Đ IăH CăQU CăGIAăHÀăN I TR NGăĐ IăH CăKHOAăH CăT ăNHIÊN V TăLụăĐ IăC NGă2 ĐỊNăậ QUANG Hà Nội 12/03/2014 Đ IăH CăQU CăGIAăHÀăN I TR NGăĐ IăH CăKHOAăH CăT ăNHIÊN V TăLụăĐ IăC NGă2 ĐỊNăậ QUANG SINH VIÊN :ăHOÀNGăVĔNăTR NG L P :ăK54ăĐ aălý QUÊ QUÁN :ăGiaoăThủyăậ NamăĐ nh ĐỊNăTHO I : 0974 971 149 EMAIL : hoangtronghus@gmail.com Hà Nội 12/03/2014 Lời chia sẻ Điện – Quang làămônăh căthu că"Kh iăki năth căcơăbảnăchungăc aănhómăngành" ngànhăđàoăt oăc aătr ngăĐHKHTN,ăĐHQGHNăđ u h c mônăh cănày N iădungăc aăĐiệnăậ Quangăgồmă2ăph năchínhăcóăliênăquanăchặtăch ăv iănhau: +ăĐiệnăh c (baoăgồm ĐiệnăvàăTừ) +ăQuangăh c (tínhăch tăsóngăvàătínhăch tăh tăc aăánhăsáng) Trongă ph nă Điệnă h că nh ng n iă dungă cơă bảnă v ă tr ngă điệnă vàă tr ngă từ.ă Tr căh t,ăc nănắmăđ ợcăcácăkháiăniệm,ăhi uăvàănh ăcácăđ nhălu tăđ ăgiảiăquy tăcácăbàiă t păliênăquan ậ đâyălàăđi uăkiệnăc n Đ ăti păthuăki năth căc aămônăh căb tăkhóăkhĕnă thìăc năphảiăxemăl iănh ngăki năth căliênăquanăt iămơnăTốnănh :ăđ oăhàmăậ vi phân, tíchă phână hàmă m tă bi nă (mơnă Giảiă tíchă 1ă ậ giáoă trìnhă Tốnăh că caoă c pă t pă 2),ă tíchă phânăhàmănhi uăbi nă(mơnăGiảiătíchă2ăậ giáo trìnhăTốnăh căcaoăc păt pă3), lýăthuy tă tr ngăv ătốnătửărot,ătốnătửădiv,ầ Cácăđ nhălu tăphátăbi uăchoăđiệnătíchăđi m,ăh tăcơăbản,ăy uăt ădịng,ầ.nh ngăbàiă tốnăl iăc nătìmăgiáătr ătổngăhợp Vìăth ,ătrongăqătrìnhăv nădụngălýăthuy tăvàoăbàiăt pă thìăth ngăgặpăkhóăkhĕnădoăliênăquanăđ năphépătínhătíchăphânămàăcụăth ălàăđiătìmăbi uă th căd iăd uătíchăphân Bảnăch tăc aăphépăl yătíchăphânăchỉălàăphépăc ng:ăc ng vơăs ăcácăs ăh ngătrongă đóăm i s ăh ngăcóăgiáătr ăvơăcùngănh : f(x) dx b a lim n n i1 ba f(x i ) n Taăsửădụngătíchăphânăkhiăcóăm t hoặcănhi uăy uăt ăbi năđổi, víădụăđiệnătr ngădoă cácăđiệnătíchă ăv ătríăkhác khác nhau,ăcácăđiệnătíchăphânăb ăliênătục Mu nătìmă bi uăth căd iăd uătíchăphânăthìăphảiăxácăđ nhăgiáătr ă(víădụăđiệnătr ng)ădoăm tăy uăt ă viăphânăvơăcùngănh ăgâyănênăsauăđóăl yătíchăphânăđ ăc ngăcácăgiáătr ăđóăl iăv iănhau Ngồi ra, bi uă th că d iă d uă tíchă phână cóă th ă xu tă hiệnă véctơă t că làă chi uă c a véctơăthayăđổiătheoătừngăy uăt ăviăphân N uăcóă1ăy uăt ăbi năđổiăthìătaăcóătíchăphână c aăhàmă1ăbi n,ăn uăcóă2ăy uăt ăbi năđổiăthìătaăcóătíchăphânămặt, n uăcóă2ăy uăt ăbi nă đổiămàăbi năs ănàyălàăhàmăc aăbi năs ăkiaăthìăcóăth ăđ aăv ătíchăphânăđ ng,ầ Ngồiăra,ăm tăs ăđ nhălýăvàăđ nhălu tăcịnăđ ợcăth ăhiệnăd iăd ngăviăphânăvàăliênă quanăt iătoánătửărot,ătoánătửădiv:ăđ nhălýăOăậ Gătrongăđiệnătr ng,ătừătr ng;ăđ nhălu tă Faradayă v ă hiệnă t ợngă cảmă ngă điệnă từ,ă đ nhă lu tă Ampereă v ă dòngă tồnă ph n,ă ph ơngătrìnhăc aăMaxwell.ăVìăv yăc năphảiăhi uăđ ợcărotăvàădiv: Edl rot E lim L S S (trongăđóăSălàădiệnătíchăgi iăh năb iăđ EdS div E lim S V 0 ngăcongăkínăL) V (trongăđóăVălàăth ătíchăgi iăh năb iămặtăkínăS) M tă v nă đ ă khóă khĕnă n aă làă khiă xácă đ nhă chi uă theoă quyă tắcă bànă tayă phảiă thìă th ngă b ă g ợngă tay.ă Cácă b nă cóă th ă thayă bằngă quyă tắcă vặnă đinhă că choă dễă t ngă t ợng,ăv iă quyă c: vặnăđinhă căxoayătheoăchi uăkimăđồngăhồăthìăđinhă că s ăchuy nă đ ngăt nhăti năv phíaătr căvàăng ợcăl i Ph năQuangăh căcũngăch a nhi uăn iădungăt ơngă ngăv iăl chăsửăphátătri năc aă nó.ăTrongăkhnăkhổăc aămơnăh căvàăcũngăđ ăphụcăvụăchoăthiăk tăthúcămơn, nênăt pătrungăvàoăbảnăch tăsóngăc aăánhăsáng (giaoăthoa,ănhiễuăx ,ăphânăc c)ăvàăl ợngă tử ánh sáng (cácăđ nhălu tăb căx ăc aăv tăđenătuyệtăđ i,ăhiệuă ngăquangăđiện,ăhiệuă ngă Compton) Nhìnăchung,ăbàiăt pătrongăph nănàyădễăhơnăph năĐiện nh ngălýăthuy tăc nă phảiănh ăthìăkháănhi u Fileănàyăđ ợcăc uătrúcănh ăsau:ăđ iăv iăm iăph năthìăđ uătiênălàătómătắtălýăthuy tă v iăcácăcơngăth căhayăsửădụng đ ợcăbaoăquanhăb iăvi nămàuăđ ,ăsauăđóălàăápădụngălýă thuy tăvàoăgiảiăm tăs toán liên quan Cu iăfileălàăm tăs ăđ ăthiăvàăđ ăki mătra.ăC nă hi uăvàăghiănh ănh ng n iădungălýăthuy tăcơăbản,ăcáchăxâyăd ngăcơngăth c,ầvì chúng s ăxu tăhiệnătrongăbàiăthiăk tăthúcămơnăh c Trênăđâyălàăchútăki năth c ítă iămàămìnhămu năchiaăsẻăcùngăcácăb n Doăh năch nh năth căv ămơnăh cănênăchắcăchắn cịn n iădungănàoăđóăvi tăch a đúngăhoặcăch aă đ yăđ ,ăr tămongăcácăb năthơngăcảmăvàăgópăý đ ămìnhăchỉnhăsửaăthêm Cácăb năcóăđi uăgìăthắcămắcăxinăgửiăv ăđ aăchỉ:ăhoangtronghus@gmail.com Hoặcă đĕngă ýă ki nă lên page: Đ ă THIă HUSă ậ KHTNă HÀă N I c aă trang web facebook.com đ ăcùngătraoăđổiăvàăthảoălu n HoàngăVĕnăTr ng Cập nhật 12/03/2014 M CăL C PH NăI:ăĐỊNăH C A.ăLÝăTHUY T Điệnătr ng a Điện tích b Định luật Coulomb c Điện trường d Đường s c điện trường e Nguyên lý chồng chất điện trường 2.ăĐ nhălýăOstrogradskiăậ Gauss (O ậ G) 10 a Thông lượng điện trường 10 b Định lý O – G 10 3.ăĐiệnăth 10 a Công c a lực tĩnh điện 10 b Tính chất c a trường tĩnh điện 11 c Thế c a điện tích điện trường 11 d Điện - Hiệu điện 11 e Mặt đẳng 12 g Mối liên hệ điện cường độ điện trường 12 4.ăNĕngăl ợngăđiệnătr ng 13 a Năng lượng tĩnh điện c a vật dẫn 13 b Năng lượng c a tụ điện 13 c Năng lượng mật độ lượng điện trường 14 5.ăDòngăđiện 14 a Dòng điện Mật độ dòng điện 14 b Phương trình liên tục 15 c Lực lạ 15 6.ăTừătr ng 15 a Định luật Ampere tương tác từ hai yếu tố dòng 15 b Từ trường 16 c Định luật Biot – Savart – Laplace 16 d Lực tác dụng c a từ trường lên dòng điện 16 7.ăĐ nhălu tăAmpereăv ădịngătồnăph n vàă ngădụng 17 a Định luật Ampere dịng tồn phần 17 b ng dụng c a định luật Ampere dịng tồn phần 17 c Định lý Ostrogradski – Gauss từ trường 18 8.ăL căLorentzăậ Hiệuă ngăHall 18 a Lực Lorentz 18 b Hiệu ng Hall 18 9.ăCácăđ nhălu tăv ăcảmă ngăđiệnătừ 19 a Định luật Faraday 19 b Định luật Lenz 19 10.ăHiệnăt ợngăh ăcảmăvàăhiệnăt ợngăt ăcảm 19 a Hiện tượng hỗ cảm 19 b Hiện tượng tự cảm 20 11.ăNĕngăl ợngătừătr ng 20 a Năng lượng từ trường 20 b Mật độ lượng từ trường 20 Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 Cập nhật 12/03/2014 12.ăHệăph ơngătrìnhăMaxwellăvàăhệăquả 20 B.ăBÀIăT P 22 Bàiă1:ăĐiệnătr ngăc aăđiệnătíchăđi m 22 Bàiă2:ăĐiệnăth ăc aăđiệnătíchăđi m 23 Bàiă3:ăĐiệnătr ngăc aăl ̃ngăc căđiện 23 Bàiă4:ăĐiệnăth ăc aăl ̃ngăc căđiện 25 Bàiă5:ăĐiệnătr ngăvàăđiệnăth ăc aădâyăd̃năth̉ngădàiătíchăđiện 25 Trường hợp 1: M ǹm đường trung trực c a sợi dây cách trung đỉm c a sợi dây khoảng z XỨt trường hợp đặc biệt a 25 Trường hợp 2: M ǹm đường thẳng AB cách trung đỉm O khoảng z 28 Trường hợp 3: M ǹm đường thẳng vuông ǵc v́i đầu c a sợi dây cách đầu sợi dây khoảng z 30 Trường hợp 4: M ǹm đường thẳng vuông ǵc v́i sợi dây đỉm cách đầu sợi dây khoảng h, M cách sợi dây khoảng z Đây trường hợp t̉ng quát cho trường hợp ̉ 32 Bàiă6:ăĐiệnătr ngăvàăđiệnăth ăc aăvịngădâyătrịnătíchăđiện 34 Trường hợp 1: Vòng dây trịn tâm O bán kính R, tích điện q, mật độ điện dài Đỉm M ǹm trục c a vòng dây cách O khoảng z XỨt trường hợp đặc biệt z b̀ng 34 Trường hợp 2: Một ống hình trụ mỏng ć chiều cao h, tích điện dương v́i mật độ điện mặt Đỉm M ǹm trục c a hình trụ cách tâm c a mặt đáy khoảng z 36 Trường hợp 3: Bán cầu rỗng ć bán kính R, tích điện dương v́i mật độ điện mặt Đỉm M ǹm tâm c a bán cầu 37 Bàiă7:ăĐiệnătr ngăvàăđiệnăth ăc aăđĩaătrịnătíchăđiện 40 Trường hợp 1: Đĩa trịn tâm O bán kính R, tích điện dương v́i mật độ điện mặt Đỉm M ǹm trục c a đĩa cách O khoảng z XỨt trường hợp đặc biệt z >> R R 40 Trường hợp 2: Hình trụ đặc bán kính R, tích điện dương v́i mật độ điện khối Đỉm M ǹm trục c a khối trụ cách tâm c a mặt đáy khoảng z 42 Bàiă8:ăXácăđ nhăvécătơăcảmă ngătừă B doăm tădâyăd̃năth̉ngădàiăcóădịngăIăch yăquaăt iă măMăcáchădâyăm tăkhoảngălàăz 45 Bàiă9:ăXácăđ nhăvéctơăcảmă ngătừă B doăm tădịngăđiệnătrịnătâmăOăbánăkínhăR,ăc ngăđ ăIă gâyăraăt iăđi măMănằmătrênătrụcăc aăvịngădâyătrịnăvà cách O m tăkhoảngălà z Tìmăcảmă ngătừăt iătâmăOăc aăvòngădâyătròn 47 Bàiă10:ăNửaăvịngădâyăd̃năđiệnăbánăkínhăRă=ă0,49măvàăkh iăl ợngămă=ă250g,ăcóădịngăđiệnă Iă=ă25Aăch yăquaă(hìnhăv ).ăH iăc năm tătừătr ngă B cóăh ngăvàăđ ăl nănh ăth ănàoă đ ănửaăvịngădâyătrênălơălửngătrongăkhơngăgian 48 Bàiă11:ăM tădâyăcápăđồngătrụcăcóăđ ngăkínhătrongăd1 =ă2mmăv ăngồiăb căchìăđ ngăkínhă d2 =ă8ăcm,ă ăgi aălõiăvàăv ăb călàăch tăđiệnămơiăcóăhằngăs ăđiệnămơiă = Trong lõi v ăb cătíchăđiệnătráiăd uănhauăv iăm tăđ ăđiệnădàiă = 3,14.10-4 C/m.ăHưyăxácăđ nhă c ngăđ ăđiệnătr ngăt iăcácăđi măcáchătrụcăm tăkhoảng: 49 (a) r1 = cm 49 (b) r2 = 10 cm 49 Bàiă12:ăChoăquảăc uăkhơngăd̃năđiệnătâmăO,ăbánăkínhăRă=ă15ăcmăđ ợcătíchăđiệnăđ uăv iă m tăđ ăđiệnătíchăkh iă = 1,699.10-7 C/m3,ăđ ợcăđặtătrongăchânăkhông 51 (1)ăXácăđ nhăc ngăđ ăđiệnătr ngăt iăđi măMăcáchătâmăOăm tăđo n:ă(a)ăr = 10 cm; (b) r2 = 30 cm 51 (2)ăL yăđiệnăth ăt iăvôăcùngăbằngă0.ăXácăđ nhăđiệnăth ăt iăPăcáchătâmă20ăcm 51 Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 Cập nhật 12/03/2014 Bàiă13:ăM tăquảăc uăkimălo iătâmăO,ăbánăkínhăRă=ă15ăcm.ăL yăđiệnăth ăt iăvơăcùngăbằngă0,ă tíchăđiệnăchoăquảăc uăđ năhiệuăđiệnăth ă1500V.ăHưyăxácăđ nh: 54 (a)ăĐiệnătíchăvàăm tăđ ăđiệnătíchătrênămặtăquảăc u 54 (b)ăC ngăđ ăđiệnătr ng,ăhiệuăđiệnăth ăt iăcácăđi măMăvàăNăl năl ợtăcáchătâmăOăm tă khoảngălàă5ăcmăvàă45ăcm 54 (c)ăM tăđ ăđiệnătr ngăt iăcácăđi măM,ăN 54 Bàiă14:ăM tădịngăđiệnăth̉ngădàiăvơăh năcóădịngăđiệnăkhơngăđổiă1Aăch yăqua.ăM tăkhungă dâyăhìnhăch ănh tăABCDăđặtătrongămặtăph̉ngăđiăquaădịngăđiện.ăChoăc nhăABă=ă30cm,ă BCă=ă20cm.ăĐo năABăsongăsongăv iădịngăđiện,ăcáchădịngăđiệnă10cm.ăHưyăxácăđ nhătừă thơngăđiăquaăcnădây.ăChoăhằngăs ătừăthẩmăc aămơiătr ngăbằngă1 55 Bàiă15:ăM tădâyătíchăđiệnăliênătụcănằmăd cătheoătrụcăOxătừăđi măxă=ăx đ nă+.ăM tăđ ă điệnătíchădàiătrênădâyălàă0.ăTínhăc ngăđ ăđiệnătr ngăvàăđiệnăth ăt iăg căt aăđ ăO 56 Bàiă16:ăM tăthanhăd̃năhìnhătrụ,ăkh iăl ợngă0.72ăkg,ăbánăkínhăti tădiệnă6ăcm,ăcóădịngăđiệnăIă =ă48Aăch yăquaătheoăchi uămũiătên,ănằmătrênăhaiăthanhărayăcóăđ dàiăLă=ă45ăcmăđặtă songăsongăvàăcáchănhauăm tăkhoảngădă=ă12ăcm.ăTồnăb ăhệăđ ợcăđặtătrongăm tătừă tr ngăđ uăcóăđ ăl nă0.24ăT,ăh ngăvngăgócăv iămặtăph̉ngăch aăthanhăd̃năvàăthanhă ray.ăThanhăd̃năđ ngănă ăm tăđ uăc aărayăvàăbắtăđ uălĕnăkhơngătr ợtătheoăray Tính t căđ ăc aăthanhăd̃năt iăth iăđi măr iăkh iăđ uăkiaăc aăray 58 Bài 17: M tădâyăd̃năđ ợcău nănh ăhìnhăv ,ăcóădịngăIă=ă5Aăch yăqua.ăBánăkínhăcungătrịnă làăRă=ă3ăcm.ăXácăđ nhăđ ăl năvàăh ngăc aăcảmă ngătừăt iătâmăc aăcungătròn 59 Bàiă18:ăM tăsolenoidăv iănă=ă400ăvịng/măcóădịngăđiệnăbi năthiênăIă=ă30(1ăậ e-1.6t) Aăch yă qua.ăM tăcu nădâyăcóătổngăc ngăNă=ă250ăvịng,ăbánăkínhă6cmăđ ợcăđặtăđồngătrụcăvàoă trongălịngăc aăsolenoid.ăTìmăsu tăđiệnăđ ngăcảmă ngăxu tăhiệnătrongăcu nădây 60 Bàiă19:ăM tăthanhădàiă14ăcmăđ ợcătíchăđiệnăđ u,ăcóădiệnătíchătổngăc ngălàăậ22 µC Xác đ nhăc ngăđ ăđiệnătr ngăvàăđiệnăth ăt iăđi mănằmătrênătrụcăthanh,ăcáchătrungăđi mă c aăthanhăm tăkhoảngălàă36ăcm 61 Bàiă20:ăM tăthanhăd̃năđiệnăcóăm t đ ăkh iăl ợngălàă0.04ăkg/m,ăđ ợcătreoăbằngăhaiăsợiădâyă d̃năm măchoădịngăđiệnăIăch yăqua,ăđặtătrongătừătr ngăBin =ă3,6ăT,ăh ngăvngăgócă vàoătrongămặtăph̉ng.ăDịngăđiệnăIăphảiăcóăh ngăvàăđ ăl nănh ăth ănàoăđ ăkhơngăcóăs că cĕngătrênăcácădâyătreo 63 Bàiă21:ăM tădâyăd̃năgồmăvịngădâyătrịnăcóăbánăkínhăRăvàăhaiăđo nădâyăth̉ng,ădài,ănằmă trongăcùngăm tămặtăph̉ng.ăDâyăd̃năcóădịngăđiệnăIă=ă7Aăch yăquaătheoăchi uămũiătênă (hìnhăv ).ăTìmăbi uăth căc aăvéctơăcảmă ngătừăt iătâmăc aăvòngădây 64 Bàiă22:ăM tăcu n cóă15ăvịngădây,ăbánăkínhăRă=ă10ăcm,ăđ ợcăcu năquanhăm tăsolenoidăcóă bánăkínhă2ăcmăvàănă=ă1000ăvịng/m.ăDịngăđiệnăch yătrongăsolenoidătheoăchi uămũiătênă (hìnhăv )ăvàăbi năthiênătheoăquyălu tăIă=ă5sin(120t)ăA.ăTìmăbi uăth căc aăsu tăđiệnăđ ngă cảmă ngătrongăcu năcóă15ăvịngădây 65 Bàiă23:ăM tăquảăc uăđặc,ăbánăkínhă40ăcm,ătíchăđiệnăđ uătrongătồnăb ăth ătíchăv iăđiệnătíchă tổngăc ngălàă+26C.ăTìmăđ ăl năvàăh ngăc aăc ngăđ ăđiệnătr ngăt iănh ngăv ătríă cáchătâmăquảăc uăm tăkhoảng: 66 (a) cm 66 (b) 10 cm 66 (c) 40 cm 66 (d) 60 cm 66 Bàiă24:ăM tăthanhăcóăđ ădàiăLănằmăd cătheoătrụcăxă(hìnhăv ).ăĐ uăbênătráiăc aăthanhăđ ợcă đặtăt iăg căt aăđ ăThanhăđ ợcătíchăđiệnăkhơngăđ uăv iăm tăđ ăđiệnătíchădàiălàă = .x ( làăm tăhằngăs ăd ơng) 68 (a)ăĐơnăv ăc aă 68 (b)ăTìmăđiệnăth ăt iăđi măMăcáchăg căt aăđ ăm tăkhoảngăd 68 Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 Cập nhật 12/03/2014 Bàiă25:ăB nădâyăd̃năth̉ngăsongăsongădàiăvôăh năcóăcùngădịngăđiệnăIă=ă5Aă(hìnhăv ).ăCácă dịngăđiệnăAăvàăBăh ngăvngăgócăvàoătrongămặtăph̉ngăhìnhăv ăCácădịngăCăvàăDă h ngăvngăgócăraăbênăngồiămặtăph̉ngăhìnhăv ăTìmăđ ăl năvàăh ngăc aăcảmă ngătừă B t iăđi măMănằmă ătâmăhìnhăvngăcóăc nhă0,2m 69 Bàiă26:ăThanhăd̃năcóăth ătr ợtăkhơngămaăsátătrênăhaiărayăsongăsong,ăđặtăcáchănhauăm tă khoảngălă=ă1,2m.ăTồnăb ăhệăđ ợcăđặtătrongătừătr ngăđ uăcóăđ ăl năBă=ă2,5Tăh ngă vngăgócăvàoătrongămặtăph̉ngăhìnhăv 70 (a)ăTínhăl căl căkhơngăđổiă Fapp c năthi tăđ ătr ợtăthanhăd̃năsangăphảiăv iăt căđ ă2ăm/s 70 (b)ăTínhăcơngăsu tăt aăraătrênăđiệnătr ăRă=ă6 70 Bàiă27:ăM tăquảăc uăkhơngăd̃năđiệnăđ ngăkínhă8ăcm,ătíchăđiệnăđ uătrongătồnăb ăth ătíchă v iăđiệnătíchătổngăc ngălàă+5,7 C.ăTínhăđiệnătíchăch aătrongăcácămặtăc uăđồngătâmăv iă quảăc uăcóăbánăkính 71 (a) r1 = cm 71 (b) r2 = cm 71 Tìmăđ ăl năvàăh ng c aăc ngăđ ăđiệnătr ngăt iăcácămặtăc uăđồngătâmăđó 71 Bàiă28:ăTínhăc ngăđ ăđiệnătr ngăvàăđiệnăth ăt iăđi măPănằmătrênătrụcăc aăbảnăvànhăkhĕnă tíchăđiệnăđ uăv iăm tăđ ăđiệnătíchămặtă (hìnhăv ) 72 Bàiă29:ăM tăv tăd̃năhìnhătrụădàiăvơăh n,ăbánăkínhăR,ăcóădịngăđiệnăIăch yăquaă(hìnhăv )ăv iă m tăđ ădịngăJăkhơngăđ uătrênăti tădiệnăv tăd̃n,ăJă=ăbră(v iăbălàăhằngăs ăvàărălàăkhoảngă cáchătínhătừătrụcăc aăhìnhătrụ).ăTìmăđ ăl năcảmă ngătừă B t iănh ngăđi mănằmăcáchătrụcă hìnhătrụ m tăkhoảng: 74 (a) r1 < R 74 (b) r2 > R 74 Bàiă30:ăThanhăd̃năcóăth ătr ợtăkhơngămaăsátătrênăhaiăthanhărayăsongăsong,ăđặtăcáchănhau m tăkhoảngăl.ăTồnăb ăhệăđ ợcăđặtătrongătừătr ngăđ uă B h ngăvngăgócăvàoătrongă mặtăph̉ngăhìnhăv ăM tăl căkhơngăđổiăcóăđ ăl nă Fapp 1N làmăthanhăd̃nătr ợtăđ uă sangăphảiăăv iăt căđ ă2m/s.ăB ăquaăl cămaăsát 76 (a)ăTínhăc ngăđ ădịngăđiệnăch yătrongăđiệnătr ăRă=ă8 76 (b)ăTínhăcơngăsu tăt aăraătrênăđiệnătr ăR 76 Bàiă31:ăM t electrơnăchuy năđ ngătrênăquỹăđ oătrịnă(hìnhăv )ăcóăđ ngănĕngăE đ = 22,5 eV (1eV = 1,6.10-19 J),ăcảmă ngătừăBă=ă4,55.10-4 T 77 (a)ăTínhăbánăkínhăquỹăđ oăđiệnătử,ăbi tăkh iăl ợngăelectrơnămă=ă9,1.10 -31 kgăvàăđiệnătíchă q = 1,6.10-19 C 77 (b)ăChuăkǶăchuy năđ ngăc aăelectrôn 77 Bàiă32:ăM tăsợiădâyăth̉ngăđặtănằmăngangăcóădịngăIă=ă28A.ăH iăchi uăvàăđ ăl năc aătừă tr ngăbằngăbaoănhiêuăđ ănóăgâyăraăm tăl căcânăbằngăv iătr ngăl ợngăc aăsợiădây.ăChoă bi tăkh iăl ợngătrênăm tăđơnăv ăchi uădàiăc aăsợiădâyălà:ăm/Lă=ă46,6ăg/m 78 Bàiă33:ăM tădâyăd̃năth̉ngăđ ợcătáchăthànhăhaiănửaăvịngătrịnănh ănhau,ăcóădịngăIăch yă qua.ăXácăđ nhăc ngăđ ătừătr ngăt iătâmăOăc aăvòngătròn 79 Bàiă34:ăTínhăvéctơăcảmă ngătừăt iătâmăCăc aăhìnhăcóăd ngăd iăđâyă(hìnhăv )ăkhiăcóădịngăIă ch yăqua 79 Bàiă35:ăHaiăvịngădâyăd̃năm tăl năm tănh ăđặtăsongăsongăv iănhauă(hìnhăv ).ăTrongăvịngă l năcóădịngăIăđangătĕng.ăH i: 80 (a)ăChi uăc aădòngăđiệnăcảmă ngătrongăcu nănh 80 (b)ăChi uăc aăl cătácădụngălênăcu nănh 80 Bàiă36:ăM tădâyăd̃năth̉ngăAB,ăchi uădàiălă=ă1,2măđ ợcăn iăv iăm tănguồnăđiệnăcóăsu tă điệnăđ ngă =ă24Văbằngăm tăsợiădâyăm mă(hìnhăv ).ăĐiệnătr ătrongăc aănguồnăđiệnălàără Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 Cập nhật 12/03/2014 = 0,5 .ăDâyăd̃năABăđặtătrongătừătr ngăcóăvéctơăcảmă ngătừăBă=ă0,8Tăvngăgócăv iă dâyăd̃n.ăĐiệnătr ăm chăngồiălàăRă=ă2,5 81 (a)ăTìmădịngăch yătrongăm chăn uădâyăchuy năđ ngăv iăv năt căvă=ă12,5ăm/s 81 (b)ăDòngăthayăđổiăbaoănhiêuăl năn uădâyăd̃nădừngăl i.ăB ăquaătừătr ngădoădòngăđiệnă gây nên 81 PH NăII:ăQUANGăH C 82 A.ăLÝăTHUY T 82 1.ăCơăs ăquangăhìnhăh c 82 Giao thoa ánh sáng 83 a Ánh sáng śng 83 b Cường độ sáng 83 c Giao thoa vân không định x 84 d Giao thoa vân định x 86 e Các giao thoa kế 89 3.ăNhiễuăx ăánhăsáng 90 a Nguyên lý Hugen – Fresnel 90 b Nhiễu xạ Fresnel 91 c Nhiễu xạ Fraunhofer 92 4.ăPhânăc căánhăsáng 96 5.ăL ợngătửăánhăsáng 98 a B c xạ nhiệt 98 b Các định luật b c xạ c a vật đen tuyệt đối 98 c Thuyết lượng tử ánh sáng c a Einstein 99 d Hiện tượng quang điện 100 e Hiệu ng Compton 100 B.ăBÀIăT P 101 Bàiă1:ăChi uăchùmăánhăsángătrắngăxu ngăbảnăm ngăcóăchi tăsu tănă=ă1,33ătrongăkhơngăkhíă v iăgócăt iă60o,ăánhăsángăcóăb căsóngă550nmăphảnăx ăchoăc ngăđ ăc căđ iăv iăb că giaoăthoaăbằngă2.ăHưyăxácăđ nhăb ădàyăc aăbảnăm ng.ăNgồiăánhăsángătrênăcịnăánhăsángă đơnăsắcănàoăkhiăphảnăx ăcũngăchoăc ngăđ ăc c đ i 101 Bàiă2:ăTrênăb ămặtăc aăm tăquangăcụălàmăbằngăth yătinhăcóăchi tăsu tănă=ă1,7ăng iătaăph ă m tăl pătrongăsu tăcóăchi tăsu tăn1 = 1,7 ăHưyăxácăđ nhăb ădàyăt iăthi uăc aăl pătrongă su tăđ ăánhăsángăcóăb căsóngă550nmăkhơngăb ăphảnăx ăCoiăánhăsángăchi uăvngăgóc.102 Bàiă3:ăMặtăc uăc aăth uăkínhăph̉ngălồiăti păxúcăv iăbảnăth yătinh.ăBánăkínhăcongăc aăth uă kínhălàăRă=ă100cm.ăChi uăchùmăsángăđơnăsắcăcóăb căsóngă =ă0,5µmăt iăvngăgócă v iăbảnăth yătínhăsaoăchoăvânăNewtonăxu tăhiệnă ămặtătrênămặtăcongăc aăth uăkính.ăChoă bi tăchi tăsu tăc aăv tăliệuălàmăth uăkínhălàăn =ă1,5ăvàăchi tăsu tăc aăth yătinhălàăn3 = 1,7 103 a) Hãy xácăđ nhăbánăkínhăc aăvânăt iăth ă5 103 b)ăKhơngăgianăgi aăth uăkínhăvàăbảnăch aăđ yăsulphuaăcacbonăcóăchi tăsu tăn = 1,63 Hãy xácăđ nhăbánăkínhăc aăvânăt iăth ă5 103 Bàiă4:ăHaiăt măth yătinhădàiă120ămmăcóăm tăđ uăch mănhauăcịnăđ uăkiaăcáchănhauă48ăµmă t oăthànhănêmăkhơngăkhí.ăChi uăchùmăánhăsángăđơnăsắcăcóăb căsóngă = 0,48 µm xu ngăvngăgócăv iămặtăd iăc aănêm.ăHưyăxácăđ nh: 104 a)ăKhoảngăvân 104 b)ăS ăvânăgiaoăthoaăquanăsátăđ ợc 104 Bàiă6:ăM tănguồnăsángăđi măphátăánhăsángăđơnăsắcăb căsóngă =ă0,5µmăđ ợcăđặtătrênă trụcăvngăgócăđiăquaătâmăc aăl ătrịnătruy năsáng,ăbánăkínhără=ă1ămm,ăcáchăl ătrịnăm tă khoảngăaă=ă1m.ăHưyăxácăđ nhăkhoảng cáchăbătừămànăđ năđi măquanăsátăđ ăđ iăv iăđi mă đóăl ătrịnăch aăđúngă3ăđ iăFresnel 107 Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 Cập nhật 12/03/2014 Bàiă7:ăChi uăchùmăánhăsángăđơnăsắcăb căsóng =ă0,44ăµmăt iăvngăgócăv iăkheăhẹpăb ă r ngăa.ăTrênămànăquanăsátăđặtăcáchăkheăhẹpă1măng iătaăđoăđ ợcăkhoảngăcáchătừăc că ti uănhiễuăx ăth ă2ăđ năc căđ iăchínhăgi aălàă50cm.ăHưyăxácăđ nh: 107 a)ăGócănhiễuăx ă ngăv iăc căti uăth ă2 107 b)ăB ăr ngăaăc aăkheăhẹp 107 Bàiă8:ăTrongăm tăthíănghiệm nhiễuăx ăc aăsóngăph̉ngăquaăm tăkheăhẹpădàiăvơăh n,ăb ăr ngă kheălàăaă=ă1200nm,ăkhoảngăcáchătừămànăđ năkheăhẹpălàă1m,ăánhăsángăcóăb căsóngă 600nm.ăL yăchínhăgi aămànălàmăg c,ăhưyăxácăđ nhăv ătríăgócăvàăv ătríătrênămànăc aăc că đ iăphụăvàăc căti uăth ănh tă(v ăphíaăgócăâm)ătrongăcácătr ngăhợpăkhiăchùmăsángăt i:109 a)ăVngăgócăv iăkheăhẹp 109 b)ăT oăv iăphápătuy năc aăkheăhẹpăm tăgócă30o 109 Bàiă9:ăChi uăchùmăsángăđơnăsắcăsongăsongăb căsóngă =ă0,55ăµmăt iăhaiăkheăhẹpăgi ngă nhauăcóăb ăr ngăaă=ă0,25mm;ăkhoảngăcáchăhaiăkheălàădă=ă1,55mm.ăMànăquanăsátăcáchă mặtăph̉ngăch aăhaiăkheăđo năDă=ă1m 110 a)ăXácăđ nhăkhoảngăcáchăgi aăcácăc căđ iăgiaoăthoa 110 b)ăCóăbaoănhiêuăvânăsángăquanăsátăđ ợcătrongăc căđ iătrungătâmăc aăbaoăhìnhănhiễuăx 110 Bàiă10:ăChi uăm tăchùmăsángăđơnăsắc b căsóngă600nmăt iăvngăgócăv iăm tăcáchătửăcóă hằngăs ă(chuăkǶ)ălàădă=ă1900nmăvàăs ăkheălàăNă=ă104.ăSauăcáchătửăđặtăm tăth uăkínhăh iă tụ,ămànăquanăsátăđặtă ămặtăph̉ngătiêuădiệnăc aăth uăkính.ăHưyăxácăđ nh: 112 a)ăV ătríăvàăb ăr ngăgócăc aăv chăquangăphổăb că2 112 b)ăTrênămànăquanăsátăđ ợcăbaoănhiêuăv chăquangăphổ 112 Bàiă11:ăChi uăchùmăánhăsángăphátăraătừănguồnăNatriăt iăvngăgócăv iăcáchătửăcóăcácă thơngăs ănh ăsau:ăhằngăs ădă=ă1900ănmăvàăs ăkheăNă=ă104.ăNatriăcóăhaiăánhăsángăđơnă sắcăb căsóngă589ănmăvàă589,59ănm.ăHưyăxácăđ nh: 114 a)ăKhoảngăcáchăgócăgi aăhaiăv chăquangăphổăb că2ăc aăhaiăánhăsángătrên 114 b)ăCáchătửăcóăphânăbiệtăđ ợcăhaiăv chăquangăphổăb că1ăc aăhaiăánhăsángătrênăkhông.ăT iă sao? 114 Bàiă12:ăChi uăchùmăánhăsángăt ănhiênăcóăc ngăđ ăIo t iăhệăgồmăkínhăphânătíchăAăvàăkínhă phânăc căP.ăHưyăxácăđ nhăgócăgi aăhaiăquangătrụcăc aăhaiăkínhăPăvàăAăđ ăánhăsángăđiă quaăhệăIă=ăIo/8.ăB ăquaăhiệnăt ợngăh păthụăánhăsángăkhiăquaăhaiăkính 115 Bàiă13:ăMắtăng iăthơngăth ngănh yăcảmănh tăđ iăv iăánhăsángăcóăb căsóngă = 550 nm.ăHưyăxácăđ nhănhiệtăđ ăc aăm tăh căđenătuyệtăđ iăđ ămắtăng iănhìnărõănh tăánhă sáng phát 115 Bàiă14:ăPhổăb căx ăc aămặtătr iăc căđ iă ăb căsóngă max =ă480ănm.ăCoiăb ămặtăc aămặtă tr iănh ăv tăđenătuyệtăđ i.ăHưyăxácăđ nhănhiệtăđ ăb ămặtăvàănĕngăsu tăb căx ătoànăph nă c aămặtătr i.ăChoăhệăs ăStefanăậ Boltzmann = 5,67.10-8 W/m2K4.ăHệăs ăd chăchuy nă Wien b = 2898 µm.K 116 Bàiă15:ăM tănguồnăsángăđi măcơngăsu tă3Wăphátăánhăsángăđơnăsắcăb căsóngă589ănm.ăHưyă xácăđ nhăs ăphotonăđiăquaăti tădiệnă1cm2 theoăph ơngăvngăgócăv iăph ơngătruy n,ă cáchănguồnă1,75ăm 116 Bàiă16:ăM tăphotonănĕngăl ợngă150ăkeVătánăx ăđànăhồiătrênăelectronăt ădoăđ ngăyênăd iă gócătánăx ă90o.ăChoăb căsóngăComptonă = 2,42.10-12 m, h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s.ăHưyăxácăđ nh: 117 a)ăNĕngăl ợngăphotonătánăx 117 b)ăĐ ngănĕngăvàăv năt căc aăelectronăComptonă(sauătánăx ) 117 Bàiă17:ăM tăphotonănĕngăl ợngă58ăkeVătánăx ăđànăhồiătrênăelectronăt ădoăđ ngăyên,ăsauătánă x ăb căsóngăphotonătĕngălênă25%.ăHưyăxácăđ nh: 118 a)ăGócătánăx 118 b)ăB căsóngăvàănĕngăl ợngăphotonătánăx 118 Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 1 6,625.10-34 9,1.10-31 m2 -12 -11 3.10 1,07.10 8,28.10 Cập nhật 12/03/2014 kg 31 m2 9,7.10 - V năt căvăc aăelectrônăComptonăsauătánăx ălà: m2 m2 v 1 12 c2 m2 m1 v2 1 c 9,12 v 1 - .9.1016 1,04.108 9,7 m/s - Đ ngănĕngăc aăelectrônăComptonăsauătánăx ălà: 1 Wđ m2 v2 9,7.1031.1,042.1016 5,25.1015 2 J Bài 17: M tăphotonănĕngăl ngă58ăkeVătánăx ăđƠnăhồiătrênăelectronăt ădoăđứngă yên,ăsauătánăx ăb căsóngăphotonătĕngălênă25%.ăHưyăxácăđ nh: a)ăGócătánăx b)ăB căsóngăvƠănĕngăl ngăphotonătánăx Cho h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s, k = 2,43.10-12 măvƠăl yă1eVă=ă1,6.10-19J Lời giải: a) Ǵc tán xạ: - Từăhiệnăt ợngătánăx ăComptonătaăcó: Δ ' θ 2h sin (v iă làăgócătánăx ) mec 25% θ 2h sin 2 me c θ 2.arc sin Mà: hc ł 25% me c 2h v iă làănĕngăl ợng c aăphoton Doăđó: θ 2.arc sin 25% me c2 2ł Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 118 (*) Cập nhật 12/03/2014 θ 2.arcsin 25%.9,1.10-31.9.1016 2.arcsin1,0 1800 19 2.58.10 1,6.10 θ (khơngăbi tăđ ăbàiăcóăv năđ ăgìăkhơng.ăTrongăbi uăth că(*)ăđưăth yă sin cóăgiáătr ăl nă hơnă1) b) Bức śng lượng photon tán xạ: -B căsóngăphotonătánăx : 6,625.1034.3.108 hc 2,68.1011 ' 1,25 1,25 1,25 19 58.1000.1,6.10 ł - Nĕngăl ợngăc aăphotonătánăx : hc 6,625.1034.3.108 7,42.1015 ł' 11 ' 2,68.10 J Bài 18: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 119 m 46,36 keV Cập nhật 12/03/2014 M TăS ăĐ ăTHIăVÀ KI MăTRA Đ ăthiăcu iăkỳăhèănĕmă2013 TR Đ IăH CăQU CăGIAăHÀăN I NGăĐ IăH CăKHOAăH CăT ăNHIểN Đ ăTHIăK TăTHÚCăH CăHÈ NĔMăH Că2012ăậ 2013 Mơnăthi:ăĐịnăậ Quang Mưămơnăh c:ăPHYă1103 S ătínăchỉ:ă03 Đ ăs ă1 Dành cho sinh viên: Khoa Sinhăh c,ăKhoaăHóaăh c,ăKhoaăTốnăậ Cơăậ Tinăh c,ăKhoaă Đ aălý,ăKhoaăĐ aăch t,ăKhoaămơiătr ng,ăKhoaăYăậ D ợc,ầ Thời gian làm bài: 90 phút (không k̉ thời gian phát đề) CơuăI:ă(3ăđỉm) Nĕngăl ợngătĩnhăđiệnăc aăv tăd̃n:ăXâyăd ngăcôngăth c,ăđ nhănghĩa Nĕngă l ợngă dòngă điệnă tồnă t iă d côngăth c,ăđ nhănghĩa iă d ngă từă tr ngă trongă cu nă dây:ă Xâyă d ngă Vi tăbi uăth căvàăphátăbi uăhaiălu năđi măc aăMaxwellăv ătruy năsóngăđiệnătừ CơuăIIă(2ăđỉm) Choăm tăquảăc uăkimălo iătâmăOăbánăkínhă15ăcm,ăđ ợcătíchăđiệnăđ năđiệnătíchăQă saoăchoăt iăđi măMăcáchătâmă30ăcmă cóăđiệnăth ă1500ăV.ăHưyă xácăđ nhăm tăđ ănĕngă l ợngăđiệnătr ngăt iăđi măM,ăchoăhằngăs ăđiệnă0 = 8,86.10-12 C2/Nm2 Choăm chăđiệnăhìnhătamăgiácăvngăcânăABC,ăc nhăhuy năBCădàiă50ăcm,ăc ngă đ ăIă=ă1,5Aă(dịngăđiệnăch yăcùngăchi uăkimăđồngăhồ).ăHưyăxácăđ nhăvéctơăcảmă ngătừă t iăđi măMănằmăchínhăgi aăc nhăBC.ăChoăhằngăs ătừăµ0 = 4.10-7 T.m/A CơuăIIIă(3ăđỉm) Đ nhănghĩaăánhăsángăphânăc căm tăph n,ăsoăsánhăs ăgi ngănhauăvàăkhácănhauăv iă ánhăsángăt ănhiên Trìnhăbàyăđ ătánăsắcăc aăcáchătử M tă nguồnă sángăđi mă phátă ánhă sángă đơnă sắcă b că sóngă =ă0,55ă µmă đ ợcă đặtă trênătrụcăvngăgócăvàăđiăquaătâmăc aăl ătruy năsáng,ăbánăkínhără=ă1mm.ăKhoảngăcáchă từănguồnăđ nătâmăl ătrịnăaă=ă1m.ăHưyăxácăđ nhăkhoảngăcáchăb từămànăđ năđi măquană sátăCăđ ăđ iăv iăđi măC,ăl ătrònăch aăđúngă3ăđ iăFresnel CơuăIVă(2ăđỉm) Trìnhăbàyăvàănêuăcácăk tăquảăthíănghiệmătánăx ăComptom M tănguồnăsángăđi măcơngăsu tă3Wăphátăánhăsángăđơnăsắcăb căsóngă589ănm.ă Hưyă xácă đ nhă s ă photonă quaă diệnă tíchă 1ă cm2 theoă ph ơngă vngă gócă v iă ph ơngă truy n,ăcáchănguồnă1m.ă Cho h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s,ăcoiănguồnăđ̉ngăh Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 120 ng Cập nhật 12/03/2014 Lời giải: Câu I: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 121 Cập nhật 12/03/2014 2.ăĐ ăthiăcu iăkỳăII nĕmăh că2012 ậ 2013 Mưămơnăh c:ăPHYă1103 S ătínăchỉ:ă03 Dành cho sinh viên:ăKhoaăSinhăh c,ăkhoaăHóaăh c,ăkhoaăTốnăậ Cơăậ Tin, khoa Đ aălý,ăkhoaăĐ aăch t,ăkhoaăMôiătr ng,ăkhoaăYăậ D ợc Thời gian làm bài: 90 phút (không k̉ thời gian phát đề) Phần bắt buộc (7,5 đỉm – gồm câu) Câu I (2,5ăđỉm) 1.ăMơătảăthíănghiệmăvàăhiệnăt ợngănhiễuăx ăc aăsóngăph̉ng,ăđơnăsắcăquaă2ăkheăhẹpă songăsongădàiăvơăh n Chi uăchùmăánhăsángăđơnăsắc,ăsongăsongăcóăb căsóngă600ănm,ăt iă vngăgócă v iăcáchătửăcóăhằngăs ă(chuăkǶ)ădă=ă2000ănmăvàăs ăkheălàăNă=ă10 Sauăcáchătửăđặtă th uăkínhăh iătụ,ămànăquanăsátăđặtăt iămặtăph̉ngătiêuădiệnăc aăth uăkính a.ăXácăđ nhăv ătríăvàăb ăr ngăgócăc aăv chăquangăphổăb că1 b.ăTínhăs ăv chăquangăphổăquanăsátăđ ợcătrênămàn 3.ăTrênăb ămặtăc aăm tăquangăcụălàmăbằngăth yătinhăcóăchi tăsu tănă=ă1,69ăng iătaă ph ăm tăl pătrongăsu tăcóăchi tăsu tă n1 n ăHưyăxácăđ nhăb ădàyăt iăthi uăc aăl pă trongă su tă đ ă ánhă sángă cóă b că sóngă 555ă nmă khơngă b ă phảnă x ă Coiă ánhă sángă chi uă vng góc CơuăIIă(2,5ăđỉm) 1.ăNêuătómătắtăthíănghiệmăvàăk tăquảăc aătánăx ăCompton Trìnhăbàyăthíănghiệmăphânăc căánhăsángădoăbảnăTua-ma-lin (Tourmaline) Chi uăchùmăsángăt ănhiênăcóăc ngăđ ă Io t iăhệăgồmă kínhăphânăc căPă vàăkínhă phânătíchăA.ăHưyăxácăđ nhăgócăgi aăhaiăquangătrụcăc aăchúngăđ ăánhăsángăđiăquaăhệă bằngăIo/4.ăB ăquaăhiệnăt ợngăt ăh păthụăánhăsángăkhiăđiăquaă2ăkính CơuăIIIă(2,5ăđỉm) 1.ăPhátăbi u,ăvi tăbi uăth căc aăđ nhălu tăAmpereă(đ nhălu tădịngătồnăph n) Choădịngăđiệnătrịnăkhơngăđổiăc ngăđ ăI,ăbánăkínhăRăđặtătrongăchânăkhơng.ă ngă dụngăđ nhălu tăBiotăậ Savart ậ Laplaceătínhăcảmă ngătừădoădịngăđiệnăgâyăraăt iăđi măMă nằmătrênătrụcăcáchătâmăm tăđo năhă(hìnhăbên) M Ápădụng:ăRă=ă40cm,ăIă=ă2A,ăhă=ă30cm Cho µ = 4.10-7 T.m/A I h R Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 122 Cập nhật 12/03/2014 Phần tự chọn (2,5 đỉm) Câu IVa Cho thanhăhìnhătrụăđồngăch tăcóăchi uădàiă2a,ăđ ợcătíchăđiệnăd ơng,ăđ uăv iăm tă đ ăđiệnătíchădàiă,ăđặtătrongăchânăkhơng Hưyăxácăđ nhăc ngăđ ăđiệnătr ngăt iăđi mă Măcáchătrụcăc aăthanhăđo năr.ăXétătr ngăhợpăaăti năt iă,ătừăđóăsuyăraăđiệnătr ngădoă thanhătíchăđiệnăđ u,ădàiăvơ h năgâyăraăt iăđi măMă(hìnhăd i) a r a M Câu IVb 1.ăPhátăbi u,ăvi tăbi uăth căđ nhălu tăOstrogradsky - Gauss Choăm tăthanhăhìnhătrụădàiăvơăh n,ătíchăđiệnăđ uăv iăm tăđ ăđiệnătíchădàiă, áp dụngăđ nhălu tăOstrogradskyăậ Gaussătínhăđiệnătr ngăt iăđi măMăcáchătrụcăc aăthanhă đo nără(nằmăngoàiăthanh) Lời giải: Câu I: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 123 Cập nhật 12/03/2014 Đ ăthiăcu iăkỳăhèănĕm 2012 TR Đ ăTHIăK TăTHÚCăH CăHÈ NĔMăH Că2011ăậ 2012 Đ IăH CăQU CăGIAăHÀăN I NGăĐ IăH CăKHOAăH CăT ăNHIểN Mônăthi:ăĐịnăậ Quang Mưămônăh c:ăPHYă1103 S ătínăchỉ:ă03 Đ ăs ă1 Dànhăchoăsinhăviên:ăKhoaăSinhăh c,ăKhoaăHóaăh c,ăKhoaăTốnăậ Cơăậ Tinăh c,ăKhoaă Đ aălý,ăKhoaăĐ aăch t,ăKhoaămôiătr ng,ăKhoaăYăậ D ợc,ầ Thời gian làm bài: 90 phút (không k̉ thời gian phát đề) Câu I M tă protonă chuy nă đ ngă theoă ph ơngă ngangă sangă phíaă bênă phảiă v iă v nă t că 4,5.106 m/s a H iăđ ăl năvàăh ngăc aăđiệnătr ngăt iăthi uăđ ăcóăth ălàmăchoăprotonăgiảmăđ uă t căđ ăchoăđ năkhiădừngăl iă ăkhoảngăcáchă3,2ăcmăs ălàăbaoănhiêuăvàănh ăth ănào? b.ăTh iăgianăprotonăchuy năđ ngătừăkhiăđiăvàoăđiệnătr nhiêu? ngăđ năkhiădừngăl iălàăbaoă c.ă H iă đ ă l nă vàă h ngă c aă điệnă tr ngă t iă thi uă đ ă dừngă chuy nă đ ngă c aă m tă electronătrongăcácăđi uăkiệnăt ơngăt ănh ătrên Câu II M tăquảăc uăđặcăd̃năđiệnăbánăkínhăa,ămangăm tăl ợngăđiệnătíchăd ơngă2Q M tă quảăc uăr ngăd̃năđiệnăkhácăcóăbánăkínhătrongăb,ăbánăkínhăngồiăcăđ ợcăđặtăđồngătâmă v iă quảă c uă trên.ă Quảă c uă r ngă ch aă m tă l ợngă điệnă tíchă ậ Q.ă Tìmă c ngă đ ă điệnă tr ngăt iăcácămi năkíăhiệuălàă(1),ă(2),ă(3)ăvàă(4)ă(hìnhă1).ăV ăđồăth ăngayăd iăhệăhaiă quảăc uănàyăđ ăth yărõăs ăbi năthiênăc ngăđ ăđiệnătr ngătheoăkhoảngăcáchătínhătừă tâmăhaiăquảăc u -Q r a Hình 1: 2Q b (1) (2) (3) (4) c Câu III Tínhăđiệnăth ăt iăđi măPănằmătrênătrụcăc aăm tăv tăd̃năhìnhăkhună(hìnhă2),ăv iă m tăđ ăđiệnătíchămặtăđồngăđ uăbằngă b Hình 2: a x Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 124 P Cập nhật 12/03/2014 Câu IV Trongăm tăthíănghiệmăgiaoăthoaăkheăđơiă(hìnhă3),ădă=ă0,15mm,ăLă=ă140ăcm,ă = 643nm y = 1,8cm a)ăTínhăhiệuăquangătrìnhăc aăhaiătiaătửăS1 S2 khiăđ năđi măP? b)ăBi uădiễnăhiệuăquangătrìnhănàyătheoăb căsóngă c)ăT iăPăquanăsátăth yăvânăsáng, vânăt iăhayăgiaoăthoaăm tăph n?ăGiảiăthích? P r1 y S1 Hình 3: d Q S2 r2 O L Ghi chú: Sinh viên không dùng bất c tài liệu Giám thị không giải thích thêm Lời giải: Câu I: Hồng Văn Trọng – 0974.971.149 125 Cập nhật 12/03/2014 4.ăĐ ăthiăcu iăkỳăI nĕmăh că2013 ậ 2014 TR Đ IăH CăQU CăGIAăHÀăN I NGăĐ IăH CăKHOAăH CăT ăNHIểN Đ ăTHIăK TăTHÚCăH CăKǵăI NĔMăH Că2013ăậ 2014 Mơn thi:ăĐịnăậ Quang Mã mơn h c:ăPHYă1103 S ătínăchỉ:ă03 Dànhăchoăsinhăviên:ăKhoaăSinhăh c,ăKhoaăHóaăh c,ăKhoaăTốnăậ Cơăậ Tinăh c,ăKhoaă Đ aălý,ăKhoaăĐ aăch t,ăKhoaămơiătr ng,ăKhoaăYăậ D ợc,ầ Thời gian làm bài: 90 phút (không k̉ thời gian phát đề) Câu I: (2,5ăđỉm) v Định luật Biot – Savart: Phátăbi uăđ nhălu t,ăvi tăbi uăth c,ăminhăh aăbằngăhìnhă Áp dụng: Xétăm tăy uăt ădịngăcóăđ ădàiă1,0ăcmătrênăm tădâyăd̃năth̉ngăcóădịngă điệnăkhơngăđổiă125ăAăch yăqua.ăTìmăđ ăl năvàăchi uăc aăvéctơăcảmă ngăđiệnătừăgây b iă y uăt ădịngănàyăt iăm tăđi mănằmăcáchănóăm tăkhoảngălàă1,2mătrongăhaiătr ngă hợp: a)ăĐi măP1 nằmătrênăđ ngăvngăgócăv iădây b)ăĐi măP2 nằmătrênăđ ngăth̉ngăhợpăm tăgócă300 v iădâyăd̃nă(hìnhă1) P1 Hình cm P2 N 1,2m S 1,2m I = 125A 300 Hình cm Câu II: (2,5ăđỉm) Phátăbi uăđ nhălu tăFaradayăv ăcảmă ngăđiệnătừ Phátăbi uăđ nhălu tăLenzăv ăchi uăc aădòngăđiệnăcảmă ng Áp dụng: M tă khungă dâyă trịnă cóă 500ă vịngă dây,ă bánă kínhă cm,ă đ ợcă đặtă vàoă trongătừătr ngăđ uăgi aăhaiăc căc aăm tănamăchâmăđiệnă(hình 2) Véctơăcảmă ngătừă hợpăm tăgócă600 v iămặtăph̉ngăc aăkhungădâyăvàăcóăđ ăl năgiảmăđ uătheoăth iăgiană v iăt căđ ă0,2 T/sătrongăkhiăh ngăc aănóăkhơngăthayăđổi.ăTìmăđ ă l năc aăsu tăđiệnă đ ngăcảmă ngăvàăchi uăc aădòngăđiệnăcảmă ngăxu tăhiệnătrongăkhungădây Câu III: (3 đỉm) 1.ăTiaăsángăđơnăsắcăb căsóngă cóăgócăt iăiăvàăgócăkhúcăx ăt ơngă ngărăkhiăđiă quaămặtăphânăcáchăgi aămơiătr ngăchi tăsu tăn vàămơiătr ngăchi tăsu tăn2 (Hình 3) L pămơiătr ngăsongăph̉ngăchi tăsu tăn2 cóăđ ădàyălàăe.ăSuyăraăbi uăth căhiệuăquangă l ăgi aăhaiătiaăaăvàăbătrongătr ngăhợpăn1 = n3 = n2 = n > Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 126 Cập nhật 12/03/2014 a b R n1 n2 n n3 n c d Hình Hình Trongă thíă nghiệmă giaoă thoaă vână Newton,ă m tă th uă kínhă ph̉ngă ậ lồiă cóă bánă kínhăcongăc aămặtălồiălàăRă=ă95,2ăcmăđ ợcăđặtălênătrênăm tăbảnăth yătinhăph̉ng.ăChi tă su tăc aăth uăkínhăvàăbảnăth yătinhă nă=ă1,5.ăHệăth uăkínhăvàăbảnăth yătinhăph̉ngă đ ợcăchi uăánhăsángăđơnăsắcăcóăb căsóngătrongăkhơngăkhíălàă580ănmătừăphíaătrênăsaoă choăánhăsángăt iăvngăgócăv iămặtăbảnă(Hìnhă4) a)ăTínhăbánăkínhăc aăvânăsángăth ă2ătínhătừătâmăhệăvânăquanăsátăđ ợcătrongăánh sángăphảnăx b)ăBánăkínhăc aăvânăsángănàyăs ăthayăđổiănh ăth ănàoăn uăđổăđ yăn vàoăkhơngăgianăgi aăth uăkínhăvàăbảnăth yătinh că(n’=ă1,33) Câu IV: (2 đỉm) M tă chùmă sángă songă songă phátă raă từă đènă th yă ngână đ ợcă chi uă vngă gócă v iă mặtăm tăcáchătửăph̉ngăcóă2000ăv ch/cm.ăNg iătaăquanăsátăquangăphổăthuăđ ợcătrênă mặtăph̉ngătiêuăc aăm tăth uăkínhăh iătụăđặtăsongăsongăv iăcáchătử a) Tínhăkhoảngăcáchăgócăc aăhai v chăt ơngă ngăv iăcácăb 577ănmătrongăphổăb cănh t căsóngă579ănmăvàă b)ă Đ ă r ngă c aăchùmă tia t iă ph ă d cătheoă cáchă tửă phảiă làă baoă nhiêuăđ ă vừaă đ ă phânăgiảiăhaiăv chănóiătrênătheoătiêuăchuẩnăRayleighătrongăphổăb cănh t Lời giải: Câu I: * Định luật Biot – Savart – Laplace: N iădung: Véctơăcảmă ngătừă dB doăy uăt ădòngă Idl gâyăraăt iăđi măP,ăcáchăy uăt ădịngă m tăkhoảngărălàăm tăđ iăl ợngăvéctơăcó: +ăG căt iăP +ăPh ơngăvngăgócăv iămặtăph̉ngăch aăph nătửădịngăđiệnă Idl P +ăChi uăsaoăchoă dl , r , dB t oăthànhăm tătamădiệnăthu n Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 127 +ăĐ ăl n: dB v iă θ Idl, r Idl sinθ r2 4π Cập nhật 12/03/2014 Bi uăth c tổngăquát: dB [Idl r ] 4π r3 Hìnhăv : P dB θ Idl r * Áp dụng: Sửădụngăhìnhă1: a)ăĐi măP1 nằmătrênăđ ngăvng gócăv iădâyăvàăcáchăy uăt ădịngă1,2m: Y uăt ădịngă I dl gâyăraăcảmă ngătừă dB1 có: +ăG căđặtăt iăđi măP1 +ăPh ơngăvngăgócăv iămặtăph̉ngăch aă I dl r1 +ăCóăchi uăsaoăchoă I dl , r1 dB1 t oăthànhătamădiệnăthu nă( dB1 điăxuyênătừă ngoàiăvàoătrongătrangăgi y) +ăĐ ăl n: dB1 b)ăĐi măP2 nằmătrênăđ Idl sinθ 4π 10-7 10-2.sin900 6,94.1010 (Tesla) 2 1,2 r 4π 4π ngăth̉ngăt oăv iădâyăgócă300 cáchăy uăt ădòngă1,2m: Y uăt ădòngă I dl gâyăraăcảmă ngătừă dB2 có: +ăG căđặtăt iăđi măP2 +ăPh ơngăvngăgócăv iămặtăph̉ngăch aă I dl r2 +ăCóăchi uăsaoăchoă I dl , r2 dB2 t oăthànhătamădiệnăthu nă( dB2 điăxuyênătừă ngoàiăvàoătrongătrangăgi y) +ăĐ ăl n: dB2 Idl sinθ 4π 10-7 10-2.sin300 3,47.1010 (T) 2 1,2 r 4π 4π Câu II: * Định luật Faraday: Su tăđiệnăđ ngăcảmă ngăxu tăhiệnătrongăm tăvịngădâyăd̃n kín bằngăvàătráiăd uă v iăt căđ ăbi năthiênătheoăth iăgianăc aătừăthơngăgửiăquaăvịngădâyăđó Hồng Văn Trọng – 0974.971.149 128 ł Cập nhật 12/03/2014 dB dt (V) * Định luật Lenz: Su tăđiệnăđ ngăcảmă ngălnăt oăraădịngăcảmă ng cóăchi u saoăchoătừătr nóăsinhăraăch ngăl iăs ăbi n thiênăc aătừăthơng sinh ngămàă * Áp dụng: cm N S I dS Theoăđ nhălu tăFaraday,ăsu tăđiệnăđ ngăcảmă ngăgửiăquaăm tăvòngădâyăd̃nălà: ł dB dt Màătừăthơngăgửiăquaăvịngădâyălà: B BdS B.dS.cos300 πR B.cos300 S S Doăđó,ăsu tăđiệnăđ ngăcảmă ngăgửiăquaăm tăvịngădâyăd̃năkínălà: dB πR dB πR d πR B.cos300 0,2 ł 2 dt dt dt (vìăđ oăhàmăc aăcảmă ngătừătheoăth iăgianăbằngăt căđ ăgiảmăcảmă ngătừ) V y,ăđ ăl năc aăsu tăđiệnăđ ngăcảmă ngăgửiăquaă500ăvòngădâyălà: πR2 π.42.10-4 500 .0,2 500 .0,2 0,25 (V) 2 Xácăđ nhăchi uăc aădịngăcảmă ng:ăVìăcảmă ngătừăquaăvịngădâyăgiảmăd nătheoă th iă giană nênă từă thơngă điă quaă nóă cũngă giảmă theoă th iă gian.ă Dịngă cảmă ngă phảiă cóă chi uăsaoăchoătừătr ngămàănóăsinhăraăch ngăl iăs ăgiảmătừăthơngăsinhăraănóă(hayălàmă tĕngătừăthơngăsinhăraănó).ăNóiăcáchăkhác,ătừătr ngădoădịngăcảmă ngăsinhăraăphảiăcùngă ph ơngăvàăcùngăchi uăv iă dS Dịngăđiệnăcảmă ngăcóăchi uănh ăhìnhăv N uănhìnătừăgócătrênăbênătráiăxu ngăgócăd kimăđồngăhồ iăbênăphảiăthìădịngăđiệnăcùngăchi uă Câu III: 1) Tìm bỉu th c hiệu quang lộ hai tia a b: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 129 Cập nhật 12/03/2014 a n1 i H n2 I M b K e J n3 Hiệuăquangăl ăgi aăhaiătiaăaăvàăbălà: (IJK) ậ (IH) Trongăđó: (IJK)ălàăquangăl ătrênăquưngăđ (IH)ălàăquangăl ătrênăquưngăđ ngăIJK ngăIH Ta có: (IJK) = n2(IJ+JK) = 2n2IJ (IH) = IH + /2 (vìăphảnăx ătrênăb ămặtămơi tr ngăchi tăquangăhơn) Suyăraăhiệuăquangăl ăgi aăhaiătiaăaăvàăb: Ł 2n IJ IH Ł 2n 2 2n e IK.sin i cos r sin r e e 2e.tan r.sin i 2n 2e.sin i cos r cos r cos r Mà: sini = n2.sinră(theoăđ nhălu tăkhúcăx ăánhăsáng).ăV y: sin r e Ł 2n 2n e cos r cos r Ł 2n 2e.cos r 2) Tính bán kính c a vân giao thoa Newton: a) Bán kính c a vân sáng th khoảng khơng gian thấu kính th y tinh khơng khí: Hiệuăquangăl ăc aăhaiătiaăphảnăx ălà: Ł 2n e (v iăn2 làăchi tăsu tăc aăkhoảngăkhôngăgianăgi a) Vânăgiaoăthoaăc căđ i khi: Ł k 2n e e k k 2n Vânăsángăb că2ă ngăv iăkă=ă2.ăSuyăra: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 130 Cập nhật 12/03/2014 2 580 435 (nm) e2 2.1 Bánăkínhăc aăvânăsángăth ăhaiălà: r22 R R e r22 95,2 2.104 95,2.10-2 435.10-9 r22 8,2824.107 R rk ek r2 9,1.104 (m) 910 ( m) b) Bán kính c a vân sáng th khoảng không gian thấu kính th y tinh nức (n = 1,33): Cơng th cătínhăhiệuăquangăl khơngăthayăđổi.ăDoăđó: k 1 2 580 327,07 (nm) e2 2.1,33 2n Bánăkínhăc aăvânăsángăth ăhaiălà: r22 R R e r22 95,2 2.104 95,2.10-2 327,07.10-9 r22 6,22739.107 r2 7,89.104 (m) 789 ( m) Câu IV: a) Khoảng cách ǵc c a hai vạch ph̉ bậc hiệu số ǵc ng v́i hai vạch đ́: +ăGócă ngăv iăc căđ iăb că1ăc aăánhăsángăcóăb sinθ1 d (v iă1 =ă579ănmăvàădălàăkhoảngăcáchăgi aăhaiăkheăc aăcáchătử) +ăGócă ngăv iăc căđ iăb că1ăc aăánhăsángăcóăb sinθ2 d căsóngă579ănmălà: căsóngă577ănmălà: (v iă2 = 577 nm) Khoảngăcáchăgócăgi aăhaiăv chăquangăphổătrênălà: Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 131 Cập nhật 12/03/2014 -9 -9 579.10 577.10 Δθ arcsin arcsin arcsin arcsin -2 10 10- d d 2000 2000 Δθ arcsin0,1158 arcsin0,1154 0,0230 b) Độ rộng c a chùm tia t́i đ̉ vừa đ phân giải hai vạch ńi theo tiêu chuẩn Rayleigh ph̉ bậc nhất: Haiăv chăphânăbiệtănhauătheoătiêuăchuẩnăRayleigh:ăc căđ iăgiaoăthoaăb cămăc aă ánhă sángă b că sóngă ( + d)ănằmă trùngă v iă c că ti uă giaoă thoaă b că (mă +ă 1)ă c aă ánhă sángăb căsóngă Ta có: kN d Trongăđó:ăăkălàăb căphổă(trongătr ngăhợpănàyăkă=ă1) Nălàătổngăs ăv chămàăchùmătiaăt iăchắnăcáchătử Doăđó:ă N 578 289 v chă.ăĐ ăr ngălà:ă289/2000 = 0,1445 (cm) V y,ăchùmătiaăt iăchỉăc năph ăđ ợcă289ăv chă(0,1445ăcm)ăc aăcáchătửălàăcóăth ă vừaăđ ăphânăbiệtăhaiăv chătheoătiêuăchuẩnăRayleighătrongăphổăb cănh t Hoàng Văn Trọng – 0974.971.149 132 ... x R2 x2 zh x R2 x2 x R x 2 2I x R x 2I x R x 2 z zh z zh z zh z zh z x2 z-h z z-h z R x dx x2 R2 R2 R x 2 R x dx z-h R2 R x z-h R2 R x 2 dx ... dE 2? ?? ł σ 2? ?? ł Rsin.Rcos.R R sin R cos 2 2 3 /2 R sin.cos σ sin.cos.d d 3 /2 2 ł 0 R (sin 2? ?? cos2 ) σ σ sin sin d (sin ) 2? ?? ł 0 2? ?? ł 2 d... k = 2, 43.10- 12 măvàăl yă1eVă=ă1,6.10-19J 118 M TăS ăĐ ăTHIăVÀ KI MăTRA 120 1.ăĐ ăthiăcu iăkǶăhèănĕm? ?20 13 120 2. ăĐ ăthiăcu iăkǶăII nĕmăh c? ?20 12 ậ 20 13 122 3.ăĐ