ly thuyet vat ly 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.83 MB, 49 trang )

(1)LEÂ THANH TUAÁN. Sæ tay. vËt lý 12 hÖ thèng lý thuyÕt vµ ph−¬ng ph¸p gi¶I c¸c d¹ng bµi tËp vËt lý 12. Trang 1.

(2) Leâ Thanh Tuaán. Môc lôc Trang H−íng dÉn chuÈn bÞ thi vµ thi tr¾c. 3. nghiÖm m«n vËt lý CHƯƠNG I: dao động cơ. 5. CH¦¥NG II: sãng c¬ häc vµ sãng ©m. 15. CH¦¥NG III: dßng ®iÖn xoay chiÒu. 19. CHƯƠNG IV: dao động và sóng điện từ. 26. CH¦¥NG V: sãng ¸nh s¸ng. 29. CH¦¥NG VI: l−îng tö ¸nh s¸ng. 33. CH¦¥NG VII: vËt lý h¹t nh©n. 37. CHƯƠNG VIII: từ vi mô đến vĩ mô. 42. Cấu trúc đề thi TNTHPT và TSĐH. 47. Trang 2.

(3) Leâ Thanh Tuaán H−íng dÉn chuÈn bÞ thi vµ thi tr¾c nghiÖm m«n vËt lý I. ChuÈn bÞ kiÕn thøc lµ quan träng nhÊt Có thể nói đối với hình thức thi trắc nghiệm khách quan, phần chuẩn bị kiến thức là quan trọng nhất, có thể nói là khâu quyết định: “Có kiến thức là có tất cả”, còn việc làm quen với hình thức trắc nghiệm là hết sức đơn giản. Học sinh nên dùng 99% thời gian cho chuẩn bị kiến thức và chỉ cần 1% làm quen với hình thức thi tr¾c nghiÖm. 1. C©u tr¾c nghiªm ®−îc sö dông lµ lo¹i c©u tr¾c nghiÖm nhiÒu lùa chän, ®©y lµ lo¹i c©u tr¾c nghiªm gåm 2 phÇn: Phần mở đầu (câu dẫn): Nêu nội dung vấn đề và câu hỏi phải trả lời. Phần thông tin: Nêu các câu trả lời để giải quyết vấn đề. Trong các ph−ơng án này, chỉ có duy nhất một ph−ơng án đúng, học sinh phải chỉ ra đ−ợc ph−ơng án đúng đó. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y sÏ sö dông lo¹i c©u tr¾c nghiÖm cã 4 lùa chän: A, B, C vµ D vµ cã duy nhÊt mét ph−ơng án đúng. Các ph−ơng án khác đ−ợc đ−a vào có tác dụng “gây nhiễu” đối với thí sinh. 2. Néi dung c©u tr¾c nghiÖm cã thÓ lµ lý thuyÕt hoÆc bµi to¸n. 3. Đề thi gồm nhiều câu, rải khắp ch−ơng trình Vật lý lớp 12, không có trọng tâm, do đó cần học toàn bộ nội dung của ch−ơng trình môn học (Theo h−ớng dẫn ôn tập của Bộ giáo dục và đào tạo), không đ−ợc bỏ qua một néi dung nµo, tr¸nh ®o¸n “tñ”, häc “tñ”. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lµ häc thuéc lßng toµn bé c¸c bµi lý thuyÕt, thuộc từng câu từng chữ nh− trong việc thi tự luận tr−ớc đây. Học để thi trắc nghiệm phải hiểu kĩ nội dung các kiến thức cơ bản, ghi nhớ những định luật, định nghĩa, nguyên lý, công thức, tính chất, ứng dụng cơ bản ... Phải n¾m v÷ng kÜ n¨ng gi¶i c¸c d¹ng bµi tËp trong s¸ch gi¸o khoa vµ s¸ch bµi tËp. 4. Mét sè lo¹i c©u tr¾c nghiÖm m«n vËt lý th−êng gÆp: a. C©u lý thuyÕt chØ yªu cÇu nhËn biÕt. Đây là những câu trắc nghiệm chỉ yêu cầu thí sinh nhận ra một công thức, một định nghĩa, một định luật, một tính chất, một ứng dụng ... đã học. VÝ dô (§Ò TS§H 2009): B−íc sãng lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm. A. trên cùng một ph−ơng truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ng−ợc pha. B. gần nhau nhất trên cùng một ph−ơng truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. C. gần nhau nhất mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. D. trên cùng một ph−ơng truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. PP: Đối với những câu trắc nghiệm loại này, sau khi đọc xong phần dẫn thí sinh cần đọc ngay tất cả các ph−ơng án trong phần lựa chọn để nhận ra ph−ơng án đúng. Từ ví dụ này cho thấy để chuẩn bị thi trắc nghiệm vẫn phải học thuộc và nhớ kiến thức cơ bản chứ không phải chỉ đơn thuần “hiểu là đủ” nh− một số ng−ời vẫn lầm t−ởng. b. C©u lý thuyÕt yªu cÇu ph¶i hiÓu vµ vËn dông ®−îc kiÕn thøc vµo nh÷ng t×nh huèng míi: Đây là những câu trắc nghiệm đòi hỏi thí sinh không chỉ nhớ kiến thức mà phải hiểu và vận dụng đ−ợc kiÕn thøc vµo nh÷ng t×nh huèng cô thÓ. Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí t−ởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ. điện có điện dung thay đổi đ−ợc từ C1 đến C2. Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi ®−îc. A. từ 4π LC1 đến 4π LC2 . B. từ 2π LC1 đến 2π LC2 C. từ 2 LC1 đến 2 LC2. D. từ 4 LC1 đến 4 LC2. Khi tìm lời giải, nếu chỉ nhớ công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo T = 2π LC thì ch−a đủ, phải hiểu đ−ợc mối quan hệ định l−ợng giữa các đại l−ợng có mặt trong công thức thì mới tìm đ−ợc ph−ơng án đúng. PP: Với loại câu này, nếu có yêu cầu tính toán đơn giản nh− ví dụ trên thì sau khi đọc xong phần dẫn, không nên đọc ngay phần lựa chọn mà nên thực hiện các phép tính để tìm ph−ơng án trả lời, sau đó mới so sánh ph−ơng án của mình với các ph−ơng án trong phần lựa chọn của câu trắc nghiệm để quyết định ph−ơng án cần chän. c. Bµi to¸n: Khác với các bài toán trong đề tự luận, trong câu trắc nghiệm th−ờng là những bài toán chỉ cần từ dùng 1 đến 2 hoặc 3 phép tính, công thức là có thể tìm ra đáp số. Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo ph−ơng. ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (mốc ở vị trí cân bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng 0,6 m/s. Biên độ dao động của con lắc là A. 6 cm B. 6 2 cm C. 12 cm D. 12 2 cm Trang 3.

(4) Leâ Thanh Tuaán PP: Với loại câu trắc nghiệm này sau khi đọc xong phần dẫn, nếu đọc ngay phần lựa chọn thì rất có thể có một đáp số sai “hấp dẫn” thí sinh, làm ảnh h−ởng đến cách giải cũng nh− cách tính toán của thí sinh và sẽ dẫn đến lµm sai c©u tr¾c nghiÖm. Do vËy nªn tiÕn hµnh theo quy tr×nh sau: - §äc ®Çu bµi to¸n trong phÇn dÉn. - Giải bài toán để tìm đáp số. - So sánh đáp số tìm đ−ợc với các đáp số có trong phần lựa chọn. - Chọn ph−ơng án đúng.. II. H−íng dÉn lµm bµi kiÓm tra, thi b»ng ph−¬ng ph¸p tr¾c nghiÖm ë ®©y chØ nªu mét sè ®iÓm c¬ b¶n vÒ c¸ch lµm bµi tr¾c nghiÖm m«n vËt lý: 1. Cần chuẩn bị bút chì, bút mực (bi), gọt bút chì, tẩy, máy tính và đồng hồ để theo dõi giờ làm bài. Nên dùng loại bút chì mềm (2B đến 6B), không nên gọt đầu bút chì quá nhọn, đầu bút chì nên để dẹt, phẳng để có thể nhanh chóng tô đen ô trả lời. Khi tô đen ô đã chọn, cần cầm bút chì thẳng đứng để tô đ−ợc nhanh. Nên có vài bút chì đã gọt sẵn để dự trữ khi làm bài. 2. Đừng bao giờ nghĩ đến việc mang “tài liệu” vào phòng thi hoặc trông chờ vào sự giúp đỡ của thí sinh khác trong phòng thi, vì các đề có hình thức khác nhau và rất dài, mỗi câu chỉ có hơn một phút để trả lời nên phải tận dông toµn bé thêi gian míi lµm kÞp. 3. Khi nhận đề, cần kiểm tra xem: đề thi có đủ số câu trắc nghiệm nh− đã ghi trong đề không, nội dung đề có đ−ợc in rõ ràng không(Có từ nào thiếu chữ, mất nét không ...). Tất cả các trang có cùng một mã đề không. 4. Khi làm từng câu trắc nghiệm, thí sinh cần đọc kĩ nội dung của câu trắc nghiệm, phải đọc hết trọn vẹn mỗi câu trắc nghiệm, cả phần dẫn và 4 lựa chọn A, B, C, D để lựa chọn một ph−ơng án đúng và dùng bút chì tô kín ô t−¬ng øng víi c¸c ch÷ c¸i A hoÆc B, C, D trong phiÕu tr¶ lêi tr¾c nghiÖm. 5. Lµm ®−îc c©u tr¾c nghiÖm nµo thÝ sinh nªn dïng bót ch× t« ngay « tr¶ lêi trªn phiÕu tr¶ lêi tr¾c nghiÖm, t−¬ng ứng với câu trắc nghiệm đó. Tránh làm toàn bộ các câu của đề trên giấy nháp hoặc trên đề thi rồi mới tô vào phiếu trả lời, vì dễ bị thiếu thời gian, tô vội vàng dẫn đến nhầm lẫn! Tránh việc tô 2 ô trở lên cho một câu trắc ngiệm vì trong tr−ờng hợp này sẽ câu đó không đ−ợc chấm và sẽ không có điểm. 6. Thêi gian lµ mét thö th¸ch khi lµm bµi tr¾c nghiÖm. ThÝ sinh ph¶i hÕt søc khÈn tr−¬ng, tiÕt kiÖm thêi gian, phải tập trung cao, vận dụng kiến thức, kĩ năng để nhanh chóng quyết định câu trả lời đúng. 7. Nên để phiếu trả lời trắc nghiệm phía tay cầm bút (th−ờng là bên phải), đề thi trắc nghiệm phía kia (bên trái), tay tr¸i gi÷ ë vÞ trÝ c©u tr¾c nghiÖm ®ang lµm, tay ph¶i dß t×m sè c©u tr¶ lêi t−¬ng øng trªn phiÕu tr¶ lêi tr¾c nghiệm và khi có ph−ơng án đúng thì tô ngay vào ô trả lời đ−ợc lựa chọn (tránh tô nhầm sang dòng của câu kh¸c). 8. Nên bắt đầu làm bài từ câu trắc nghiệm số một. Lần l−ợt “l−ớt qua” khá nhanh, quyết định làm những câu cảm thấy dễ và chắc chắn, đồng thời đánh dấu trong đề thi những câu ch−a làm đ−ợc. Lần l−ợt thực hiện đến câu trắc nghiệm cuối cùng trong đề. Sau đó quay trở lại giải quyết những câu tạm thời bỏ qua. Khi thực hiện vòng hai này cũng hết sức khẩn tr−ơng: nên làm những câu t−ơng đối dễ hơn, một lần nữa bỏ qua những câu khó để giải quyết trong đợt thứ ba, nếu còn thời gian. Không nên dành quá nhiều thời gian cho một câu nào đó, nếu ch−a giải quyết đ−ợc ngay thì nên chuyển sang câu khác, tránh để xảy ra tình trạng “mắc” ở một câu mà bỏ qua c¬ héi giµnh ®iÓm ë nh÷ng c©u hái kh¸c trong kh¶ n¨ng cña m×nh ë phÝa sau. 9. Khi làm một câu trắc nghiệm, phải đánh giá để loại bỏ ngay những ph−ơng án sai và tập trung cân nhắc các ph−ơng án còn lại ph−ơng án nào đúng. Thông th−ờng trong 3 ph−ơng án nhiễu sẽ có một ph−ơng án rất dễ nhầm với ph−ơng án đúng là khó phân biệt nhất. Do vậy cần loại ngay hai ph−ơng án sai dễ nhận thấy, khi đó nÕu ph¶i lùa chän trong hai ph−¬ng ¸n th× x¸c suÊt sÏ cao h¬n (t¨ng tõ 25% lªn 50%). CÇn chó ý cã trong c¸c câu hỏi phần bài tập, có những câu không nhất thiết phải tính toán vẫn có thể chỉ ra đ−ợc ph−ơng án đúng nếu tØnh t¸o lo¹i ®i c¸c ph−¬ng ¸n sai. 10. Cố gắng trả lời tất cả các câu trắc ngiệm của đề thi để có cơ hội giành điểm cao nhất; không nên để trống mét c©u nµo kh«ng tr¶ lêi. 11. Để tránh sơ suất khi làm bài môn Vật lý, không sa vào “bẫy” của các ph−ơng án nhiễu và chọn đ−ợc đúng c©u cÇn chän, cÇn l−u ý: - Đọc thật kĩ, không bỏ sót một từ nào của phần dẫn để có thể nắm thật chắc nội dung mà đề thi yêu cầu trả lêi. - Khi đọc phần dẫn cần đặc biệt chú ý các từ phủ định nh− “không”, “không đúng”, “sai” ... - Đọc cả 4 ph−ơng án lựa chọn, không bỏ một ph−ơng án nào. Hết sức tránh tình trạng vừa đọc xong một ph−ơng án thí sinh cảm thấy đúng và dừng ngay không đọc tiếp các ph−ơng án còn lại.. Trang 4.

(5) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG I: DAO §éng c¬ I. các loại dao động 1. Dao động: là chuyển động lặp đI lặp lại quanh vị trí cân bằng (Th−ờng là vị trí của vật khi đứng yªn). 2. Dao động tuần hoàn: Dao động của vật gọi là tuần hoàn nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau (Gäi lµ chu kú) vËt trë l¹i vÞ trÝ cò theo h−íng cò. 3. Dao động điều hoà: a. Định nghĩa: Dao động diều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cos (hoặc sin) của thêi gian. - Ph−¬ng tr×nh: x = Acos(ωt + ϕ) (1) + x : Li độ dao động, là khoảng cách từ gốc toạ độ (VTCB) đến vị trí của vật tại thời điểm t đang xét (cm). Gi¸ trÞ: − A ≤ x ≤ A . + A: Biên độ dao động, là li độ cực đại, là hằng số d−ơng. Biên độ càng lớn năng l−ợng dao động càng lớn. Năng l−ợng của vật dao động điều hoà tỉ lệ với bình ph−ơng của biên độ. Biên độ A phụ thuộc kÝch thÝch ban ®Çu. + ω: TÇn sè gãc cña d® (rad/s), ω lµ h»ng sè d−¬ng. §Æc tr−ng cho sù biÕn thiªn nhanh chËm cña c¸c trạng thái của dao động điều hoà. Tần số góc của dao động càng lớn thì các trạng thái của dao động biến đổi càng nhanh. ω phụ thuộc đặc tính của hệ dao động. Biết ω ta tính đ−ợc chu kỳ T và tần số f: - Chu kì T: Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại vị trí cũ theo h−ớng cũ, nó cũng là thời gian để vật thực hiện đ−ợc 1 dao động toàn phần. T=. 2π t = (trong đó n là số dao động toàn phần vật thực hiện trong thời gian t) ω n. §¬n vÞ cña chu k× lµ gi©y (s). - Tần số f: Là số dao động toàn phần thực hiện đ−ợc trong 1 giây. Đơn vị là Héc (Hz). f=. ω 2π. + (ωt + ϕ) : Pha của dao động tại thời điểm t đang xét. Pha của dao động là có thể d−ơng, âm hoặc bằng 0. Nó cho phép xác định trạng thái dao động tại một thời điểm t nào đó. + ϕ: Pha ban đầu của dao động (rad). ϕ là hằng số có thể d−ơng, âm hoặc bằng 0. Dùng để xác định tr¹ng th¸i ban ®Çu cña d®. ϕ phô thuéc viÖc chän mèc thêi gian. Chú ý: Dao động điều hoà là tr−ờng hợp riêng của dao động tuần hoàn, dao động tuần hoàn có thể kh«ng ®iÒu hoµ. b. Vận tốc của vật dao động điều hoà: v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ +π/2) => |v|max = ωA ë VTCB. |v|min = 0 ë vÞ trÝ biªn.. (2). => So sánh (1) và (2) thấy v cũng biến đổi điều hoà với tần số góc ω nh−ng luôn nhanh pha. π 2. so víi x vµ. rút ra hệ thức độc lập thời gian:. ω2 A 2 = ω2 x 2 + v 2 Chú ý : v luôn cùng chiều với chiều chuyển động, vật chuyển động theo chiều d−ơng thì v > 0, theo chiÒu ©m th× v < 0. c. Gia tốc của vật dao động điều hoà: a = v’ = x’’ = -ω2Acos(ωt + ϕ) = ω2Acos(ωt + ϕ + π) = -ω2x (3). r. Trang 5.

(6) Leâ Thanh Tuaán => r|a|max = ω2A ë vÞ trÝ biªn, |a|min = 0 ë VTCB => a lu«n h−íng vÒ vÞ trÝ c©n b»ng => So s¸nh (1) vµ (2) vµ (3) thÊy a lu«n nhanh pha π so víi x (tøc lµ ng−îc pha x), a lu«n nhanh pha. π 2. so. a 2 với v. Từ (2) và (3) có hệ thức độc lập thời gian: ω A = 2 + v 2 ω 2. 2. d. Cơ năng (năng l−ợng) của vật dao động điều hoà: W = Wđ + Wt =. 1 mω 2 A2 = (W®)max = (Wt)max 2. = const 1 2 1 mv = mω 2 A2sin 2 (ωt + ϕ ) = Wsin 2 (ωt + ϕ ) 2 2 1 1 Wt = mω 2 x2 = mω 2 A2 cos 2 (ωt + ϕ ) = Wco s 2 (ωt + ϕ ) 2 2 Chú ý: Dao động điều hoà có tần số góc là ω, tần số f, chu kỳ T thì động năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2. Nếu chọ gốc thế năng ở VTCB thì cơ năng bằng động năng cực đại (ở VTCB) hoặc bằng thế năng cực đại (ở vị trí biên). - Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng bằng thế năng là T/4. - Động năng và thế năng trung bình trong thời gian nT/2 ( n∈N*, T là chu kỳ dao động) là:. Víi Wđ =. W 1 = mω 2 A2 2 4. e. Tổng hợp dao động điều hoà: * Độ lệch pha giữa hai dao động cùng tần số: x1 = A1sin(ωt + ϕ1) vµ x2 = A2sin(ωt + ϕ2) + Độ lệch pha giữa dao động x1 so với x2: ∆ϕ = ϕ1 - ϕ2 NÕu ∆ϕ > 0 ⇔ ϕ1 > ϕ2 th× x1 nhanh pha h¬n x2. NÕu ∆ϕ < 0 ⇔ ϕ1 < ϕ2 th× x1 chËm pha h¬n x2. + Các giá trị đặc biệt của độ lệch pha: ∆ϕ = 2kπ với k ∈ Z : hai dao động cùng pha ∆ϕ = (2k+1)π với k ∈ Z : hai dao động ng−ợc pha π với k ∈ Z : hai dao động ng−ợc pha ∆ϕ = (2k + 1) 2 * Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng ph−ơng cùng tần số: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) vµ x2 = A2cos(ωt + ϕ2) đ−ợc một dao động điều hoà cùng ph−ơng cùng tần số x = Acos(ωt + ϕ). Trong đó: A2 = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos(ϕ 2 − ϕ1 ) A sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 víi với ϕ1 ≤ ϕ ≤ ϕ2 ( nếu ϕ1 ≤ ϕ2 ) tan ϕ = 1 Ac 1 osϕ1 + A2 cosϕ 2 * NÕu ∆ϕ = 2k π (x1, x2 cïng pha) ⇒ AMax = A1 + A2 * NÕu ∆ϕ = (2k+1) π (x1, x2 ng−îc pha) ⇒ AMin = |A1 - A2| ` ⇒ |A1 - A2| ≤ A ≤ A1 + A2 Chú ý: Khi đã viết đ−ợc ph−ơng trình x = Acos(ωt + ϕ) thì việc xác định vận tốc, gia tốc của vật giống nh− với một dao động điều hoà bình th−ờng. * Tr−ờng hợp tổng hợp nhiều dao động điều hoà cùng ph−ơng cùng tần số x1; x2;…; xn x = x1 + x2 + …+ xn = Acos( ωt + ϕ ) Tìm biên độ A : chiếu xuống trục ox: ChiÕu xuèng trôc oy:. Ax = Acos ϕ1 + A2cosϕ2 + ... + An cosϕ n 1 Ay = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ2 + ... + An sin ϕ n. Trang 6.

(7) Leâ Thanh Tuaán => Biên độ dao động tổng hợp:. A = Ax2 + Ay2. Pha ban đầu của dao động tổng hợp:. tgϕ =. Ay Ax. Chú ý: Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng ph−ơng, cùng tần số cũng có thể áp dụng tr−ờng hợp tæng qu¸t trªn. - Ngoài ph−ơng pháp trên, nếu A1 = A2 = A có thể cộng l−ợng giác sẽ tìm đ−ợc ph−ơng trình dao động tæng hîp:. x1 + x2 = Aco s (ωt + ϕ1 ) + A2co s (ωt + ϕ2 ) = 2 Acos 1. ϕ1 − ϕ 2 2. ⎛ ⎝. co s ⎜ ωt +. ϕ1 + ϕ 2 ⎞ 2. ⎟ ⎠. - Có thể trực tiếp vẽ giản đồ véc tơ để thu đ−ợc kết quả. Một số dạng bài tập về dao động điều hoà: Dạng 1: Tính thời gian để vật chuyển động từ vị trí x1 đến x2: B1: VÏ ®−êng trßn t©m O, b¸n kÝnh A. vÏ trôc Ox n»m ngang h−íng sang ph¶i vµ trôc ∆ vu«ng gãc víi Ox t¹i O. B2: Xác định vị trí t−ơng ứng của vật chuyển động tròn đều: Khi vật dao động điều hòa ở x1 thì vật chuyển động tròn đều ở M trên đ−ờng tròn. Khi vật dao động điều hòa ở x2 thì vật chuyển động tròn đều ở N trên đ−ờng tròn. B3: Xác định góc quét Góc quét là ϕ = MON (theo chiều ng−ợc kim đồng hồ) Sử dụng các kiến thức hình học để tìm giá trị của ϕ (rad) B4: Xác định thời gian chuyển động ϕ t = với ω là tần số gốc của dao động điều hòa (rad/s) ω Dạng 2: Qu∙ng đ−ờng vật đi đ−ợc từ thời điểm t1 đến t2. ⎧ x1 = Aco s(ωt1 + ϕ ) ⎧ x = Aco s(ωt2 + ϕ ) và ⎨ 2 Xác định: ⎨ (v1 và v2 chỉ cần xác định dấu) ⎩v1 = −ω Asin(ωt1 + ϕ ) ⎩v2 = −ω Asin(ωt2 + ϕ ) Ph©n tÝch: t2 – t1 = nT + ∆t (n ∈N; 0 < ∆t < T) Qu·ng ®−êng ®i ®−îc trong thêi gian nT lµ S1 = 4nA, trong thêi gian ∆t lµ S2. Qu·ng ®−êng tæng céng lµ S = S1 + S2 Chó ý : + NÕu ∆t = T/2 th× S2 = 2A + Tính S2 bằng cách định vị trí x1, x2 và chiều chuyển động của vật trên trục Ox + Trong một số tr−ờng hợp có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn. S + Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1 đến t2: vtb = víi S lµ qu·ng ®−êng tÝnh nh− t2 − t1 trªn. + Qu·ng ®−êng ®i trong 1 chu kú lu«n lµ 4A; trong 1/2 chu kú lu«n lµ 2A Quãng đ−ờng đi trong l/4 chu kỳ là A khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc ng−ợc lại. Thời gian đi từ x =0 đến x= ± A/2 và ng−ợc lại luôn là T/12 Thời gian đi từ x =± A/2 đến x= ± A và ng−ợc lại luôn là T/6. … D¹ng 3: Bµi to¸n tÝnh qu∙ng ®−êng lín nhÊt vµ nhá nhÊt vËt ®i ®−îc trong kho¶ng thêi gian 0 <. ∆t < T/2.. - VËt cã vËn tèc lín nhÊt khi qua VTCB, nhá nhÊt khi qua vÞ trÝ biªn nªn trong cïng mét kho¶ng thêi gian qu·ng ®−êng ®i ®−îc cµng lín khi vËt ë cµng gÇn VTCB vµ cµng nhá khi cµng gÇn vÞ trÝ biªn.. Trang 7.

(8) Leâ Thanh Tuaán - Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà M2 M1 và chuyển đ−ờng tròn đều. P - Gãc quÐt ∆ϕ = ω∆t. ∆ϕ 2 - Quãng đ−ờng lớn nhất khi vật đi từ M1 đến A M2 đối xứng qua trục sin (hình 1) x O P1 P2 A A ∆ϕ SMax = 2A sin 2 - Quãng đ−ờng nhỏ nhất khi vật đi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2) H×nh 1 ∆ϕ SMin = 2 A(1 − cos ) 2 Chó ý :: + Trong tr−êng hîp ∆t > T/2 T T¸ch ∆t = n + ∆t ' 2 T trong đó n ∈ N * ; 0 < ∆t ' < 2 T Trong thêi gian n qu·ng ®−êng lu«n lµ 2nA 2 Trong thêi gian ∆t’ th× qu·ng ®−êng lín nhÊt, nhá nhÊt tÝnh nh− trªn. + Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian ∆t: S S vtbMax = Max vµ vtbMin = Min víi SMax; SMin tÝnh nh− trªn. ∆t ∆t. M2. O. ∆ϕ 2. A. P. x. M1. H×nh 2. Dạng 4: Viết ph−ơng trình dao động điều hoà + B−íc 1: ViÕt ph−¬ng tr×nh d¹ng tæng qu¸t: x = Acos(ωt + ϕ) + B−ớc 2: Xác định A, ω, ϕ v a a 2π = 2π f = max = max = max * TÝnh ω: ω = A A v max T 2. 2 E vmax a max chieu dai quy dao lmax − lmin ⎛v⎞ * TÝnh A: A = ⎜ ⎟ + x2 = = = 2 = = k ω ω 2 2 ⎝ω ⎠ ⎧ x = Acos(ωt0 + ϕ ) ⇒ϕ * TÝnh ϕ dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Çu: lóc t = t0 (th−êng t0 = 0) ⎨ ⎩v = −ω Asin(ωt0 + ϕ ) + Vật chuyển động theo chiều d−ơng thì v > 0, ng−ợc lại v < 0 Chó ý : + Tr−ớc khi tính ϕ cần xác định rõ ϕ thuộc góc phần t− thứ mấy của đ−ờng tròn l−ợng giác (th−êng lÊy - π ≤ < ϕ ≤ π ) * ChuyÓn d¹ng sin => cos vµ ng−îc l¹i: + §æi thµnh cos: - cosα = cos(α + π). ± sinα = cos(α m π/2) + §æi thµnh sin:. ± cosα = sin(α ± π/2) - sinα = sin(α + π). D¹ng 5: TÝnh thêi ®iÓm vËt ®i qua vÞ trÝ ®∙ biÕt x (hoÆc v, a, Wt, W®, F) lÇn thø n * Gi¶i ph−¬ng tr×nh l−îng gi¸c lÊy c¸c nghiÖm cña t (Víi t > 0 ⇒ ph¹m vi gi¸ trÞ cña k ) * LiÖt kª n nghiÖm ®Çu tiªn (th−êng n nhá) * Thêi ®iÓm thø n chÝnh lµ gi¸ trÞ lín thø n Chú ý :+ Đề ra th−ờng cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật để suy ra nghiệm thứ n Trang 8.

(9) Leâ Thanh Tuaán + Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều Dạng 6: Tìm số lần vật đi qua vị trí đ∙ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2. * Gi¶i ph−¬ng tr×nh l−îng gi¸c ®−îc c¸c nghiÖm * Tõ t1 < t < t2 ⇒ Ph¹m vi gi¸ trÞ cña (Víi k ∈ Z) * Tổng số giá trị của k chính là số lần vật đi qua vị trí đó. Chú ý : + Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều. + Trong mỗi chu kỳ (mỗi dao động) vật qua mỗi vị trí biên 1 lần còn các vị trí khác 2 lần. Dạng 7: Tìm li độ, vận tốc dao động sau (tr−ớc) thời điểm t một khoảng thời gian ∆t. Biết tại thời điểm t vật có li độ x = x0. PP: * Từ ph−ơng trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) cho x = x0 Lấy nghiệm ωt + ϕ = α với 0 ≤ α ≤ π ứng với x đang giảm (vật chuyển động theo chiều âm v× v < 0) hoặc ωt + ϕ = - α ứng với x đang tăng (vật chuyển động theo chiều d−ơng) * Li độ và vận tốc dao động sau (tr−ớc) thời điểm đó ∆t giây là ⎧ x = Acos(±ω∆t + α ) ⎧ x = Acos(±ω∆t − α ) hoÆc ⎨ ⎨ ⎩v = −ω A sin(±ω∆t + α ) ⎩v = −ω A sin(±ω∆t − α ) Dạng 8: Dao động có ph−ơng trình đặc biệt: * x = a ± Acos(ωt + ϕ) víi a = const Biên độ là A, tần số góc là ω, pha ban đầu ϕ x là toạ độ, x0 = Acos(ωt + ϕ) là li độ. Toạ độ vị trí cân bằng x = a, toạ độ vị trí biên x = a ± A VËn tèc v = x’ = x0’, gia tèc a = v’ = x” = x0” Hệ thức độc lập: a = -ω2x0 v A2 = x02 + ( ) 2 ω 2 * x = a ± Acos (ωt + ϕ) (Hạ bậc và biến đổi) Biên độ A/2; tần số góc 2ω, pha ban đầu 2ϕ. 4. Dao động tắt dần: - Định nghĩa: là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. - Nguyªn nh©n: Nguyªn nh©n lµ do ma s¸t cña m«i tr−êng lµm tiªu hao c¬ n¨ng cña con l¾c, lµm c¬ năng chuyển dần thành nhiệt năng. Ma sát càng lớn, dao động sẽ tắt dần càng nhanh. - ứng dụng: Trong giảm xóc, các thiết bị đóng cửa tự động ... Chú ý: Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát à . * Quãng đ−ờng vật đi đ−ợc đến lúc dừng lại là:. S=. ω 2 A2 kA2 = 2µ mg 2µ g. * Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: ∆A =. 4 µ mg. =. 4µ g. ω2 A Ak ω2 A N = = = * Số dao động thực hiện đ−ợc: ∆A 4µ mg 4µ g * Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: (Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hoàn với chu kỳ 2π ) T= ω AkT πω A ∆t = N.T = = 4 µ mg 2 µ g k. Trang 9.

(10) Leâ Thanh Tuaán 5. Dao động duy trì: - Định nghĩa: là dao động đ−ợc duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng. - Nguyên tắc duy trì dao động: Cung cấp năng l−ợng đúng bằng phần năng l−ợng tiêu hao sau mỗi nöa chu kú. 6. Dao động c−ỡng bức, cộng h−ởng. - Định nghĩa: Dao động c−ỡng bức là dao động chịu tác dụng của 1 lực c−ỡng bức tuần hoàn. Biểu thøc lùc c−ìng bøc cã d¹ng: F = F0 cos(ωt + ϕ). - §Æc ®iÓm: + Biên độ: Dao động c−ỡng bức có biên độ không đổi. + Tần số: Dao động c−ỡng bức có tần số bằng tần số của lực c−ỡng bức. + Biên độ: Dao động c−ỡng bức có biên độ phụ thuộc vào biên độ của lực c−ỡng bức, ma sát và độ chênh lệch giữa tần số của lực c−ỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. Khi tần số của lực c−ỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động c−ỡng bức càng lớn. - Hiện t−ợng cộng h−ởng: là hiện t−ợng biên độ của dao động c−ỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số (f) của lực c−ỡng bức bằng tần số dao động riêng (f0) của hệ. => HiÖn t−îng céng h−ëng x¶y ra khi: f = f0 hay ω = ω0 hay T = T0 Với f, ω, T và f0, ω0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực c−ỡng bức và của hệ dao động. II. CON l¾c lß xo: * Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào một lò xo có độ cứng k ở 3 t− thế: - N»m ngang: k m k. m. - Thẳng đứng: m k. k. m. m. - Theo mÆt ph¼ng nghiªng:. * §iÒu kiÖn xÐt: Bá qua ma s¸t, lùc c¶n, bá qua khèi l−îng cña lß xo (Coi lß xo rÊt nhÑ), xÐt trong giíi hạn đàn hồi của lò xo. Th−ờng vật nặng coi là chất điểm. Câu hỏi 1: Tính toán liên quan đến vị trí cân bằng: Gọi: ∆l là độ biến dạng của lò xo khi treo vật ở vị trí cân bằng l0 lµ chiÒu dµi tù nhiªn cña lß xo lCB lµ chiÒu dµi cña lß xo khi treo vËt ë vÞ trÝ c©n b»ng ë vÞ trÝ c©n b»ng: Trang 10.

(11) Leâ Thanh Tuaán + Con l¾c lß xo n»m ngang: Lß xo ch−a biÕn d¹ng. ∆l = 0, lCB = l0 + Con lắc lò xo thẳng đứng: ở VTCB lò xo biến dạng một đoạn ∆l Cã: P = F®h => mg = k. ∆l lCB = l0 + ∆l + Con l¾c lß xo treo vµo mÆt ph¼ng nghiªng gãc α : ë VTCB lß xo biÕn d¹ng mét ®o¹n ∆l Cã: P. sin α = F®h => mgsin α = k. ∆l lCB = l0 + ∆l. Câu hỏi 2: Con lắc lò xo dao động điều hoà. Tính:. k ; m m ∆l - Chu kú: T = 2π ; Con lắc lò xo thẳng đứng: T = 2π ; k g - TÇn sè gãc: ω =. ∆l g sin α Chú ý: Gọi T1 và T2 là chu kì của con lắc khi lần l−ợt treo vật m1 và m2 vào lò xo có độ cứng k Chu k× con l¾c khi treo c¶ m1 vµ m2: m = m1 + m2 lµ T2 = T12 + T22 , vµo vËt khèi l−îng m = m1 – m2. Treo vµo mÆt ph¼ng nghiªng: T = 2π. (m1 > m2) ®−îc chu kú T2 = T12 - T22 , - TÇn sè: f =. 1. T. =. 1 ω = 2π 2π. k m. Câu hỏi 3: Tìm chiều dài lò xo khi dao động + ChiÒu dµi ë vÞ trÝ c©n b»ng: lCB = l0 + ∆l + Chiều dài cực đại lò xo khi dao động: lmax = lcb + A + Chiều dài cực tiểu khi lò xo dao động: lmin = lcb – A. ⇒ lCB = (lmin + lmax)/2; A= (lmax - lmin)/2 + ở vị trí có li độ x , chiều dài lò xo là: l = lCB ± x Chú ý: Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần vµ gi·n 2 lÇn Khi A< ∆l : Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị t x1 = -(∆l – A) đến x2 = A. Khi A >∆l (Víi Ox h−íng xuèng) nh− h×nh - Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị t x1 = -∆l đến x2 = -A. - Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 = -∆l đến x2 = A. -A ∆l. -A O. Trang 11. O. A x H×nh a (A < ∆l). Câu hỏi 4: Tính động năng, thế năng, cơ năng. 1 - ThÕ n¨ng: Et = kx2 2. ∆l. nÐn. gi·n. A x H×nh b (A > ∆l).

(12) Leâ Thanh Tuaán - §éng n¨ng: E® =. 1 mv2 2. - C¬ n¨ng cña con l¾c lß xo: E = Et + E® = Et max = E® max =. 1 1 kA2 = mω2A2 = const . 2 2. Chó ý: §éng n¨ng vµ thÕ n¨ng biÕn thiªn ®iÒu hßa cïng chu k× T’ =. T , cïng tÇn sè f’ = 2f hoÆc tÇn sè 2. gãc ω ’=2 ω C©u hái 5: TÝnh lùc tæng hîp t¸c dông lªn vËt (Lùc kÐo vÒ hay lùc håi phôc): C«ng thøc: Fkv = ma = -kx = -mω2x Fkv = m. a = k. x §é lín: m: kg, a: m/s2, k: N/m, x: m Fkv max = m.ω 2 .A= k.A. ë vÞ trÝ biªn. Fkv min = 0 ë VTCB Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật. * Lu«n h−íng vÒ VTCB * Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ Câu hỏi 6: Tính lực đàn hồi (là lực đ−a vật về vị trí lò xo không biến dạng), cũng là lực mà lò xo tác dụng lên giá đỡ, điểm treo, lên vật. Tổng quát: Fđh = k.độ biến dạng * Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến d¹ng) * Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng (Vật ở phía d−ới) + Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức: * F®h = k|∆l + x| víi chiÒu d−¬ng h−íng xuèng * F®h = k|∆l - x| víi chiÒu d−¬ng h−íng lªn + Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) (lúc vật ở vị trí thấp nhất) + Lực đàn hồi cực tiểu: * NÕu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A) * NÕu A ≥ ∆l ⇒ FMin = 0 (lóc vËt ®i qua vÞ trÝ lß xo kh«ng biÕn d¹ng) Câu hỏi 7: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l đ−ợc cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, … và chiều dµi t−¬ng øng lµ l1, l2, … TÝnh k1, k2, ... Ta cã: l = l1 + l2 + ... kl = k1l1 = k2l2 = … C©u hái 8: GhÐp lß xo: 1 1 1 * Nèi tiÕp: = + + ... ⇒ cïng treo mét vËt khèi l−îng nh− nhau th×: T2 = T12 + T22 k k1 k2 1 1 1 * Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cïng treo mét vËt khèi l−îng nh− nhau th×: 2 = 2 + 2 + ... T T1 T2 III. CON lắc đơn: * CÊu t¹o: VËt nÆng m g¾n vµo mét sîi d©y cã chiÒu dµi l. * §iÒu kiÖn xÐt: Bá qua ma s¸t, lùc c¶n, d©y kh«ng gi·n vµ rÊt nhÑ, vËt coi lµ chÊt ®iÓm. 1. TÇn sè gãc: ω =. g 1 ω 1 2π l ; chu kú: T = ; tÇn sè: f = = = = 2π g ω T 2π 2π l. g l. Chú ý: Tại một nơi, chu kỳ dao động điều hòa của con lắc đơn khi thay đổi chiều dài: Gäi T1 vµ T2 lµ chu k× cña con l¾c cã chiÒu dµi l1 vµ l2 + Con lắc có chiều dài là l = l1 + l2 thì chu kì dao động là: T2 = T12 + T22 . + Con lắc có chiều dài là l = l1 – l2 thì chu kì dao động là: T2 = T12 - T22 . Trang 12.

(13) Leâ Thanh Tuaán 2. Lùc kÐo vÒ (håi phôc):. s F = − mg sin α = − mgα = − mg = − mω 2 s l 3. Ph−ơng trình dao động: s = S0cos(ωt + ϕ) hoÆc α = α 0 cos(ωt + ϕ) víi s = α l, S0 = α 0 l ⇒ v = s’ = -ωS0sin(ωt + ϕ) = -ωl α 0 sin(ωt + ϕ) ⇒ a = v’ = -ω2S0cos(ωt + ϕ) = -ω2l α 0 cos(ωt + ϕ) = -ω2s = -ω2 α l L−u ý: S0 đóng vai trò nh− A còn s đóng vai trò nh− x 4. Hệ thức độc lập: * a = -ω2s = -ω2 α l v * S02 = s 2 + ( ) 2 ω v2 2 2 * α0 = α + gl 1 1 mg 2 1 1 5. C¬ n¨ng: W = mω 2 S02 = S0 = mglα 02 = mω 2l 2α 02 2 2 l 2 2 - C¬ n¨ng:. W = Wt + W®. + ThÕ n¨ng:. Wt = mgh = mgl(1 - cosα). (≈ mg l. α2 2. , nÕu α nhá). mv2 + §éng n¨ng : W® = 2 - ë vÞ trÝ biªn :. W = Wtmax = mgh0 víi h0 = l (1 - cosα0). - ë VTCB :. W = W®max =. - ë vÞ trÝ bÊt k× :. mv2 W = mgl(1 - cosα) + 2. mv02 2. - VËn tèc cña con l¾c khi qua VTCB : v0 =. với v0 là vận tốc cực đại.. 2g l (1 - cosα0). - VËn tèc cña con l¾c khi qua vÞ trÝ cã gãc lÖch α : v =. 2g l (cosα - cosα0). - Lùc c¨ng d©y : T = mg(3cos α – 2cos α 0) Chú ý: 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(cos α – cos α 0) vµ T = mg(3cos α – 2cos α 0) 8. Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm: * Xác định xem đồng hồ chạy nhanh hay chậm: - Viết công thức tính chu kì T khi đồng hồ chạy đúng. - Viết công thức tính chu kì T’ khi đồng hồ chạy sai. T' - LËp tØ sè T T' NÕu > 1 thì đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng con lắc đơn) T T' NÕu < 1 thì đồng hồ chạy nhanh T * Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm (24h = 86400s): Trang 13.

(14) Leâ Thanh Tuaán τ = 86400. T' − 1 ( s) T. ⎛ R ⎞ Chú ý: - ở độ cao h: g ' = g 0 . ⎜ ⎟ ⎝ R+ h ⎠. 2. ⎛ R−d ⎞ - ở độ sâu d: g ' = g 0 . ⎜ ⎟ ⎝ R ⎠ - Chiều dài phụ thuộc vào nhiệt độ: l = l0(1 + α t) l0: Chiều dài ở 00C 9. Khi con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không đổi: * Lực phụ không đổiurth−ờngrlà: ur r - Lực quán tính: F = −ma , độ lớn F = ma ( F ↑↓ a ) r r r L−u ý: + Chuyển động nhanh dần đều a ↑↑ v ( v có h−ớng chuyển động) r r + Chuyển động chậm dần đều a ↑↓ v ur ur ur ur - Lực điện tr−ờng: F = qE , độ lớn F = |q|E (Nếu q > 0 ⇒ F ↑↑ E ; còn nếu q < 0 ⇒ ur ur F ↑↓ E ) ur - Lực đẩy ácsimét: F = DgV ( F luông thẳng đứng h−ớng lên) Trong đó: D là khối l−ợng riêng của chất lỏng hay chất khí. g lµ gia tèc r¬i tù do. V uur ur ur là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó. ur Khi đó: P ' = P + F gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò nh− trọng lực P ) ur uur ur F g ' = g + gäi lµ gia tèc träng tr−êng hiÖu dông hay gia tèc träng tr−êng biÓu kiÕn. m l Chu kỳ dao động của con lắc đơn khi đó: T ' = 2π g' * C¸c tr−êng hîp th−êng gÆp: ur * F cã ph−¬ng ngang: F + Tại VTCB dây treo lệch với ph−ơng thẳng đứng một góc có: tan α = P. F m. + g ' = g 2 + ( )2 ur * F có ph−ơng thẳng đứng: Tại VTCB dây treo vẫn có ph−ơng thẳng đứng. ur F + NÕu F h−íng xuèng th× g ' = g + m ur F + NÕu F h−íng lªn th× g'= g− m. Trang 14.

(15) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG II: sãng c¬ vµ sãng ©m I. sãng c¬ 1. Định nghĩa: Là dao động lan truyền trong một môi tr−ờng. Chó ý: - Sãng c¬ kh«ng truyÒn ®−îc trong ch©n kh«ng. - Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi tr−ờng thì các phần tử của môi tr−ờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của chúng mà không chuyển dời theo sóng. Chỉ có pha dao động của chúng đ−ợc truyền đi. 2. C¸c lo¹i sãng: - Sóng ngang: Ph−ơng dao động của các phần tử của môi tr−ờng vuông góc với ph−ơng truyền sãng. VD: Sãng truyÒn trªn mÆt n−íc. Chó ý: Sãng ngang chØ truyÒn ®−îc trong chÊt r¾n vµ trªn bÒ mÆt chÊt láng. - Sóng dọc: Ph−ơng dao động của các phần tử của môi tr−ờng trùng với ph−ơng truyền sóng. VD: Sãng ©m. Chó ý: Sãng däc truyÒn ®−îc c¶ trong chÊt r¾n, chÊt láng vµ chÊt khÝ. 3. Các đại l−ợng đặc tr−ng cho sóng: * Chu kỳ T, tần số f, biên độ A của sóng: là chu kỳ, tần số, biên độ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ, tần số, biên độ của nguồn sóng. * Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền pha dao động (khác với tốc độ dao động của các phần tử vật chÊt). * B−ớc sóng: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một ph−ơng truyền sóng dao động cïng pha. B−íc sãng còng lµ qu·ng ®−êng mµ sãng truyÒn ®−îc trong mét chu kú. C«ng thøc: λ = vT = v/f Trong đó: λ: B−ớc sóng; T (s): Chu kú cña sãng; f (Hz): TÇn sè cña sãng x x v: Tốc độ truyền sóng (có đơn vị t−ơng ứng với đơn vị của λ) Chú ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n – 1) b−ớc sóng. 4. Ph−¬ng tr×nh sãng M N O x T¹i ®iÓm O: uO = Acos(ωt + ϕ) T¹i ®iÓm M c¸ch O mét ®o¹n x trªn ph−¬ng truyÒn sãng. * Sãng truyÒn theo chiÒu d−¬ng cña trôc Ox th× t x x x uM = AMcos(ωt + ϕ - ω ) = AMcos(ωt + ϕ - 2π ) =AMcos2 π ( + ϕ - ) v λ T λ * Sãng truyÒn theo chiÒu ©m cña trôc Ox th× t x x x uN = AMcos(ωt + ϕ + ω ) = AMcos(ωt + ϕ + 2π ) = AMcos2 π ( + ϕ + ) v λ T λ 5. §é lÖch pha gi÷a hai ®iÓm M, N c¸ch nguån O mét kho¶ng x1= OM, x2 = ON x −x x −x ∆ϕ = ω 1 2 = 2π 1 2 v λ Nếu 2 điểm đó nằm trên một ph−ơng truyền sóng và cách nhau một khoảng x thì: x x ∆ϕ = ω = 2π v λ L−u ý: §¬n vÞ cña x, x1, x2, λ vµ v ph¶i t−¬ng øng víi nhau II. sãng ©m 1. §Þnh nghÜa: Sãng ©m lµ nh÷ng sãng c¬ truyÒn trong c¸c m«i tr−êng r¾n, láng, khÝ. Nguån ©m lµ các vật dao động phát ra âm. - Sãng ©m truyÒn ®−îc trong c¸c m«i tr−êng r¾n láng vµ khÝ, kh«ng truyÒn ®−îc trong ch©n kh«ng. 2. Ph©n lo¹i: - ¢m nghe ®−îc (g©y ra c¶m gi¸c ©m trong tai con ng−êi) lµ sãng c¬ häc cã tÇn sè trong kho¶ng tõ 16 Hz đến 20000 Hz. f< 16 Hz: sóng hạ âm, f> 20000 Hz: sóng siêu âm.. Trang 15.

(16) Leâ Thanh Tuaán 3. các đặc tr−ng vật lý của âm: - Âm có đầy đủ các đặc tr−ng của một sóng cơ học - Vận tốc truyền âm: phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ của môi tr−ờng: vrắn > vlỏng > vkhí. Chó ý: Khi sãng ©m truyÒn tõ m«i tr−êng nµy sang m«i tr−êng kh¸c th× vËn tèc vµ b−íc sãng thay đổi. Nh−ng tần số và do đó chu kì của sóng không đổi. - C−ờng độ âm: I=. W P = tS S. Trong đó: W (J), P (W) là năng l−ợng, công suất phát âm của nguồn S (m2) lµ diÖn tÝch mÆt vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn ©m (víi sãng cÇu th× S lµ diÖn tÝch mÆt cÇu S=4 π r2). I S ⎛r ⎞ Chó ý: NÕu n¨ng l−îng ®−îc b¶o toµn: W = I 1.S1 = I 2 .S 2 => 1 = 2 = ⎜ 2 ⎟ I 2 S1 ⎝ r1 ⎠ - Mức c−ờng độ âm:. 2. I I HoÆc L(dB) = 10.lg I0 I0 -12 2 Với I0 = 10 W/m ở f = 1000Hz: c−ờng độ âm chuẩn (C−ờng độ âm chuẩn thay đổi theo tần số). L( B) = lg. L I 10 Chó ý: Tõ c«ng thøc L = 10 lg => I = I 0 .10 I0 I ∆L = L2 − L1 = 10 lg 2 I1. - Đồ thị dao động âm (Phổ của âm): Một nhạc cụ khi phát ra một âm có tần số f (Gọi là Âm cơ bản hay hoạ âm thứ nhất) thì đồng thời cũng phát ra các hoạ âm có tần số 2f, 3f, 4f, ... (Gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ t− ...). Biên độ các hoạ âm cúng khác nhau. Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các hoạ âm của một nhạc âm ta đ−ợc đồ thị dao động của nhạc âm đó. Đồ thị không còn là đ−ờng sin điều hoà mà là một đ−ờng phức tạp có chu kú. 4. các đặc tr−ng sinh lý của âm: - §é cao: g¾n liÒn víi tÇn sè. ¢m cã f cµng lín th× cµng cao, f cµnh nhá th× cµng trÇm. - Độ to: gắn liền với mức c−ờng độ âm - Âm sắc: gắn liền với đồ thị dao động của âm * Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: III. GIAO THOA SãNG 1. Định nghĩa: Là sự tổng hợp của hai sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ biên dộ sãng tæng hîp ®−îc t¨ng c−êng hay bÞ gi¶m bít. * Sóng kết hợp: Do hai nguồn kết hợp phát ra. Hai nguồn kết hợp là 2 nguồn dao động cùng ph−ơng, cùng chu kỳ (Tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. 2. Giao thoa cña hai sãng ph¸t ra tõ hai nguån sãng kÕt hîp S1, S2 c¸ch nhau mét kho¶ng l: XÐt ®iÓm M c¸ch hai nguån lÇn l−ît d1, d2 Ph−¬ng tr×nh sãng t¹i 2 nguån u1 = Acos(2π ft + ϕ1 ) vµ u2 = Acos(2π ft + ϕ 2 ) Ph−¬ng tr×nh sãng t¹i M do hai sãng tõ hai nguån truyÒn tíi: d d u1M = Acos(2π ft − 2π 1 + ϕ1 ) vµ u2 M = Acos(2π ft − 2π 2 + ϕ 2 ) λ λ Ph−¬ng tr×nh giao thoa sãng t¹i M: uM = u1M + u2M d + d ϕ +ϕ ⎤ ∆ϕ ⎤ ⎡ d −d ⎡ uM = 2 Acos ⎢π 1 2 + cos ⎢ 2π ft − π 1 2 + 1 2 ⎥ ⎥ 2 ⎦ 2 ⎦ λ λ ⎣ ⎣. Trang 16.

(17) Leâ Thanh Tuaán ⎛ d − d ∆ϕ ⎞ Biên độ dao động tại M: AM = 2 A cos ⎜ π 1 2 + ⎟ víi ∆ϕ = ϕ1 − ϕ 2 λ 2 ⎠ ⎝ l ∆ϕ l ∆ϕ Chú ý: * Số cực đại: − + (k ∈ Z) <k<+ + λ 2π λ 2π l 1 ∆ϕ l 1 ∆ϕ * Sè cùc tiÓu: − − + <k<+ − + (k ∈ Z) λ 2 2π λ 2 2π 1. Hai nguồn dao động cùng pha (hai nguồn đồng bộ) ( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 = 0 ) * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = kλ (k∈Z) (Tập hợp là các đ−ờng hypebol và đ−ờng trung trực nèi 2nguån). AC§ = 2A. l l Sè ®−êng hoÆc sè ®iÓm (kh«ng tÝnh hai nguån): − < k < λ λ λ * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = (2k+1) (k∈Z). (Tập hợp là các đ−ờng 2. hypebol). ACT = 0.. l 1 l 1 Sè ®−êng hoÆc sè ®iÓm (kh«ng tÝnh hai nguån): − − < k < − λ 2 λ 2 2. Hai nguồn dao động ng−ợc pha:( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ 2 = π ) λ * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1) (k∈Z) 2. l 1 l 1 Sè ®−êng hoÆc sè ®iÓm (kh«ng tÝnh hai nguån): − − < k < − λ 2 λ 2 * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z) l l Sè ®−êng hoÆc sè ®iÓm (kh«ng tÝnh hai nguån): − < k < λ λ Chú ý: Với bài toán tìm số đ−ờng dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguån lÇn l−ît lµ d1M, d2M, d1N, d2N. §Æt ∆dM = d1M - d2M ; ∆dN = d1N - d2N vµ gi¶ sö ∆dM < ∆dN. + Hai nguồn dao động cùng pha: - Cực đại: ∆dM < kλ < ∆dN - Cùc tiÓu: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN + Hai nguồn dao động ng−ợc pha: - Cực đại:∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN - Cùc tiÓu: ∆dM < kλ < ∆dN Sè gi¸ trÞ nguyªn cña k tho¶ m·n c¸c biÓu thøc trªn lµ sè ®−êng cÇn t×m. IV. sãng dõng 1. Định nghĩa: là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian. * Nguyªn nh©n: Sãng dõng lµ kÕt qu¶ cña sù giao thoa gi÷a sãng tíi vµ sãng ph¶n x¹, khi sãng tíi vµ sóng phản xạ truyền theo cùng một ph−ơng. Khi đó sóng tới và sóng phản xạ là sóng kết hợp và giao thoa t¹o sãng dõng. Chó ý: - Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. - §Çu tù do lµ bông sãng - Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ng−ợc pha. - Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha. - Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng l−ợng không truyền đi - Kho¶ng thêi gian gi÷a hai lÇn sîi d©y c¨ng ngang (c¸c phÇn tö ®i qua VTCB) lµ nöa chu kú. - Bề rộng 1 bụng là 4A. A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ. 2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:. * Hai ®Çu lµ nót sãng: l = k. λ 2. (k ∈ N * ). λ. λ. 2. 4. A. Trang 17. N. P B. N. B. N. B. N. B. N.

(18) Leâ Thanh Tuaán Sè bông sãng = sè bã sãng = k Sè nót sãng = k + 1 * Mét ®Çu lµ nót sãng cßn mét ®Çu lµ bông sãng: l = (2k + 1). λ 4. (k ∈ N ). Bông. Nót. A. Sè bã sãng nguyªn = k Sè bông sãng = sè nót sãng = k + 1. 3. Ph−ơng trình sóng dừng trên sợi dây AB (với đầu A cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng) * Đầu B cố định (nút sóng): Ph−¬ng tr×nh sãng tíi vµ sãng ph¶n x¹ t¹i B: uB = Acos2π ft vµ u 'B = − Acos2π ft = Acos(2π ft − π ) Ph−¬ng tr×nh sãng tíi vµ sãng ph¶n x¹ t¹i M c¸ch B mét kho¶ng d lµ: d d uM = Acos(2π ft + 2π ) vµ u 'M = Acos(2π ft − 2π − π ) λ λ Ph−¬ng tr×nh sãng dõng t¹i M: uM = uM + u 'M d π π d π uM = 2 Acos(2π + )cos(2π ft − ) = 2 Asin(2π )cos(2π ft − ) λ 2 λ 2 2 d π d Biên độ dao động của phần tử tại M: AM = 2 A cos(2π + ) = 2 A sin(2π ) λ 2 λ * §Çu B tù do (bông sãng): Ph−¬ng tr×nh sãng tíi vµ sãng ph¶n x¹ t¹i B: uB = u 'B = Acos2π ft Ph−¬ng tr×nh sãng tíi vµ sãng ph¶n x¹ t¹i M c¸ch B mét kho¶ng d lµ: d d uM = Acos(2π ft + 2π ) vµ u 'M = Acos(2π ft − 2π ) λ λ Ph−¬ng tr×nh sãng dõng t¹i M: uM = uM + u 'M d uM = 2 Acos(2π )cos(2π ft ) λ d Biên độ dao động của phần tử tại M: AM = 2 A cos(2π ) λ x Chú ý: Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: AM = 2 A sin(2π ) λ. Trang 18. P.

(19) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG III: dßng ®iÖn xoay chiÒu 1. C¸ch t¹o ra dßng ®iÖn xoay chiÒu: + Nguyªn t¾c: Dùa trªn hiÖn t−îng c¶m øng ®iÖn tõ (Lµ hiÖn t−îng khi cã sù biÕn thiªn cña tõ th«ng qua một khung dây kín thì trong khung xuất hiện một suất điện động cảm ứng để sinh ra một dđ cảm øng) + C¸ch ur t¹o: ur Cho khung dây dẫn diện tích S, có N vòng dây, quay đều với tần số góc ω trong từ tr−ờng đều B ( B ⊥ trục quay) . Thì trong mạch có dòng điện biến thiên điều hòa với tần số góc ω gọi là dßng ®iÖn xoay chiÒu (d®xc). Tõ th«ng göi qua khung d©y cña m¸y ph¸t ®iÖn Φ = NBScos(ωt +ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ) Với Φ0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ tr−ờng, S là diện tích của vßng d©y, ω = 2πf π π Suất điện động trong khung dây: e = ωNSBcos(ωt + ϕ - ) = E0cos(ωt + ϕ - ) 2 2 Với E0 = ωNSB là suất điện động cực đại. Chú ý: Khi khung dây quay một vòng (một chu kì) thì dòng điện chạy trong khung đổi chiều 2 lần. + BiÓu thøc ®iÖn ¸p tøc thêi vµ dßng ®iÖn tøc thêi: u = U0cos(ωt + ϕu). i = I0cos(ωt + ϕi). vµ. Trong đó: i là giá trị c−ờng độ dđ tại thời điểm t; I0 > 0 là giá trị cực đại của i; ω > 0 là tần số góc; (ωt + ϕi) lµ pha cña i t¹i thêi ®iÓm t; ϕi lµ pha ban ®Çu cña d®. u là giá trị điện áp tại thời điểm t; U0 > 0 là giá trị cực đại của u; ω > 0 là tần số góc; (ωt + ϕu) lµ pha cña u t¹i thêi ®iÓm t; ϕu lµ pha ban ®Çu cña ®iÖn ¸p. Với ϕ = ϕu – ϕi là độ lệch pha của u so với i, có −. π 2. ≤ϕ ≤. π 2. - C¸c gi¸ trÞ hiÖu dông: + C−ờng độ hiệu dụng của dđxc là đại l−ợng có giá trị bằng c−ờng độ của một dđ không đổi, sao cho khi ®i qua cïng mét ®iÖn trë R, trong cïng mét kho¶ng thêi gian th× c«ng suÊt tiªu thô cña R bëi d® không đổi ấy bằng công suất tiêu thụ trung bình của R bởi dđxc nói trên. + Điện áp hiệu dụng cũng đ−ợc định nghĩa t−ơng tự. +. Gi¸. U=. U0 2. trÞ. hiÖu. ; I=. I0 2. dông. b»ng. ; E=. E0. gi¸. trÞ. cùc. đại. cña. đại. l−îng. chia. cho. 2. 2. Dßng ®iÖn xoay chiÒu i = I0cos(2πft + ϕi) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần * NÕu pha ban ®Çu ϕi = 0 hoÆc ϕi = π th× chØ gi©y ®Çu tiªn đổi chiều 2f-1 lần. 3. Công 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. Trang 19. 2..

(20) Leâ Thanh Tuaán 4∆ϕ. U1 , (0 < ∆ϕ < π/2) U0 ω 4. Dßng ®iÖn xoay chiÒu trong ®o¹n m¹ch R, L, C nèi tiÕp. * §o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn R: uR cïng pha víi i, (ϕ = ϕu – ϕi = 0) U U vµ I 0 = 0 I= R R U L−u ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I = R * §o¹n m¹ch chØ cã cuén thuÇn c¶m L: uL nhanh pha h¬n i lµ π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = π/2) U U vµ I 0 = 0 víi ZL = ωL lµ c¶m kh¸ng I= ZL ZL L−u ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở). * §o¹n m¹ch chØ cã tô ®iÖn C: uC chËm pha h¬n i lµ π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = -π/2) U U 1 vµ I 0 = 0 víi ZC = lµ dung kh¸ng I= ZC ZC ωC L−u ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn). * §o¹n m¹ch RLC kh«ng ph©n nh¸nh Z = R2 + ( ZL − ZC ) 2 ⇒ U = U R2 + (U L − U C ) 2 ⇒ U 0 = U 02R + (U 0 L − U 0C ) 2 Z − ZC Z − ZC π π R víi − ≤ ϕ ≤ tan ϕ = L ;sin ϕ = L ; cosϕ = 2 2 R Z Z 1 ⇒ ϕ > 0 th× u nhanh pha h¬n i + Khi ZL > ZC hay ω > LC 1 + Khi ZL < ZC hay ω < ⇒ ϕ < 0 th× u chËm pha h¬n i LC 1 ⇒ ϕ = 0 th× u cïng pha víi i. + Khi ZL = ZC hay ω = LC ∆t =. Víi cos∆ϕ =. U gäi lµ hiÖn t−îng céng h−ëng dßng ®iÖn R Chó ý: - NÕu m¹ch gåm nhiÒu ®iÖn trë: + M¾c nèi tiÕp: R = R1 + R2 + ... 1 1 1 1 1 1 + M¾c song song: = + + ... = + + .... Lúc đó I Max =. R R1 R 2 C - NÕu m¹ch gåm nhiÒu tô ®iÖn: + M¾c song song: C = C 1 + C 2 + ... + M¾c nèi tiÕp:. 1. C. =. 1. +. 1. C1 C 2. C1 C 2. + .... 5. C«ng suÊt to¶ nhiÖt trªn ®o¹n m¹ch RLC: P = UIcosϕ = I2R. 6. HÖ sè c«ng suÊt: P R U cosϕ = UI = Z = UR - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch phụ phuộc vào giá trị của cosϕ, nên để sử dụng có hiệu quả điện n¨ng tiªu thô th× ph¶i t¨ng hÖ sè c«ng suÊt (nghÜa lµ ϕ nhá). B»ng c¸ch m¾c thªm vµ m¹ch nh÷ng tô điện có điện dung lớn. Qui định trong các cơ sở sử dụng điện cosϕ ≥ 0,85. Trang 20.

(21) Leâ Thanh Tuaán + Víi m¹ch LC th× cosϕ = 0 , m¹ch kh«ng tiªu thô ®iÖn! P = 0. Chó ý:. 7. NhiÖt l−îng to¶ ra trªn m¹ch (§iÖn n¨ng tiªu thô) trong thêi gian t: Q = A = P.t. víi A tÝnh b»ng J, P tÝnh b»ng W, t tÝnh b»ng s.. 8. Céng h−ëng ®iÖn: I = Imax ⇔ ZL = ZC. ⇔ ωL =. 1. 1. ⇔ ω2 =. ωC. LC. Chó ý: Khi cã céng h−ëng ®iÖn th×: U U2 - dđ đạt cực đại Imax = R và công suất tiêu thụ đạt cực đại Pmax = R - u cïng pha víi i: ϕ = 0, ϕu = ϕi - U = UR ; UL = UC R - cosϕ = Z = 1 => R = Z. 9. Đoạn mạch RLC có L thay đổi: a. Zmin, Imax, URmax, UCmax, URcmax, Pmax, cos ϕ cực đại, uR cùng pha uAB: ZL = ZC => L = b. U LMax. 1. ω 2C. U R2 + ZC2 R2 + ZC2 = khi ZL = ZC R. c. Víi L = L1 hoÆc L = L2 th× UL cã cïng gi¸ trÞ th× ULmax khi d. Khi ZL =. ZC + 4 R2 + ZC2. 2UR. th× U RLMax =. 2. 4 R + ZC2 − ZC 2. 1. ZL. =. 2 L1 L2 1 1 1 + ( )⇒ L= L1 + L2 2 ZL1 ZL2. Chó ý: R vµ L m¾c liªn tiÕp nhau. 10. Đoạn mạch RLC có C thay đổi: 1 * Khi C = 2 th× IMax ⇒ URmax; PMax ω L * Khi ZC =. U R2 + ZL2 R2 + ZL2 th× U CMax = ZL R. * Khi C = C1 hoÆc C + C2 1 1 1 = ( + )⇒C = 1 ZC 2 ZC1 ZC2 2. C. 1. * Khi ZC =. ZL + 4 R2 + ZL2 2. =. C2. th× U RCMax =. th×. UC cã. 2UR 4 R + ZL2 − ZL 2. cïng. gi¸. trÞ. th×. * Khi ω =. 1. C. 1 2. L R − C 2. th× U LMax =. 2U .L. R 4 LC − R2C 2. Trang 21. khi. Chó ý: R vµ C m¾c liªn tiÕp nhau. 11. Mạch RLC có ω thay đổi: 1 th× IMax ⇒ URmax; PMax cßn ULCMin L−u ý: L vµ C m¾c liªn tiÕp nhau * Khi ω =. LC. UCmax.

(22) Leâ Thanh Tuaán L R2 2U .L * Khi ω = − th× U CMax = L C 2 R 4 LC − R2C 2 1. * Víi ω = ω1 hoÆc ω = ω2 th× I hoÆc P hoÆc UR cã cïng mét gi¸ trÞ th× IMax hoÆc PMax hoÆc URMax khi. ω = ω1ω2 ⇒ tÇn sè f =. f1 f2. 12. C¸c bµi tËp vÒ c«ng suÊt: a. Nếu R, U = hằng số. Thay đổi C, L hoặc ω. R .U 2 P= 2 R + ( Z L − Z C )2 U2 Pmax = khi ZL = ZC R b. Nếu U, C, L, ω = hằng số. Thay đổi R. áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho: Pmax =. U2 khi R= Z L − Z c 2R. c. Mạch R, L, C khi R biến đổi có hai giá trị R1, R2 đều cho công suất P < Pmax: R .U 2 => P .R 2 −U 2 R + P .( Z L − Z C ) 2 = 0 P= 2 R + (Z L − Z C )2 Theo định lý Viet:. R1 + R2 =. U2 ; R1.R2 = P. Z L − ZC. * Hai ®o¹n m¹ch R1L1C1 vµ R2L2C2 cïng u hoÆc cïng i cã pha lÖch nhau ∆ϕ: ZL − ZC1 ZL − ZC2 vµ tan ϕ 2 = 2 (gi¶ sö ϕ1 > ϕ2) Víi tan ϕ1 = 1. R1. R2. tan ϕ1 − tan ϕ 2 = tan ∆ϕ 1 + tan ϕ1 tan ϕ 2 Tr−ờng hợp đặc biệt ∆ϕ = π/2 (vuông pha nhau) thì tanϕ1.tanϕ2 = -1.. Cã ϕ1 – ϕ2 = ∆ϕ ⇒. 13. M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu mét pha: - Hoạt động dựa trên hiện t−ợng cảm ứng điện từ, biến cơ năng thành điện năng. - CÊu t¹o gåm 3 bé phËn : + Bé phËn t¹o ra tõ tr−êng gäi lµ phÇn c¶m : Lµ 1 vµnh trßn trªn g¾n c¸c nam ch©m m¾c xen kÏ nèi tiÕp nhau. + Bé phËn t¹o ra dßng ®iÖn gäi lµ phÇn øng: Lµ khung d©y + Bé phËn ®−a d® ra ngoµi gäi lµ bé gãp: Gåm 2 vµnh khuyªn vµ 2 chæi quÐt - Trong c¸c m¸y ph¸t ®iÖn:. R«to lµ phÇn c¶m ;. Stato lµ phÇn øng.. - Trong m¸y ph¸t ®iÖn c«ng suÊt nhá: Rôto (bộ phận chuyển động) là phần ứng ; Stato (bộ phận đứng yên) là phần cảm.. Trang 22.

(23) Leâ Thanh Tuaán - TÇn sè dßng ®iÖn do m¸y ph¸t ph¸t ra : np f = 60 . Víi p lµ sè cÆp cùc, n lµ sè vßng quay cña r«to/phót. = np . Víi p lµ sè cÆp cùc, n lµ sè vßng quay cña r«to/gi©y. - Tõ th«ng göi qua khung d©y cña m¸y ph¸t ®iÖn Φ = NBScos(ωt +ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ) Với Φ0 = NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ tr−ờng, S là diện tích cña vßng d©y, ω = 2πf - Suất điện động trong khung dây: e = ωNSBcos(ωt + ϕ -. π 2. π. ) = E0cos(ωt + ϕ -. 2. ). Với E0 = ωNSB là suất điện động cực đại. 13. M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu ba pha: - Máy phát điện xc ba pha là máy tạo ra ba sđđ xc hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch nhau một 2π gãc 3 (vÒ thêi gian lµ T/3) - CÊu t¹o: + Phần ứng là ba cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đ−ờng tròn tâm 0 tại ba vị trí đối xứng, đặt lÖch nhau 1 gãc 1200. + Phần cảm là một nc có thể quay quanh trục 0 với tốc độ góc ω không đổi. N. - Hoạt động dựa trên hiện t−ợng cảm ứng điện từ, biến cơ năng thành điện n¨ng. Khi nam ch©m quay tõ th«ng qua mçi cuén d©y lµ ba hµm sè sin cña thời gian, cùng tần số góc ω, cùng biên độ và lệch nhau 1200. Kết quả trong ba cuộn dây xuất hiện ba sđđ xc cảm ứng cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau gãc 1200.. S. - Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay 2π chiều cùng tần số, cùng biên độ nh−ng độ lệch pha từng đôi một là 3. i1 = I 0 cos(ωt ) 2π ) 3 2π i3 = I 0 cos(ωt + ) 3. trong tr−ờng hợp tải đối xứng thì : i2 = I 0 cos(ωt −. * C¸c c¸ch m¾c:. (1). r. B. + M¾c h×nh sao - Gồm 4 dây trong đó có ba dây pha và một dây trung hßa. - Tải tiêu thụ không cần đối xứng. - U d = 3.U p Trang 23. r. 3. r. B1. B2. (2).

(24) Leâ Thanh Tuaán - Id = Ip - I0 = 0 A2. + M¾c h×nh tam gi¸c - HÖ thèng gåm ba d©y. B1 A2. B1. - Tải tiêu thụ phải thật đối xứng. A3. - I d = 3.I p. A1. B2. A1 B3. A3. - Ud = Up +¦u ®iÓm dßng xoay chiÒu ba pha - TiÕt kiÖm d©y dÉn - Dòng điện xoay chiều ba pha đối xứng cho hiệu suất cao hơn so với dòng điện xoay chiều mét pha. - Tạo ra từ tr−ờng quay dùng trong động cơ không đồng bộ ba pha dễ dàng. 14. Động cơ không đồng bộ ba pha: - Hoạt động : Dựa trên hiện t−ợng cảm ứng điện từ và từ tr−ờng quay. - CÊu t¹o: Gåm hai bé phËn chÝnh lµ: - R«to (phÇn c¶m): Lµ khung d©y cã thÓ quay d−íi t¸c dông cña tõ tr−êng quay. - Stato (phần ứng): Gồn 3 cuộn dây giống hệt nhau đặt tại 3 vị trí nằm trên 1 vòng tròn sao cho 3 trục của 3 cuộn dây ấy đồng qui tại tâm 0 của vòng tròn và hợp nhau những góc 1200. - Khi cho d®xc 3 pha vµo 3 cuén d©y Êy th× tõ tr−êng tæng hîp do 3 cuén d©y t¹o ra t¹i t©m 0 lµ tõ tr−êng quay. B = 1,5B0 víi B lµ tõ tr−êng tæng hîp t¹i t©m 0, B0 lµ tõ tr−êng do 1 cuén d©y t¹o ra. Tõ tr−ờng quay này sẽ tác dụng vào khung dây là khung quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ tr−ờng. Chuyển động quay của rôto (khung dây) đ−ợc sử dụng làm quay các máy khác.. 15. M¸y biÕn ¸p (biÕn thÕ): - Hoạt động: Dựa trên hiện t−ợng cảm ứng điện từ. - CÊu t¹o: + Lâi biÕn ¸p: Lµ c¸c l¸ s¾t non pha silic ghÐp l¹i (§Ó gi¶m dßng Phuc«). T¸c dông dÉn tõ. + Hai cuén d©y quÊn: - Cuén d©y s¬ cÊp cã hai ®Çu nèi víi nguån ®iÖn cã N1 vßng. - Cuén d©y thø cÊp cã hai ®Çu nèi víi t¶i tiªu thô cã N2 vßng. - T¸c dông cña hai cuén d©y lµ dÉn ®iÖn. - Tác dụng: biến đổi điện áp (và c−ờng độ dòng điện) của dòng điện xoay chiều mà vẫn giữ nguyên tần số. Máy biến áp không có tác dụng biến đổi năng l−ợng (công). - C«ng thøc m¸y biÕn ¸p:. U1 E1 I 2 N1 = = = =k U 2 E2 I1 N2. + NÕu k > 1: N1 > N2 <==> U1 > U2 : MBA h¹ ¸p. + NÕu k < 1: N1 < N2 <==> U1 < U2 : MBA t¨ng ¸p. P U I cosϕ2 - HiÖu suÊt m¸y biÕn ¸p: H = P2 = 2 2 U1I1cosϕ1 1 Trang 24.

(25) Leâ Thanh Tuaán - øng dông cña m¸y biÕn ¸p: Trong truyÒn t¶i vµ sö dông ®iÖn n¨ng. 15. C«ng suÊt hao phÝ trong qu¸ tr×nh truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng:. ∆P = R d I2 = R d. P2 (U cos ϕ)2. Trong đó: P: c«ng suÊt truyÒn ®i ë n¬i cung cÊp; U: ®iÖn ¸p ë n¬i cung cÊp; cosϕ: hÖ sè c«ng suÊt cña d©y t¶i ®iÖn (th«ng th−êng cosϕ = 1); Rd = ρ. l lµ ®iÖn trë tæng céng cña d©y t¶i ®iÖn (l−u ý: dÉn ®iÖn b»ng 2 d©y) S. => ChØ cÇn t¨ng ®iÖn ¸p ë ®Çu ®−êng d©y t¶i ®iÖn lªn k lÇn th× cã thÓ gi¶m hao phÝ ®i k2 lÇn. - §é gi¶m ®iÖn ¸p trªn ®−êng d©y t¶i ®iÖn:. ∆U = RdI. - HiÖu suÊt t¶i ®iÖn:. H=. P - ∆P (100%) P. Trang 25.

(26) Leâ Thanh Tuaán CHƯƠNG IV: dao động và sóng điện từ 1. Mạch dao động: * Mạch dao động là 1 mạch điện gồm 1 cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với 1 tụ điện có điện dung C thµnh 1 m¹ch ®iÖn kÝn. + Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi nh− bằng không, thì mạch là 1 mạch dao động lí t−ởng. - Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho mạch, sau đó nó phóng điện qua lại trong mạch nhiều lần tạo ra một dđxc trong mạch. Ban đầu để mạch hoạt động phải tích cho tụ điện tích Q0. * Khi mạch hoạt động, cả q, u, i biến thiên cùng tần số : - §iÖn tÝch tøc thêi q = q0cos(ωt + ϕ) - HiÖu ®iÖn thÕ (®iÖn ¸p) tøc thêi u =. q q0 = cos(ωt + ϕ ) = U 0 cos(ωt + ϕ ) C C. - Dßng ®iÖn tøc thêi i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ + Trong đó: ω =. 1. LC. U0 =. 1 2π LC. 2. ). T = 2π LC lµ chu kú riªng. lµ tÇn sè gãc riªng. f=. π. lµ tÇn sè riªng. I 0 = ω q0 =. q0 LC. q0 I 0 L = = ω LI 0 = I 0 C C ωC. * Năng l−ợng của mạch dao động:. q2 1 1 q2 = 0 cos 2 (ωt + ϕ ) - N¨ng l−îng ®iÖn tr−êng: Wđ = Cu 2 = qu = 2 2 2C 2C - N¨ng l−îng tõ tr−êng:. Wt =. - N¨ng l−îng ®iÖn tõ:. 1 2 q02 Li = sin 2 (ωt + ϕ ) 2 2C. q02 1 2 1 1 2 W=Wđ + Wt <==> W = CU 0 = q0U 0 = = LI 0 2 2 2C 2. Chú ý: + Mạch dao động có tần số góc ω, tần số f và chu kỳ T thì Wđ và Wt biến thiên với tần số góc 2ω, tÇn sè 2f vµ chu kú T/2 + Mạch dao động có điện trở thuần R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung ω2 C2 U 02 U 2 RC P = I2 R = R= 0 cÊp cho m¹ch mét n¨ng l−îng cã c«ng suÊt: 2 2L + Khi tô phãng ®iÖn th× q vµ u gi¶m vµ ng−îc l¹i + Quy −ớc: q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện d−ơng thì i > 0 ứng với dòng điện chạy đến bản tô mµ ta xÐt. Trang 26.

(27) Leâ Thanh Tuaán - Sự t−ơng tự giữa dao động điện và dao động cơ §¹i l−îng c¬ x. §¹i l−îng ®iÖn q. v. i. m. L. k. 1. C. Dao động cơ x” + ω 2x = 0 k ω= m x = Acos(ωt + ϕ). LC q = q0cos(ωt + ϕ). v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ). i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) i q02 = q 2 + ( )2 ω q u = = Lω 2 q C. F. u. v A2 = x2 + ( )2 ω. µ. R. F = -kx = -mω2x. W®. Wt (WC). W® = mv2. Wt. W® (WL). Dao động điện q” + ω 2q = 0 ω=. 1 2 1 Wt = kx2 2. 1. 1 2 Li 2 q2 W® = 2C. Wt =. 3. Sãng ®iÖn tõ * Khi 1 tõ tr−êng biÕn thiªn theo thêi gian th× nã sinh ra 1 ®iÖn tr−êng xo¸y (lµ 1 ®iÖn tr−êng mµ c¸c ®−êng søc bao quanh c¸c ®−êng c¶m øng tõ). Ng−îc l¹i khi mét ®iÖn tr−êng biÕn thiªn theo thêi gian nã sinh ra 1 tõ tr−êng xo¸y (lµ 1 tõ tr−êng mµ c¸c ®−êng c¶m øng tõ bao quanh c¸c ®−êng søc cña ®iÖn tr−êng). - Dßng ®iÖn qua cuén d©y vµ d©y dÉn lµ d® dÉn, d® qua tô ®iÖn lµ d® dÞch (lµ sù biÕn thiªn cña ®iÖn tr−êng gi÷a 2 b¶n tô) - §iÖn tr−êng vµ tõ tr−êng lµ 2 mÆt thÓ hiÖn kh¸c nhau cña 1 lo¹i tr−êng duy nhÊt lµ ®iÖn tõ tr−êng. * Sãng ®iÖn tõ: lµ sù lan truyÒn trong kh«ng gian cña ®iÖn tõ tr−êng biÕn thiªn . + §Æc ®iÓm: - VËn tèc lan truyÒn trong ch©n kh«ng c = 3.108m/s. Trong ®iÖn m«i v < c. uur uur - Sãng ®iÖn tõ lµ sãng ngang. E , B vu«ng gãc víi nhau vµ vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng. Cóng dao động cùng tần số và cùng pha. - Sóng điện từ mang năng l−ợng. Năng l−ợng của sóng tỉ lệ với bình ph−ơng của biên độ, với luỹ thừa c bËc 4 cña tÇn sè. Nªn sãng cµng ng¾n (tÇn sè cµng cao, do λ = f ) th× n¨ng l−îng sãng cµng lín. - Sãng ®iÖn tõ còng cã c¸c tÝnh ch©t ph¶n x¹, khóc x¹, giao thoa … nh− ¸nh s¸ng. - B−íc sãng cña sãng ®iÖn tõ λ =. c = c2π LC f. Víi: c: vËn tèc as trong ch©n kh«ng; d©y (H).. C: ®iÖn dung cña tô ®iÖn (F);. + Ph©n loaÞ: + Sóng dài : dùng để thông tin d−ới n−ớc. Trang 27. L: độ tự cảm của cuộn.

(28) Leâ Thanh Tuaán + Sóng trung: dùng để thông tin ở mặt đất, vào ban đêm thông tin tốt hơn ban ngày. + Sóng ngắn: dùng để thông tin ở mặt đất, kể cả ngày hay đêm. Do ít bị không khí hấp thụ, mặt khác sóng ngắn phản xạ tốt trên mặt đất và trên tầng điện li, nên có thể truyền đi xa. + Sóng cực ngắn: dùng để thông tin vũ trụ. Lo¹i sãng. B−íc sãng. TÇn sè. Sãng dµi. 1km-10km. 30kHz – 300kHz. Sãng trung. 100m-1.000m (1km). 0,3 MHz -3 MHz. Sãng ng¾n. 10m-100m. 3 MHz -30 MHz. 0,3 mm-10m. 30 MHz -106 MHz. Sãng cùc ng¾n. * Nguyên tắc phát, thu sáng điện từ: Máy phát hoặc máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC th× tÇn sè sãng ®iÖn tõ ph¸t hoÆc thu ®−îc b»ng tÇn sè riªng cña m¹ch. Chú ý: Mạch dao động có L biến đổi từ LMin → LMax và C biến đổi từ CMin → CMax thì b−ớc sóng λ của sãng ®iÖn tõ ph¸t (hoÆc thu) λMin t−¬ng øng víi LMin vµ CMin λMax t−¬ng øng víi LMax vµ CMax . 4. Sơ đồ khối của máy phát và thu thanh vô tuyến đơn giản: - Sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến đơn giản:. 1 3. 4. 5. Micrô (1) tạo ra dao động điện có tần số âm; Mạch phát sóng điện từ cao tần 2 (2) ph¸t ra sãng ®iÖn tõ cã tÇn sè cao (cì MHz) ; M¹ch biÕn ®iÖu (3) trén dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần ; Mạch khuếch đại (4) khuếch đại dao động điện tõ cao tÇn biÕn ®iÖu ; anten (5) t¹o ra ®iÖn tõ tr−êng cao tÇn lan truyÒn trong kh«ng gian. - Sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến đơn giản:. 1. 2. 3. 4 5. Anten (1) thu sóng điện từ cao tần biến điệu ; Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần (2) khuếch đại dao động điện từ cao tần từ anten gửi tới ; Mạch tách sóng (3) tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần ; Mạch khuếch đại (4) khuếch đại dao động điện từ âm tần từ mạch tách sóng gửi đến ; Loa (5) biến dao động điện thành dao động âm. - ứng dụng của sóng điện từ: Sóng vô tuyến điện đ−ợc sử dụng trong thông tin liên lạc. ở đài phát thanh, dao động âm tần đ−ợc dùng để biến điệu (biên độ hặc tần số) dao động cao tần. Dao động cao tần đã đ−ợc biến điệu sẽ đ−ợc phát xạ từ ăng ten d−ới dạng sóng điện từ. ở mát thu thanh, nhờ có ăng ten thu, sẽ thu đ−ợc dao động cao tần đã đ−ợc biến điệu, và sau đó dao động âm tần lại đ−ợc tách ra khỏi dao động cao tần biến điệu nhờ quá trình tách sóng, rồi đ−a ra loa. - Nguyªn t¾c chung cña th«ng tin liªn l¹c b»ng sãng v« tuyÕn: - Ph¶i dïng c¸c sãng ®iÖn tõ cao tÇn lµm sãng mang. - Ph¶i biÕn ®iÖu sãng mang. - ë n¬i thu ph¶i t¸ch sãng ©m tÇn ra khái sãng cao tÇn (sãng mang). - Khi tín hiệu thu nhỏ phải khuyếch đại chúng bằng mạch khuyếch đại.. Trang 28.

(29) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG V: sãng ¸nh s¸ng 1. HiÖn t−îng t¸n s¾c ¸nh s¸ng. * §/n: Lµ hiÖn t−îng chïm s¸ng phøc t¹p bÞ t¸ch thµnh nhiÒu mµu kh¸c nhau khi ®i qua mÆt ph©n c¸ch cña hai m«i tr−êng trong suèt. * ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, chỉ có một màu. v c λ λ c B−ớc sóng của ánh sáng đơn sắc λ = , truyền trong chân không λ0 = ⇒ 0 = ⇒λ = 0 f f v n λ * Chiết suất của môi tr−ờng trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng. Đối với ánh sáng màu đỏ là nhá nhÊt, mµu tÝm lµ lín nhÊt. * ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. B−íc sãng cña ¸nh s¸ng tr¾ng: 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm. 2. HiÖn t−îng nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng. HiÖn t−îng ¸nh s¸ng bÞ lÖch ph−¬ng truyÒn th¼ng gÆp vËt c¶n gäi lµ hiÖn t−îng nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng. 3. HiÖn t−îng giao thoa ¸nh s¸ng (chØ xÐt giao thoa ¸nh s¸ng trong thÝ nghiÖm Y©ng). * Đ/n: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong không gian trong đó xuất hiện nh÷ng v¹ch s¸ng vµ nh÷ng v¹ch tèi xen kÏ nhau. C¸c v¹ch s¸ng (v©n s¸ng) vµ c¸c v¹ch tèi (v©n tèi) gäi lµ v©n giao M d1 S1 thoa. x d * HiÖu ®−êng ®i cña ¸nh s¸ng (hiÖu quang tr×nh) 2 a I O ax ∆d = d 2 − d1 = S2 D Trong đó: a = S1S2 là khoảng cách giữa hai khe sáng D D = OI lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt ph¼ng chøa hai khe s¸ng S1, S2 đến màn quan sát S1M = d1; S2M = d2 x = OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét * Vị trí (toạ độ) vân sáng: ∆d = kλ ⇒ x = k. λD. a. ; k∈Z. k = 0: V©n s¸ng trung t©m k = ±1: V©n s¸ng bËc (thø) 1 (KÓ tõ trung t©m) k = ±2: V©n s¸ng bËc (thø) 2 * Vị trí (toạ độ) vân tối: ∆d = (k + 0,5)λ ⇒ x = (k + 0,5). λD. a. ; k∈Z. k = 0, k = -1: V©n tèi thø (bËc) nhÊt k = 1, k = -2: V©n tèi thø (bËc) hai k = 2, k = -3: V©n tèi thø (bËc) ba * Kho¶ng v©n i: Lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai v©n s¸ng hoÆc hai v©n tèi liªn tiÕp: i =. λD. a * NÕu thÝ nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh trong m«i tr−êng trong suèt cã chiÕt suÊt n th× b−íc sãng vµ kho¶ng v©n: λD i λ λn = ⇒ in = n = n n a * Khi nguån s¸ng S di chuyÓn theo ph−¬ng song song víi S1S2 th× hÖ v©n di chuyÓn ng−îc chiÒu vµ khoảng vân i vẫn không đổi. D §é dêi cña hÖ v©n lµ: x0 = d D1 Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn Trang 29.

(30) Leâ Thanh Tuaán D1 lµ kho¶ng c¸ch tõ nguån s¸ng tíi 2 khe d là độ dịch chuyển của nguồn sáng * Khi trên đ−ờng truyền của ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) đ−ợc đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n thì (n −1)eD hÖ v©n sÏ dÞch chuyÓn vÒ phÝa S1 (hoÆc S2) mét ®o¹n: x0 = a * Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (tr−ờng giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua v©n trung t©m) ⎡ L⎤ + Sè v©n s¸ng (lµ sè lÎ): NS = 2 ⎢ ⎥ + 1 ⎢⎣ 2i ⎥⎦ ⎡L ⎤ + Sè v©n tèi (lµ sè ch½n): Nt = 2 ⎢ + 0, 5⎥ ⎣⎢ 2i ⎦⎥ Trong đó [x] là phần nguyên của x. Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7 * Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2) + V©n s¸ng: x1 < ki < x2 + V©n tèi: x1 < (k+0,5)i < x2 Sè gi¸ trÞ k ∈ Z lµ sè v©n s¸ng (v©n tèi) cÇn t×m Chó ý: M vµ N cïng phÝa víi v©n trung t©m th× x1 vµ x2 cïng dÊu. M vµ N kh¸c phÝa víi v©n trung t©m th× x1 vµ x2 kh¸c dÊu. * Xác định khoảng vân i trong khoảng có bề rộng L. Biết trong khoảng L có n vân sáng. L + NÕu 2 ®Çu lµ hai v©n s¸ng th×: i = n −1 L + NÕu 2 ®Çu lµ hai v©n tèi th×: i = n + NÕu mét ®Çu lµ v©n s¸ng cßn mét ®Çu lµ v©n tèi th×: i =. L n − 0,5. * Sù trïng nhau cña c¸c bøc x¹ λ1, λ2 ... (kho¶ng v©n t−¬ng øng lµ i1, i2 ...) + Trïng nhau cña v©n s¸ng: xs = k1i1 = k2i2 = ... ⇒ k1λ1 = k2λ2 = ... + Trïng nhau cña v©n tèi: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ... ⇒ (k1 + 0,5)λ1 = (k2 + 0,5)λ2 = ... L−u ý: VÞ trÝ cã mµu cïng mµu víi v©n s¸ng trung t©m lµ vÞ trÝ trïng nhau cña tÊt c¶ c¸c v©n s¸ng cña c¸c bøc x¹. * Giao thoa ¸nh s¸ng tr¾ng (0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm) D - Bề rộng quang phổ bậc k: ∆x = k (λđ − λt ) với λđ và λt là b−ớc sóng ánh sáng đỏ và tím a - Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ t−ơng ứng tại một vị trí xác định (đã biết x) λD ax + V©n s¸ng: x = k ⇒λ = , k∈Z a kD Víi 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ c¸c gi¸ trÞ cña k ⇒ λ λD ax + V©n tèi: x = (k + 0,5) ⇒λ = , k∈Z a (k + 0,5) D Víi 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ c¸c gi¸ trÞ cña k ⇒ λ - Kho¶ng c¸ch dµi nhÊt vµ ng¾n nhÊt gi÷a v©n s¸ng vµ v©n tèi cïng bËc k: D ∆xMin = [kλt − (k − 0,5)λđ ] a D ∆xMax = [kλđ + (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm. a D ∆xMax = [kλđ − (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm. a Chó ý: + HiÖn t−îng cÇu vång lµ do hiÖn t−îng t¸n s¾c ¸nh s¸ng.. Trang 30.

(31) Leâ Thanh Tuaán + ¸nh s¸ng ph¶n x¹ trªn c¸c v¸ng dÇu, mì hoÆc bong bãng xµ phßng (cã mµu sÆc sì) lµ do hiÖn t−îng giao thoa ¸nh s¸ng khi dïng ¸nh s¸ng tr¾ng. 4. C¸c lo¹i quang phæ: Quang phổ. Định nghĩa. Nguồn phát. Gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách lên tục.. Các chất rắn, chất lỏng, chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng sẽ phát ra quang phổ liên tục.. Vạch hấp thụ. Ứng dụng. - Không phụ thuộc - Đo nhiệt độ của vào bản chất của vật các vật phát sáng và phát sáng, mà chỉ các vật ở rất xa. phụ thuộc vào nhiệt độ. - Nhiệt độ của vật càng cao, miền phát sáng càng lan dần về phía ánh sáng có bước sóng ngắn.. Liên tục. Vạch phát xạ. Đặc điểm. Gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối.. Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích (đốt nóng hay phóng điện qua.). Là hệ thống các vạch tối riêng rẽ nằm trên một nên quang phổ liên tục.. -Chiếu ánh sáng trắng qua đám khí hay hơi nóng sáng ở áp suất thấp.. Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, vị trí, màu sắc và cường độ sáng.. Xác định thành phần cấu tạo của các nguyên tố có trong hợp chất.. Chiếu ánh sáng trắng qua đám hơi nung nóng thu được vạch tối trên nền quang phổ liên tục.. -Ở nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì - Nhiệt độ đám hơi cũng có khả năng phải thấp hơn nhiệt - Tắt nguồn sáng, hấp thụ ánh sáng độ của nguồn sáng. có những vạch màu đơn sắc ấy. nằm trên nền tối trùng với các vạch tối ở trên.. 5. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia X: Tia hồng ngoại Định nghĩa. - Bức xạ điện từ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ.. Tia tử ngoại. Tia X. - Bức xạ điện từ không - Sóng điện từ có bước nhìn thấy, có bước sóng sóng ngắn từ 10 -12 – 10 -8 ngắn hơn bước sóng của m. ánh sáng tím.. Nguồn phát Mọi vật nung nóng đều Các vật có nhiệt độ trên Ống catốt có nắp thêm đối phát ra tia hồng ngoại. 20000C. âm cực. - Tác dụng nổi bật là tác - Tác dụng mạnh lên kính - Có khả năng đâm xuyên mạnh. (Tính chất đáng chú ảnh, làm iôn hóa chất khí. dụng nhiệt. ý nhất.) - Tác dụng lên kính ảnh - Kích thích phát quang - Tác dụng mạnh lên phim Trang 31.

(32) Leâ Thanh Tuaán hồng ngoại.. Tính chất, tác dụng. nhiều chất.. - Có thể biến điệu sóng - Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh, nhưng có thể điện từ cao tần. truyền qua được thạch anh. - Có thể gây ra hiện tượng quang điện cho một số chất - Có tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào, diệt khuẩn, nấm bán dẫn. mốc…. ảnh, làm iôn hóa không khí. - Có tác dụng làm phát quang nhiều chẩt. - Có tác dụng gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết kim loại.. - Có tác dụng sinh lí mạnh: - Có thể gây ra hiện tượng hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn… quang điện.. - Sấy khô, sưởi ấm.. - Khử trùng, diệt khuẩn.. - Y học: Chụp chiếu điện, chữa ung thư.. - Sử dụng trong bộ điều - Chữa bệnh còi xương. - Công nghiệp: dò tìm khiển từ xa. - Tìm vết nứt trên bề mặt khuyết tật trong sản phẩm kim loại. - Chụp ảnh hồng ngoại. đúc. Ứng dụng. - Trong quân sự ứng dụng làm ống nhòm hồng ngoại, quay phim ban đêm…. - Khoa học: nghiên cứu cấu trúc tinh thể. - Giao thông: kiểm tra hành lí của hành khách.. 6. Thang sãng ®iÖn tõ: - Sóng vô tuyến: B−ớc sóng từ vài chục km đến vài mm. - Tia hồng ngoại: B−ớc sóng từ vài mini mét đến 0,77ìm. - ánh sáng khả kiến: B−ớc sóng từ 0,76ìm đến 0,38ìm. - Tia tử ngoại: B−ớc sóng từ 3,7.10-7m đến 10-9m. - Tia X: B−ớc sóng từ 10-8m đến 10-11m. - Tia gamma: B−ớc sóng từ 10-12 m đến 10-15 m. Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều có bản chất là sãng ®iÖn tõ nh−ng cã b−íc sãng kh¸c nhau nªn cã tÝnh chÊt, t¸c dông kh¸c nhau vµ nguån ph¸t, c¸ch thu chóng còng kh¸c nhau.. Trang 32.

(33) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG VI: l−îng tö ¸nh s¸ng 1. N¨ng l−îng mét l−îng tö ¸nh s¸ng (h¹t ph«t«n) - N¨ng l−îng mét l−îng tö ¸nh s¸ng (h¹t ph«t«n):. ε = hf =. hc λ. = mc 2. Trong đó: h = 6,625.10-34 Js. lµ h»ng sè Pl¨ng;. c = 3.108m/s lµ vËn tèc ¸nh s¸ng trong ch©n kh«ng; f, λ lµ tÇn sè, b−íc sãng cña ¸nh s¸ng (cña bøc x¹). m lµ khèi l−îng cña ph«t«n Chú ý: Khi ánh sáng truyền đi các l−ợng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng c¸ch tíi nguån s¸ng. - ThuyÕt l−îng tö ¸nh s¸ng: + ¸nh ¸ng ®−îc t¹o thµnh bëi c¸c h¹t gäi lµ ph«t«n. + Với mỗi as đơn sắc có tần số f, các phôtôn đếu giống nhau, mỗi phôtôn mang năng l−ợng b»ng hf. + Trong ch©n kh«ng. ph«t«n bay ®i víi vËn tèc c = 3.108 m/s däc theo c¸c tia s¸ng. + Mçi lÇn 1 nguyªn tö hay ph©n tö ph¸t x¹ hay hÊp thô ¸nh s¸ng th× chóng ph¸t ra hay hÊp thô 1 ph«t«n. Chú ý: phôtôn chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động không có phôtôn đứng yên. 2. HiÖn t−îng quang ®iÖn - HiÖn t−îng quang ®iÖn ngoµi: HiÖn t−îng ¸nh s¸ng lµm bËt c¸c ªlectron ra khái mÆt kim lo¹i gäi lµ hiÖn t−îng quang ®iÖn ngoµi. - HiÖn t−îng quang ®iÖn trong (quang dÉn): HiÖn t−îng ¸nh s¸ng gi¶i phãng c¸c ªlectron liªn kÕt thµnh c¸c ªlectron dÉn vµ c¸c lç trèng cïng tham gia vµo qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn, gäi lµ hiÖn t−îng quang ®iÖn trong. - §Þnh luËt vÒ giíi h¹n quang ®iÖn: §èi víi mçi kim lo¹i, ¸nh s¸ng kÝch thÝch ph¶i cã b−íc sãng λ ngắn hơn hoặc bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới gây ra đ−ợc hiện t−ợng quang điện. => Các hiện t−ợng quang điện và các định luật quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt. - ứng dụng của các hiện t−ợng quang điện trong các tế bào quang điện, trong các dụng cụ để biến đổi c¸c tÝn hiÖu ¸nh s¸ng thµnh tÝn hiÖu ®iÖn, trong c¸c quang ®iÖn trë, pin quang ®iÖn. * C«ng thøc Anhxtanh ε = hf = Trong đó A =. hc λ. = A+. mv02Max 2. hc. lµ c«ng tho¸t cña kim lo¹i dïng lµm catèt λ0 λ0 lµ giíi h¹n quang ®iÖn cña kim lo¹i dïng lµm catèt v0Max lµ vËn tèc ban ®Çu cña electron quang ®iÖn khi tho¸t khái catèt f, λ lµ tÇn sè, b−íc sãng cña ¸nh s¸ng kÝch thÝch Trang 33.

(34) Leâ Thanh Tuaán * §Ó dßng quang ®iÖn triÖt tiªu th× UAK ≤ Uh (Uh < 0), Uh gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ h∙m. eU h =. mv02Max. 2 L−u ý: Trong một số bài toán ng−ời ta lấy Uh > 0 thì đó là độ lớn. * Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động trong điện tr−ờng cản có c−ờng độ E đ−ợc tính theo công thức: 1 e VMax = mv02Max = e Ed Max 2 * 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 1 e U = mvA2 − mvK2 2 2 * HiÖu suÊt l−îng tö (hiÖu suÊt quang ®iÖn) n H= n0 Víi n vµ n0 lµ sè electron quang ®iÖn bøt khái catèt vµ sè ph«t«n ®Ëp vµo catèt trong cïng mét kho¶ng thêi gian t. n ε n hf n hc C«ng suÊt cña nguån bøc x¹: p = 0 = 0 = 0 t t λt C−ờng độ dòng quang điện bão hoà: I bh =. ⇒H =. I bh ε I bh hf I bh hc = = pe pe pλ e. q ne = t t. r uur * Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ tr−ờng đều B Gm JG mv , α = (v,B) R= e B sin α XÐt electron võa rêi khái catèt th× v = v0Max G JG mv Khi v ⊥ B ⇒ sin α = 1 ⇒ R =. eB. L−u ý: Hiện t−ợng quang điện xảy ra khi đ−ợc chiếu đồng thời nhiều bức xạ thì khi tính các đại l−ợng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện thế hãm Uh, điện thế cực đại VMax, … đều đ−ợc tính ứng với bøc x¹ cã λMin (hoÆc fMax) * §èi víi tia R¬nghen X: - C−ờng độ dòng điện trong ống Rơnghen: i = Ne Với N là số electron tới đập và đối catoots trong 1 gi©y. - Định lí động năng: Eđ – Eđo = eUAK Với Eđ = mv2/2 là động năng của electron ngay tr−ớc khi đập vào đối catôt và Eđo = mvo2/2 là động năng của electron ngay sau khi bứt ra khỏi catôt, th−ờng thì Eđo = 0. - Định luật bảo toàn năng l−ợng: Eđ = ε + Q = hf + Q (động năng của electron biến thành năng l−ợng tia X và làm nóng đối catôt). Với ε là năng l−ợng tia X và Q là nhiệt l−ợng làm nóng đối catôt. - B−ớc sóng nhỏ nhất của bức xạ do ống Rơnghen phát ra ứng với tr−ờng hợp toàn bộ động năng của electron Eđ (ngay tr−ớc khi đập vào đối catôt) biến thành năng l−ợng ε của tia X: Tõ E® = ε + Q = hf + Q ==> E® ≥ hf = hc/λ ==> λ ≥ hc/ E® Trang 34.

(35) Leâ Thanh Tuaán ==> λmin = hc/ E® Víi: h = 6,625.10-34 Js lµ h»ng sè Pl¨ng, c = 3.108m/s lµ vËn tèc as trong ch©n kh«ng. 3. Quang trë vµ pin quang ®iÖn: - Quang điện trở là 1 điện trở làm bằng chất quang dẫn. Điện trở của nó có thể thay đổi từ vài mêgaôm khi không đ−ợc chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi đ−ợc chiếu sáng. - Pin quang điện (còn gọi là pin mặt trời) là 1 nguồn điện chạy bằng năng l−ợng as. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Pin hoạt động dựa vào hiện t−ợng quang điện trong xảy ra bên cạnh 1 líp chÆn. 4. Sù ph¸t quang: - Sự phát quang là một số chất có khả năng hấp thụ as có b−ớc sóng này để phát ra as có b−ớc sóng kh¸c. - §Æc ®iÓm cña sù ph¸t quang: lµ nã cßn kÐo dµi 1 thêi gian sau khi t¾t as kÝch thÝch. - Huỳnh quang: Là sự phát quang của các chất lỏng và chất khí, có đặc điểm là as phát quang tắt rất nhanh sau khi t¾t as kÝch thÝch. ¸nh s¸ng huúnh quang cã b−íc sãng dµi h¬n b−íc sãng cña as kÝch thÝch: λhq > λkt. - Lân quang: Là sự phát quang của các chất rắn, có đặc điểm là as phát quang có thể kéo dài 1 khoảng thời gian nào đó sau khi tắt as kích thích. ứng dụng: chế tạo các loại sơn trên các biển báo giao thông, t−îng ph¸t s¸ng... 5. Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrô * Tiên đề Bo hc ε = hfmn = = Em − En λmn * Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô: rn = n2r0 Với r0 =5,3.10-11m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K) * N¨ng l−îng electron trong nguyªn tö hi®r«: 13, 6 En = − 2 (eV ) Víi n ∈ N*. P n O * Sơ đồ mức năng l−ợng - D·y Laiman: N»m trong vïng tö ngo¹i N ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K M Chó ý: V¹ch dµi nhÊt λLK khi e chuyÓn tõ L →K V¹ch ng¾n nhÊt λ∞K khi e chuyÓn tõ ∞ L → K. - D·y Banme: Mét phÇn n»m trong vïng tö ngo¹i, mét phÇn n»m trong vïng ¸nh s¸ng nhìn thấy ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L Vïng ¸nh s¸ng nh×n thÊy cã 4 v¹ch: K Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L V¹ch lam Hβ øng víi e: N → L Laiman V¹ch chµm Hγ øng víi e: O → L V¹ch tÝm Hδ øng víi e: P → L Trang 35. Em. nhËn ph«t«n hfmn. En. ph¸t ph«t«n hfmn. Em > En. n=6 n=5 n=4 n=3 Pasen Hδ Hγ Hβ Hα. n=2. Banme n=1.

(36) Leâ Thanh Tuaán Chú ý: Vạch dài nhất λML (Vạch đỏ Hα ) V¹ch ng¾n nhÊt λ∞L khi e chuyÓn tõ ∞ → L. - D·y Pasen: N»m trong vïng hång ngo¹i ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M Chó ý: V¹ch dµi nhÊt λNM khi e chuyÓn tõ N → M. V¹ch ng¾n nhÊt λ∞M khi e chuyÓn tõ ∞ → M. Mèi liªn hÖ gi÷a c¸c b−íc sãng vµ tÇn sè cña c¸c v¹ch quang phæ cña nguyªn tõ hi®r«:. 1. λ13. =. 1. λ12. +. 1. λ23. vµ f13 = f12 +f23 (nh− céng vÐct¬). 6. S¬ l−îc vÒ laze: - Laze là phiên âm của LASER, nghĩa là máy khuyếch đại as bằng sự phát xạ cảm ứng. - Laze là 1 nguồn sáng phát ra 1 chùm sáng có c−ờng độ lớn dựa trên ứng dụng của hện t−ợng phát xạ c¶m øng - Đặc điểm của tia laze có tính đơn sắc, tính định h−ớng, tính kết hợp rất cao và c−ờng độ lớn. - Tïy vµo vËt liÖu ph¸t x¹ ng−êi ta chÕ t¹o ra laze khÝ, laze r¾n vµ laze b¸n dÉn. Đối với laze rắn, laze rubi (hồng ngọc) là Al2O3 có pha Cr2O3 màu đỏ của tia laze là do as đỏ của hồng ngäc do ion cr«m ph¸t ra khi chuyÓn tõ tr¹ng th¸i kÝch thÝch vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n 7. L−ìng tÝnh sãng h¹t cña ¸nh s¸ng: - ¸nh s¸ng võa cã tÝnh chÊt sãng, võa cã tÝnh chÊt h¹t . VËy ¸nh s¸ng cã l−ìng tÝnh sãng h¹t. - Khi b−íc sãng cña as cµng ng¾n (th× n¨ng l−îng cña ph«t«n cµng lín), th× t/c h¹t thÓ hiÖn cµng ®Ëm nÐt: TÝnh ®©m xuyªn, td quang ®iÖn, td i«n hãa, td ph¸t quang. Ng−îc l¹i khi b−íc sãng cña as cµng dµi (th× n¨ng l−îng cña ph«t«n cµng nhá), th× t/c sãng thÓ hiÖn càng đậm nét: dễ quan sát thấy hiện t−ợng giao thoa, hiện t−ợng tán sắc của các as đó.. Trang 36.

(37) Leâ Thanh Tuaán CH¦¥NG VII. H¹t nh©n nguyªn tö 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử, đơn vị khối l−ợng nguyên tử: a) CÊu t¹o h¹t nh©n nguyªn tö: - CÊu t¹o: + H¹t nh©n nguyªn tö ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c pr«t«n (mang ®iÖn tÝch nguyªn tè d−¬ng), vµ c¸c n¬tron (trung hoµ ®iÖn), gäi chung lµ nucl«n. + H¹t nh©n cña c¸c nguyªn tè cã nguyªn tö sè Z th× chøa Z pr«ton vµ N n¬tron; A = Z + N ®c gäi lµ sè khèi. + C¸c nucl«n liªn kÕt víi nhau bëi lùc h¹t nh©n. Lùc h¹t nh©n kh«ng cã cïng b¶n chÊt víi lùc tÜnh ®iÖn hay lùc hÊp dÉn; nã lµ lo¹i lùc míi truyÒn t−¬ng t¸c gi÷a c¸c nucl«n trong h¹t nh©n (lùc t−¬ng t¸c m¹nh). Lùc h¹t nh©n chØ ph¸t huy t¸c dông trong ph¹m vi kÝch th−íc h¹t nh©n (cì 10-15m). - Đồng vị: Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nh−ng khác số nơtron N gọi là các đồng vị. b) 1 số đơn vị hay dùng trong VLHN: 1 - Đơn vị khối l−ợng nguyên tử: Đơn vị u có giá trị bằng 12 khối l−ợng nguyên tử của đồng vị 126 C , cụ thÓ: Mev 1u = 931,5 c2 ==> 1uc2 = 931,5MeV - u xÊp xØ b»ng khèi l−îng cña mét nucl«n, nªn h¹t nh©n cã sè khèi A th× cã khèi l−îng xÊp xØ b»ng A(u). - §¬n vÞ n¨ng l−îng: 1 eV = 1,6.10-19J ==> 1 MeV = 106.1,6.10-19J = 1,6.10-13J 1u = 1,66055.10-27kg. - 1 số đơn vị n/tử th−ờng gặp:. ;. mP = 1,67262.10-27 kg = 1,00728 u ; mn = 1.67493.10-27 kg = 1,00866 u ; me = 9,1.10-31 kg = 0,0005486 u. - C¸c −íc vµ béi : G ↔ 109; M ↔ 106; k ↔ 103 ; m ↔ 10-3 ; µ ↔ 10-6 ; n ↔ 10-9 ; p ↔ 10-12 2. Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, năng l−ợng liên kết: - Hạt nhân có khối l−ợng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v, có năng l−ợng toàn phần tính theo công thøc:E = m0c2 + K (§éng n¨ng: K= m.v2/2) - Một vật có khối l−ợng m0 ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với vận tốc v, khối l−ợng của vật sẽ tăng m0 lªn thµnh m víi m = v2 1 - c2 - HÖ thøc Anhxtanh: E = mc2. ==> K = E – E0 ; Víi E0 = m0c2 lµ n¨ng l−îng nghØ cña vËt. - §é hôt khèi: Khèi l−îng cña mét h¹t nh©n lu«n nhá h¬n tæng khèi l−îng cña c¸c nucl«n t¹o thµnh hạt nhân đó: ∆m = [Z.mp + (A – Z).mn] – mx gọi là độ hụt khối. - Sù t¹o thµnh h¹t nh©n to¶ n¨ng l−îng t−¬ng øng ELK = ∆mc2, gäi lµ n¨ng l−îng liªn kÕt cña h¹t nh©n (v× muèn t¸ch h¹t nh©n thµnh c¸c nucl«n th× cÇn tèn mét n¨ng l−îng b»ng ELK). - H¹t nh©n cã n¨ng l−îng liªn kÕt riªng ELK/A cµng lín th× cµng bÒn v÷ng.. Trang 37.

(38) Leâ Thanh Tuaán 3. Ph¶n øng h¹t nh©n a. Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân, Phản ứng hạt nhân đ−ợc chia làm hai lo¹i: + Ph¶n øng h¹t nh©n tù ph¸t: lµ qu¸ tr×nh tù ph©n r· cña mét h¹t nh©n kh«ng bÒn v÷ng thµnh c¸c h¹t nh©n kh¸c. A → C + D Trong đó A: hạt nhân mẹ; C: hạt nhân con; D: tia phãng x¹ (α, β, ...) + Ph¶n øng h¹t nh©n kÝch thÝch: lµ qu¸ tr×nh c¸c h¹t nh©n t−¬ng t¸c víi nhau thµnh c¸c h¹t nh©n kh¸c. A+B→C+D - Ph−¬ng tr×nh ph¶n øng:. A1 Z1. X1 + ZA X2 → ZA X3 + ZA X4 2. 3. 4. 2. 3. 4. Trong sè c¸c h¹t nµy cã thÓ lµ h¹t s¬ cÊp nh− nucl«n, electr«n, ph«t«n ... - Tr−ờng hợp đặc biệt là sự phóng xạ: X1 → X2 + X3; X1 là hạt nhân mẹ, X2 là hạt nhân con, X3 là hạt α hoÆc β b. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: + B¶o toµn sè nucl«n (sè khèi):. A1 + A2 = A3 + A4. + B¶o toµn ®iÖn tÝch (nguyªn tö sè): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 JG JJG JJG JJG JJG JG JG JG + Bảo toàn động l−ợng: p1 + p2 = p3 + p4 hay m1 v1 + m 2 v2 = m 4 v3 + m 4 v4 + B¶o toµn n¨ng l−îng toµn phÇn: K X1 + K X2 + ∆E = K X3 + K X4 Trong đó: ∆E là năng l−ợng phản ứng hạt nhân 1 2. K X = mxvx2 là động năng chuyển động của hạt X L−u ý: - Không có định luật bảo toàn khối l−ợng. - Mối quan hệ giữa động l−ợng pX và động năng KX của hạt X là: p X2 = 2mX K X - Khi tính vận tốc v hay động năng K th−ờng áp dụng quy tắc hình bình hành JJ G JJG JG JJG JJG n VÝ dô: p = p1 + p2 biÕt ϕ = p1 , p2 2. 2 1. JJG. p1. 2 2. p = p + p + 2 p1 p2 cosϕ hay ( mv) 2 = ( m1v1 ) 2 + ( m2 v2 ) 2 + 2m1m2 v1v2 cosϕ hay mK = m1 K1 + m2 K2 + 2 m1m2 K1 K2 cosϕ JJ G JG JJ G JG n n T−¬ng tù khi biÕt φ1 = p1 , p hoÆc φ 2 = p2 , p JJG JJG Tr−ờng hợp đặc biệt: p1 ⊥ p2 ⇒ p 2 = p12 + p22 JJG JG JJG JG T−¬ng tù khi p1 ⊥ p hoÆc p2 ⊥ p K v m A v = 0 (p = 0) ⇒ p1 = p2 ⇒ 1 = 1 = 2 ≈ 2 K2 v2 m1 A1 T−¬ng tù v1 = 0 hoÆc v2 = 0. - N¨ng l−îng ph¶n øng h¹t nh©n: ∆E = (M0 - M)c2 Trang 38. JG. p. φ JJG. p2.

(39) Leâ Thanh Tuaán Trong đó: M 0 = mX1 + mX2 là tổng khối l−ợng các hạt nhân tr−ớc phản ứng.. M = mX + mX lµ tæng khèi l−îng c¸c h¹t nh©n sau ph¶n øng. 3. 4. Chú ý: + Nếu M0 > M thì phản ứng toả năng l−ợng ∆E d−ới dạng động năng của các hạt X3, X4 hoặc phôtôn γ. Các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. + Nếu M0 < M thì phản ứng thu năng l−ợng |∆E| d−ới dạng động năng của các hạt X1, X2 hoặc phôtôn γ. Các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững. - Trong ph¶n øng h¹t nh©n. A1 Z1. X1 + ZA X2 → ZA X3 + ZA X4 2. 3. 4. 2. 3. 4. C¸c h¹t nh©n X1, X2, X3, X4 cã: N¨ng l−îng liªn kÕt riªng t−¬ng øng lµ ε1, ε2, ε3, ε4. N¨ng l−îng liªn kÕt t−¬ng øng lµ ∆E1, ∆E2, ∆E3, ∆E4 ; §é hôt khèi t−¬ng øng lµ ∆m1, ∆m2, ∆m3, ∆m4 N¨ng l−îng cña ph¶n øng h¹t nh©n :. ∆E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2 ∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2 ∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2. 4. HiÖn t−îng phãng x¹: - §Þnh nghÜa: Lµ qu¸ tr×nh ph©n huû tù ph¸t cña mét h¹t nh©n kh«ng bÒn v÷ng. Qu¸ tr×nh ph©n huû nµy kÌm theo sù t¹o ra c¸c h¹t vµ cã thÓ kÌm theo sù ph¸t ra c¸c bøc x¹ ®iÖn tõ. H¹t nh©n tù ph©n huû gäi lµ h¹t nh©n mÑ. H¹t nh©n ®−îc t¹o thµnh sau ph©n huû gäi lµ h¹t nh©n con. - Quy t¾c dÞch chuyÓn cña sù phãng x¹ + Phãng x¹ α ( 24 He ): ZA X → 24 He + ZA−−42Y - So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vÞ. - Lµ h¹t nh©n Hªli ( 24 H e ), mang ®iÖn tÝch d−¬ng (+2e) nªn bÞ lÖch vÒ b¶n ©m khi bay qua tô ®iÖn. - Chuyển động với tốc độ cỡ 2.107m/s, quãng đ−ờng đi đ−ợc trong không khí cỡ 8cm, trong vËt r¾n cì vµi mm. => kh¶ n¨ng ®©m xuyªn kÐm, cã kh¶ n¨ng i«n hãa chÊt khÝ m¹nh. + Phãng x¹ β- ( −01e ): ZA X → −10 e + Z +A1Y - So víi h¹t nh©n mÑ, h¹t nh©n con tiÕn 1 « trong b¶ng tuÇn hoµn vµ cã cïng sè khèi. - Thùc chÊt cña phãng x¹ β- lµ mét h¹t n¬tr«n biÕn thµnh mét h¹t pr«t«n, mét h¹t electr«n vµ mét ph¶n h¹t n¬trin«: n → p + e + υ% - B¶n chÊt cña tia phãng x¹ β- lµ h¹t electr«n ( −10 e ), mang ®iÖn tÝch ©m (-1e) nªn bÞ lÖch vÒ phÝa b¶n d−¬ng cña tô. - Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối l−ợng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc cña ¸nh s¸ng vµ hÇu nh− kh«ng t−¬ng t¸c víi vËt chÊt. - Phãng ra víi vËn tèc gÇn b»ng vËn tèc as. - I«n hãa chÊt khÝ yÕu h¬n tia α. - Kh¶ n¨ng ®©m xuyªn m¹nh, ®i ®−îc vµi mÐt trong kh«ng khÝ vµ vµi mm trong kim lo¹i. + Phãng x¹ β+ ( +01e ): ZA X → +10 e + Z −A1Y - So víi h¹t nh©n mÑ, h¹t nh©n con lïi 1 « trong b¶ng tuÇn hoµn vµ cã cïng sè khèi. Trang 39.

(40) Leâ Thanh Tuaán - Thùc chÊt cña phãng x¹ β+ lµ mét h¹t pr«t«n biÕn thµnh mét h¹t n¬tr«n, mét h¹t p«zitr«n vµ p → n + e+ + v mét h¹t n¬trin«: - B¶n chÊt (thùc chÊt) cña tia phãng x¹ β+ lµ h¹t p«zitr«n (e+), mang ®iÖn tÝch d−¬ng (+e) nªn lệch về phía bản âm của tụ điện (lệch nhiều hơn tia α và đối xứng với tia β-). - Phãng ra víi vËn tèc gÇn b»ng vËn tèc as. - I«n hãa chÊt khÝ yÕu h¬n tia α. - Kh¶ n¨ng ®©m xuyªn m¹nh, ®i ®−îc vµi mÐt trong kh«ng khÝ vµ vµi mm trong kim lo¹i. + Phãng x¹ gamma γ (h¹t ph«t«n) - Cã b¶n chÊt lµ sãng ®iÖn tõ cã b−íc sãng r¾t ng¾n (< 0,01nm). Lµ chïm ph«t«n cã n¨ng l−îng cao. - H¹t nh©n con sinh ra ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch cã møc n¨ng l−îng cao E1 chuyÓn xuèng møc hc năng l−ợng thấp E2 đồng thời phóng ra một phôtôn có năng l−ợng: ε = hf = = E1 − E 2 λ - Lµ bøc x¹ ®iÖn tõ kh«ng mang ®iÖn nªn kh«ng bÞ lÖch trong ®iÖn tr−êng vµ tõ tr−êng. - Cã c¸c t/c nh− tia R¬nghen, cã kh¶ n¨ng ®©m xuyªn lín, ®i ®−îc vµi mÐt trong bª t«ng vµ vµi centimÐt trong ch× vµ rÊt nguy hiÓm. - Trong phóng xạ γ không có sự biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạ γ th−ờng đi kèm theo phóng xạ α vµ β. 4. §Þnh luËt phãng x¹: - Sè nguyªn tö (h¹t nh©n) chÊt phãng x¹ cßn l¹i sau thêi gian t: −t N N = N 0 .2 T = N 0 .e−λt = k0 2 - Sè h¹t nguyªn tö bÞ ph©n r· b»ng sè h¹t nh©n con ®−îc t¹o thµnh vµ b»ng sè h¹t (α hoÆc e- hoÆc e+) ®−îc t¹o thµnh: ∆N = N0 − N = N0 (1− e−λt ) −. m = m0 .2. - Khèi l−îng chÊt phãng x¹ cßn l¹i sau thêi gian t: Trong đó:. t T. = m0 .e−λt =. m0 2k. + N0, m0 lµ sè nguyªn tö (h¹t nh©n), khèi l−îng chÊt phãng x¹ ban ®Çu. + T lµ chu kú b¸n r· T = + λ=. ln 2 lµ kho¶ng thêi gian mét nöa sè h¹t nh©n ph©n r·. λ. ln2 0, 693 là hằng số phóng xạ, đặc tr−ng cho chất phóng xạ đang xét. = T T. + λ và T không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài (nh− nhiệt độ, áp suất ...) mà chØ phô thuéc b¶n chÊt bªn trong cña chÊt phãng x¹. t + k = T : sè chu k× b¸n r· trong thêi gian t ∆m = m0 − m = m0 (1− e−λt ). - Khèi l−îng chÊt bÞ phãng x¹ sau thêi gian t: - PhÇn tr¨m chÊt phãng x¹ bÞ ph©n r·:. ∆m. m0. = 1− e−λt. −t m = 2 T = e−λt - PhÇn tr¨m chÊt phãng x¹ cßn l¹i: m0 Trang 40.

(41) Leâ Thanh Tuaán - Khèi l−îng chÊt míi ®−îc t¹o thµnh sau thêi gian t: m1 =. ∆N. NA. A1 =. AN A 1 0 (1− e−λt ) = 1 m0 (1− e−λt ) NA A. Trong đó: A, A1 là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới đ−ợc tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 lµ sè Av«ga®r«. Chó ý: Tr−êng hîp phãng x¹ β+, β- th× A = A1 ⇒ m1 = ∆m - Độ phóng xạ H: Là đại l−ợng đặc tr−ng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một l−ợng chất phóng x¹, ®o b»ng sè ph©n r· trong 1 gi©y. −. H = H 0 .2. t T. = H 0 .e−λt = λ N =. H0. Với: H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu.. 2k. §¬n vÞ: + Bec¬ren (Bq); 1Bq = 1 ph©n r·/gi©y ;. + Curi (Ci);. 1 Ci = 3,7.1010 Bq. L−u ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây(s). - ứng dụng của các đồng vị phóng xạ: trong ph−ơng pháp nguyên tử đánh dấu, trong khảo cổ định tuæi cæ vËt dùa vµo l−îng cacbon 14. 5. Ph¶n øng ph©n h¹ch, ph¶n øng nhiÖt h¹ch: a. Ph¶n øng ph©n h¹ch: - P.− ph©n h¹ch: mét h¹t nh©n rÊt nÆng khi hÊp thô mét n¬tron sÏ vì thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n, kÌm theo 1 vµi n¬tr«n. N¨ng l−îng táa ra trong ph¶n øng cì 210 MeV. Sù ph©n h¹ch cña 1g 235U gi¶i phãng mét n¨ng l−îng b»ng 8,5.1010J t−¬ng ®−¬ng víi n¨ng l−îng cña 8,5 tÊn than hoÆc 2 tÊn dÇu táa ra khi ch¸y hÕt. - P.− dây truyền: Gọi k là hệ số nhân nơtrôn, là số nơtrôn còn lại sau 1 p.− h.n đến kích thích các h.n kh¸c. Khi k ≥ 1 x¶y ra p.− ph©n h¹ch d©y chuyÒn: + Khi k < 1, p.− ph©n h¹ch d©y chuyÒn t¾t nhanh. + Khi k = 1, p.− phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng l−ợng phát ra không đổi theo thời gian. + Khi k > 1, p.− ph©n h¹ch d©y chuyÒn tù duy tr× vµ n¨ng l−îng ph¸t ra t¨ng nhanh vµ cã thÓ g©y ra bïng næ. - Khối l−ợng tới hạn: là khối l−ợng tối thiểu của chất phân hạch để p.− phân hạch dây chuyền duy trì. Víi 235U khèi l−îng tíi h¹n cì 15 kg, víi 239Pu vµo cì 5 kg. b. Ph¶n øng nhiÖt h¹ch (p.− tæng hîp h.n): - Hai hay nhiÒu h¹t nh©n rÊt nhÑ, cã thÓ kÕt hîp víi nhau thµnh mét h¹t nh©n nÆng h¬n. Ph¶n øng nµy chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch. Con ng−ời mới chỉ thực hiện đ−ợc phản øng nµy d−íi d¹ng kh«ng kiÓm so¸t ®−îc (bom H). - Điều kiện để p.− kết hợp h.n xảy ra: + Phải đ−a hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma bằng cách đ−a nhiệt độ lên tới 108 độ. + Mật độ h.n trong plasma phải đủ lớn + Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao phải đủ lớn.. Trang 41.

(42) Leâ Thanh Tuaán CHƯƠNG VIII. Từ vi mô đến vĩ mô I. C¸c h¹t s¬ cÊp: 1. ThÕ giíi vi m«, vÜ m« ®−îc s¾p xÕp theo kÝch th−íc lín dÇn: H¹t s¬ cÊp, h¹t nh©n nguyªn tö, nguyªn tö, ph©n tö, hµnh tinh, hÖ MÆt Trêi, thiªn hµ ... 2. H¹t s¬ cÊp: Lµ h¹t cã kÝch th−íc vµ khèi l−îng nhá h¬n h¹t nh©n nguyªn tö. - C¸c h¹t s¬ cÊp gåm: ph«t«n γ, electron e-, p«zitron e+, pr«t«n p, n¬tr«n n, n¬trin« ν. - C¸c h¹t s¬ cÊp ®−îc chia lµm ba lo¹i: + ph«t«n + Các leptôn: Có khối l−ợng từ 0 đến200 me. Bao gồm: nơtrinô ν, electron e-, pôzitron e+, mªz«n µ. + C¸c ha®r«n: Cã khèi l−îng trªn 200me. §−îc chia thµnh ba nhãm con: • Mªz«n π, K: Cã khèi l−îng trªn 200me nh−ng nhá h¬n khèi l−îng nucl«n. • Nucl«n p, n. • Hipªron: Cã khèi l−îng lín h¬n khèi l−îng c¸c nucl«n. Nhãm c¸c nucl«n vµ hipªron cßn ®−îc gäi lµ barion. - Tất cả các hađrôn đều đ−ợc cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac. Có 6 loại quac (kí hiệu là: u, 2e e d, s, c, b, t) cïng víi 6 ph¶n quac t−¬ng øng. C¸c quac cã mang ®iÖn ph©n sè: ± 3 , ± 3 . - Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp gồm hạt và phản hạt. Phản hạt có cùng khối l−ợng nghỉ và spin nh− hạt nh−ng các đặc tr−ng khác có trị số bằng về độ lớn và trái dấu. - Chó ý: + Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về khối l−ợng của các hạt sơ cấp đã biết: Phôtôn, leptôn, mêzôn và barion. + C¸c h¹t s¬ cÊp lµ ph«ton, lept«n, ha®r«n. + H¹t pr«ton cã cÊu t¹o bëi c¸c quac nªn pr«ton cã thÓ bÞ ph¸ vì. 3. Bèn lo¹i t−¬ng t¸c c¬ b¶n trong vò trô: m¹nh, ®iÖn tõ, yÕu, hÊp dÉn. - T−¬ng t¸c hÊp dÉn: Lµ t−¬ng t¸c gi÷a c¸c h¹t (c¸c vËt) cã khèi l−îng kh¸c kh«ng. B¸n kÝnh lín v« cïng, lùc t−¬ng t¸c nhá.Vd: Träng lùc, lùc hót cña T§ vµ mÆt tr¨ng... - T−¬ng t¸c ®iÖn tõ: lµ t−¬ng t¸c gi÷a c¸c h¹t mang ®iÖn vµ gi÷a ph«t«n víi c¸c h¹t mang ®iÖn. B¸n kÝnh lín v« h¹n, lùc t−¬ng t¸c m¹nh h¬n t−¬ng t¸c hÊp dÉn cì 1038 lÇn. T−¬ng t¸c ®iÖn tõ lµ b¶n chÊt cña c¸c lùc Cul«ng, lùc ®iÖn tõ, lùc Lo – ren, lùc ma s¸t, lùc liªn kÕt hãa häc... - T−¬ng t¸c yÕu – c¸c lept«n: §ã lµ t−¬ng t¸c gi÷a c¸c lept«n. B¸n kÝnh t¸c dông rÊt nhá cì 10 −18 m , lùc t−¬ng t¸c yÕu h¬n t−¬ng t¸c hÊp dÉn cì 1011 lÇn. VÝ dô: c¸c qu¸ tr×nh ph©n r· β±: p → n + e+ + ve ;. ~. n → p + e- + ve. - T−¬ng t¸c m¹nh: Lµ t−¬ng t¸c gi÷a c¸c hadr«n; kh«ng kÓ c¸c qu¸ tr×nh ph©n r· cña chóng. B¸n kÝnh t¸c dông rÊt nhá cì 10 −15 m , lùc t−¬ng t¸c yÕu h¬n t−¬ng t¸c hÊp dÉn cì 10 2 lÇn. Mét tr−êng hîp riªng cña t−¬ng t¸c m¹nh lµ lùc h¹t nh©n. 4. KÝch th−íc cña nguyªn tö, h¹t nh©n, pr«ton lÇn l−ît lµ: 10-10m, 10-14m, 10-15m. - Theo thø tù kÝch th−íc gi¶m dÇn: Ph©n tö > nguyªn tö > h¹t nh©n > nucl«n > quac.. Trang 42.

(43) Leâ Thanh Tuaán II. mÆt trêi – hÖ mÆt trêi: 1. HÖ mÆt trêi: Gåm MÆt Trêi vµ 8 hµnh tinh, c¸c tiÓu hµnh tinh vµ c¸c vÖ tinh, c¸c sao chæi vµ thiªn th¹ch. - C¸c hµnh tinh: Thñy tinh, Kim tinh, Tr¸i §Êt, Háa tinh, Méc tinh, Thæ tinh, Thiªn V−¬ng tinh, H¶i V−¬ng tinh. - Để đo đơn vị giữa các hành tinh ng−ời ta dùng đơn vị thiên văn: 1ủvtv = 150.106 km . - N¨m ¸nh s¸ng: lµ qu·ng ®−êng mµ as ®i ®−îc trong 1 n¨m.. 1 naêm aùnh saùng = 9,46.10 12 Km. - Các hành tinh đều quay quanh mặt trời theo chiều thuận trong cùng một phẳng, Mặt Trời và các hành tinh tự quay quanh nó và đều quay theo chiều thuận trừ Kim tinh. 2. MÆt trêi: - Là thiên thể trung tâm của hệ mặt trời. Có bán kính > 109 lần bk trái đất; khối l−ợng = 333 000 lần kl T§. - Có khối l−ợng lớn, lực hấp dẫn của Mặt Trời có vai trò quyết định sự hình thành, phát triển và chuyển động của hệ. - Là một quả cầu khí nóng sáng, khoảng 75% là hiđrô và 23% là heli. Nhiệt độ bề mặt 6000K, trong lòng đến hàng chục triệu độ. Trong lòng mặt trời luôn xảy ra p.− nhệt hạch là p.− tổng hợp hạt nhân hi®r« thµnh hn heli. - C«ng suÊt ph¸t x¹ MÆt Trêi lµ P = 3,9.1026 W . A E L−u ý: C«ng suÊt bøc x¹ cña mÆt trêi P = 3,9.1026W, Mµ P = t = t ==> E = P.t ==> Khèi L−îng mÆt trêi gi¶m ®i lµ : m = E/c2 = Pt/c2. 3. Tr¸i §Êt: - Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình phỏng cầu, bán kính xích đạo bằng 6378km , bán kính ở hai cực bằng 6357km , khèi l−îng riªng trung b×nh 5515kg/m 3 . + Lõi Trái Đất: bán kính 3000km ; chủ yếu là sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000 - 4000 0 C . + Vá Tr¸i §Êt: dµy kho¶ng 35km ; chñ yÕu lµ granit; khèi l−îng riªng 3300kg/m 3 . - 1 vài số liệu về TĐ: KL = 5,98.1024kg, BK quĩ đạo quanh mặt trời 150.106km. Chu kì quay quanh trôc 23h56ph004gi©y. Chu k× quay quanh mÆt trêi 365,2422 ngµy. Gãc nghiªng 23027’ 3. Hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo xác định. - C¸c hµnh tinh: Thñy tinh, Kim tinh, Tr¸i §Êt, Háa tinh, Méc tinh, Thæ tinh, Thiªn V−¬ng tinh, H¶i V−¬ng tinh. - C¸c hµnh tinh cã kÝch th−íc nhá cì vµi tr¨m km hoÆc nhá h¬n gäi lµ c¸c tiÓu hµnh tinh. - Vệ tinh chuyển động quanh hành tinh. - Nh÷ng hµnh tinh thuéc nhãm Tr¸i §Êt lµ: Thuû tinh, Kim tinh, Tr¸i §Êt vµ Ho¶ tinh. §ã lµ c¸c hµnh tinh nhỏ, rắn, có khối l−ợng riêng t−ơng đối lớn. Nhiệt độ bề mặt t−ơng đối cao. - Nh÷ng hµnh tinh thuéc nhãm Méc tinh lµ: Méc tinh, Thæ tinh, H¶i v−¬ng tinh vµ Thiªn v−¬ng tinh. Chúng là các hành tinh lớn, có thể là khối khí hoặc nhân rắn và xung quanh là chất lỏng. Nhiệt độ bề mặt t−ơng đối thấp.. Trang 43.

(44) - Các đặc tr−ng cơ bản của các hành tinh Thiªn thÓ. Khoảng cách đến Mặt Trêi (®vtv). B¸n kÝnh (km). Khèi l−îng (so víi Tr¸i §Êt). Khèi l−îng riªng (103kg/m3). Chu k× tù quay. Chu kì chuyển động quanh MÆt Trêi. Sè vÖ tinh ®¨ biÕt. Thñy tinh. 0,39. 2440. 0,052. 5,4. 59 ngµy. 87,0 ngµy. 0. Kim tinh. 0,72. 6056. 0,82. 5,3. 243 ngµy. 224,7 ngµy. 0. Tr¸i §Êt. 1. 6375. 1. 5,5. 23g56ph. 365,25 ngµy (1 n¨m). 1. Háa tinh. 1,52. 3395. 0,11. 3,9. 24g37ph. 1,88 n¨m. 2. Méc tinh. 5,2. 71,490. 318. 1,3. 9g50ph. 11,86 n¨m. > 30. Thæ tinh. 9,54. 60,270. 95. 0,7. 14g14ph. 29,46 n¨m. 19. Thiªn V−¬ng tinh. 19,19. 25,760. 15. 1,2. 17g14ph. 84,00 n¨m. 15. H¶i V−¬ng tinh. 30,07. 25,270. 17. 1,7. 16g11ph. 164,80 n¨m. >8. 4. Sao chæi vµ thiªn th¹ch: - Sao chổi: Là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đ−ờng kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp rất dẹt mà mặt trời là 1 tiêu điểm. Khi sao chổi cđ trên quĩ đạo gần mặt trời vật chất trong sao bị nóng sáng và bay hơi thành đám khí và bụi quanh sao. Đám khí và bụi bao quanh sao bị áp suất do as mặt trời gây ra đẩy dạt về phía đối diện với mặt trời tạo thành cái đuôi sao chổi. Đứng trªn Tr¸i §Êt ta nh×n thÊy c¶ ®Çu vµ ®u«i sao chæi: ®Çu sao chæi gÇn mÆt trêi, ®u«i sao chæi xa MÆt Trêi h¬n. - Thiên thạch: Là những tảng đá chuyển động quanh mặt trời. Tr−ờng hợp thiên thạch bay và bầu khí quyển của trái đất thì nó bị ma sát mạnh nêu nóng sáng và bốc cháy, để lại một vết dài mà ta gọi là sao b¨ng. III. c¸c sao vµ thiªn hµ: 1. C¸c sao: - Sao là một thiên thể nóng sáng giống nh− Mặt Trời. Các sao ở rất xa, hiện nay đã biết ngôi sao gần nhất cách chúng ta đến hàng chục tỉ km (trên 4 năm as); còn ngôi sao xa nhất cách xa đến 14 tỉ năm ¸nh s¸ng ( 1 naêm aùnh saùng = 9, 46.1012 Km ). - Độ sáng các sao: Độ sáng mà ta nhìn thấy của một ngôi sao thực chất là độ rọi sáng lên con ng−ơi của mắt ta, nó phụ thuộc vào khoảng cách và độ sáng thực của mỗi sao. Độ sáng thực của mỗi sao lại phô thuéc vµo c«ng suÊt bøc x¹ cña nã. §é s¸ng cña c¸c sao rÊt kh¸c nhau. Ch¼ng h¹n Sao Thiªn Lang cã c«ng suÊt bøc x¹ lín h¬n cña MÆt Trêi trªn 25 lÇn; sao kÐm s¸ng nhÊt cã c«ng suÊt bøc x¹ nhá h¬n cña MÆt Trêi hµng v¹n lÇn. - Các loại sao đặc biệt: Đa số các sao tồn tại trong trạng thái ổn định; có kích th−ớc, nhiệt độ, … không đổi trong một thời gian dài. - Ngoài ra; ng−ời ta đã phát hiện thấy có một số sao đặc biệt nh− sao biến quang, sao mới, sao nơtron, … + Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại: - Sao biến quang do che khuất là một hệ sao đôi (gồm sao chính và sao vệ tinh), độ sáng tổng hợp mµ ta thu ®−îc sÏ biÕn thiªn cã chu k×. - Sao biến quang do nén dãn có độ sáng thay đổi thực sự theo một chu kì xác định. + Sao mới có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần rồi sau đó từ từ giảm. Lí thuyết cho rằng sao mới là một pha đột biến trong quá tr#nh biến hóa của một hệ sao. + Punxa, sao n¬tron ngoµi sù bøc x¹ n¨ng l−îng cßn cã phÇn bøc x¹ n¨ng l−îng thµnh xung sãng v« tuyÕn. - Sao nơtron đ−ợc cấu tạo bởi các hạt nơtron với mật độ cực kì lớn 1014 g/cm 3 . Trang 44.

(45) Leâ Thanh Tuaán - Punxa (pulsar) là lơi sao nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 voứng/s và phát ra sãng v« tuyÕn. Bøc x¹ thu ®−îc trªn Tr¸i §Êt cã d¹ng tõng xung s¸ng gièng nh− ¸ng s¸ng ngän h¶i ®¨ng mµ tµu biÓn nhËn ®−îc. 2. Thiªn hµ: - Thiªn hµ lµ mét hÖ thèng gåm nhiÒu sao vµ c¸c tinh v©n. - Thiªn hµ cña chóng ta cã d¹ng xo¾n èc. - Các sao tồn tại trong Vũ trụ thành những hệ t−ơng đối độc lập với nhau. Mỗi hệ thống nh− vậy gồm hµng tr¨m tØ sao gäi lµ thiªn hµ. a. C¸c lo¹i thiªn hµ: - Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt nh− các đĩa, có những cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí. - Thiªn hµ elip cã h×nh elip, chøa Ýt khÝ vµ cã khèi l−îng tr¶i ra trªn mét d¶i réng. Cã mét lo¹i thiªn hµ elip lµ nguån ph¸t sãng v« tuyÕn ®iÖn rÊt m¹nh. - Thiên hà không định hình trông nh− những đám mây (thiên hà Ma gien-lăng). b. Thiªn Hµ cña chóng ta: - Thiªn Hµ cña chóng ta lµ thiªn hµ xo¾n èc, cã ®−êng kÝnh kho¶ng 90 ngh×n n¨m ¸nh s¸ng vµ cã khối l−ợng bằng khoảng 150 tỉ khối l−ợng Mặt Trời. Nó là hệ phẳng giống nh− một cái đĩa dày khoảng 330 n¨m ¸nh s¸ng, chøa vµi tr¨m tØ ng«i sao. - HÖ MÆt Trêi n»m trong mét c¸nh tay xo¾n ë r×a Thiªn Hµ, c¸ch trung t©m kho¶ng 30 ngh×n n¨m ¸nh s¸ng. Gi÷a c¸c sao cã bôi vµ khÝ. - PhÇn trung t©m Thiªn Hµ cã d¹ng h×nh cÇu dÑt gäi lµ vïng låi trung t©m ®−îc t¹o bëi c¸c sao giµ, khÝ vµ bôi. - Ngay ë trung t©m Thiªn Hµ cã mét nguån ph¸t x¹ hång ngo¹i vµ còng lµ nguån ph¸t sãng v« tuyÕn điện (t−ơng đ−ơng với độ sáng chừng 20 triệu ngôi sao nh− Mặt Trời và phóng ra một luồng gió m¹nh). - Tõ Tr¸i §Êt, chóng ta chØ nh×n ®−îc h×nh chiÕu cña thiªn hµ trªn vßm trêi gäi lµ d¶i Ng©n Hµ n»m theo h−íng §«ng B¾c – T©y Nam trªn nÒn trêi sao. c. Nhãm thiªn hµ. Siªu nhãm thiªn hµ: - Vò trô cã hµng tr¨m tØ thiªn hµ, c¸c thiªn hµ th−êng c¸ch nhau kho¶ng m−êi lÇn kÝch th−íc Thiªn Hµ của chúng ta. Các thiên hà có xu h−ớng hợp lại với nhau thành từng nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiªn hµ. - Thiên Hà của chúng ta và các thiên hà lân lận thuộc về Nhóm thiên hà địa ph−ơng, gồm khoảng 20 thµnh viªn, chiÕm mét thÓ tÝch kh«ng gian cã ®−êng kÝnh gÇn mét triÖu n¨m ¸nh s¸ng. Nhãm nµy bÞ chi phèi chñ yÕu bëi ba thiªn hµ xo¾n èc lín: Tinh v©n Tiªn N÷ (thiªn hµ Tiªn N÷ M31 hay NGC224); Thiªn Hµ cña chóng ta; Thiªn hµ Tam gi¸c, c¸c thµnh viªn cßn l¹i lµ Nhãm c¸c thiªn hµ elip vµ c¸c thiên hà không định hình tí hon. - ë kho¶ng c¸ch cì kho¶ng 50 triÖu n¨m ¸nh s¸ng lµ Nhãm Trinh N÷ chøa hµng ngh×n thiªn hµ tr¶i réng trªn bÇu trêi trong chßm sao Trinh N÷. - Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà. Siêu nhóm thiên hà địa ph−ơng có tâm nằm trong ở Nhóm Trinh Nữ và chứa tất cả các nhóm bao quanh nó, trong đó có nhóm thiên hà địa ph−ơng của chúng ta. IV. thuyÕt vô næ lín (BIG BANG) 1. Định luật Hớp-bơn: Tốc độ lùi ra xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách giữa thiên hà và chúng ta: ⎧v = Hd ; 1 naêm aùnh saùng = 9, 46.1012 Km ⎨ −2 ⎩ H = 1, 7.10 m/s.naêm aùnh saùng. Trang 45.

(46) Leâ Thanh Tuaán 2. ThuyÕt vô næ lín (Big Bang): - Theo thuyÕt vô næ lín, vò trô b¾t ®Çu d¨n në tõ mét “®iÓm k× dÞ”. §Ó tÝnh tuæi vµ b¸n kÝnh vò trô, ta chän “®iÓm k× dÞ” lµm mèc (gäi lµ ®iÓm zªr« Big Bang). - Tại thời điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết t−ơng đối rộng không áp dụng đ−ợc. Vật lí học hiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đoán các hiện t−ợng xảy ra bắt đầu từ thời điểm t p = 10 −43 s sau Vô næ lín gäi lµ thêi ®iÓm Planck. - ở thời điểm Planck, kích th−ớc vụ trụ là 10−35 m , nhiệt độ là 1032 K và mật độ là 10 91 kg/cm 3 . Các trị số cực lớn cực nhỏ này gọi là trị số Planck. Từ thời điểm này Vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của Vũ trô gi¶m dÇn. T¹i thêi ®iÓm Planck, Vò trô bÞ trµn ngËp bëi c¸c h¹t cã n¨ng l−îng cao nh− electron, notrino vµ quark, n¨ng l−îng Ýt nhÊt b»ng 1015 GeV . - Tại thời điểm t = 10 −6 s , chuyển động các quark và phản quark đã đủ chậm để các lực t−ơng tác mạnh gom chóng l¹i vµ g¾n kÕt chóng l¹i thµnh c¸c pr«t«n vµ n¬tr«n, n¨ng l−îng trung b×nh cña c¸c h¹t trong vò trô lóc nµy 1GeV . - Tại thời điểm t = 3 phuựt , các hạt nhân Heli đ−ợc tạo thành. Tr−ớc đó, prôtôn và nơtrôn đă kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân đơteri 12 H . Khi đó, đă xuất hiện các hạt nhân đơteri 12 H , triti 13 H , heli 4 2. He bÒn. C¸c h¹t nh©n hi®r« vµ hªli chiÕm 98% khèi l−îng c¸c sao vµ c¸c thiªn hµ, khèi l−îng c¸c. khèi l−îng lµ hªli vµ cã 3 khèi l−îng lµ 4 4 hiđrô. Điều đó chứng tỏ, mọi thiên thể, mọi thiên hà có cùng chung nguồn gốc.. h¹t nh©n nÆng h¬n chØ chiÕm 2% . ë mäi thiªn thÓ, cã 1. - T¹i thêi ®iÓm t = 300000 naêm , c¸c lo¹i h¹t nh©n kh¸c ®¨ ®−îc t¹o thµnh, t−¬ng t¸c chñ yÕu chi phèi vò trô lµ t−¬ng t¸c ®iÖn tõ. C¸c lùc ®iÖn tõ g¾n c¸c electron víi c¸c h¹t nh©n, t¹o thµnh c¸c nguyªn tö H vµ He. - Tại thời điểm t = 109 naờm , các nguyên tử đã đ−ợc tạo thành, t−ơng tác chủ yếu chi phối vũ trụ là t−¬ng t¸c hÊp dÉn. C¸c lùc hÊp dÉn thu gom c¸c nguyªn tö l¹i, t¹o thµnh c¸c thiªn hµ vµ ng¨n c¶n c¸c thiên hà tiếp tục nở ra. Trong các thiên hà, lực hấp dẫn nén các đám nguyên tử lại tạo thành các sao. ChØ cã kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thiªn hµ tiÕp tôc t¨ng lªn. - Tại thời điểm t = 14.109 naờm , vũ trụ ở trạng thái nh− hiện nay với nhiệt độ trung bình T = 2, 7K .. ============================================================= Bảng quy đổi theo luỹ thừa 10 Thõa sè 1012 109 106 103 102 101. Tªn tiÒn tè Tera Giga Mega Kilo Hecto Deca. Ký hiÖu T G M K H D. Thõa sè 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12. Trang 46. Tªn tiÒn tè dexi centi mili micro nano pico. Ký hiÖu d c m µ n p.

(47) Leâ Thanh Tuaán CẤU TRÚC ĐỀ THI TS ĐH, CĐ. Chủ đề. MÔN VẬT LÝ I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [40 câu]. Chủ đề. Dao động cơ. Sóng cơ. Dòng điện xoay chiều. Nội dung kiến thức. Số câ. • Dao động điều hoà • Con lắc lò xo • Con lắc đơn • Năng lượng của con lắc lò xo và con lắc đơn • Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức • Hiện tượng cộng hưởng • Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen • Thực hành: Chu kì dao động của con lắc đơn. 7. • • • •. 4. Đại cương về sóng, sự truyền sóng Sóng âm Giao thoa sóng Phản xạ sóng. Sóng dừng. • Đại cương về dòng điện xoay chiều • Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có R, L, C và R, C mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện • Công suất dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất. • Máy biến áp.Truyền tải điện năng • Máy phát điện xoay chiều • Động cơ không đồng bộ ba pha • Thực hành: Khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp. Nội dung kiến thức. Số câ. • Cấu tạo hạt nhân nguyên tử. Khối lượng hạt nhân. Độ hụt khối. Lực hạt nhân • Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng Hạt • Hệ thức giữa khối lượng và năng lượng nhân nguyên • Phóng xạ • Phản ứng hạt nhân tử • Phản ứng phân hạch • Phản ứng nhiệt hạch. 5. Từ vi mô đến. • Các hạt sơ cấp • Hệ Mặt Trời. Các sao và thiên hà. vĩ mô Tổng. 40. II. PHẦN RIÊNG [10 câu]. Thí sinh chỉ được làm một trong hai phần (phần A hoặc B) A. Theo chương trình Chuẩn [10 câu]. Chủ đề. Số câ. Dao động cơ 9. Sóng cơ và sóng âm 6. Dòng điện xoay chiều Dao động và sóng điện từ. Dao. • • và • sóng đi • từ động. Sóng ánh sáng. • • • • • • •. Dao động điện từ  Mạch dao động LC Điện từ trường Sóng điện từ Truyền thông (thông tin liên lạc) bằng sóng điện từ. Sóng ánh sáng 4. Lượng tử ánh sáng 4 Hạt nhân nguyên tử. Tán sắc ánh sáng Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng Bước sóng và màu sắc ánh sáng Các loại quang phổ Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X Thang sóng điện từ Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng. Từ vi mô đến vĩ mô Tổng B. Theo chương trình Nâng cao [10 câu]. Chủ đề Động lực học vật rắn. Lượng tử ánh sáng. • Hiện tượng quang điện ngoài. Định luật về giới hạn quang điện • Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng  hạt của ánh sáng • Hiện tượng quang điện trong • Quang điện trở. Pin quang điện • Hiện tượng quang  phát quang • Sơ lược về laze • Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô. 10. 5. Số câ 4. Dao động cơ Sóng cơ Dao động và sóng điện từ Dòng điện xoay chiều 6. 6. Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng Sơ lược về thuyết tương đối hẹp Hạt nhân nguyên tử Từ vi mô đến vĩ mô Tổng. Trang 47. 10.

(48) Leâ Thanh Tuaán CẤU TRÚC ĐỀ THI TN THPT. MÔN VẬT LÝ. Hạt nhân nguyên. I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [32 câu]. Chủ đề. Dao động cơ. Sóng cơ. Dòng điện xoay chiều. Dao động và sóng điện từ. Sóng Ánh sáng. Nội dung kiến thức. tử. Số câu. • Dao động điều hoà • Con lắc lò xo • Con lắc đơn • Năng lượng của con lắc lò xo và con lắc đơn • Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức • Hiện tượng cộng hưởng • Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen • Thực hành: Chu kì dao động của con lắc đơn. 6. • • • •. 4. Sóng cơ. Sự truyền sóng. Phương trình sóng Sóng âm Giao thoa sóng Phản xạ sóng. Sóng dừng. • Đại cương về dòng điện xoay chiều • Đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có R, L, C và có R, L, C mắc nối tiếp. Cộng hưởng điện • Công suất dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất • Máy biến áp. Truyền tải điện năng • Máy phát điện xoay chiều • Động cơ không đồng bộ ba pha • Thực hành: Khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp • Dao động điện từ. Mạch dao động LC • Điện từ trường • Sóng điện từ • Truyền thông (thông tin liên lạc) bằng sóng điện từ. Chủ đề. Số câu. Nội dung kiến thức • Cấu tạo hạt nhân nguyên tử. Khối lượng h nhân. Độ hụt khối. Lực hạt nhân. • Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng • Hệ thức giữa khối lượng và năng lượng • • • •. Phóng xạ Phản ứng hạt nhân Phản ứng phân hạch Phản ứng nhiệt hạch. 4. Từ vi mô đến. • Các hạt sơ cấp • Hệ Mặt Trời. Các sao và thiên hà. vĩ mô Tổng. 32. II. PHẦN RIÊNG [8 câu]:. Thí sinh học chương trình nào thì chỉ được làm phần dành riêng cho chương trình đó A. Theo chương trình Chuẩn [8 câu]. Chủ đề. Số câu. Dao động cơ Sóng cơ và sóng âm 7. 4. Dòng điện xoay chiều Dao động và sóng điện từ Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng. 4. Hạt nhân nguyên tử 2. Từ vi mô đến vĩ mô Tổng. • • • • • • •. Tán sắc ánh sáng Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng Bước sóng và màu sắc ánh sáng Các loại quang phổ Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X Thang sóng điện từ Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng. 8. B. Theo chương trình Nâng cao [8 câu]. Chủ đề 5. Động lực học vật rắn. Số câu 4. Dao động cơ Sóng cơ. Lượng tử ánh sáng. • Hiện tượng quang điện ngoài. Định luật về giới hạn quang điện • Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng  h của ánh sáng • Hiện tượng quang điện trong • Quang điện trở. Pin quang điện • Hiện tượng quang  phát quang 4 • Sơ lược về laze • Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô. Dao động và sóng điện từ Dòng điện xoay chiều Sóng ánh sáng. 4. Lượng tử ánh sáng Sơ lược về thuyết tương đối hẹp Hạt nhân nguyên tử Từ vi mô đến vĩ mô Tổng. Trang 48. 8.

(49) Leâ Thanh Tuaán. Trang 49.

(50)

ly thuyet vat ly 12

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về