Tổng hợp lý thuyết vật lý 12

Lý Thuyết Vật Lý 12
_
1
LÝ tHUYẾT
VẬT LÝ
Lý thuy ết vật lý 12
2
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
CHƯƠNG I - ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
CHƯƠNG I - ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Chương II: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
Chương II: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ:
DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ:
1. Dao động :
a. Các đặc điểm:
• Có một vị trí cân bằng.
• Vật chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
• Dao động tuần hoàn.
b. Khái niệm dao động cơ học:
Dao động cơ học là chuyển động tuàn hoàn qua lại quanh một vị trí cân bằng.
2. Thiết lập phương trình động lực học của dao động:
• Tại thời điểm t bất kì bi có li độ x. Lực đàn hồi của lò xo F = - kx.
• Áp dụng định luật II Niutơn ta có:
ma = –kx → a +
k
m
x = 0
• Đặt : ω
2

=
k
m
. viết lại: x”+ ω
2
x = 0 ; nghiệm của phương trình là x=Acos(ωt+ϕ).
Vậy: Dao động điều hòa là dao động được mô tả bằng hàm số cos ( hoặc sin)
x =Acos(ωt+ϕ), trong đó A, ω, ϕ là các hằng số.
3. Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà:
Trong phương trình x=Acos(ωt+ϕ) thì:
+A: gọi là biên độ dao động – là li độ dao động cực đại ứng với cos(ωt+ϕ) =1.
+(ωt+ϕ): Pha dao động,
+ ϕ : pha ban đầu.
+ ω: Gọi là tần số góc của dao động.
4. Chu kì và tần số của dao động điều hoà:
a. Chu kì:
ω
π
2
=T
b. Tần số:
•
Tần số dao động tuần hoàn là số lần dao động trong một đơn vị thời gian (một giây);
• f =
1ω
=
T 2π

2. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà:
• v = x

/
= -Aωsin(ωt + ϕ)
Suy ra |v|
max
= Aω khi x = 0 Vật qua vị trí cân bằng.
• a = v
/
= -Aω
2
cos(ωt + ϕ)= -ω
2
x
Suy ra: |a|
max
= Aω
2
khi x = ±A - vật ở biên.
3. Biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay:
• dđđh x=Acos(ωt+ϕ) được biểu diễn bằng véc tơ quay OM. Trên trục toạ độ Ox véc tơ này có:
+ Gốc: Tại O
+ Độ dài: OM = A
+
( )
ϕ
=
OxOM ,
• Khi cho véc tơ này quay đều với vận tốc góc ω quanh điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox, thì hình chiếu
của véc tơ OM trên trục Ox:
X
OP = ch OM = Acos(ωt + )

ϕ
.
• Vậy: Véc tơ quay OM biểu diễn dao động điều hoà, có hình chiếu trên trục x là li độ của dao động.
5. Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động.
a. Điều kiện đầu:
3
Lý thuy ết vật lý 12
• khi t = 0 thì
0
0
x(0) Ac x
v.
os
v(0) = -A sin
= ϕ =


ω ϕ =

• Giải hệ trên ta được A và ϕ.
b. Sự kích thích dao động:
Trong trường hợp tổng quát để kích thích cho hệ dao động ta đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng
đến li độ x
0
và đồng thời truyền cho vật vận tốc v
0
.
CON LẮC ĐƠN. CON LẮC VẬT LÍ:
CON LẮC ĐƠN. CON LẮC VẬT LÍ:
1. Con lắc đơn:

•
Con lắc đơn là hệ cơ học gồm: sợi dây có chiều dài l không co giãn, một đầu gắn vào điểm cố định
đầu còn lại gắn với một vật nhỏ có khối lượng m.
2. Phương trình động lực học:
• Khi vật ở vị trí M thì:
α−= sinmgP
t
Với góc lêch
0
10<α
thì
l
s
sin ≈α≈α
Suy ra:
l
s
mgP
t
=
⇒
0s"s
2
=ω+
với
l
g
=ω

Nghiệm của phương trình s = Acos(ωt + ϕ).
Vậy: Dao động của con lắc đơn với góc lệch bé là dao động điều hoà với chu kì
T = 2π
g
l
.
3. Con lắc vật lí : Là một vật rắn quay được quanh một trục nằm ngang

mgd
I
2T π=
4. Hệ dao động:
a. Hệ dao động gồm: vật dao động + vật gây ra lực hồi phục,
b. Dao động tự do:
• Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực gọi là dao động tự do.
• Trong dao động tự do chu kì dao động chỉ phụ thuộc vào các đặc tính bên trong hệ.
NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ:
NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ:
1. Sự bảo toàn cơ năng:
Dao động của con lắc đơn, và con lắc lò xo dưới tác dụng của lực thế (trọng lực và lực đàn hồi) và
không có ma sát nên cơ năng của nó được bảo toàn.
Vậy: Cơ năng của vật dao động được bảo toàn.
2. Biểu thức thế năng:
• Xét con lắc lò xo. Tại thời điểm t bất kì vạt có li độ x =Acos(ωt+ϕ) và lò xo có thế năng:
W
t
=
1
2
kx

2
=
1
2
kA
2
cos
2
(ωt+ϕ)
3. Biểu thức động năng:
• Tại thời điểm t bất kì vật nặng m có vận tốc
v = -Aωsin(ωt+ϕ) và có động năng
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2
mA
2
ω
2
sin
2
(ωt+ϕ)
4. Biểu thức cơ năng:

• Cơ năng của vật tại thời điểm t:
W = W
t
+ W
đ

=
1
2
mω
2
A
2
= const.
• Đồ thị W
t
, W
đ
vẽ trong cùng một hệ trục toạ độ.
DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG DUY TRÌ:
DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG DUY TRÌ:
1. Quan sát dao động tắt dần:
4
W
t
t
2
T
4
T

O
mω
2
A
2
mω
2
A
2
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
Khi quả nặng con lắc lò xo:
• Dao động trong không khí: Gần như dao động điều hoà trong khoảng thời gian dài.
• Trong nước: Biên độ giảm dần theo thời gian.Con lắc qua VTCB được nhiều lần
• Trong dầu: Biên độ giảm nhanh theo thời gian. Con lắc qua VTCB được vài lần.
• Trong dầu rất nhớt: Hầu như không dao động.
2. Lập luận về dao động tắt dần:
• Lực cản môi trường luôn luôn ngược chiều chuyển động của vật nên luôn luôn sinh công âm, làm cho cơ
năng vật dao động giảm, dẫn đến biên độ dao động cũng giảm theo thời gian.
• Vậy: Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.
3. Dao động duy trì:
• Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không
làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động
riêng của nó, gọi là dao động duy trì.
4. Ứng dụng của tắt dần: cái giảm rung
• Cái giảm rung: Một pít tông có những chỗ thủng chuyển động thẳng đứng bên trong một xy lanh đựng
đầy dầu nhớt, pít tông gắn với khung xe và xy lanh gắn với trục bánh xe. Khi khung xe dao động trên các lò
xo giảm xóc, thì pít tông cũng dao động theo, dầu nhờn chảy qua các lỗ thủng của pít tông tạo ra lực cản lớn
làm cho dao động pít tông này chóng tắt và dao động của khung xe cũng chóng tắt theo.
• Lò xo cùng với cái giảm rung gọi chung là bộ phận giảm xóc.

DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC – CỘNG HƯỞNG:
DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC – CỘNG HƯỞNG:
1. Dao động cưỡng bức:
Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F=F
0
cosΩt lên một hệ dao động tự do, sau khi dao động của hệ
được ổn định thì:
• Dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực,
• Biên độ của dao động này:
+ Phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa tần số ngoại lực và tần số dao động riêng của hệ dao động tự do.
+ Tỉ lệ với biên độ F
0
của ngoại lực.
2. Cộng hưởng:
a. Khái niệm: Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với tần số riêng (f
0
) của hệ dao động tự
do, thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại. Hiện tượng này gọi là hiện tượng
cộng hưởng.
f = f
0
thì A
cb
= A
max
.
b. Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại của biên độ tăng.
3. Phân biệt dao động cưỡng bức với dao động duy trì:
Dao động cưỡng bức với dao động duy trì:
• Giống nhau: Đều xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực.

• Khác nhau:
Dao động cưỡng bức Dao động duy trì
Trong giai đoạn ổn định thì tần số dao
động cưỡng bức luôn bằng tần số
ngoại lực.
Tần số ngoại lực luôn điều chỉnh để bằng
tần số dao động tự do của hệ.
4. Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng:
Ứng dụng :
• Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn để
làm cho hệ này dao động với biên độ lớn
• Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn.
Tác dụng có hại:
Cầu, bệ máy, trục máy khung xe … đều là các chi tiết có thể xem như một dao động tự do có tần số
riêng f
0
nào đó. Khi thiết kế các chi tiết này cần phải chú ý đến sự trùng nhau giữa tần số ngoại lực f và tần
số riêng f
0
. Nếu sự trùng nhau này xảy ra (cộng hưởng) thì có thể làm gãy các chi tiết này.
TỔNG HỢP DAO ĐỘNG:
TỔNG HỢP DAO ĐỘNG:
5
f
0
A
A
ma
x
fO

Lý thuy ết vật lý 12
1. Đặt vấn đề:
Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình lần lượt là:
x
1
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
), x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
). Hãy khảo sát dao động tổng hợp của hai dao động trên bằng
phương pháp Fre-nen.
2. Tổng hợp hai dao động bằng cách vẽ Fre-nen:
x
1
→ OM
Gốc : tại O
Độ lớn : OM
1
= A
1


( )
11

OM,Ox ϕ=

x
2
→ OM
Gốc : tại O
Độ lớn : OM
2
= A
2


( )
22
OM,Ox ϕ=

OM= OM
1
+ OM
2
véc tơ
OM
uuuur
biểu diễn cho dao động tổng hợp và có dạng: x = Acos(ωt + ϕ).
3. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
a. Biên độ:
A
2
= A
2

2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
Các trường hợp đặc biệt :
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= 2kπ → A = A
max
= A
1
+A
2
.
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= (2k+1)π → A = A

min
=
1 2
A - A
b. Pha ban đầu:
• Ta có tanϕ =
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ + ϕ

Chương III: SÓNG CƠ HỌC
Chương III: SÓNG CƠ HỌC
SÓNG CƠ HỌC
SÓNG CƠ HỌC


:
:
1. Hiện tượng sóng :
a. Quan sát : Khi quan sát sóng trên mặt nước ta thấy:
• Các phần tử trên mặt nước khi có sóng truyền qua dao động xung quanh vị trí cân bằng.
• Các gợn sóng chạy tục trên mặt nước.
• Hình cắt mặt nước tại mỗi thời điểm là một đường hình sin.
b. Khái niệm sóng cơ học:
• Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường
• Sóng ngang: Sóng ngang là sóng, mà phương dao động của các phần tử trong môi trường vuông góc với
phương truyền sóng.

• Sóng dọc: Sóng dọc là sóng, mà phương dao động của các phần tử trong môi trường cùng phương với
phương truyền sóng.
c. Giải thích sự tạo thành sóng cơ học:
• Sóng cơ học được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động đi,
các phần tử càng xa tâm dao động càng trễ pha hơn.
• Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng lệch thì truyền sóng ngang. Sóng ngang truyền
trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
• Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị nén hay kéo lệch thì truyền sóng dọc. Sóng dọc truyền
trong các môi trường rắn, lỏng, khí.
2. Những đại lượng đặc trưng của chuyển dộng sóng:
a. Chu kì và tần số sóng: Chu kì và tần số sóng là chu kì và tần số dao động của các phần tử trong môi
trường.
b. Biên độ sóng:Biên độ sóng tại một điểm trong môi trường là biên độ dao động của các phần tử môi
trường tại điểm đó.
6
P
P
1
P
2
x
ϕ
∆ϕ
M
1
M
2
M
O
Lý Thuyết Vật Lý 12

_
c. Bước sóng: Bước sóng
λ
là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất nằm trên phương truyền sóng dao
động cùng pha hay chính là quảng đường sóng truyền trong một chu kì.

f
v
vT ==
λ
d. Vận tốc sóng: Vận tốc truyền sóng là vận tốc truyền pha dao động.
e. Năng lượng sóng: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. Nặng lượng sóng tại một
điểm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng tại điểm đó.
3. Phương trình sóng :
a. Lập phương trình :
• Phương trình dao động tại O: u
0
(t) = Acos(ωt).
u
M
(t) = Acos (ωt –2π
x
λ
)
b. Một số tính chất sóng được suy ra từ phương trình sóng:
α. Tính tuần hoàn theo thời gian:
• Dao động của P cách tâm O một đoạn d có phương trình: u
M
(t) = Acos (ωt –2π
d

λ
)
• Đồ thị sự phụ thuộc u
P
(t) theo t:
β. Tính tuần hoàn theo không gian:
• Vị trí của tất cả các điểm trên dây tại thời điểm cụ thể t
0
định

bởi phương trình:
u
M
(x,t
0
) = Acos(ωt
0
–2π
x
λ
)
• Đồ thị sự phụ thuộc li độ của các điểm trên dây tại thời điểm t
0

SỰ PHẢN XẠ SÓNG – SÓNG DỪNG:
SỰ PHẢN XẠ SÓNG – SÓNG DỪNG:
1. Sự phản xạ sóng:
Khi sóng tới truyền trên một sợi dây tới gặp một vật cản cố định thì bị phản xạ và truyền ngược lại. Sóng
phản xạ:
+ có cùng bước sóng với sóng tới,

+ ngược pha nhưng cùng tần số với sóng tới.
2. Sóng dừng:
a. Quan sát hiện tượng:
Sóng dừng là sóng có nút và bụng cố định trong không gian, đó là kết quả giao thoa của sóng tới và
sóng phản xạ.
b. Giải thích:
Biên độ sóng tại một điểm trên dây :
)
2
d2
cos(A2a
π
+
λ
π
=

α. Vị trí các nút sóng:
d k
2
λ
→ =
với k = 0,1,2,3
β. Vị trí các bụng sóng:

1
d k
2 2
λ
 

→ = +
 ÷
 
với k= 0,1,2,3
c. Điều kiện để có sóng dừng:
Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi với:
• Hai đầu là nút sóng: l = n
2
λ
, với n = 1,2,3
• Một đầu là nút sóng và một đầu là bụng sóng: l

= (n+ ½ )
2
λ
với n = 0,1,2 l là chiều dài của đây
đàn hồi.
7
Lý thuy ết vật lý 12
d. Ứng dụng:
• Đo vận tốc truyền sóng trên dây.
GIAO THOA CỦA SÓNG:
GIAO THOA CỦA SÓNG:
1. Giao thoa của hai sóng:
a. Dự đoán hiện tượng:
• Giả sử: u
1
= u
2
=Acos(ωt)

• Suy ra: u
1M
=Acos(ωt-
1
d
2π
λ
) Và u
2M
=Acos(ωt-
2
d
2π
λ
)
• Độ lệch pha của hai dao động:
∆ϕ =
( )
1 2
2
d d
π
−
λ
• Biên độ dao động tổng hợp tại M:
A
2
=
2 2
1 2 1 1

A A 2A A cos
+ + ∆ϕ

Suy ra:
+ M dao động với biên độ cực đại khi: cos∆ϕ = 1 hay d
1
-d
2
= kλ .
+ M dao động với biên độ cực tiểu khi: cos∆ϕ = -1 hay d
1
-d
2
= (k+ ½)λ .
Trong đó k = 0, ±1, ±2 ,
b. Thí nghiệm kiểm tra:
Hai nguồn dao động có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết
hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là hai sóng kết hợp.
Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau
hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa của sóng.
2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa:
• Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là: Hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động phải cùng
phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian.
• Hai nguồn trên là hai nguồn kết hợp, sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là sóng kết hợp.
3. Ứng dụng : Giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng. Nếu ta phát hiện ra hiện tượng giao thoa thì có
thể kết luận đó là quá trình sóng.
SÓNG ÂM, NGUỒN NHẠC ÂM:
SÓNG ÂM, NGUỒN NHẠC ÂM:
1. Nguồn góc của âm và cảm giác về âm:
• Nguồn gốc của âm là vật dao động.

• Khi vật dao động thì lớp không khí bên cạnh nó lần lượt nén rồi dãn. Không khí bị nén dãn gây ra lực đàn
hồi khiến dao động đó truyền cho các phần tử khí xa hơn. Dao động âm được truyền đi trong không khí tạo
thành sóng gọi là sóng âm. có cùng tần số với nguồn âm
• Vậy: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
• Âm truyền được trong tất cả môi trường vật chất đàn hồi như: Rắn, lỏng, khí. Âm không truyền được trong
chân không.
+ Trong chất khí và chất lỏng sóng âm là sóng dọc
+ Trong chất rắn sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc
2. Phương pháp khảo sát thực nghiệm những tính chất của âm:
Phương pháp thực nghiệm khảo sát tính chất sóng âm là biến đổi dao động âm thành dao động điện
và đưa dao động điện này vào dao động kí điện tử để hiện thị đường cong sáng biểu diễn sự biến đổi của
cường độ dòng điện theo thời gian và do đó hình dạng đường này chính là cho ta biết qui luật biến đổi âm
theo thời gian.
3. Nhạc âm và tạp âm:
+ Âm tạo ra từ các nhạc cụ phát ra có đồ thị là các đường cong tuần hoàn có một tần số xác định và
gọi là nhạc âm. Nhạc âm thì gây ra cảm giác âm êm ái dễ chịu.
+ Âm tạo ra do tiếng gõ trên kim loại, tiếng ồn thì đồ thị của nó là các đường cong không tuần hoàn
và không có tần số nhất định. Các âm này gọi là tạp âm.
8
S
1
S
2
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
4. Những đặc trưng của âm :
a. Độ cao của âm:
+ Độ cao của âm là cảm giác âm thanh hay trầm, gây ra bởi các âm có tần số khác nhau. Âm có tần số cao
gọi là âm cao hay âm thanh. Âm có tần số thấp gọi là âm thấp hay âm trầm.
+ Tai người chỉ cảm nhận được những âm có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz

+ Âm có tần số < 16Hz gọi là hạ âm
+ Âm có tần số > 20.000Hz gọi là siêu âm
b. Âm sắc:
Ba nhạc cụ cùng phát lên một đoạn nhạc ở cùng một độ cao nhưng ta vẫn phân biệt sự khác nhau của
ba nhạc cụ đó là do li độ của âm biến đổi khác nhau. Đặc tính này của âm gọi là âm sắc.
c. Độ to của âm. Cường độ âm và mức cường độ âm:
• Cường độ âm là năng lượng của âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt
vuông góc với phương truyền sóng (kí hiệu I – đơn vị: oát trên mét vuông (W/m
2
)).
• Mức cường độ âm L tính bằng đơn vị đêxiben(dB) được tính theo công thức: L(dB) = 10lg(I/I
0
).
• Cảm giác của âm là to hay nhỏ không những phụ thuộc vào năng lượng âm truyền tới tai người mà còn
phụ thuộc vào tần số âm.
• Ngưỡng nghe:
+ Là cường độ âm tối thiểu gây được cảm giác âm trong tai người bình thường.
+ Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số của âm. Với cùng một cường độ âm, âm có tần số càng cao thì
ngưỡng nghe càng nhỏ.
• Ngưỡng đau: Là cường độ âm đạt đến giá trị cực đại I
Max
=10W/m
2
với mọi tần số âm mà tai người còn
chịu được.
5. Hộp cộng hưởng:
Các dụng cụ (thường là các vật rỗng) tương tự như hộp đàn có khả năng tăng cường âm thanh do
các nhạc cụ phát ra gọi là hộp cộng hưởng.
HIỆU ỨNG ĐỐP-LE:
HIỆU ỨNG ĐỐP-LE:

Chương IV - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
Chương IV - DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ: (
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ: (sóng
ngang
ngang
)
)
1. Dao động điện trong mạch LC:
• Mạch dao động :
Là mạch kín gồm có một tụ điện và một cuộn dây thuần cảm nối lại với
nhau. Điện trở thuần của mạch bỏ qua.
• Sau khi tích điện cho tụ rồi cho nó phóng điện qua cuộn cảm L, khi đó trong mạch
LC xuất hiện dòng điện có cường độ, cũng như hiệu điện thế và điện tích trên hai
bản tụ biến thiên tuần hoàn theo thời gian → dao động điện.
2. Khảo sát định lượng dao động điện trong mạch LC:
dòng điện i qua mạch : i = q’
• Suất điện động tự cảm : e = -Li’= - Lq’’
• HĐT: u
AB
=
q
C
Suy ra: q’’

+
1
LC

q = 0

đặt: ω =
1
LC
được: q’’

+ ω
2
q = 0 Nghiệm của phương trình : q = q
0
cos(ωt + ϕ)
• Cường độ: đặt I
0
= q
0
ω → i = -I
0
sin(ωt + ϕ ) = I
0
cos(ωt + ϕ+ π/2 ) .
• Hiệu điện thế : u
AB
=
q
C
=
0
q
C
cos(ωt + ϕ) = U
0

cos(ωt + ϕ)
Vậy : điện tích, hiệu điện thế trên hai bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa với
cùng tần số góc:
9
L
C
A
B
Lý thuy ết vật lý 12
ω =
1
LC
và chu kì: T =
2
2
LC
π
= π
ω
3. Năng lượng điện từ trong mạch LC:
• Năng lượng tức thời của tụ điện :
W
C
=
2
1
Cu
2
=
2

1
C
2
0
U
cos
2
(ωt + ϕ)
• Đặt W
0C
=
2
1
C
2
0
U
=
2
1
C
C
Q
2
0
=
2C
Q
2
0

→ W
C
= W
0C
cos
2
(ωt + ϕ)
• Năng lượng tức thời của cuộn cảm:
W
L
=
2
1
Li
2
=
2
1
L
2
0
I
sin
2
(ωt + ϕ )
• Đặt W
0L
=
2
1

L
2
0
I
=
2
1
L
LC
1
2
0
Q
=
2C
Q
2
0
→ W
L
= W
0L
sin
2
(ωt + ϕ)
• Năng lượng điện từ ( toàn phần) của mạch dao động:
W = W
C
+ W
L

=
2C
Q
2
0
=
2
0
2
0
LI
2
1
CU
2
1
=
= const. (6)
Vậy: Trong quá trình dao động điện từ, có sự chuyển đổi từ năng lượng điện trường thành năng lượng từ
trường và ngược lại, nhưng tổng của chúng thì không đổi.
4. Dao động điện từ tắt dần:
Trong thực tế mạch LC có điện trở thuần mặt dù bé. Trong quá trình dao
động điện do hiệu ứng jun – Len-xơ mà năng lượng toàn phần ban đầu cung cấp cho
mạch giảm dần theo thời gian, dẫn đến các biên độ dao động như điện tích, hiệu điện
thế và cường độ dòng điện giảm.
5. Dao động điện tự duy trì:
Muốn có dao động điện từ không tắt dần ta có thể duy trì bằng cách
cung cấp thêm năng lượng cho mạch để bù vào phần năng lượng tiêu hao. Một cách
phổ biến để tạo ra dao động điện từ duy trì là dùng máy phát dao động điều hoà dùng
tranzito.

ĐIỆN TỪ TRƯỜNG:
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG:
1. Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên :
a. Từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường xoáy: Khi một từ trường biến thiên theo thời gian
thì nó sinh ra một điện trường xoáy, tức là đường sức của điện trường này khép kín và bao bọc xung quanh
đường sức từ.
b. Điện trường biến thiên :
Khi một điện trường biến thiên theo thời gian thì nó sinh ra một từ trường xoáy. Đường sức từ của từ
trường này khép kín và bao bọc xung quanh đường sức điện trường.
2. Điện từ trường :
• Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường
xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một
từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh.
Vậy: Điện trường và từ trường không tồn tại riêng biệt chúng họp lại thành một trường duy nhất gọi là điện
từ trường
SÓNG ĐIỆN TỪ:
SÓNG ĐIỆN TỪ:
1. Sóng điện từ:
Quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian là một
quá trình sóng, sóng đó được gọi là sóng điện từ.
2. Tính chất sóng điện từ:
• Sóng điện từ lan truyền trong mọi môi trường với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong môi trường đó.
Sóng điện từ truyền được trong chân không với vận tốc c = 3.10
8
(m/s), giữa bước sóng và tần số liên hệ theo
công thức :
10
I
C
B

C
E
L
/
L
C
E
1

E
2
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
λ =
f
3.10
f
C
8
=
(m)
• Sóng điện từ mang năng lượng. Mật độ năng lượng sóng điện từ tăng theo
luỹ thừa bậc bốn của tần số sóng.
• Trong quá trình lan truyền sóng điện từ tại mỗi điểm trên phương truyền
các véctơ B và E vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền
sóng. Sóng điện từ là sóng ngang
• Sóng điện từ có đầy đủ các tính chất như sóng cơ học như : Phản xạ, khúc xạ,
giao thoa, sóng dừng…
TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ:
TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ:

1. Mạch dao động hở . Anten:
• Trong mạch dao động kín LC điện trường biến thiên chủ yếu tập trung bên trong tụ điện và
từ trường biến thiên chủ yếu tập trung bên trong cuộn cảm. Mạch không có khả năng bức xạ sóng điện từ .
• Nếu các bản tụ lệch đi không còn song song nữa và các vòng dây của cuộn cảm xa nhau thì
đường sức điện trường và đường sức từ vượt ra khỏi mạch đi vào không gian. Mạch phát được sóng điện từ.
• Các bản tụ càng lệch thì khả năng phát sóng của mạch càng lớn. Nếu các bản tụ lệch nhau
một góc 180
0
thì khả năng phát sóng của mạch là cực đại.
• Trong thực tế người ta dùng một dây dẫn dài, chính giữa có cuộn cảm, đầu trên để hở đầu
dưới tiếp đất. Hệ thống này gọi là anten.
2. Nguyên tắc thông tin bằng vô tuyến điện:
a. Ở máy phát:
- Biến các âm thanh ( hoặc hình ảnh ) muốn truyền đi thành các dao động điện tần số thấp.
- Dùng sóng điện từ tần số cao mang các tín hiệu âm tần đi xa qua anten phát.
b. Ở máy thu:
- Dùng anten thu thu sóng điện từ cao tần.
- Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần rồi dùng loa để nghe âm thanh hoặc màn hình xem hình ảnh.
3. Sự truyền sóng vô tuyến điện trên trái đất:
a. Để thực hiện được thông tin liên lạc thì sóng điện từ phát ra từ đài phát phải đến được đài thu. Hình dạng,
tính chất vật lý của mặt đất, và trạng thái của khí quyển (tầng điện li) ảnh hưởng rất lớn đến sự lan truyền của
sóng điện từ.
b. Các dải sóng vô tuyến và mục đích thông tin:
• Sóng dài (λ>3000m) và sóng trung (λ=100÷3000m):
+ Sóng này bị phản xạ ở tầng điện ly và có khả năng đi vòng quanh các vật cản trên mặt đất.
+ Mặt đất và tầng điện ly cũng hấp thụ sóng này nên sóng này không truyền đi quá xa trên mặt đất, do đó
nó dùng để liên lạc ở khoảng cách trung bình trên mặt đất.
• Sóng ngắn : (10 ÷ 100)(m)
+ Sự truyền của sóng này là do sự phản xạ qua lại nhiều lần giữa tầng điện li và mặt đất.
+ Với một máy phát có công suất lớn thì sóng này có thể truyền đến được mọi điểm trên mặt đất.

• Sóng cực ngắn :( λ< 10)(m)
+ Sóng này có năng lượng lớn nhất, và không bị tầng điện li phản xạ và hấp thụ nên chúng truyền thẳng.
+ Sóng này được ứng dụng trong vô tuyến truyền hình và thông tin vũ trụ.
Chương V - DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Chương V - DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU – MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN:
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU – MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN:
1. Suất điện động xoay chiều:
• Cho khung dây kim loại có diện tích S quay đều với vận tốc ω, xung quanh trục vuông góc với với
các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ
B
ur
.
• Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có biểu thức:
e=BωScos(ωt+ϕ
0
)=E
0
cos(ωt+ϕ
0
).
11
E
ur
B
ur
x
Lý thuy ết vật lý 12
• Suất điện động này dao dộng điều hoà có chu kì và tần số liên hệ bởi:
2

2 f
T
π
ω = = π
2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiều:
• Hiệu điện thế và cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều.
• Với một đoạn mạch xoay chiều thì biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua
mạch có biểu thức:
u(t) = U
0
cos(ωt + ϕ
u
)
i(t) = I
0
cos(ωt + ϕ
i
)
• Đại lượng ϕ = ϕ
u
- ϕ
i
gọi là độ lệch pha giữa u và i trong một đoạn mạch.
3. Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần :
a. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế:
Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần thì cường độ dòng điện và hiệu điện thế dao động điều
hòa cùng tần số, cùng pha. Các giá trị cực đại liên hệ theo công thức U
0
= I
0

R .
b. Biểu thức :
• u= U
0R
cos(ωt)
• i = I
0
cos(ωt)
4. Các giá trị hiệu dụng:
I = I
0
/
2
• Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều, bằng cường độ dòng điện không đổi mà khi cho
chúng lần lượt đi qua một điện trở thuần, trong cùng một khoảng thời gian thì toả ra cùng một nhiệt lượng.
• Công thức : I = I
0
/
2
; U = U
0
/
2
và E = E
0
/
2

MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM:
MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM:

1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện :
a. Thí nghiệm:
• Khi k đóng đèn Đ sáng →Tụ điện cho dòng điện xoay chiều "đi qua".
• Thay tụ điện bằng dây dẫn thì đèn Đ sáng hơn → Tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều.
• Trên màn hình dao động kí ta nhận thấy : u chậm pha hơn i 1 góc
2
π
b. Công thức :
Dung kháng : Z
C
=
1
Cω

Định luật ôm : I =
C
U
Z
Liên hệ u và i : i = I
0
cos(ωt) ⇒ u = U
0C
cos(ωt- π/2)
1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện :
a. Thí nghiệm:
• Khi k đóng đèn Đ sáng mạnh hơn so với khi k mở.
• Trường hợp k mở nếu nếu rút lỏi thép ra khỏi cuộn cảm thì độ sáng đèn tăng lên → Cuộn cảm có tác
cản trở dòng điện xoay chiều. Tác dụng cản trở này phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn dây.
• Trên màn hình dao động kí ta nhận thấy : u lẹ pha hơn i 1 góc
2

π
b. Công thức :
Cảm kháng : Z
L
= ωL
Định luật ôm : I =
L
U
Z
Liên hệ u và i : i= I
0
cos(ωt) ⇒ u=U
0L
cos(ωt + π/2)
ĐOẠN MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN:
ĐOẠN MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP. CỘNG HƯỞNG ĐIỆN:
12
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
1. Đoạn mạch R – L – C nối tiếp :
Tổng trở :
2
CL
2
)ZZ(RZ −+=
Độ lệch pha giữa u và i :
R
ZZ
tan
CL

−
=ϕ
Định luật Ôm :
Z
U
I
0
0
=
Liên hệ giữa u và i :



ϕ−ω=⇒ω=
ϕ+ω=⇒ω=
)tcos(IitcosUu
)tcos(UutcosIi
00
00
Liên hệ giữa các HĐT hiệu dụng :
)UU(UU
2
C
2
L
2
R
2
−+=
2. Cộng hưởng điện :

Khi Z
L
= Z
C
thì :
+ Tổng trở đoạn mạch có giá trị cực tiểu : Z
min
= R
+ Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại :
R
U
I
max
=
+ HĐT hiệu dụng 2 đầu L bằng HĐT hiệu dụng 2 đầu C : U
L
= U
C
+ Cường độ dòng điện cùng pha HĐT : ϕ = 0
CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT:
CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT:
1. Công suất tức thời:
• Giả sử biểu thức u và i của một đoạn mạch xoay chiều:
u = U
0
cos(ωt +ϕ) và i = I
0
cosωt
• Công suất tức thời: p = u.i = U
0

cos(ωt +ϕ).I
0
cosωt
2. Công suất trung bình:
P =
2
1
U
0
I
0
cosϕ = U.I.cosϕ
3. Hệ số công suất:
a. Biểu thức : cosϕ =
R
Z
.
• Đại lượng cosϕ gọi là hệ số công suất.
• Với mạch RLC ta có P = I
2
R
b. Ý nghĩa hệ số công suất:
b1 Trường hợp cos ϕ = 1:
• Trong trường hợp này ϕ = 0: Đây là trường hợp đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa R, hoặc mạch
RLC nhưng xảy ra cộng hưởng.
• Lúc này P = UI.
b2. Trường hợp cos ϕ = 0:
• ϕ = ±
2
π

. Đây là trường hợp đoạn mạch xoay chiều không chứa điện trở thuần.
• P = 0
b3. Trường hợp 0 < cos ϕ < 1:
• Trong trường hợp này: –π/2 < ϕ < 0, hoặc 0<ϕ<π /2.
• Lúc này : P = UIcosϕ < UI. Đây là trường hợp hay gặp nhất.
Khi đó :
ϕ
=
cosU
P
I
nếu cosϕ nhỏ thì I lớn dẫn đến hao phí tăng cao.
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU:
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU:
13
A
BM
N
R
L
C
Lý thuy ết vật lý 12
1. Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều:
a. Nguyên tắc
• Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
• Khi từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên điều hoà thì trong cuộn dây có N vòng giống hệt nhau xuất hiện
suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa :
e =
d
N

dt
Φ
−
=NΦ
0
2πfsinωt
= E
0
sinωt ; với E
0
=NΦ
0
ω
b. Có hai cách tạo ra suất điện động xoay chiều trong các máy phát điện:
• Từ trường cố định và các vòng dây quay trong từ trường.
• Từ trường quay, các vòng dây cố định.
2. Máy phát điện xoay chiều một pha:
a. Các bộ phận chính: Phần cảm và ứng.
• Phần cảm: Nam châm điện, hay nam châm vĩnh cửu dùng để tạo ra từ trường.
• Phần ứng: Là những cuộn dây trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động.
• Phần đứng yên gọi là stato, phần quay quanh một trục gọi là rô to.
• Để tăng suất điện động của máy phát :
+ Phần ứng gồm các cuộn dây có nhiều vòng mắc nối tiếp nhau và đặt lệch nhau trong từ trường của phần
cảm.
+ Các cuộn dây của phần cảm ứng và nam châm điện của phần cảm được quấn trên các lỏi thép kĩ thuật
gồm nhiều lá thép mỏng ghép cách điện nhau, nhằm tăng cường từ thông qua các cuộn dây và giảm dòng
phu - cô.
b. Hoạt động: Có 2 cách.
• Cách 1: Phần ứng quay phần cảm cố định. Trong cách này muốn đưa điện ra mạch ngoài người ta hai vành
khuyên đặt đồng trục với khung dây và cùng quay với khung dây. Khi khung dây quay thì hai vành khuyên

trượt lên hai thanh quét. Vì hai chổi quét đứng yên nên dòng điện trong khung dây qua vành khuyên và qua
chổi quét ra ngoài mạch tiêu thụ.
• Cách 2: Phần ứng đứng yên còn phần cảm quay.
• Tần số dòng điện: f = nP;
+ với n (vòng / giây): tốc độ quay rôto,
+ P số cặp cực của máy phát.
3. Máy phát điện xoay chiều ba pha:
a. Định nghĩa dòng điện ba pha:
Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động có cùng
tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau 2π/3.
e
1
= E
0
cos(ωt)
e
2
= E
0
cos(ωt-
2
3
π
)
e
3
= E
0
cos(ωt+
2

3
π
)
b. Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha:
• Giống máy phát điện một pha nhưng ba cuộn dây phần ứng giống nhau đặt lệch nhau một góc 2π/3 trên
đường tròn Stato. Khi rô to quay thì từ thông qua ba cuộn dây dao động điều hòa cùng tần số và biên độ
nhưng lệch pha nhau một góc là 2π/3 .
• Từ thông này gây ra ba suất điện động dao động điều hòa có cùng biên độ và tần số nhưng lệch pha nhau
2π/3 ở ba cuộn dây.
• Nối các đầu dây của ba cuộn dây với ba mạch tiêu thụ giống nhau ta được ba dòng điện xoay chiều
cùng tần số, biên độ nhưng nhau về pha 2π/3.
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA:
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA:
1.Nguyên tắc hoạt động:
a. Từ trường quay. Sự quay đồng bộ:
Kim nam châm quay đồng bộ với từ trường của nam châm hình chữ U.
b. Sự quay không đồng bộ:
14
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
Khi khung dây đặt trong một từ trường quay thì khung dây quay cùng chiều với từ trường quay nhưng
tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường.
2.Tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha:
Cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy vào ba cuộn dây của ba nam châm điện giống nhau, đặt lệch
nhau một góc 120
0
trên đường tròn stato. Véc tơ cảm ứng từ tổng hợp do ba cuộn dây nam châm điện gây ra
xung quanh tâm đường tròn stato có độ lớn không đổi và quay đều trong mặt phẳng song song với trục các
nam châm với vận tốc góc bằng vận tốc góc của dòng điện.
3. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha:

• Stato: Gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lỏi thép gồm nhiều lá thép mỏng kĩ thuật ghép cách
điện nhau.
• Rô to: Rô to hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép lại. Mặt ngoài có xẻ các rãnh đặt các thanh kim loại,
hai đầu các thanh này được nối với các vành kim loại tạo thành một chiếc lồng. Lồng này cách điện với lõi
thép có tác dụng như nhiều khung dây đồng trục đặt lệch nhau.
• Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha, thì từ trường quay được tạo ra trong lòng stato, và làm cho rôto
quay. Chuyển động quay của rôto được truyền ra ngoài làm quay các máy khác.
• Công suất tiêu thụ của động cơ là tổng công suất tiêu thụ của ba cuộn dây.
• Hiệu suất động cơ: η=
i
P
P
; trong đó:
+ P
i
là công suất có ích cơ học.
+ P là công suất tiêu thụ của động cơ.
MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN:
MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN:
1. Máy biến áp:
Máy biến thế là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Cho phép ta biến đổi hiệu điện thế
dòng điện xoay chiều mà không làm thay đổi tần số dòng điện.
a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
• Cấu tạo : Gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau được quấn trên lõi bằng thép kín gồm nhiều lá thép
mỏng ghép cách điện với nhau.
+ Hai cuộn dây dẫn thường bằng đồng , bọc men cách điện và có điện trở nhỏ. Cuộn dây nối với mạch điện
xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp. Hai cuộn dây cách điện với
lỏi thép.
• Hoạt động:
+ Máy biến thế hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

+ Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra một từ thông biến thiên trong lỏi thép
chung. Từ thông biến thiên này gây ra một dòng điện cảm ứng xoay chiều chạy trong mạch tiêu
thụ nối với hai đầu cuộn thứ cấp.
b. Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua máy biến thế:
Đặt: k =
1
2
n
n
gọi là hệ số biến thế →
1 1
2 2
U n
k
U n
= =

+ k > 1 → U
1
> U
2
: Máy hạ thế
+ k < 1 → U
1
< U
2
: Máy tăng thế.
• Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong máy biến thế và xem độ lệch pha giữa u và i như nhau trong cuộn
sơ và thứ: U
1

I
1
= U
2
I
2
→
1 2
2 1
U I
U I
=
Vậy: Máy biến thế làm tăng hiệu điện thế lên bao nhiêu lần thì cường đọ dòng điện giảm đi bấy nhiêu lần và
ngược lại.
3. Truyền tải điện năng:
• Công suất cần truyền tải đi trên đường dây là:
P = U.I.cosϕ
U : hiệu điện thế 2 đầu nguồn .
I : cường độ hiệu dụng trên đường dây tải.
15
Lý thuy ết vật lý 12
cosϕ : Hệ số công suất mạch điện.
• Công suất hao phí (toả nhiệt) ở đường dây có điện trở thuần R là :
2
2
2
P
P I R R
U c
2

os
∆ = =
ϕ
• Nhận xét:
+ Các hệ thống truyền tải có U, P, R không đổi hệ thống nào có cosϕ càng nhỏ thì công suất hao phí càng
lớn.
+ Các hệ thống truyền tải có P và cosϕ không đổi. Muốn giảm công suất hao phí thì:
- Giảm R ta phải tăng chi phí đường dây, không kinh tế.
- Tăng hiệu điện thế bằng máy biến thế tại nơi phát rồi tải đi bằng đường dây cao thế, khi đến nơi tiêu thụ
dùng
máy biến thế hạ thế dần từng bước xuống giá trị sử dụng .
Chương VI - SÓNG ÁNH SÁNG
Chương VI - SÓNG ÁNH SÁNG
HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG:
HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG:
1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng:
a. Sơ đồ thí nghiệm:
+ F: khe hẹp khoét trên màn chắn M.
+ Lăng kính thuỷ tinh P
1
.
+ M
1
màn nhận vết chùm sáng khúc xạ qua P.
b. Kết quả thí nghiệm:
Hiện tượng chùm ánh sáng trắng sau khi qua lăng kính không những bị lệch về đáy lăng kính mà còn
tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. Chùm có màu đỏ lệch ít nhất, chùm màu tím lệch
nhiều nhất gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
2. Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc:
a. Thí nghiệm của Niu – tơn về ánh sáng đơn sắc:

• Sơ đồ thí nghiệm:
+ Lăng kính P
2
giống lăng kính P
1
nhưng đặt đáy ngược với P
1
.
+ Trên màn M
1
có khoét khe hẹp K song song với khe F dùng để tách ra một chùm ánh sáng đơn sắc.
+ Màn M
2
song song với màn M
1
dùng để hứng vết chùm sáng khúc xạ qua P
2
.
• Kết quả thí nghiệm:
+ Khi qua lăng kính ánh sáng có một màu xác định vẫn bị lệch về đáy lăng kính nhưng vẫn giữ
nguyên màu của nó.
+ các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì bị lệch về đáy lăng kính khác nhau.
+ Ánh sáng đơn sắc có một màu xác định và không bị tán sắc khi qua lăng kính.
b. Tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng:
Nếu chồng chập các ánh sáng đơn sắc có đủ bảy màu chính ta sẽ thu được ánh sáng trắng.
c. Kết luận: Ánh sáng trắng là hổn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ đó
đến tím.
3. Giải thích sự tán sắc ánh sáng:
Chiết suất của chất làm lăng kính (mọi môi trường trong suốt) đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau
thì khác nhau. Chiết suất đối với ánh sáng đỏ thì nhỏ nhất và đối với ánh sáng tím thì lớn nhất .

4. ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng:
• Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong các máy quang phổ .
• Giải thích 1 số hiện tượng quang học trong khí quyển ( cầu vồng , quầng ) do ánh sáng đi qua các
tinh thể băng hay các giọt nước trong không khí gây ra .
NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - GIAO THOA ÁNH SÁNG:
NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - GIAO THOA ÁNH SÁNG:
1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng:
Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua
lỗ nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt được gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
1. Thí nghiệm về giao thoa ánh sáng:
a. Thí nghiệm:
+ Đ: Nguồn phát ánh sáng trắng.
+ Kính lọc sắc đỏ F.
16
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
+ Khe hẹp S khoét trên màn M
1

+ Hai khe hẹp S
1
và S
2
song song với nhau và song song với khe S được khoét trên màn M
2
+ O là vị trí đặt mắt quan sát bằng kính lúp.
b. Kết quả:
• Sau màn M
2
mắt nhìn thấy một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện các vạch sáng màu đỏ,

vạch tối song song với khe S xen kẻ nhau và cách nhau đều đặn.
• Nếu bỏ kính lọc sắc F, ta thấy có 1 vạch sáng trắng ở giữa, 2 bên có những dải màu như ở cầu
vồng tím ở trong và đỏ ở ngoài .
c. Giải thích kết quả thí nghiệm:
• Những vạch sáng và những vạch tối gọi là những vân giao thoa chúng xuất hiện trong vùng hai
chùm sáng gặp nhau chỉ có thể giải thích nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng .
• Ánh sáng từ đèn Đ chiếu tới khe S làm cho khe này trở nên nguồn phát sáng, lan toả về phía 2 khe
S
1
, S
2
. Hai khe S
1
, S
2
trở thành 2 nguồn sáng kết hợp nên chúng giao thoa với nhau và làm xuất hiện những
vạch sáng tối xen kẽ nhau.
• Khi dùng ánh sáng trắng, ở chính giữa, vân sáng của các ánh sáng đơn sắc trùng nhau tạo thành
vân sáng trắng (vân trung tâm). Ở hai bên các vân đơn sắc khác nhau không trùng nhau chúng nằm sát bên
nhau và cho quang phổ có màu như ở cầu vồng tím ở trong, đỏ ở ngoài.
• Vậy: Hiện tượng giao thoa là bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
KHOẢNG VÂN – BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG
KHOẢNG VÂN – BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG
1. Xác định vị trí các vân giao thoa và khoảng vân:
Vị trí các vân giao thoa:
+ Vị trí vân sáng:
x = k
a
Dλ
k = 0 , x = 0 : Tại O là vân sáng trung tâm .

k =
±
1,
±
2,
±
3, ta có các vân sáng bậc 1, 2, 3 ở 2 bên
vân sáng trung tâm .
+ Vị trí vân tối: Tại A là vân tối khi :
x = ± ( k + ½ )
a
Dλ

k = 0 vân tối thứ 1,
k = 1, 2 ,3 vân tối thứ 2, 3, 4
2. Khoảng vân:
• Là khoảng cách giữa 2 vân sáng ( hoặc 2 vân tối) cạnh nhau .
• i = x
k+1
– x
k
=
a
Dλ
2. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa :
Đo chính xác D và xác định a , i bằng kính lúp , ta áp dụng công thức i =
a
Dλ

⇒

λ
=
D
ia
3. Bước sóng và màu sắc ánh sáng:
• Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định. Màu của ánh sáng đơn sắc gọi là màu đơn sắc hay màu
quang phổ.
• Các ánh sáng có bước sóng lân cận nhau thì gần như cùng một màu.
MÁY QUANG PHỔ – CÁC LOẠI QUANG PHỔ
MÁY QUANG PHỔ – CÁC LOẠI QUANG PHỔ
a. Cấu tạo: Gồm 3 phần chính :
• Ống chuẩn trực C: Gồm khe hẹp F đặt tại tiêu diện của thấu kính hội tụ L
1
để tạo ra một chùm tia
ló ra khỏi L
1
là chùm tia song song .
• Hệ tán sắc : Có tác dụng làm tán sắc chùm tia sáng song song từ L
1
chiếu tới thành những chùm
tia đơn sắc song song .
17
A
O
x
S
2
S
1

H
I
a
D
d
1
d
2
E
Lý thuy ết vật lý 12
• Buồng ảnh: Gồm thấu kính hội tụ L
2
chắn chùm sáng đã bị tán sắc khi qua lăng kính và kính ảnh
( để chụp ảnh) hay tấm kính mờ (để quan sát) đặt tại tiêu diện của L
2
.
b. Nguyên tắc hoạt động:
Chùm sáng sau khi ló ra khỏi ống chuẩn trực là chùm song song. Chùm này sau khi qua lăng kính thì
bị tán sắc thành nhiều chùm song song, lệch theo các phương khác nhau. Mỗi một chùm đơn sắc đó được
thấu kính L
2
hội tụ lại thành một vạch màu trên tiêu diện của L
2
. Mỗi một vạch màu này là ảnh đơn sắc của
khe F.
3. Quang phổ liên tục:
Quang phổ gồm nhiều dải sáng, màu sắc khác nhau, nối tiếp nhau một cách liên tục được gọi là quang phổ
liên tục.
a. Nguồn phát:: Do các vật rắn, lỏng, khí có khối lượng riêng lớn (nén mạnh) bị nung nóng phát ra .
b. Tính chất: Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của vật phát ra nó mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của

vật. Nhiệt độ càng cao càng phát sáng mạnh ở vùng có bước sóng ngắn .
c. Ứng dụng : Xác định nhiệt độ của vật phát sáng do nung nóng như bóng đèn, mặt trời , hồ quang , các
sao.
1. Quang phổ vạch phát xạ:
Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ ngăn cách nhau bằng những khoảng tối, được gọi là quang
phổ vạch phát xạ.
a. Cách tạo: Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi có khối lượng riêng nhỏ bị kích
thích (bằng cách nung nóng hoặc bằng cách phóng điện qua chúng) phát ra.
b. Tính chất:
• Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, vị trí các
vạch (bước sóng các vạch) và cường độ sáng các vạch.
• Vậy: Mỗi chất bị kích thích phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch
phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó.
2. Quang phổ vạch hấp thụ:
• Chiếu ánh sáng trắng vào khe F của máy quang phổ ta nhận được quang phổ liên tục. Nếu trên
đường đi của chùm tia sáng đó ta đặt ống thuỷ tinh chứa hơi Na, khi ấy trên quang phổ liên tục xuất hiện
một vạch tối ở đúng vị trí vạch vàng trong quang phổ phát xạ của hơi Na. Ta được quang phổ vạch hấp thụ
của Na .
• Quang phổ liên tục, thiếu vạch màu do bị chất khí ( hay hơi kim loại) hấp thụ, được gọi là quang
phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi ) đó.
• Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là nhiệt độ của đám hơi hay khí hấp thụ phải nhỏ hơn
nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.
3. Phân tích quang phổ:
• Phép phân tích quang phổ là phương pháp vật lý dùng để xác định thành phần hoá học của một
chất (hay hợp chất), dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hay hấp thụ.
• Tiện lợi:
+ Nhanh và đơn giản hơn các phép phân tích hóa học
+ Rất nhạy, có thể phát hiện các nồng độ rất nhỏ .
+ Có thể xác định nhiệt độ và thành phần hóa học của các vật ở rất xa như mặt trời, các vì sao.
TIA HỒNG NGOẠI. TIA TỬ NGOẠI:

TIA HỒNG NGOẠI. TIA TỬ NGOẠI:
1. Các bức không nhìn thấy:
Ở ngoài miền ánh sáng nhìn thấy (0,38µm<λ< 0,76µm) còn có những loại ánh sáng mà mắt không
nhìn thấy được nhưng cũng có tác dụng nhiêt như các ánh sáng nhìn thấy.
2. Tia hồng ngoại: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn 0,76
mµ

đến khoảng vài milimet.
a. Nguồn phát tia hồng ngoại: Tia hồng ngoại được phát ra do các vật bị nung nóng (lò than, lò điện, đèn
điện dây tóc . . .)
b. Tính chất: + Tác dụng nhiệt;
+ Tác dụng lên một số loại kính ảnh;
+ Tia hồng ngoại còn có thể gây ra hiệu ứng quang điện cho một số chất bán dẫn;
18
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
c. Ứng dụng : + Để sấy khô, sưởi ấm, chụp ảnh bằng tia hồng ngoại.
+ tia hồng ngoại ứng dụng trong cái điều khiển từ xa dùng để điều khiển các hoạt động của ti
vi.
2. Tia tử ngoại: Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng ngắn hơn 0,38
mµ
đến
cỡ 10
-9
m
a. Nguồn phát tia tử ngoại: Tia tử ngoại được phát ra từ những nguồn nhiệt có nhiệt độ rất cao (
≥
2000
0
C),

thông dụng là đèn hơi thủy ngân
b. Tính chất:
+ Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh, làm iôn hóa chất khí;
+ Làm kích thích phát quang một số chất, gây ra phản ứng quang hoá;
+ Bị thủy tinh , nước hấp thụ;
+ Có tác dụng sinh lý ( da rám nắng, làm hại mắt );
+ Gây hiện tượng quang điện.
c. Ứng dụng :
+ Tìm vết nứt trên bề mặt kim loại;
+ Trong y học, dùng tia tử ngoại để chữa bệnh còi xương;
+ Khử trùng thực phẩm, dụng cụ y tế.
TIA X - THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG THANG SÓNG ĐIỆN TỪ:
TIA X - THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG THANG SÓNG ĐIỆN TỪ:
1. Tia X:
Tia X là bức xạ có bước sóng rất ngắn từ 10
-12
đến 10
-8
m .
a. Cách tạo tia X:
Khi cho chùm tia catốt trong ống tia catốt đập vào một tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn, thì từ
miếng kim loại phát xạ không nhìn thấy. Bức xạ không nhìn thấy này gọi là tia X hay tia Rơnghen.
b. Tính chất:
+ Có tính đâm xuyên mạnh. Tia X càng cứng thì tính đâm xuyên càng lớn;
+ Tác dụng mạnh lên kính ảnh;
+ Làm phát quang một số chất;
+ Có khả năng iôn hóa chất khí;
+ Có tác dụng sinh lý, hủy hoại tế bào, diệt vi khuẩn;
+ Gây hiện tượng quang điện với hầu hết các kim loại.
c. Công dụng:

+ Trong y học: Để chiếu điện, chụp điện, chửa bệnh ung thư;
+ Trong công nghiệp: Dùng để xác định khuyết ( các vết nứt, các bọt khí ) tật của các sản phẩm đúc kim
loại.
2. Thuyết điện từ về ánh sáng :
Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn lan truyền trong không gian
3. Nhìn tổng quang về sóng điện từ. Thang sóng điện từ:
Tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, tia hồng ngoại và các sóng vô tuyến đều có chung bản
chất là sóng điện từ có bước sóng và cách tạo ra khác nhau. Bước sóng giảm dần từ sóng vô tuyến đến tia X.
Ngoài ra, ta còn sóng điện từ có bước sóng cực ngắn là tia gamma phát ra từ sự phân rã của hạt nhân nguyên
tử. Giữa các loại sóng này không có ranh giới rõ rệt, tất cả tạo thành thang sóng điện từ.
• Các tia có bước sóng càng ngắn, mang năng lượng càng lớn nên có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ làm phát
quang, iôn hóa chất khí.
• Các tia có bước sóng càng dài càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng.
Chương VII - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN:
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN:
1. Hiện tượng quang điện:
a. Sơ đồ thí nghiệm:
+ H: đèn hồ quang.
+ T: tấm thuỷ tinh không màu.
19
Lý thuy ết vật lý 12
+ P tấm kẽm.
+ A: điện nghiệm.
b. Kết quả thí nghiệm:
+ Khi tấm kẽm tích điện âm được chiếu sáng thì tấm kẽm mất điện tích âm.
+ Chắn ánh sáng bằng tấm thuỷ tinh thì tấm kẽm giữa nguyên điện tích.
+ Hiện tượng xảy ra với các kim loại khác.
c. Kết luận:
Hiện tượng khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào một tấm kim loại thì nó làm cho các

electron bứt ra khỏi tấm kim loại gọi là hiện tượng quang điện.
• electron bật ra gọi là electron quang điện.
2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện:
a. Sơ đồ thí nghiệm:
• T: bình thạch anh chân không.
• Anốt: Vòng dây kim loại.
• Catốt: chỏm cầu bằng kim loại cần khảo sát.
• G: micrôampe kế.
• V: Vôn kế.
• Kính lọc sắc F và nguồn sáng Đ giàu tia tử ngoại.
• Bộ nguồn + biến trở con chạy dùng để thay đổi dấu và độ lớn hiệu điện thế đặt vào A-K
b. Kết quả thí nghiệm và nhận xét:
• Điều chỉnh U
AK
ở giá trị không âm và cố định giá trị này rồi thay đổi bước sóng λ của ánh
sáng chiếu bằng cách thay đổi kính lọc sắc thì nhận thấy trong mạch xuất hiện dòng điện khi bước sóng của
ánh sáng chiếu phải nhỏ hơn bước sóng giới hạn λ
0
nào đó.
+λ
0
gọi là giói hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt cần nghiên cứu.
+ Dòng điện xuất hiện trong mạch gọi là dòng quang điện.
• Cố định λ >λ
0
và thay đổi U
AK
:
+ Khi U
AK

tăng đến giá trị U
1
thì I không tăng nửa và đạt giá trị bão hoà I
bh
gọi là cường độ
dòng quang điện bão hoà. I
bh
tăng khi cường độ ánh sáng chiếu tăng.
+ Khi U
AK
=0 thì trong mạch vẫn có I → các electron bức ra đã có vận tốc đầu v
0
.
+ Khi U
AK
giảm đến U
AK
= - U
h
thì dòng quang điện mới triệt tiêu. Giá trị U
AK
= - U
h
gọi là
hiệu điện thế hãm.
Theo định lý động năng suy ra:
0m h
1
mv eU
2

2
ax
=
3. Các định luật quang điện:
a. Định luật về giới hạn quang điện (Định luật 1)
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng
λ
của ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có
bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ
0
, λ
0
giới hạn quang điện của kim loại. (
λ
0
λ≤
).
b Định luật về cường độ dòng quang điện bảo hoà (Định luật 2)
Đối với ánh sáng thích hợp (có
λ

0
λ≤
) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ
chùm sáng kích thích .
c Định luật về động năng cực đại electron quang điện (Định luật 3) Động năng ban đầu cực đại của
electrôn quang điện không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước
sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.
4. Thuyết lượng tử ánh sáng:
a. Thuyết lượng tử năng lượng của Plăng:

Năng lượng bức xạ được phát ra không thể có giá trị liên tục bất kì, mà bao giờ cũng là bội
số nguyên của của một năng lượng nguyên tố, được gọi là lượng tử năng lượng. Mỗi một lượng tử năng
lượng có giá trị
ε
= hf =
hc
λ
. Trong đó
+ f , λ là tần số và bước sóng ánh sáng.
+ h là hằng số Plăng h = 6,625.10
-34
Js.
b. Thuyết lượng tử ánh sáng. Phô tôn:
20
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
• Chùm sáng được gọi là chùm hạt, mỗi hạt được gọi là một phôtôn (hay lượng tử ánh sáng). Phôtôn
có vận tốc của ánh sáng, có một động lượng xác định và mang một năng lượng xác định
hc
hfε = =
λ
.
ε

chỉ phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc vào khoảng cách từ nó tới nguồn sáng.
• Cường độ chùm ánh sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.
5. Giải thích các định luật quang điện:
a. Các công thức Anh-xtanh:
Trong hiện tượng quang điện các electrôn ở bề mặt kim loại sẽ hấp thụ hoàn toàn phôtôn của ánh
sáng chiếu tới và năng lượng hấp thụ được dùng làm 2 phần :

• Cung cấp cho electrôn 1 công thoát A ra khỏi bề mặt kim loại .
• Cung cấp cho electrôn 1 động năng ban đầu so với các electrôn ở sâu bên trong thì động năng này là cực
đại .
h f = A +
2
vm
xma
2
0
b. Giải thích các định luật :
• Định luật 1: Điều kiện để có hiện tượng quang điện:
h f
≥
A hay
hc
A≥
λ
A
hc
≤λ⇒
. Đặt
A
hc
0
=λ
gọi là giới hạn quang điện. Suy ra
λ

0
λ≤

• Định luật 2: Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với số phôtôn đập vào bề mặt kim loại trong 1 s. Mà
cường độ ánh sáng chiếu tỉ lệ với số phôtôn. Vậy cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ ánh
sáng chiếu .
• Định luật 3 : Theo công thức Anh xtanh :

2
vm
xma
2
0
= h f -A ; cho thấy
2
vm
xma
2
0
chỉ phụ thuộc vào f và A.
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG:
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG:
4. Thuyết lượng tử ánh sáng:
a. Thuyết lượng tử năng lượng của Plăng:
Năng lượng bức xạ được phát ra không thể có giá trị liên tục bất kì, mà bao giờ cũng là bội
số nguyên của của một năng lượng nguyên tố, được gọi là lượng tử năng lượng. Mỗi một lượng tử năng
lượng có giá trị
ε
= hf =
hc
λ
. Trong đó
+ f , λ là tần số và bước sóng ánh sáng.

+ h là hằng số Plăng h = 6,625.10
-34
Js.
b. Thuyết lượng tử ánh sáng. Phô tôn:
• Chùm sáng được gọi là chùm hạt, mỗi hạt được gọi là một phôtôn (hay lượng tử ánh sáng). Phôtôn
có vận tốc của ánh sáng, có một động lượng xác định và mang một năng lượng xác định
hc
hfε = =
λ
.
ε
chỉ phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc vào khoảng cách từ nó tới nguồn sáng.
• Cường độ chùm ánh sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.
5. Giải thích các định luật quang điện:
a. Các công thức Anh-xtanh:
Trong hiện tượng quang điện các electrôn ở bề mặt kim loại sẽ hấp thụ hoàn toàn phôtôn của ánh
sáng chiếu tới và năng lượng hấp thụ được dùng làm 2 phần :
• Cung cấp cho electrôn 1 công thoát A ra khỏi bề mặt kim loại .
• Cung cấp cho electrôn 1 động năng ban đầu so với các electrôn ở sâu bên trong thì động năng này là cực
đại .
21
Lý thuy ết vật lý 12
h f = A +
2
vm
xma
2
0
b. Giải thích các định luật :
• Định luật 1: Điều kiện để có hiện tượng quang điện:

h f
≥
A hay
hc
A≥
λ
A
hc
≤λ⇒
. Đặt
A
hc
0
=λ
gọi là giới hạn quang điện. Suy ra
λ

0
λ≤
• Định luật 2: Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với số phôtôn đập vào bề mặt kim loại trong 1 s. Mà
cường độ ánh sáng chiếu tỉ lệ với số phôtôn. Vậy cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ ánh
sáng chiếu .
• Định luật 3 : Theo công thức Anh xtanh :

2
vm
xma
2
0
= h f -A ; cho thấy

2
vm
xma
2
0
chỉ phụ thuộc vào f và A.
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ - PIN QUANG ĐIỆN:
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ - PIN QUANG ĐIỆN:
1. Hiện tượng quang điện trong:
a. Hiện tượng : Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của
ánh sáng có bước sóng thích hợp
* Muốn gây ra hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn giới
hạn quang điện
b. Hiện tượng quang dẫn : Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn
khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn.
2. Quang trở : Tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi.
3. Pin quang điện:
a.Định nghĩa : Là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng .
b.Cấu tạo và hoạt động :
• Pin quang điện silic gồm bản silíc có pha tạp chất phốt pho để tạo bán dẫn loại n và một
mặt pha tạp chất Bo để tạo bán dẫn P, và hình thành lớp chuyển tiếp p-n.
• Hoạt động : Khi pin quang điện được chiếu sáng thích hợp thì tạo thành electrôn dẫn và
lỗ trống trong chất bán dẫn. Tại lớp chuyển tiếp xuất hiện hiệu điện thế cỡ 1,2V.
d. Ứng dụng : Dùng làm pin mặt trời ở:
+ các máy tính bỏ túi,
+ vệ tinh nhân tạo,
+ nguồn điện sinh hoạt ở các vùng sâu vùng xa
MẪU NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ:
MẪU NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ:
1. Mẫu nguyên tử của Bo:

a. Tiên đề về trạng thái dừng:
Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng . Trong
các trạng thái dừng nguyên tử không hấp thụ hay bức xạ.
b. Tiên đề về bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:
• Khi nguyên tử từ trạng thái dừng có năng lượng E
m

chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E
n
( E
m
> E
n
) thì nguyên tử phát ra 1 phôtôn có năng lượng:

ε
= h f
mn
= E
m
- E
n

Với f
mn
: Tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó .
• Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp E
n
mà hấp thụ phôtôn có năng lượng
h.f

mn
đúng bằng hiệu E
m
–E
n
thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E
m
lớn hơn.
c Hệ quả:
• Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, các electrôn chỉ chuyển động quanh các hạt nhân theo
các quĩ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quĩ đạo dừng .
• Đối với nguyên tử Hyđrô bán kính quĩ đạo tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp .
r
0
4r
0
9r
0
16r
0
25r
0
36r
0
K L M N O P
Với r
0
= 5,3.10
-11
m : gọi là bán kính Bo.

22
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
2. Quang phổ vạch của hyđrô :
a. Quang phổ vạch của hyđrô được sắp xếp thành từng dãy xác định:
+ Dãy Laiman: ở trong vùng tử ngoại
+ Dãy Banme: ở trong vùng ánh sáng nhìn thấy gồm 4 vạch đỏ
α
H
, lam
β
H
, chàm
γ
H
, tím
δ
H
+ Dãy Pasen: ở trong vùng hồng ngoại
b.Giải thích:
• Ở trạng thái bình thường, nguyên tử hyđrô có năng lượng thấp, electrôn chuyển động trên quỹ đạo
K. Khi nhận được năng lượng kích thích, elecrôn chuyển lên mức năng lượng cao hơn L,M,N,O,P
• Từ mức năng lượng cao chuyển về mức năng lượng thấp sẽ phát ra các phôtôn có tần số xác định tạo
thành quang phổ vạch .
Dãy Laiman do electrôn chuyển về quỹ đạo K
dãy Banme do electrôn chuyển về quỹ đạo L
Dãy Pa sen do electrôn chuyển về quỹ đạo M
SỰ HẤP THỤ ÁNH SÁNG, PHẢN XẠ. CHỌN LỰA MÀU SẮC CÁC VẬT:
SỰ HẤP THỤ ÁNH SÁNG, PHẢN XẠ. CHỌN LỰA MÀU SẮC CÁC VẬT:
1. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng : Là hiện tượng khi một chùm ánh sáng đi qua một môi trường vật chất,

thì cường độ chùm tia sáng giảm, một phần năng lượng của chùm sáng đã bị tiêu hao và biến thành năng
lượng khác.
* Định luật về sự hấp thụ ánh sáng:
Cường độ I của chùm ánh sáng đơn sắc truyền qua một môi trường hấp thụ giảm theo độ dài d của
đường đi theo định luật hàm số mủ với số mủ âm: I = I
0
d
e
−α
Với + I
0
là cường độ chùm ánh sáng tới môi trường
+ α là hệ số hấp thụ của môi trường.
2. Sự hấp thụ lọc lựa. Kính màu:
a. Sự hấp thụ lọc lựa: Sự hấp thụ lọc lựa là hệ số hấp thụ α của môi trường phụ thuộc vào bước
sóng ánh sáng truyền trong môi trường đó.
• Những chất không hấp thụ ánh sáng trong miền nào thì gọi là trong suốt đối với miền đó.
• Những vật hấp thụ có lọc lựa ánh sáng trong miền nhìn thấy gọi là vật trong suốt có màu, còn
không hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy gọi là vật trong suốt không màu.
3. Sự phản xạ lọc lựa
• Hiện ánh sáng có bước sóng khác nhau thì phản xạ nhiều ít khác nhau từ vật gọi là sự phản xạ lọc
lựa.
• Sự tán xạ là hiện tượng ánh sáng chiều tới vật theo một phương nhưng bị phản xạ trên vật theo đủ mọi
phương. Ánh sáng có bước sóng khác nhau thì tán xạ nhiều ít khác nhau từ vật gọi là sự tán xạ lọc lựa.
• Phổ của ánh sáng phản xạ hay tán xạ phụ thuộc vào phổ của ánh sáng tới và tính chất quang học của bề mặt
phản xạ hay tán xạ.
4. Màu sắc các vật:
Khi ánh sáng chiếu vào vật, nó có thể bị phản xạ, hấp thụ hay tán xạ. Màu sắc các vật mà mắt thấy
được là do quang phổ của các ánh sáng có bước sóng do vật phản xạ, tán xạ hay khúc đi vào mắt tạo ra.
SỰ PHÁT QUANG. SƠ LƯỢC VỀ LAZE:

SỰ PHÁT QUANG. SƠ LƯỢC VỀ LAZE:
5. Hiện tượng phát quang :
a. Sự phát quang : Sự phát quang sự phát ra ánh sáng nhìn thấy của các vật, khi vật này hấp thụ một năng
lượng dưới dạng nào đó.
• Đặc điểm khác biệt :
+ Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó.
+ Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất vẫn còn tiếp tục kéo dài thêm một khoảng
thời gian nào đó.
b. Các dạng phát quang: lân quang và huỳnh quang :
• Hiện tượng phát quang : Sự phát quang của một số chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào, gọi là
hiện tượng phát quang.
23
Lý thuy ết vật lý 12
• Sự huỳnh quang : Là sự phát quang mà có thời gian phát quang ngắn dưới 10
-8
s, thường xảy ra với
chất lỏng và khí.
• Sự lân quang : Là sự phát quang mà có thời gian phát quang dài dưới 10
-6
s trở lên, thường xảy ra với
chất rắn.
• Bước sóng λ
/
của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng λ của ánh sáng mà chất phát
quang hấp thụ.
c. Định luật Xtốc : Ánh sáng phát quang có bước sóng λ
’
dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích λ
d. Ứng dụng : Sử dụng trong các đèn ống thắp sáng, màn hình dao động kí điện tử, ti vi, vi tính…
2. Sơ lượt về laze:

a. Đặc điểm tia laze:
• Tia laze là ánh sáng kết hợp.
• Tia laze rất đơn sắc. ∆f/f = 10
-15
• Chùm tia laze rất song song.
• Chùm tia laze có mật độ công suất rất lớn.
b. Các loại laze và ứng dụng:
+ Có ưu thế đặc biệt trong thông tin liên lạc vô tuyến
+ Dùng như dao mổ trong phẩu thuật, chữa một số bệnh ngoài da.
+ Dùng trong các đầu đọc đĩa CD
+ Khoan, cắt vật liệu trong công nghiệp
Chương VIII - SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
Chương VIII - SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP:
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP:
1. Hạn chế của cơ học cổ điển:
• Khi khoa học và kỹ thuật phát triển mạnh thì nhiều sự kiện mà cơ học cổ điển không giải quyết
được, như trong các hệ qui chiếu chuyển động có vận tốc lớn thì kích thước của vật, khối lượng, thời gian là
các đại lượng thay đổi.
• Năm 1905 xây dựng thuyết tương đối đề để giải quết các hạn chế của cơ cổ điển.
2. Các tiên đề Anh-xtanh:
a. Hai tiên đề:
Tiên đề 1: ( nguyên lý tương đối) Hiện tượng vật lý diễn ra như nhau trong các hệ qui chiếu quán
tính.
Tiên đề 2: ( Nguyên lý về sự bất biến của vận tốc ánh sáng) Vận tốc của ánh sáng trong chân không
có cùng độ lớn bằng c trong mọi hệ qui chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của
nguồn sáng hay máy thu: c = 299.792.458 m/s.
b. Hệ quả:
• Sự co độ dài: Độ dài của thanh co lại theo dọc theo phương chuyển động của nó.
• Sự dãn của thời gian: Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn đồng

hồ gắn với quan sát viên đứng yên.
3. Hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng:
a. Khối lượng tương đối tính:
• Khi một chất điểm đứng yên thì có khối lượng m
0
gọi là khối lượng nghĩ. Nếu như vật đó chuyển
động với vận tốc v thì có khối lượng m =
0
2
2
m
v
1
c
−
> m
0
. m gọi là khối lượng tương đối tính của chất điểm.
• Động lượng :
0
2
2
m
p mv v
v
1
c
= =
−
r r r

b. Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng:
• E = mc
2
=
0
2
2
m
v
1
c
−
c
2
24
Lý Thuyết Vật Lý 12
_
• Khi năng lượng thay đổi ∆m thì năng lượng thay đổi ∆E = ∆mc
2
• Các trường hợp:
+ Khi v = 0 thì E = E
0
= m
0
c
2
- khối lượng nghỉ.
+ Khi v << c thì
2
2

2
2
v 1 1 v
1 1
c 2 c
v
1
c
<< → = +
−
Suy ra: E = m
0
(
2
2
1 v
1
2 c
+
)

c
2
= m
0
c
2
+
2
0

1
m v
2
• Trong hệ kín thì khối lượng và năng lượng thông thường không bảo toàn, chỉ có năng lượng toàn
phần bảo toàn.
HỆ THỨC ANH-XTANH GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG:
HỆ THỨC ANH-XTANH GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG:
3. Hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng:
a. Khối lượng tương đối tính:
• Khi một chất điểm đứng yên thì có khối lượng m
0
gọi là khối lượng nghĩ. Nếu như vật đó chuyển
động với vận tốc v thì có khối lượng m =
0
2
2
m
v
1
c
−
> m
0
.
m gọi là khối lượng tương đối tính của chất điểm.
• Động lượng :
0
2
2
m

p m v v
v
1
c
= =
−
b. Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng:
• E = mc
2
=
0
2
2
m
v
1
c
−
c
2
• Khi năng lượng thay đổi ∆m thì năng lượng thay đổi ∆E = ∆mc
2
• Các trường hợp:
+ Khi v = 0 thì E = E
0
= m
0
c
2
- khối lượng nghỉ.

+ Khi v << c thì
2
2
2
2
v 1 1 v
1 1
c 2 c
v
1
c
<< → = +
−
Suy ra: E = m
0
(
2
2
1 v
1
2 c
+
)

c
2
= m
0
c
2

+
2
0
1
m v
2
• Trong hệ kín thì khối lượng và năng lượng thông thường không bảo toàn, chỉ có năng lượng toàn
phần bảo toàn.
Chương IX – HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Chương IX – HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ĐỘ HỤT KHỐI:
CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ĐỘ HỤT KHỐI:
1. Cấu tạo hạt nhân. nuclôn:
a. Cấu tạo hạt nhân:
• Hạt nhân được cấu tạo từ các hạt nhỏ gọi là nuclôn. Có 2 loại nuclôn : prôtôn (p) mang điện tích
nguyên tố dương +e, và nơtron (n) không mang điện.
25