Tóm tắt kiến thức vật lí 12 theo chương trình cơ bản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (440.56 KB, 24 trang )
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
CHƯƠNG I : DAO ĐỘNG CƠ
I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1. PTdao động: x = Acos(ωt + ϕ)
a
2π α vmax
k
g
g
= =
= max =
=
=
ω: Tần số góc (ω>0) ( ω = 2π f =
)
T
t
A
A
m
∆l
l
(ôm kẹo mút, ôm gà luộc)
2. Vận tốc tức thời: v = -ωAsin(ωt + ϕ)
r
3. Gia tốc tức thời: a = -ω2x = -ω2Acos(ωt + ϕ) ( a luôn hướng về VTCB)
x max = A; v max = ωA; a max = ω2 A
4. Chiều dài quỹ đạo: L = 2A
5. Hệ thức độc lập thời gian: A2 = x 2 +
6. Cơ năng:
v2 a2 v2
=
+
ω2 ω4 ω2
1 2 1 2 1
1
mv + kx = mω 2 A2 = kA2 * Wđ=nWt
2
2
2
2
v
ωA
v = ± max = ±
±A
1
1
⇒x=
và
1+
1+
n +1
n
n
W = Wđ + Wt =
7. x, v, a có ( ω, f, T)
=> Wđ ; Wt có (2ω, 2f, T/2)
8. Khoảng thời gian: ∆t =
∆ϕ ∆ϕ
=
.T
ω
2π
9. S1T = 4A; ST/2 = 2A; riêng
ST/4 = A (chỉ đúng VTCB - VT biên)
10. Với 0 < ∆t < T/2.
=> Góc quét ∆ϕ = ω∆t.
∆ϕ
∆ϕ
S Max = 2A sin
)
và S Min = 2 A(1 − cos
2
2
11. Dao động có PTđặc biệt:
M2
M1
P
A
M2
∆ϕ
2
A
P2
O
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
P1
x
A
∆ϕ
2
O
1|
A
P
x
M1
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
* x = a ± Acos(ωt + ϕ)
=> A ; ω, ; ϕ; xVTCB = a, xbiên = a ± A
* x = a ± Acos2(ωt + ϕ)
=> A/2; 2ω, 2ϕ. xVTCB = a, xbiên = a ± A/2
12. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG (Bấm máy tính là nhanh nhất)
x1 = A1cos(ωt + ϕ1) và x2 = A2cos(ωt + ϕ2) => x = Acos(ωt + ϕ).
2
2
2
Trong đó: A = A1 + A2 + 2 A1 A2cos(ϕ2 − ϕ1 )
⇒ |A1 - A2| ≤ A ≤ A1 + A2
A sin ϕ1 + A2 sin ϕ2
tan ϕ = 1
với ϕ1 ≤ ϕ ≤ ϕ2 (nếu ϕ1 ≤ ϕ2 )
A1cosϕ1 + A2 cosϕ2
* x1, x2 cùng pha ∆ϕ = 2kπ
⇒ AMax = A1 + A2
⇒ AMin = |A1 - A2|
`* x1, x2 ngược pha ∆ϕ = (2k+1)π
Thao tác máy tính (570ES)
B1: Bấm máy: MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX
Chọn đơn vị đo góc là radian(R): SHIFT MODE 4
B2: Nhập A1, bấm SHIFT (-) nhập φ1; bấm + , Nhập A2 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn
bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả là: A∠ϕ
13. DAO ĐỘNG TỰ DO - TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC - CỘNG HƯỞNG
a. Dao động tự do: là dao động có ω, f, T chỉ phụ thuộc vào đặc tính cấu tạo của hệ mà khơng
phụ thuộc vào các yếu tố ngồi (ngoại lực).
b. Dao động duy trì (sự tự dao động): Có f bằng f riêng, có A khơng đổi.
Là dao động tự do mà người ta bổ sung năng lượng cho vật sau mỗi chu kì dao động. năng
lượng bổ sung đúng bằng năng lượng mất đi. Ngoại lực trong dao động duy trì được điều khiển
bằng một cơ cấu liên kết với hệ dao động.
c. Dao động tắt dần bđộ A, hsms µ. Đặc điểm: A giảm, fcản lớn => tắt nhanh, T lớn => tắt chậm
DĐ tắt dần coi gần đúng là dđ tự do (dạng sin, cos) với tần số riêng ω0 và biên độ giảm dần về 0
Trong dao động tắc dần:
kA2
ω 2 A2
=
* Cho tới khi dừng lại: S =
2µ mg 2 µ g
4 µ mg 4 µ g
= 2
k
ω
2
A
Ak
ω A
=
=
* Số dao động thực hiện: N =
∆A 4µ mg 4µ g
* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ: ∆A =
* Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại:
∆t = N .T =
AkT
πω A
=
4 µ mg 2 µ g
(Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hồn với chu kỳ T =
2π
)
ω
d. Dao động cưỡng bức: F=F0cos(ωt+ϕ). Vật dao động ổn định với tần số của ngoại lực
(dđđh)
Ngoại lực trong dao động cưỡng bức độc lập với hệ dao động.
2|
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành cơng!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
* A phụ thuộc AF cưỡng bức (cùng tăng, cùng giảm), lực cản của hệ(A giảm nếu F tăng),
fcưỡng bức ≈ f0 thì A càng lớn. Hiện tượng cộng hưởng A tăng đột ngột khi f = f0 hay ω = ω0 hay T
= T0 => với cùng một ngoại lực nếu f2>f1>f0 thì A2
đang chuyển động trên đường thì điều kiện để vật có biên độ dao động (xảy ra cộng hưởng) khi
vận tốc chuyển động của ô tô hay tầu hỏa, hay người gánh là v =
d
với d là khoảng cách 2 bước
t
chân của người gánh, hay hai đầu nối của thanh ray của tầu hỏa hay khoảng cách của hai “ổ gà “
hay 2 gờ giảm tốc trên đường của ơ tơ…….
II. CON LẮC LỊ XO
k
⇒ k = mω 2 ; chu kỳ: T =
m
1
1
2. Cơ năng: W = mω 2 A2 = kA2
2
2
mg
g
= 2 ⇒ T = 2π
3. Lò xo thẳng đứng: ∆l0 =
k
ω
1. Tần số góc: ω =
2π
m
1 ω
1
= 2π
=
; tần số: f = =
ω
k
T 2π 2π
-A
∆l0
g
∆l
∆l0
mg sin α
Lò xo nằm ngang: ∆l0 =
⇒ T = 2π
k
g sin α
-A
giãn
O
lmax + lmin
lVTCB =
2
⇒
A = lmax − lmin
2
lVTCB = lo + ∆lo
l = lo + ∆lo + x ⇒
lmim = lo + ∆lo − A
l = l + ∆l + A
o
max o
k
m
∆l
O
A
x
Hình a (A < ∆l)
nén
giãn
A
x
Hình b (A > ∆l)
5. Lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí lị xo khơng biến dạng.
FđhMax = k (∆lo + A)
a. Lực đàn hồi: Fñh = k (∆l0 + x ) ⇒ Fđhmim = k (∆lo − A) nếu ∆lo > A
F
đhmim = 0 nếu ∆l o ≤ A
FhpM = kA
b. Lực hồi phục: Fhp = kx ⇒ F = 0
hpm
FhpM = mω 2 A
hay Fhp = ma ⇒ F = 0
( luôn hướng về VTCB)
hpm
Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì Fđh = Fhp .
6. Một lị xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, … và chiều dài
tương ứng là l1, l2, … thì có: kl = k1l1 = k2l2 = … (k và l tỉ lệ nghịch)
7. Ghép lò xo:
1
1
1
1
1
1
* Nối tiếp k = k + k + ... ⇒ T2 = T12 + T22 +…. và f 2 = f 2 + f 2 +.....
1
2
1
2
1
1
1
2
2
2
* Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ T 2 = T 2 + T 2 + ... và f = f 1 +f 2 +………
1
2
2
2
2
8. Tăng giảm khối lượng: T = T1 ± T2
9. Điều kiện hai vật khơng rời nhau:
Amax = µ
g
(m + m2 ) g
=µ 1
(nếu giữa hai vật khơng có ma sát thì trong cơng thức ta bỏ µ.
2
ω
k
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
3|
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
10. Bài tốn kích thích dao động bằng va chạm: vật dđđh m đang đứng yên thì vật khác m0 tới
va chạm với vận tốc v0.
2m0v0
m −m
k
v '2
'
2
vo = 0
vo ; ω =
và
; A' = x + m
m + m0
m + m0
m
ω2
m0v0
k
v2
b, Va chạm mềm: v = vm ' = vo ' = m + m ; ω =
; A ' = x2 + 2
m + mo
ω
0
TT0
11. Thời gian giữa hai lần trùng phùng: θ = T − T ; ( n + 1) Tbe = nTto
0
a, Va chạm đàn hồi: vm ' =
III. CON LẮC ĐƠN
1. Tần số góc: ω =
2π
l
g
1 ω
1
= 2π
=
; chu kỳ: T =
; tần số: f = =
ω
g
l
T 2π 2π
g
l
Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và α0 << 1 rad hay S0 << l
s
l
2. Lực hồi phục F = −mg sin α = − mgα = −mg = − mω 2 s
Lưu ý: + Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng.
+ Với con lắc lị xo lực hồi phục khơng phụ thuộc vào khối lượng.
3. PTdao động:
s = S0cos(ωt + ϕ) hoặc α = α0cos(ωt + ϕ) với s = αl, S0 = α0l
⇒ v = s’ = -ωS0sin(ωt + ϕ) = -ωlα0sin(ωt + ϕ)
⇒ a = v’ = -ω2S0cos(ωt + ϕ) = -ω2lα0cos(ωt + ϕ) = -ω2s = -ω2αl
Lưu ý: S0 đóng vai trị như A cịn s đóng vai trị như x
4. Hệ thức độc lập:
v 2
* a = -ω s = -ω αl
* S = s +( )
ω
1
1 mg 2 1
1
2
S0 = mglα 0 = mω 2l 2α 02
5. Cơ năng: W = mω 2S02 =
2
2 l
2
2
2
2
2
0
2
v2
* α =α +
gl
2
0
2
6. Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, con lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2,
con lắc đơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T2,con lắc đơn chiều dài l1 - l2 (l1>l2) có chu kỳ T4.
Thì ta có: T32 = T12 + T22 và T42 = T12 − T22
7. Khi con lắc đơn dao động với α0 bất kỳ. Cơ năng, vận tốc và lực căng của sợi dây con lắc đơn
W = mgl(1-cosα0); v2 = 2gl(cosα – cosα0) và TC = mg(3cosα – 2cosα0)
Lưu ý: - Các công thức này áp dụng đúng cho cả khi α0 có giá trị lớn
- Khi con lắc đơn dao động điều hồ (α0 << 1rad) thì:
1
2
W= mglα 02 ; v 2 = gl (α 0 − α 2 ) (đã có ở trên)
2
2
TC = mg (1 − 1,5α 2 + α 0 )
8. Con lắc đơn có chu kỳ đúng thay đổi theo nhiệt độ, độ cao, độ sâu:
∆T λ∆t ∆h ∆d
=
+
−
(Với R = 6400km là bk Trái Đât, còn λ là hệ số nở dài của thanh con
T
2
R 2R
lắc)
Nhiệt cao sâu
Lưu ý: * Nếu ∆T > 0 thì đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng con lắc đơn)
* Nếu ∆T < 0 thì đồng hồ chạy nhanh
4|
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
* Nếu ∆T = 0 thì đồng hồ chạy đúng
* Thời gian đồng hồ chạy sai sau thời gian t là:
θ=
∆T
t
T
khi ∆T nhỏ (Đa phần dùng công thức này)
θ=
∆T
t
T'
khi ∆T tương đối lớn ( Ít xảy ra trường hợp này)
* Thời gian chạy sai mỗi ngày (24h = 86400s): θ =
∆T
86400( s)
T
* Trong công thức trên ∆d nhận giá trị âm và như vậy khi đưa đồng hồ lên cao hoặc
xuống sâu so với mặt đất thì đều làm cho đồng hồ chạy chậm.
1
2
1
2
l
l'
+
÷
g÷
g
9. Con lắc vướng đinh: Chu kì T * = T + T ' = π
l
l’ là phần chiều dài không bị vướng đinh.
l'
10. Bài toán liên quan tới va chạm:
r
r
r
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2 )v
* Va chạm mềm(dính vào nhau):
r
r
r
r
2
'2
m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2 v2' và m1v12 + m2 v2 = m1v1'2 + m2 v2
* Va chạm đàn hồi:
* Va chạm đàn hồi xuyên tâm (sau va chạm các vật vẫn giữ nguyên phương chuyển động)
'
2
'2
m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2 v2 và m1v12 + m2 v2 = m1v1'2 + m2 v2
2m2v2 + (m1 − m2 )v1
2m v + (m2 − m1 )v2
'
'
và v2 = 1 1
v1 =
m1 + m2
m1 + m2
Chú ý: Trong trường hợp va chạm đàn hồi xuyên tâm và m1 = m2, nếu trước va chạm m1 chuyển
động với vận tốc v1 cịn vật m2 đứng n(v2=0) thì sau va chạm chúng trao đổi vận tốc cho nhau
tức là v’1 = 0 và v’2 = v1
11. Bài toán dao động tắt dần của con lắc đơn:
4F
4lF
c
c
* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì khơng đổi ∆α = mg ; ∆S = ∆α .l = mg
α
W
mgα
0
0
* Số chu kì dao động cho tới khi dừng hẳn: N = ∆α = ∆W = 4 F
C
t = NT
* Thời gian từ lúc bắt đầu tới khi dừng lại là:
2
mglα 0
* Quãng đường vật đi được cho tới khi dừng lại là: W=Ams => ∑ S =
2 FC
CHƯƠNG II: SÓNG CƠ
I. SÓNG CƠ HỌC
1. Bước sóng: λ = vT = v/f .
2. PTsóng
Tại điểm O: uO = Acos(ωt + ϕ)
Tại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng.
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
x
O
x
M
5|
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
x
x
* M có tọa độ dương thì uM = AMcos(ωt + ϕ - ω v ) = AMcos(ωt + ϕ - 2π λ )
* M có tọa độ âm thì
x
x
uM = AMcos(ωt + ϕ + ω v ) = AMcos(ωt + ϕ + 2π λ )
3. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng x1, x2 : ∆ϕ = ω
Nếu 2 điểm trên một phương truyền sóng và cách nhau x thì:
x1 − x2
v
= 2π
∆ϕ = ω
x1 − x2
λ
x
x
= 2π
v
λ
4. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện
với tần số dịng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f.
II. SÓNG DỪNG
1. Một số chú ý
* Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng.
* Đầu tự do là bụng sóng
* Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng ln dao động ngược pha.
* Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng ln dao động cùng pha.
* Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng lượng không truyền đi
* Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ.
2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
λ
(k ∈ N * ) Số bụng = số bó = k ; Số nút = k + 1
2
v
( k ∈ N*)
=> Tần số do đàn phát ra f = k
2l
v
Ứng với k = 1 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 =
2l
* 2 đầu cố định: l = k
k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1)…
λ
( k ∈ N ) Số bó = k ; Số bụng = số nút = k + 1
4
v
( k ∈ N)
=> Tần số do ống sáo phát ra f = (2k + 1)
4l
v
Ứng với k = 0 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 =
4l
* 1 đầu cố điịnh1 đầu tự do: l = (2k + 1)
k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1)…
3. PTsóng dừng trên sợi dây CB (với đầu C cố định) uB = Acos2π ft
* Đầu B cố định (nút sóng):
π
d
d
uM = 2 Asin 2π ÷cos 2π ft − ÷ => AM = 2 A sin 2π ÷
2
λ
λ
d
d
* Đầu B tự do (bụng sóng): uM = 2 Acos(2π )cos(2π ft ) => AM = 2 A cos(2π )
λ
λ
III. GIAO THOA SÓNG
Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng l:
Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2
PTsóng tại 2 nguồn u1 = Acos(2π ft + ϕ1 ) và u2 = Acos(2π ft + ϕ2 )
PTsóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
u1M = Acos(2π ft − 2π
6|
d1
d
+ ϕ1 ) và u2 M = Acos(2π ft − 2π 2 + ϕ2 )
λ
λ
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
PTgiao thoa sóng tại M: uM = u1M + u2M
d1 + d 2 ϕ1 + ϕ2
d − d ∆ϕ
uM = 2 Acos π 1 2 +
cos 2π ft − π λ + 2
λ
2
d − d ∆ϕ
Biên độ dao động tại M: AM = 2 A cos π 1 2 + ÷ với ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2
λ
2
Chú ý: * Số cực đại:
* Số cực tiểu:
−
−
l
λ
l
λ
+
−
∆ϕ
l
∆ϕ
λ 2π
(k ∈Z)
1 ∆ϕ
l 1 ∆ϕ
+
λ 2 2π
(k ∈Z)
1. Hai nguồn dao động cùng pha ( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 = 0 )
* Điểm cực đại: d1 – d2 = kλ (k∈Z) . Số đường cực đại:
−
λ
l
l
λ
* Điểm cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = (2k+1) 2 (k∈Z). Số đường cực tiểu:
−
l 1
l 1
−
λ 2
2. Hai nguồn dao động ngược pha:( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 = π )
λ
l
1
l
1
* Điểm cực đại: d1 – d2 = (2k+1) 2 (k∈Z). Số đường cực tiểu: − λ − 2 < k < λ − 2
* Điểm cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z) . Số đường cực đại:
Chú ý:
Với bài tốn tìm số CĐ & CT giữa hai điểm M, N bất kì
Đặt ∆dM = d1M - d2M ; ∆dN = d1N - d2N và giả sử ∆dM < ∆dN.
+ Hai nguồn dao động cùng pha:
M
• Cực đại: ∆dM < kλ < ∆dN
• Cực tiểu: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN
+ Hai nguồn dao động ngược pha:
d1M
• Cực đại:∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN
d1N
• Cực tiểu: ∆dM < kλ < ∆dN .
Chú ý: Trên đường 2 nguồn khoảng cách giữa hai
S1
điểm dao động cực đại hoặc cực tiểu gần
nhất là λ/2 và khoảng cách từ một điểm cực
đại tới cực tiểu gần nhất là λ/4.
−
l
l
λ
N
d2M
d2N
S2
IV. SÓNG ÂM
W P songcau
P
= → I =
( I0 = 10-12 W/m2 ở f = 1000Hz: c/độ âm chuẩn.)
S = 4π R 2
St S
4π R 2
I
I
L( B ) = lg
2. Mức cường độ âm
Hoặc L(dB) = 10.lg I
I0
0
1. Cường độ âm: I=
Liên hệ LM = L A + 20 lg
rA
= (dB) và
rM
I M = 10
2 lg
rA
rM
IA
Để cảm nhận được âm thì I ≥ I o & L ≥ 0
Chú ý: Khi I tăng hay giảm n lần thì L sẽ tăng giảm n B = 10.n dB
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
7|
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SĨNG ÂM
1. Sóng âm, dao động âm:
a. Dao động âm: dđ âm là những dđ cơ học có f từ 16Hz đến 20KHz mà tai người có thể cảm nhận đc.
Sóng âm
Hạ âm
f < 16Hz
Sóng âm
Siêu âm
f > 20000Hz
* Nhạc âm: là những âm có tần số hoàn toàn xác định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, …
* Tạp âm: là những âm ko có tần số nhất định; nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi,...
MT lỏng & khí: sóng âm là sóng dọc; MT rắn: sóng âm gồm cả sóng ngang & dọc.
Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát.
Vận tốc truyền âm: VR > VL > Vk (không truyền được trong chân không)
3. Đặc trưng sinh lí của âm:
•
Độ cao của âm: phụ thuộc tần số.
Âm cao có tần số lớn
Âm trầm có tần số nhỏ.
•
Đặc trưng sinh lí
Độ cao
Âm sắc
Độ to
Đặc trưng vật lí
f
A, f
L, f
Âm sắc: phân biệt 2 âm có cùng độ cao,
phụ thuộc vào A & f của âm hoặc phụ thuộc vào đồ thị dao động âm.
•
Độ to: phụ thuộc vào mức cường độ âm & tần số.
Ngưỡng nghe: Âm có cường độ min mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số
của âm.
Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau
( I > 10W/m 2 ứng với L = 130dB với mọi tần số).
Miền nghe được: là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau.
CHƯƠNG III: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
I. CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC
1. Dao động điện từ
q q0
= cos(ωt + ϕ ) = U 0 cos(ωt + ϕ )
C C
π
* i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ + )
2
1
1
Trong đó: ω =
; T = 2π LC ; f =
LC
2π LC
q
q
I
L
I 0 = ω q0 = 0
U 0 = 0 = 0 = ω LI 0 = I 0
;
LC
C ωC
C
* q = q0cos(ωt + ϕ); u =
8|
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành cơng!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
1
2
1
2
* Wđ = Cu 2 = qu =
Sưu tầm: Hướng Dương
1
q2 1
q2
1
1
; Wt = Li 2 => W=Wđ + Wt ; W = CU 02 = q0U 0 = 0 = LI 02
2
2C
2
2
2C 2
Chú ý: + Mạch dao động ω, f ; T thì Wđ và Wt có 2ω, 2f ; T/2
+ cứ sau thời gian
T
năng lượng điện lại bằng năng lượng từ.
4
+ Nếu: R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng
ω 2C 2U 02
U 02 RC
R=
lượng có cơng suất: P = I R =
2
2L
2
+ Khi tụ phóng điện thì q và u giảm và ngược lại
+ Quy ước: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dịng điện
chạy đến bản tụ mà ta xét.
2. PTđộc lập với thời gian: q2 +
c
i2
u2
i2
i2
2
2
2
= Q0 ; 2 4 + 2 = Q0 ; u2C 2 + 2 = Q0
ω2
Lω ω
ω
II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SĨNG ĐIỆN TỪ
c
1. Bước sóng: λ = f = cT ; v = n ; n : Chiết suất của môi trường
2. Điện từ trường: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa cho nhau, liên hệ mật thiết với
nhau. Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường.
3. Giả thuyết Maxwell:
a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xoáy.
b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy.
c. Dịng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy. Điện
trường này tương đương như một dịng điện gọi là dịng điện dịch.
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.
a. Tính chất Sóng điện từ: + truyền đi với vận tốc rất lớn ( v ≈ c ).
+ mang năng lượng ( E : f 4 ).
+ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không.
+ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, …
+ là sóng ngang.
+ trong các mơi trường vật chất khác nhau có vận tốc khác nhau.
b. Phân loại và đặc tính của sóng điện từ:
Loại sóng
Bước sóng Đặc tính
Sóng dài
105 - 103 m
Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ
3
2
Sóng trung
10 - 10 m
Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản
xạ
2
Sóng ngắn
10 - 10 m
Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần
-2
Sóng cực
10 - 10 m
Có n/ lượng rất lớn, kobị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường
ngắn
thẳng
5. Mạch chọn sóng:
a. λ = 2π c LC ; T =2π LC ; f =
1
2π LC
;ω =
1
LC
; c = 3.108 (m/s)
Lưu ý: Mạch dao động có L biến đổi từ LMin → LMax và C biến đổi từ CMin → CMax thì bước sóng λ
của
sóng điện từ phát (hoặc thu) thì λMin tương ứng với LMin và CMin; λMax tương ứng với LMax và
CMax
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
9|
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
b. Một số đặc tính riêng của mạch dao động:
C1 || C2 : f =
C1ntC2 : f =
1
2π LC
1
2π LC
=
=
1
2π L (C1 + C2 )
1
2π
⇒
1
1
1
= 2 + 2 ; T||2 = T12 + T22 ; λ||2 = λ12 + λ22
2
f
f1
f2
1 1
1
1
1
1 1
1
1
( + ) ⇒ f 2 = f12 + f22 ; 2 = 2 + 2 ; 2 = 2 + 2
L C1 C2
Tnt T1 T2 λnt λ1 λ2
CHƯƠNG IV: ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU.
1. Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời:
u = U0cos(ωt + ϕu) và i = I0cos(ωt + ϕi)
M2
Tắt
-U0
π
2
Với ϕ = ϕu – ϕi là độ lệch pha của u so với i, có − ≤ ϕ ≤
2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2πft + ϕ i)
* Mỗi giây đổi chiều 2f lần
* Nếu pha ban đầu ϕi =
−
π
2
hoặc ϕi =
π
2
M1
-U1 Sáng
Sáng U
1
U0
O
u
Tắt
π
2
M'1
M'2
thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần.
3. Cơng thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ
Khi đặt điện áp u = U0cos(ωt + ϕu) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1.
∆t =
U1
4∆ϕ
Với cos∆ϕ = U , (0 < ∆ϕ < π/2)
ω
0
4. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C
U
uR
và I 0 = 0 ;
R
R
U0
U
* L: uL nhanh pha hơn i là π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = π/2); I = Z và I 0 = Z với ZL = ωL là cảm kháng
L
L
* R: uR cùng pha với i, (ϕ = ϕu – ϕi = 0)
và i =
Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dịng điện khơng đổi đi qua hồn tồn (khơng cản trở).
U0
U
1
* C: uC chậm pha hơn i là π/2,(ϕ = ϕu – ϕi = -π/2): I = Z và I 0 = Z với Z C =
là dung kháng
C
C
ωC
Lưu ý: Tụ điện C khơng cho dịng điện khơng đổi đi qua (cản trở hồn tồn).
5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
a. Tổng trở: Z = R 2 + (Z L − ZC )2
Z L > ZC : u sớm pha hơn i
Z L − Z C U L − UC
=
⇒ Z L = ZC : u cùng pha với i
b. Độ lệch pha (u so với i): tan ϕ =
R
UR
Z < Z : u trễ pha hơn i
C
L
c. Định luật Ohm: I 0 =
U0
U
;I=
Z
Z
d. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
* Công suất tức thời: P = UIcosϕ + UIcos(2ωt + ϕ )
R UR
=
Z U
Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC ko tiêu thụ công suất ( P = 0 )
* Công suất trung bình: P = UIcosϕ = I2R. Hệ số công suất:cos ϕ =
10 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
u = uR + uL + uC
r
e. Giản đồ véc tơ: Ta có: uu uuur uuur uuur
U0 = U0 R + U 0 L + U0C
uuu
r
uuu
r
U0L
U0L
uuuu
r
U 0 LC
r
O uu
I
uuu 0
r
ur
u
I0
uuuu
r
U 0 AB
uuu
r
U0 R
O
i
uuu
r
U0L
uuu
r
i
U0 R
uuuu
r
uuu
r
O
uuuu
r
U 0 LC
U 0 AB
U 0C
U 0 Rr
uuuu i
ur
u
I
uuu 0
r
U 0 AB
U 0C
uuu
r
U 0C
6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:
2
Từ Z = R 2 + (Z L − ZC )2 suy ra U = U R + (U L − UC )2
C
2
2
2
Tương tự Z RL = R 2 + Z L suy ra U RL = U R + U L
•
L
R
•
2
2
2
Tương tự Z RC = R 2 + ZC suy ra U RC = U R + UC
Z LC = Z L − ZC suy ra U LC = U L − UC
7. Điện áp u = U1 + U0cos(ωt + ϕ) được coi gồm một điện áp không đổi U1 và một điện áp xoay
chiều u = U0cos(ωt + ϕ) đồng thời đặt vào đoạn mạch.
8. Máy phát điện xoay chiều một pha có P cặp cực, rơto quay với vận tốc n (vòng/giây) phát ra:
f = pn hoặc f = pn’/60 (n’ vịng /phút)
+ Từ thơng gửi qua khung dây : Φ = NBS cos(ωt + ϕ ) = Φ 0 cos(ω t + ϕ ) (Wb)
dΦ
= −Φ ' ; e = ω NBS sin(ωt + ϕ ) (V ) = E0 sin(ωt + ϕ )
dt
π
π
e = E0 sin(ω t + ϕ ) = E0 cos(ωt + ϕ − ) = ωNSBcos(ωt + ϕ - )
2
2
+ Hiệu điện thế tức thời: u = U0 cos(ωt + ϕu ) . Nếu máy phát có r ~ 0 thì : U0 = E0.
+ Suất điện động: e = −
Với Φ0 = NBS là từ thơng cực đại, N là số vịng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện
tích của vòng dây, ω = 2πf , E0 = ωNSB là suất điện động cực đại.
9. Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động
xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là
2π
3
Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up ; Id = Ip
Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up ; Id = 3 Ip
Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau.
U
E
I
N
1
1
2
1
9. Công thức máy biến áp: U = E = I = N
2
2
1
2
10. Cơng suất hao phí trong q trình truyền tải điện năng:
R=ρ
∆P = I 2 R =
2
Pphat
U 2 cos 2ϕ
R
l
(lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)
S
Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: ∆U = IR = Uphát - Utiêu thụ
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
11 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
Hiệu suất tải điện: H =
Pphat − ∆P
Pphat
.100% =
H=
Pr Pt Ur
= =
Pv Pc U v
.
II. BÀI TOÁN CỰC TRỊ
1. Hiện tượng cộng hưởng:
Z = Z
C
L
U
U
1
2
= .
Điều kiện cộng hưởng ω =
thì Z min = R ⇒ I Max =
LC
Z min R
ϕ u i = 0
U2
PMax = I R =
= UI M
R
R
=1
Suy ra cos ϕ =
. Chú ý
Z min
2
M
U( R +r )max = U
uuur
uu
r
U 0 R ↑↑ U 0
uu
r
ur
u
U 0 ↑↑ I 0
2. Khi điện trở R thay đổi cịn các đại lượng khác giữ khơng đổi.
* Công suất P đạt cực đại khi :
R = Z L − ZC suy ra PM =
U2
U2
2
U
=
; cos ϕ =
khi ñoù U R =
2 R 2 Z L − ZC
2
2
* Khi P < Pmax luôn tồn tại 2 giá trị R1, R2 để công suất tiêu thụ trên mạch bằng nhau, đồng thời
thoả mãn đk
π
ϕ1 + ϕ 2 =
2
2
2
Ro = R1 R2 = ( Z L − Z C )
2
P = P = U
2
1
R1 + R2
* Các giá trị I, UL, UC đạt cực đại khi : R = 0.
* Giá trị UR cực đại khi : R = ∞ .
* Khi R = R1 hoặc R = R2 mà cơng suất trên mạch có giá trị như nhau thì Pmax khi : R = R1 R2 .
Nếu cuộn dây có điện trở r thì : R + r = ( R1 + r ) ( R2 + r )
3. Khi giá trị điện dung C của tụ thay đổi, cịn các đại lượng khác khơng đổi:
* Hiệu điện thế UC đạt cực đại Khi :
2
R2 + ZL
ZC =
ZL
2
U R2 + ZL
UC max =
R
và
(U )
max 2
C
1 1 1
1
= + ÷
C 2 C1 C2
1
C = ( C1 + C2 ) .
2
* Khi C = C1 hoặc C = C2 mà P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi :
* Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UC bằng nhau thì UCmax khi :
12 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
m
− U LU C ax − U 2 = 0
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
* Khi C = C1 hoặc C = C2 mà các giá trị : I, P, UR, UL như nhau thì : Z L =
Z C1 + Z C2
2
* Các giá trị P, I, UR, UL, đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng : ZC = ZL
4. Khi giá trị độ tự cảm L của cuộn dây thay đổi, cịn các đại lượng khác khơng đổi:
* Hiệu điện thế UL đạt cực đại khi :
2
R 2 + ZC
ZL =
ZC
2
U R 2 + ZC
U Lmax =
R
(
m
và U L ax
)
2
m
− U CU L ax − U 2 = 0
1
2
1 1 1 1
= + ÷.
L 2 L1 L2
* Khi L = L1 hoặc L = L2 mà cơng suất P trên mạch bằng nhau thì Pmax khi : L = ( L1 + L2 ) .
* Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL có giá trị như nhau thì ULmax khi :
* Khi L = L1 hoặc L = L2 mà I, P, UC, UR như nhau thì : Z C =
Z L1 + Z L2
2
* Các giá trị P, I, UR, Uc, đạt cực đại khi mạch xảy ra cộng hưởng : ZL = ZC.
L R2
L R2
Đặt Zω =
−
; ZU =
−
C 2
C 4
5. Khi tần số góc ω của mạch thay đổi
* Điều kiện của ω để UL max hoặc UC max là :
1 L R2
ωC ωC =
→
−
L C 2
Z Z
L
2UL
⇒ U Cmax = U L max = U L C = U
=
1
ZC = Z ω
ωL ωL =
→
RZU
RCZ U R 4LC − R 2 C2
U L max
2
L R
C.
−
C 2
ZL = Z ω
U C max
* Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 mà P, I, Z, cosφ, UR có giá trị như nhau thì P, I, Z, cosφ, UR sẽ đạt
giá trị cực đại khi : ω =
1
= ω1ω2
LC
6. Liên quan độ lệch pha:
π
⇒ tan ϕ1 .tan ϕ2 = 1
2
π
b. Trường hợp 2: ϕ1 − ϕ2 = ⇒ tan ϕ1.tan ϕ2 = −1
2
π
c. Trường hợp 3: ϕ1 + ϕ2 = ⇒ tan ϕ1.tan ϕ2 = ±1 .
2
a. Trường hợp 1: ϕ1 + ϕ2 =
7. Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R2L2C2 nối tiếp mắc nối tiếp
với nhau có UAB = UAM + UMB ⇒ uAB; uAM và uMB cùng pha ⇒ tanuAB = tanuAM = tanuMB
8. Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau ∆ϕ
Với tan ϕ1 =
Z L1 − Z C1
R1
và tan ϕ2 =
Z L2 − Z C2
R2
(giả sử ϕ1 > ϕ2)
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
13 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
tan ϕ1 − tan ϕ2
Có ϕ1 – ϕ2 = ∆ϕ ⇒ 1 + tan ϕ tan ϕ = tan ∆ϕ
1
2
Trường hợp đặc biệt ∆ϕ = π/2 (vuông pha nhau) thì tanϕ1tanϕ2 = -1.
VD: * Mạch điện ở hình 1 có uAB và uAM lệch pha nhau ∆ϕ A
R
Đoạn AB và AM có cùng i và uAB chậm pha hơn uAM
⇒ ϕAM – ϕAB = ∆ϕ ⇒
tan ϕ AM − tan ϕ AB
= tan ∆ϕ
1 + tan ϕ AM tan ϕ AB
Nếu uAB vng pha với uAM thì
L
M C
B
Hình 1
Z L Z L − ZC
= −1
R
R
tan ϕ AM tan ϕ AB =-1 ⇒
* Mạch điện ở hình 2: Khi C = C1 và C = C2 (giả sử C1 > C2) thì i1 và i2 lệch pha nhau ∆ϕ
Ở đây hai đoạn mạch RLC1 và RLC2 có cùng uAB
Gọi ϕ1 và ϕ2 là độ lệch pha của uAB so với i1 và i2
A
R
L
M C
B
thì có ϕ1 > ϕ2 ⇒ ϕ1 - ϕ2 = ∆ϕ
Nếu I1 = I2 thì ϕ1 = -ϕ2 = ∆ϕ/2
tan ϕ − tan ϕ
Hình 2
1
2
Nếu I1 ≠ I2 thì tính 1 + tan ϕ tan ϕ = tan ∆ϕ
1
2
III. BÀI TỐN HỘP ĐEN
1. Mạch điện đơn giản:
A
•
Pha của U NB so với i
Cùng pha
Kết luận X chỉ chứa
R
R0
C
L
Sớm hơn
N
•
π
2
B
•
X
Trễ hơn
L0
π
2
C0
2. Mạch điện phức tạp:
Mạch
Các TH
A
•
R
C
N
•
X
B
•
Nếu U AB cùng pha với i => X = L0
Nếu U AN và U NB tạo với nhau góc
=> X = R0
π
2
R
L
A
N
B
• X
•
•
Nếu U AB cùng pha với i => X = C0
π
Nếu U AN và U NB tạo với nhau góc
2
=> X = R0
X = ( R0 , L 0 )
Kết luận
X = ( R0 , C0 )
CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
* Đ/n: as bị tách thành nhiều màu #
l =
v
c
l
l
c
, l 0 = f Þ 0 = Þ l = 0 (n là chiết suất của mt, ntím > nđỏ)
f
l
v
n
2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng trong
thí nghiệm Iâng).
* Đ/n: ánh sáng kết hợp giao thoa tạo ra các vạch sáng tối xen kẽ.
* Hiệu đường đi của ánh sáng (hiệu quang trình)
ax
D d = d 2 - d1 =
D
14 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
S1
d1
d2
a I
S2
D
M
x
O
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
* Vị trí vân sáng: ∆d = kλ ⇒ x = k
Sưu tầm: Hướng Dương
lD
; k Ỵ Z (k = bậc = thứ)
a
(k =0 vân sáng trung tâm)
* Vị trí vân tối: ∆d = (k + 0,5)λ ⇒ x = (k + 0,5)
lD
; k Ỵ Z (k = bậc = thứ -1)
a
* Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp: i =
lD
a
* Nếu thí nghiệm được tiến hành trong mơi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và
k/vân:
ln=
l D i
l
Þ in = n =
n
a
n
* Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2 thì hệ vân di chuyển ngược chiều
và khoảng vân i vẫn không đổi.
Độ dời của hệ vân xo:
x0 D
D
= ® x0 = X ( xây dựng dựa vào tam giác đồng dạng)
X
d
d
Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn
d là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
X là độ dịch chuyển của nguồn sáng
* Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) được đặt một bản mỏng dày e, chiết
suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S1 (hoặc S2) một đoạn: x0 =
(n - 1)eD
a
* Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng
qua vân trung tâm)
é ù
L
NS = 2 ê ú
+1
+ Số vân sáng (là số lẻ):
ê iú
2 nguyen
ë û
éL
ù
N t = 2 ê + 0,5ú
+ Số vân tối (là số chẵn):
êi
ú
2
ë
û
nguyen
* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2)
+ Vân sáng: x1 < ki < x2
+ Vân tối: x1 < (k+0,5)i < x2
* Sự trùng nhau của các bức xạ λ 1, λ 2 ... (khoảng vân tương ứng là i1, i2 ...)
+ Trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ... ⇒ k1λ1 = k2λ2 = ...
+ Trùng nhau của vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ... ⇒ (k1 + 0,5)λ1 = (k2 + 0,5)λ2 = ...
+ Cách xác định số vân sáng trùng nhau trong một khoảng L:
- Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa 2 vs trùng nhau : Δxmin.
L
- Số vân sáng trùng nhau : n = 2
+1
2∆xmin
* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,38 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm)
- Bề rộng quang phổ bậc k: D x = k
D
(l đ - l t ) với λđ và λt là bước sóng ánh sáng đỏ và tím
a
- Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định (đã biết x)
+ Vân sáng: x = k
lD
ax
ax
Þ l =
, kỴ Z ⇒k =
.
a
kD
λD
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
15 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
ax
ax
Số vân sáng : λ D ≤ k ≤ λ D
max
min
Với 0,38 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ có bao nhiêu giá trị của k thì có bấy nhiêu vs , k € Z
lD
ax
+ Vân tối: x = (k + 0,5) a Þ l = (k + 0,5) D , k Ỵ Z
ax
ax
Số vân tối : λ D − 0,5 ≤ k ≤ λ D − 0,5
max
min
Với 0,38 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ có bao nhiêu giá trị của k thì có bấy nhiêu vân tối , k € Z
- Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k:
D
[kλt − (k − 0,5)λđ ]
a
D
∆xMaxđ = [kλ + (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm.
a
D
∆xMaxđ = [kλ − (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm.
a
∆xMin =
III. QUANG PHỔ
1. Máy quang phổ: là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những
thành phần đơn sắc khác nhau.
2. Quang phổ liên tục: là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím.
b. Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.
c. Đặc điểm, tính chất:
Qp liên tục khơng phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát
+ Ở nhiệt độ 5000 C , các vật bắt đầu phát ra ánh sáng màu đỏ; ở nhiệt độ 2500K đến 3000K
các vật phát ra quang phổ liên tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím. Nhiệt độ của bề Mặt Trời
khoảng 6000K , ánh sáng của Mặt Trời là ánh sáng trắng.
3. Quang phổ vạch phát xạ:
a. Định nghĩa: Qp vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối.
b. Các chất khí hay hơi có áp suất thấp bị kích thích phát ra.
c. Đặc điểm: + Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khác nhau cho những quang phổ vạch khác
nhau cả về số lượng vạch, vị trí, màu sắc của các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch.
+ Mổi chất khí hay hơi ở áp suất thấp có một quang phổ vạch đặc trưng.
4. Quang phổ vạch hấp thụ:
a. Định nghĩa: Qp vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục.
b. Cách tạo:
+ Chiếu vào khe của máy quang phổ một ánh sáng trắng ta nhận được một quang phổ liên tục.
+ Đặt một đèn hơi Natri trên đường truyền tia sáng trước khi đến khe của máy quang phổ, trên
nền quang phổ xuất hiện các vạch tối ở đúng vị trí các vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ
của Natri.
c. Điều kiện: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát
ra qplt.
d. Hiện tượng đảo sắc: Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra
những ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó.
Chú ý: Quang phổ của Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt của
Mặt Trời phát ra quang phổ liên tục.
IV. SĨNG ĐIỆN TỪ
16 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Loại sóng
Tia gamma
Tia Roengent
Bước sóng
Tia tử ngoại
Ánh sáng nhìn thấy
Tia hồng ngoại
10 m đến 3,8.10 m
Sóng vơ tuyến
10 m trở lên
Sưu tầm: Hướng Dương
Dưới 10
10
−12
−12
Chú ý
m
λ=
−9
m đến 10 m
−9
−7
−7
−7
3,8.10 m đến 7,6.10 m
−7
−3
7, 6.10 m đến 10 m
−3
c
f
Vùng đỏ
Vùng cam
Vùng
vàng
Vùng lục
Vùng lam
Vựngch
m
Vựng tớm
: 0, 640 à m ữ 0, 760 µ m
λ : 0, 590 µ m ÷ 0, 650 µ m
λ : 0, 570 µ m ÷ 0, 600 µ m
λ : 0, 500 µ m ÷ 0, 575 µ m
λ : 0, 450 µ m ÷ 0, 510 µ m
λ : 0, 440 µ m ÷ 0, 460 µ m
λ : 0, 38 µ m ÷ 0, 440 µ m
1. Tia hồng ngoại:
a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước
sóng cùa ánh sáng đỏ ( λ > 0,76 µ m ).
b. Nguồn phát sinh: + Các vật bị nung nóng dưới 5000 C phát ra tia hồng ngoại.
+ Có 50% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng hồng ngoại.
+ Thường là các đèn dây tóc bằng Vonfram nóng sáng 250W − 1000W
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.
+ Có khả năng gây ra 1 số phản ứng hố học.
+ Có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần.
+ Có thể gây gây ra h/tượng quang điện trong cho một số chất bán dẫn
d. Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại.
2. Tia tử ngoại:
a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước
sóng cùa ánh sáng tím ( λ < 0,38µ m ).
b. Nguồn phát sinh: + Các vật bị nung nóng trên 30000 C phát ra tia tử ngoại.
+ Có 9% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng tử ngoại.
+ Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại.
c. Tính chất, tác dụng:
+ Có bản chất là sóng điện từ.
+ Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.
+ Làm phát quang một số chất.
+ Tác dụng làm ion hóa chất khí
+ Gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp.
+ Gây hiệu ứng quang điện.
+ Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, …
+ Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Trong suốt với thạch anh.
d. Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh
còi xương
3. Tia Rơnghen ( Tia X) :
a. Định nghĩa: là những bức xạ điện từ có bước sóng từ 10−12 m đến 10−8 m (tia X cứng, tia X mềm).
b. Cách tạo ra tia Rơnghen: Khi chùm tia catốt đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng phát ra.
c. Tính chất, tác dụng:
+ Khả năng đâm xuyên rất mạnh.
+ Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
+ Làm ion hóa khơng khí.
+ Làm phát quang nhiều chất.
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
17 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
+ Gây ra hiện tượng quang điện cho hầu hết các kim loại.
+ 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 X …
CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI.
1. Định nghĩa : h/tượng as làm bật các eletron ra khỏi bề mặt kim loại.
2. Các định luật quang điện:
a. Định luật 1: λ ≤ λ0 .
b. Định luật 2: I qñ ~ I askt .
W0 ñM ∈ (λkt , λ0 )(as & Kl)
.
W0 ñM ∉ I askt
c. Định luật 3:
II. THUYẾT LƯỢNG TỬ
1. Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng.
Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn
xác định, gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng kí hiệu là ε , có giá trị bằng : ε = hf.
Trong đó h = 6,625.10-34J.s là hằng số Plăng, f là tần số của ánh sáng được hấp thụ hay phát xạ.
2. Thuyết lượng tử ánh sáng.
+ As = chùm phôtôn, ε1photon = hf. Ias ~ số photon trong 1s.
+ Phát xạ hay hấp thụ á/sáng = phát xạ hay hấp thụ phôtôn
+ vphoton = c = 3.108 m/s. photon bay dọc theo tia sáng.
3. PT Einstein:
a. Giới hạn quang điện: λ0 =
hc
; 1eV = 1,6.10−19 J
A(J )
c. PT Einstein: ε = A + W0 ñM hay ε =
hc 1 2
+ mv0 M
λ0 2
1
2
2
b. Động năng: W0 ñM = mv0 M (J )
hay e = hf =
2
mv0 Max
hc
= A+
= A + eU h
l
2
Chú ý: PT Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2.
4. Điều kiện để triệt tiêu hồn tồn dịng quang điện: I qñ = 0 ⇔ W0 ñM = eUh ; U h < 0
n .e
t =1s
5. Dòng quang điện bão hòa: I bh = e
→ I bh = ne e
t
6. Năng lượng chùm photon: E = N pε ⇒ N p =
E
ε
E N pε
t =1s
=
(W ) P = N pε
→
∆t
t
ne
I ε
.100% = bh .100%
8. Hiệu suất lượng tử: H =
Np
eP
7. Công suất bức xạ của nguồn: P =
* Xét vật cơ lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà electron
chuyển động trong điện trường cản có cường độ E được tính theo cơng thức:
1 2
eVMax = mv0 Max = eEd Max = eU h
2
18 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
* Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, vA là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, vK
= v0Max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì:
1 2 1 2
eU AK = mv A - mvK
2
2
hc
ε X = hf X =
λX
10. Năng lượng tia X :
=> l
ε = ∆W = eU
ñ
AK
X
Min =
hc
mv 2
= eU AK +
Trong đó ¦Wđ =
2
Wđ
2
mv0
2
* Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trường đều B
ru
mv
¶ r
R=
, a = (v,B)
eB sin a
Xét electron vừa rời khỏi catốt thì v = v0Max
r
u
r
Khi v ^ B Þ sin a = 1 Þ R =
mv
eB
Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu đồng thời nhiều bức xạ thì khi tính các đại
lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện thế hãm Uh, điện thế cực đại VMax, … đều được
tính ứng với bức xạ có λ Min (hoặc fMax).
r
r
* Bán kính quỹ đạo khi e quang điện chuyển động trong điện trường đều có E ⊥ v .: R =
mv 2
eE
III. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR
1. Tiên đề Bohr:
a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác định gọi là
trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng.
b. Tiên đề 2: Nguyên tử ở thái thái có mức năng lượng Em cao hơn khi chuyển về trạng thái dừng
có mức năng lượng En thấp hơn sẽ giải phóng một năng
E
lượng
ε mn = hfmn =
hc
= Em − En và ngược lại.
λmn
nhận phôtôn
hfmn
m
phát phôtôn
hf
mn
c. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong
En
nguyên tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo có bán kính
hồn tồn xác định gọi là quỹ đạo dừng:
Em > E n
2
0
rn = n r0 ; với r0 = 0,53 A .
Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrô, trạng thái dừng là trạng thái có mức năng lượng thấp nhất (ứng
với quỹ đạo K), các trạng thái có mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian
tồn tại 10−8 s ).
Nguyên tử (electron) chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa hai mức.
2. Năng lượng ở trạng thái dừng: En = −
3. Bước sóng:
13,6
(eV ); E0 = 13,6 eV
n2
hc
1
1
= Em − En = 13,6.( 2 − 2 ).1,6.10−19 (J)
λ
n m
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
19 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
4. Quang phổ nguyên tử Hiđrô:
n=∞
n=6 P
n=5 O
n=4 N
n=3 M
Kích thích 5
Tím
4
2
Chàm
3
1
Kích thích 3
Lam
2
Kích thích 2
Đỏ
n=2 L
Kích thích 4
Pasen
Hồng ngoại
1
λmax
fmin
Hδ Hγ Hβ Hα
Kích thích 1
Banme
Tử ngoại + khả kiến
εmin
n=1 K
TT cơ bản
Laiman (Tử ngoại)
Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô:
1
1
1
=
+
và f13 = f12 +f23 (như cộng véctơ)
λ13 λ12 λ23
III. LASER
1. Hiện tượng phát quang:
a. Sự phát quang: Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng
nào đó thì có khả năng phát ra một bức xạ điện từ. Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới
hạn của ánh sáng nhìn thấy thì được gọi là sự phát quang.
+ 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 ánh sáng kích thích có bước sóng này để
phát ra ánh sáng có bước sóng khác.
b. Các dạng phát quang:
+ Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới 10−8 s , thường xảy ra với chất lỏng và khí.
+ Lân quang là sự phát quang có thời gian dài trên 10−8 s , thường xảy ra với chất rắn.
Chú ý: Thực tế trong khoảng 10−8 s ≤ t ≤ 10−6 s không xác định được lân quang hay huỳnh quang.
c. Định luật Xtốc về sự phát quang: Ánh sáng phát quang có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh
sáng kích thích: λaspq > λaskt ⇔ ε aspq < ε askt .
2. Laser:
a. Đặc điểm:
20 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
+ Tia Laser có tính đơn sắc cao. Độ sai lệch
Sưu tầm: Hướng Dương
∆f
≈ 10−15 .
f
+ Tia Laser là chùm sáng kết hợp, các photon trong chùm sáng có cùng tần số và cùng pha.
+ Tia Laser là chùm sáng song song, có tính định hướng cao.
+ Tia Laser có cường độ lớn I ~ 106 W/cm 2 .
b. Các loại Laser: Laser hồng ngọc, Laser thủy tinh pha nêođim, Lasre khí He – He, Laser CO2 ,
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 cơng nghiệp: khoan, cắt, tơi, … với độ chính xác cao.
CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN
I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Cấu tạo hạt nhân:
Z = soproâtoân m p = 1,67262.10 −27 kg; q p = +1,6.10−19 C
A
m = 1,67493.10 −27 kg
X được tạo nên từ
Z
N = ( A - Z ) nơtrôn n
q p = 0 : không mang điện
m p = 1,007276u
−27
2. Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ): 1u = 1,66055.10 kg ⇒
mn = 1,008665u
3. Các công thức liên hệ:
n =
a. Số mol:
n =
m
NA
; A: khối lượng mol(g/mol) hay số khối (u)
m = N : khối lượng
A
A
⇒
N N: số hạt nhân nguyên tử
N = mN A
;
23
N A N A = 6,023.10 nguyên tử/mol
A
1
4. Bán kính hạt nhân: R = 1,2.10−15 A 3 (m)
II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
m0 = Zm p + ( A − Z )mn : khối lượng các nuclôn riêng lẻ
( m là khối lượng hạt nhân)
∆m = m0 − m
1. Độ hụt khối:
2. Hệ thức Einstein: E = mc2 ; 1uc2 = 931,5MeV ; 1MeV = 1,6.10−13 J
3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
a. Năng lượng liên kết: ∆E = ∆mc2
b. Năng lượng liên kết riêng: δ =
∆E
: tính cho một nuclôn
A
Chú ý: + Hạt nhân có WLKR càng lớn thì càng bền vững.
+ Hạt nhân có A trong khoảng từ 50 đến 70, WLKR của chúng có giá trị lớn nhất cỡ
8,8 MeV/nu
III. PHĨNG XẠ.
1. Định nghĩa : Hiện tượng một hạt nhân không bền , tự phát phân rã phát ra các tia phóng xạ và
biến đổi thành hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ.
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trị ?
21 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
2. Đặc điểm : Hiện tượng phóng xạ hồn tồn do ngun nhân bên trong hạt nhân gây nên,
khơng phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như : nhiệt độ , áp suất, điện từ trường…. T & λ chỉ
phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ.
m0
−λt
m = t = m0 e
2T
N
ln 2
−λt
; với λ =
: hằng số phân rã ,
3. Định luật phóng xạ: N = t0 = N 0e
T (s)
2T
t
H = H .2 − T = H .e − λ t = λ N ; H = λ N
0
0
0
0
* Số hạt bị phân rã = số hạt tạo thành D N = N 0 - N = N 0 (1- e- l t )
t
Dm
m
T
= 1- e- l t ; %mconlai =
= 2 = e- l t
* D m = m0 - m = m0 (1- e
m0
m0
Acon N 0
Acon
DN
- lt
- lt
* mcon = N Acon = N (1- e ) = A m0 (1- e )
A
A
me
- lt
) ; %mmat =
* Thời gian phóng xạ t và chu kì T
t =T
ln
N
bandau
m
H
ln o
ln o
ln o
ln 2
ln 2
ln 2
ln 2
conlai = T m = T N = T H & T = t
=t
=t
=t
conlai
m
N
H
ln 2
ln 2
ln 2
ln 2
ln
ln
ln
ln
bandau
mo
No
Ho
* H- độ phóng xạ: Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất
phóng xạ, đo bằng số phân rã trong 1 giây.
Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây và Curi (Ci);
1 Ci = 3,7.1010 Bq
* Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ:
V0 =
H0
t
2 TH
V
, Trong đó:
V là thể tích dung dịch chứa H
5. Các tia phóng xạ:
Tia Bản chất
α
4
2
He
Tính chất
So với hạt
Trong điện
Khả năng đâm nhân mẹ hạt
Khả năng iơn hóa
trường từ trường.
xun
Mạnh => mất
Yếu => ko
+ α Lệch về (-)
năng lượng nhanh xuyên qua
Lùi 2 ô
7
+V~ 2.10 m/s.
=> chỉ đi tối đa là được tấm bìa
8cm trong khí
dày cỡ 1mm
0
β+=( 1 e) pozitron
p → + ++ν
n e
+ β + lệch về (-)
0
0
β - về (+)
β− = ( − e)
−
1
1
%
Lệch nhìu hơn α
n → + −+ν
p e
0
1
β
γ
nơtrino & phản
nơtrino.
- SĐT λ < 10−11 m
- photon có ε lớn
+ V~c
Yếu hơn α => đi
hơn trong khơng
khí xa hơn
(cỡ vài m )
+ Không bị lệch
Cực mạnh.
+ V=c
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
22 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành công!
Mạnh hơn α
β + lùi 1 ô
=> xuyên
qua tấm Al β - tiến 1 ô
dày vài mm
Cực mạnh.
Tóm tắt kiến thức vật lý 12 – Cơ bản
Sưu tầm: Hướng Dương
A1
A2
A3
A4
1
2
3
4
1. PTphản ứng:
Z X1 + Z X 2 ® Z X 3 + Z X 4
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối):
A 1 + A2 = A3 + A4
+ Bảo tồn điện tích (ngunuu số): Zuu+ Z2 = Z3 + Z4ur
tử uu 1 r
ur
u
r
r
u
r
u
r
ur
+ Bảo toàn động lượng: p1 + p2 = p3 + p4 hay m1 v1 + m 2 v2 = m 4 v3 + m 4 v4
+ Bảo toàn năng lượng: K X + K X + D E = K X + K X
Trong đó: ∆E là năng lượng phản ứng hạt nhân; ∆E = (m1+m2 – m3 - m4 )c2 = ( M0 – M ) c2.
1
2
3
4
1
2
K X = mx vx là động năng chuyển động của hạt X
2
Lưu ý: - Khơng có định luật bảo toàn khối lượng.
2
- Mối quan hệ giữa động lượng pX và động năng KX của hạt X là: p X = 2mX K X
- Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bìnhr hành
uu
u ur uu
r
u
r
ur uu
u r
p1
Ví dụ: p = p1 + p2 biết j = · 1 , p2
p
2
p 2 = p12 + p2 + 2 p1 p2cosj
hay (mv)2 = (m1v1 )2 + (m2v2 )2 + 2m1m2v1v2cosj
hay mK = m1 K1 + m2 K 2 + 2 m1m2 K1K 2 cosj
ur u
u r
φ
uu
r
p2
uu u
r r
Tương tự khi biết φ1 = ·p1 , p hoặc φ 2 = ·p2 , p
ur
u
u
r
p
uu
r
Trường hợp đặc biệt: p1 ^ p2 ⇒ p 2 = p12 + p22
ur u
u r
uu u
r r
Tương tự khi p1 ^ p hoặc p2 ^ p
K
v
m
A
1
1
2
2
v = 0 (p = 0) ⇒ p1 = p2 ⇒ K = v = m » A
2
2
1
1
Tương tự v1 = 0 hoặc v2 = 0.
3. Phản ứng hạt nhân
* Năng lượng phản ứng hạt nhân :
∆E = (M0 - M)c2
Trong đó: M 0 = mX + mX = mthamgia và M = mX + mX = msanpham
Lưu ý: - Nếu M0 > M thì pứ toả năng lượng
- Nếu M0 < M thì pứ thu năng lượng (pư xra phải cung cấp năng lượng dưới dạng động
năng của các hạt A và B. Năng lượng cung cấp cho pứ bao gồm ∆E = (m − m0 )c 2 và động năng Wd
của các hạt mới sinh ra : W = ∆E + Wd )
A
A
A
A
* Trong phản ứng hạt nhân Z X 1 + Z X 2 ® Z X 3 + Z X 4
Năng lượng của phản ứng hạt nhân :
∆E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2
∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2
∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2
4. Hai loại phản ứng tỏa năng lượng :
- Phản ứng nhiệt hạch :
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
+ Hai hạt nhân rất nhẹ có (số khối A < 10), như Hidro, heli… hợp lại thành 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.
Ví dụ : 21H + 31He → 24 He + 01n tỏa năng lượng khoảng 18MeV.
+ Ngoài điều kiện nhiệt độ cao, còn phải thỏa mãn hai điều kiện nữa để phản ứng tổng hợp
hạt nhân có thể xảy ra. Đó là : mật độ hạt nhân n phải đủ lớn, đồng thời thời gian ∆t duy trì nhiệt
độ cao (cỡ 108K) cũng phải đủ dài. Lo-sơn (Lawson) đã chứng minh điều kiện n∆t ≥ 1014 s / cm3
+ Phản ứng nhiệt hạch trong lịng mặt trời và các ngơi sao là nguồn gốc năng lượng của chúng.
Tương lai danh vọng ngày mai đó _ Có được hay khơng tuổi học trò ?
23 |
““Hãy theo đổi sự ưu tú- Thành công sẽ theo đuổi bạn”
+ Trên Trái Đất con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng khơng kiểm
sốt được. Đó gọi là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H
Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng
phân hạch rất nhiều. Nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên.
- Phản ứng phân hạch :
+ Một hạt nhân nặng hấp thụ một notron chậm (notron nhiệt) vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn (có
khối lượng cùng cỡ). Phản ứng này gọi là phản ứng phân hạch.
+ Đặc điểm : Sau mỗi phản ứng đều có hơn 2 notron được phóng ra, và mỗi phân hạch đều
giải phóng ra năng lượng lớn. Người ta gọi đó là năng lượng hạt nhân.
+ Phản ứng phân hạch dây chuyền : Các nơtron sinh ra sau mỗi phân của của urani lại có thể
bị hấp thụ bởi các hạt nhân urani khác ở gần đó và cứ thế, sự phân hạch tiếp diễn thành một dây
chuyền. Số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian ngắn, ta có phản ứng phân hạch dây
chuyền. Trên thực tế các notron sinh ra có thể mất đi do nhiều nguyên nhân khác nhau nên
không tiếp tục tham gia vào phản ứng phân hạch. Thành thử, muốn phản ứng dây chuyền xảy ra
ta phải xét tới số notron trung bình s cịn lại sau mỗi lần phân hạch (hệ số notron).
+ Nếu s <1 thì phản ứng dây chuyền khơng xảy ra.
+ Nếu s = 1 thì phản ứng xây chuyền xảy ra với mật độ notron khơng đổi. Đó là phản ứng
dây chuyền điều khiển được xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân.
+ Nếu s> 1thì dịng notron tăng lên liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử. Đó là
phản ứng dây chuyền khơng điều khiển được.
Để giảm thiểu số notron bị mất đi nhằm đảm bảo k ≥ 1 , thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân
cần phải có một giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng giới hạn mth .
24 |
Sự kiên nhẫn là chìa khóa cuối cùng dẫn tới thành cơng!
