m m m
= + −
∆ = −
II.2. Hệ thức Einstein:
2
E mc=
;
2
1 931,5uc MeV=
;
13
1 1,6.10MeV J
−
=
II.3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
II.3.a. Năng lượng liên kết:
2
E mc∆ = ∆
II.3.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
):
A 4 A 4
Z 2 Z 2
X He Y
-
-
+®
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ơ trong bảng HTTH và số khối giảm 4 đơn vị.
+ Phóng xạ β
-
(
1
0
e
-
):
A 0 A
Z 1 Z 1
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 n biến thành một p, 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
+
):
A 0 A
Z 1 Z 1
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 p biến thành một n, 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)
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
24
Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696
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 thường đi kèm theo phóng xạ α và β.
* 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
)
+ 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
III.1. Định luật phóng xạ:
−λ
−λ
= =
λ =
= =
t
0
0
t
T
t
0
0
t
T
N
N N e
ln2
2
với : hằng số phân rã
T(s)
m
m m e
2
III.2. Độ phóng xạ:
−λ
= = λ =
= λ = λ =
t
0
0
t
T
10
0 0
H
ln2
H H e ; với : hằng số phân rã
T(s)
2
H N ; H N(Bq); 1Ci 3,7.10 Bq
III.3. Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ:
0
0
2
t
T
H
V V
H
=
(với: V là thể tích dung dịch chứa H)
III.4. Chất phóng xạ bị phân rã:
a. Số hạt nhân ngun tử bị phân rã:
−λ
∆ = − = −
t
0 0
N N N N (1 e )
b. Khối lượng hạt nhân ngun tử bị phân rã:
−λ
∆ = − = −
t
0 0
m m m m (1 e )
Chú ý: Số hạt nhân ngun tử tạo thành bằng số hạt nhân ngun tử phóng xạ bị phân rã
→ + = = ∆
B C A
A B C : N N N
; khơng có định luật bảo tồn khối lượng.
III.5. Các tia phóng xạ:
a. Tia
α
:
4 4
2 2
là hạt He
α
, bị lệch trong
E
r
,
B
r
.
b. Tia
β
:
%
+ +
− −
− −
β → + ν
β → + ν
0 0
1 1
0 0
1 1
là pozitron ( e): p n e +
co ù hai loại
là electron ( e): n p e +
, bị lệch trong
E
r
,
B
r
nhiều hơn tia
α
.
c. Tia
γ
: Có bước sóng ngắn
( )
−
λ <
11
10 m
, có năng lượng rất lớn, khơng bị lệch trong điện, từ trường.
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
IV.1. Phản ứng hạt nhân:
+ → +
CA B D
A B C D
A
A A A
Z Z Z Z
A B C D
IV.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:
+ = +
r r r r
A B C D
p p p p
IV.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
Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận
dụng
25
