Cấp tốc 879 vật lý

Trang 1

CHUONG 1 DAO DONG CO

Chuyín đề 1: Đại cương đao động điều hòa Chuyín đề 2: Con lắc lò xo

Chuyín đề 3: Con lắc đơn ocs s22 Chuyín đề 4: Tổng hợp đao động điều hòa Chuyín đề 5: Câc loại dao động

Chuyín đề 6: Đồ thị đao động điều hòa

CHƯƠNG 2 SÓNG CƠ VĂ SÓNG ĐM

Chuyín đề 1: Đại cương về dao động sóng cơ Chuyín đề 2: Giao thoa sóng

Chuyín để 3: Sóng đừng Chuyín đề 4: Sóng đm

CHƯƠNG 3 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Chuyín đề 1: Đại cương dòng điện xoay chiều Chuyín đề 2: Công suất, hệ số công suất Chuyín đề 3: Băi toân cực tri

Chuyín đề 4: Truyền tải điện năng đi xa, mây biến âp CHƯƠNG 4 DAO ĐỘNG VĂ SÓNG ĐIỆN TỪ

Chuyín đề 1: Mạch dao động LC Chuyín đề 2: Sóng điện từ CHƯƠNG 5 SÓNG ÂNH SÂNG

Chuyín đề 1: Tân sắc ânh sâng Chuyín đề 2: Giao thoa ânh sâng Chuyín đề 3: Quang phố vă câc loại tia CHƯƠNG 6 LƯỢNG TỬ ÂNH SÂNG

Chuyín đề 1: Hiện tượng quang điện Chuyín đề 2: Mẫu nguyín tử Bo Chuyín đề 3: Laze CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHĐN Chuyín đề 1: Đại cương hạt nhđn Chuyín đề 2: Phản ứng hạt nhđn Chuyín đề 3: Phóng xạ - định luật phóng xạ Chuyín đề 4: Phản ứng phđn hạch, nhiệt hạch CÂC CHUYÍN ĐỀ LỚP 11

Chuyín đề 1: Điện tích - điện trường Chuyín đề 2: Dòng điện không đổi Chuyín đề 3: Từ trường

Chuyín đề 4: Khúc xạ ânh sâng

A - BỘ CĐU HOI CAC DANG BAI HAY THI NHAT

Trang 2

Chirong 2 Sĩng co va sĩng am

Chương 3: Dòng điện xoay chiều

Chương 4: Dao động vă sóng điện từ Chương 5 Sóng ânh sâng Chương 6: Lượng tử ânh sâng Chương 7: Vật lí hạt nhđn

Câc chuyín đề lớp 11 B~ HƯỚNG DẪN GIẢI CHÍ TIẾT

Chương 1 Đao động cơ Chương 2 Sóng cơ vă sóng đm Chương 3 Dòng điện xoay chiíu Chương 4 Dao động vă sóng điện từ Chương 5 Sóng ânh sâng Chương 6 Lượng tử ânh sâng Chương 7 Vật lí hạt nhđn _ Cae BOck dĩ IP 1

Kỳ thi THPT Quốc gia đang đến rất gần, một bước ngoặt lớn đối với rỗi sĩ tử, đânh đấu “nguyện vọng” thănh công đầu đời

Lăm thế năo để bứt phâ từ học sinh trung bình tăng nhanh lín 7, 8 điểm? Lăm thế năo để đạt điểm 9, 10 trong kỳ thị?

Có 5 yếu tố quan trọng quyết định tới điểm số của học sinh trong giai đoạn nước rút năy chính lă: 1 Kiến thức Chiến thuật học tăng điểm Tốc độ lăm đề, phản xạ đề Tđm lý phòng thi vững văng Sự chăm chỉ, kiín trì A&B won

On sai câch, lười biếng, chếnh mảng sẽ khiến lực học của bạn mêi đậm chđn tại chỗ Giải phâp tốt nhất cho câc bạni cđn ngay bđy giờ chính lă bộ sâch “CẤP TỐC 7891” tổng ôn thi THPT QG với 4 môn quan trọng: Toân, Lí, Hóa, Anh sẽ giúp bạn:

e Tập trung ôn đúng, đủ, trúng phần kiến thức tập trung nhất, trânh ôn lan man, sa đă không đúng mục tiíu điểm số

ø _ Cung cấp bộ cđu hỏi chắt lọc nhất với những đạng băi mức dễ, khó, cực khó có khả năng cao xuất hiện trong đề thi

se - Tăng cường phan xạ đề, thu nạp nhiều phương phâp giải tắt, nhẩm nhanh, đoân ý giúp tăng 3 tốc độ lăm dĩ

e Bỏ túi nhiều mẹo, tips trânh bẫy hay lă kinh nghiệm có 1-0-2 từ anh, chị thủ khoa - â khoa đi trước

e Va đặc biệt không thể thiếu những lời khuyín hữu ích đế văo phòng thi có tđm lý thoải mâi nhất,

Đđy cũng lă cuốn sâch DUY NHẤT trín thị trường, có phđn chia câc cấp đệ kiến thức theo từng xnục tiíu điểm số 7+, 8+, 9+ phù hợp với mơng muốn điểm thi của mỗi bạn, giúp sĩ tử RÚT NGẮN thời gian ôn thi của mình vă vẫn hiệu quả cao Kết quả lă khi lăm tới những bộ đề chuẩn cấu trúc trong sâch, bạn sẽ ngạc nhiín vì điểm số tăng lín đâng kể

Quan trọng nhất, trín bước đường tới vinh quang không có dấu chđn của lcẻ lười biếng, hay tận dụng thời gian ôn thi vă sử dạng cuốn sâch năy một câch thông minh nhất Trong quâ trình biín soạn không trânh khỏi thiếu sót, rất nong nhận được sự đóng góp quý giâ từ câc bạn học sinh, thầy cô đồng môn để cuốn sâch hoăn thiện hơn!

Chúc sĩ tử vượt vũ môn thănh công rực rỡi

Đội ngũ biín soạn Nguyễn Thị Quỳnh (Chủ biín)

Bửi Thị Thắm

Trang 4

Dao động cơ lă chuyển động lặp đi lặp lại của một vật quanh một vị trí đặc biệt gọi lă vị trí cđn bằng Vị trí cđn bằng thường lă oj trí của pật khi đứng yín

Dao động tuần hoăn lă dao động mă trạng thâi chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau Trạng thâi chuyển động được xâc định bởi vị trí vă chiều chuyển động

Dao động điều hòa lă dao động trong đó li độ của vật được viết đưới đạng hăm sim (hoặc cos) theo thời gian

Phương trình dao động điều hoă: x = Acos(at +) (cm, m) Trong đó:

+x lă l độ hay độ dời của vật sơ với vị trí cđn bằng (cm, m) + Â lă biín độ dao động (cm, m)

+ lă tần số góc của đao động (rad/3)

+ (wt +) 1a pha cha dao động tại thời điểm t (rad) hay pha dao động + la pha ban đầu của dao dĩng (rad)

Chú ý: Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa có dang đường thẳng với chiều đăi quỹ đạo L=24

Chu kì T (s) của dao động điều hòa lă khoảng thời gian để thực hiện một đao động toăn phần hay chu kì lă thời gian ngắn nhất để trạng thâi dao động của vật lặp lại như cũ Tần số ƒ (Hz) của dao động điều hòa lă số dao động toăn phần thực hiện được trong một đơn vị thời gian 2z Liĩn hĩ giita œ, T va fp @ = T =2af hea Vận tốc: = A@cos [ow +QOt =) (cm/s, m/s) + |», max, = A@ (tại vị trí cđn bằng) + Xa] = 0 (lai vi tri biĩn) Chủ ý: Vận tốc biến đổi điều hòa cùng tần số với li độ nhưng sớm pha = so với li độ 2 2 Công thức độc lập tới thời gian giữa vin tie va li d6 (phuong trinh =ip.[^) { ~ =1 A Thay 2 Az tx? (2) > @ ln =2 =x

Gia t0c: a = ~Aôl'cos(ttø)= -ø2x, gia tốc luôn hướng về vị trí cđn bằng +ịa u|= A@” (tại vị trí biín)

+ |a„„| =9 (tại vị trí cđn bằng)

Chi y: Gia tốc biến đổi điều hòa cùng tần số so với li độ nhưng ngược pha với h độ Công thức độc lập uới thời gian giữa uận tốc nă gia lốc (phương trình Elip): 2 2 (2) (=| " nax Vay Phương phâp:

Để viết phương trình đao động điều hòa x= 4 cos(@t +) Bước 1: Tinh tan sĩ gĩc @ Bước 2: Tính biín độ 4 x x=x, =Ac =— Bước 3: Tính pha ban đầu ø: £=0—> 8? cose vain ge <0 vsing <0 :

: Một chất điểm dao động điều hòa trín trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 đao động toăn phần Gốc thời gian lă lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều đm với tốc độ lă 402/3 cm/s Lấy m = 3,14 Phương trình dao động của chất điểm lă

x = 6cos(20/ ~ 2 (cm) B, x = 4cos(20t+ 5 (cm)

mă oie

Trang 5

314 a Chu ki dao dĩng T=—2- = —(s) 100 10 2z_ 2m đn số góc w= —-=—-=20(rad/s Tần số góc œ Tm (rad/s) 16 vy 403 ) Biín đô A=,l2+| “| =,l22+| | =4(em) : œ 20 củ al*s=4cosø S27 999590 rad tal a0 ee co sing > 0 3 Vậy phương trình x= 4cos(20/+ 3) (cm) Chon B Phương phâp: _a5 _ A2 5 2 2 -A Dựa văo trục thời gian để xâc định thời gian, quêng đường đi được, số Tần vật qua vị trí cho trước T Quêng đường chất điểm đi được lớn nhất, nhỏ nhất trong thời gian t< 5 t Sime = 24sin— T ‘max 2A|1 S kế = — C0: "min T 4Š x, =-5¥3 om = - = 'Ta có A x, =5em=— 2 Chu 7 = 2% =7% 20,55 @ Ar Khoang thoi gian ngắn nhất vật đi từ li độ x, = —523 cm đến H độ x, = 5cm lă ap =F ELE OS Bo oof 6 12 4° 4 = 09,1255

: Một vật đao động điều hòa theo phương trình x=4cos [ser +4) cm Kể tờ t= 0, vat qua vi tri x = - 2 cm lần thứ 2020 văo thời điểm lă #=403,8s f= 413,53 Oe f= 412,65 += 2" 20,45 @ x,= Acosø= AcosZ = 4 "—_ 2A 9 A 4 Tại =0 3.2 ? ; v=-AwsinZ <0 3 : x A Đích đến x =—2cm = —— Tach n= 2020 = 2018 + 2 2018 201 T7 7 7 =f=—_— ti, foo +í,, „+í 4 4 = 78 FF LT 1009, 57 = 1009,5.0,4 = 403,85 7 12 4 6 Chon A 5x : Vật đao động điều hòa dọc theo trục Ôx với phương trình x= 10cos(4Zf+ =)

(cm), Khoảng thời gian ngắn nhất vật di tte li dĩ x, = ~5-/3 cm đến li độ x, =5 cm lă A, At=0,25s B At=0,125s i At =0,075s my Ar=0,025s

> MOt vat dao dĩng điều hòa đọc theo trục Ox od chiĩu dai quy dao Sem vdi Min sĩ 4Hz Quang đường vật đi được trong thời gian 1,125s 1a Ô 60cm 8 55cm x 50cm lì 45cm Chiều dăi quỹ đạo =24= A= Ễ =2,5cm 2 5 2

Chư kì dao động của vật lă 7=-L=.Ì=0,25s f 4

Thoi gian dao dĩng ctia vat la: ¢=1,125s =4,57 => 9 =4,5.44=4,5.4.2,5 =45cm,

Trang 6

Chon D 4: Một chất điểm dao động điều hoă đọc theo trục Ox Phương trình dao động lă x=10cos(2Z7 + ¬ cm Quêng đường lớn nhất vật đi trong khoảng thời gian 0,25 s lă re, 20-2 em A 10¥2 cm 6.10 cm £ 30 cm 2z _ 2 Chu ki dao động 7=“ œ_ = = 27 Quêng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0,25 s lă ls Simin = 2Asin = 2.10sin 22-7 = 10/2 em Chon A Tan sĩ gĩc w= fe (rad/s) ; Chu ki T = af (s); Tan sĩ f= tye (Hz) m 2z ÝYm

Nhận xĩt: Chu kì, tần số, tần số góc của con lắc lò xo phụ thuộc văo cấu tạo con lắc (khối lượng, độ cứng), không phụ thuộc văo biín độ dao động

Trang 7

¡: Một con lắc lò xo có vật nhỏ khối lượng 100 g, đao động điều hòa theo phương ngang Tại vi tri lo xo dan 3 cm, lực phục hồi có độ lớn lă 3 N Tan số đao động của con lắc lă A.B Hz, B.4 Hz © 6 Hz 3 He Hae ai

Lực phục hồi # = mial =ma? |x| = k |x| 2 3=k.0,03 2 k =100N/m

Tần số đao động của con lắc lò xo f = 2aNm HH = sấu =5Hz 2x91

Chon A

Ví dự 2: Một con lắc lò xo treo văo một điểm cố định, đao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 10 Hz Trong một chu kì, nếu tỉ số thời gian lò xo dấn với thời gian lò xo nĩn bằng 3 thì thời gian lực đăn hồi ngược chiều với lực kĩo về lă 1 8 1 a it A 5S sảng he BAe 40 60 20 Xĩt một chu kì: 3 -a t = 4 £ +ứ, =T dean [os Ta có hệ: J”” dan 4 ae ‘aan = nen tos L§ z Bat mạn TT J5 oO T T AN2 đến ban = q =2 Ma =2 Ea = 8 =Al= 37 Ta có A

+ Lực đăn hồi hướng về vị trí lò xo không biến dạng (A) | iv) + Lực kĩo về hướng về vị trí cđn bằng

Vậy thời gian lực đăn hồi ngược chiều lực kĩo về trong một chủ kì lă 7 61 1

t= 2t = 2t = 2.52 =—s,

N90 2B 9 2 8 8 40

Chon A

: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m = 100 g vă lò xo có độ cứng k= 40 N/m Kĩo vật xuống dưới vị trí cđn bằng đoạn 3 cm rồi thả nhẹ Lấy g= 10 mự/s2 Lực đăn hồi cực đại vă cực tiểu của lò xo trong quâ trình dao động lă

A L2N vaON B.22Nva0N Œ 1/22N vă 02N Ø1 222N vă 0,2N

a oD bot aed ain Te „1.10

Độ biến đạng của lò xo tại vị trí cđn bằng AI, = 2E ~ Th k =0,025m=2,5em Biín độ 4=3œn + Lực đăn hồi cực đại vă cực tiểu tâc dụng lín giâ treo f Ha, = KÍAN + 4) =40.(0,025 + 0,03)=2,2N [Fag = ON tes Chon B Dạng Phương phâp : v.v 1 1 Thĩ nang: W, = 5 = ah cos? (+ ø(7) 2 v 1 1 Dĩng nang: W, = 5 my” = 5 mo & sin’ (at + Ø)(J) x 1 i 1 Co nang >We WtW, =8! +—mw? 2” ta =— = 3 ALJ) = const = cons Khi W, =2W, ox-4—4 ntl tu 4 Chíý: W, =3W, 2x24; w,=w, 2 eee SỐ; nụ =Tw c xâ ĐỂ 3 ~ 2

+ Cơ năng bảo toăn trong đao động điều hòa Động năng, thế năng biến đối tuần hoăn theo thời gian với tần số gấp đôi tần số của lì độ vă chu kì giảm một nủa,

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liín tiếp động năng bằng thế năng lă —

4

Ví dụ 1; Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ lă 50g Con lắc đao động điều hoă theo một trục cố định nằm ngang với phương trình x= Acoser Cứ sau những khoảng thời gian 0,05s thi động năng vă thế năng của vật lại bằng nhau Lấy z? =10 Lò xo của con lắc có độ cứng bằng & 25 Nim 5 200 N/m 100 N/m i 50 N/m H Khoảng thời gian giữa hai lần liín tiếp động năng bằng thế năng lă — 4 T7 => 19,055 = 7 = 4.0,05 = 0,2 (3) => @ = 10Z (rad/s) £ 2 œ=jJ— = k=mo =0,05.10r) =50 (N/m) Chen D 2: Một cơn lắc lò xo có cơ năng 0,92 vă biín độ đao động A4= 15cm Động năng của con lắc tại li độ x = -5 cm lă Ô 087, 8 0,37 &Ĩ 06, j) 0,47, x + 4 1 2 2.0,9

Cổ năng của con lắc: W =—kdỦ 2 > k= = Fos ON 7) = 8

Trang 8

Phương phâp: Va chạm mềm lă va chạm mă sau va chạm hai vật đính văo nhau vă chuyển động với cùng vận tốc Ấp dụng định luật bảo toăn động lượng: ø,+p, =P

1⁄4 dụ : Một vật có khối lượng mò =150g treo văo một lò xo nhẹ có độ cứng k=100 N/m đang đứng yín ở vị trí cđn bằng thì có một vật nhỏ khối lượng „ =100g bay theo phương thẳng đứng lín trín với tốc độ vụ = 50 cm/s va chạm tức thời vă đính văo vật m Lấy g =l0m/s? Biín độ của hệ sau va chạm lă

+ jglă chiều đăi lò xo

+ £lă chiều dăi lò xo từ vị trí treo ban đầu đến điểm cố định

; 1: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với quỹ đạo có chiều dai 16 cm Khi vat m đang chuyển động theo chiều lăm lò xo dên đến vị trí động năng bằng thế năng người ta chốt cố định điểm chính giữa của lò xo Sau đó vật m sẽ dao động với biín độ a 83m ö 2A6 cm + Độ biến đạng của lò xo tại vị trí cđn bằng Aly =e ok = 501010 =n 15m =1,50m 100 + Độ biến dang của lò xe tại vị trí cđn bằng moi sau va cham Al (m+m,)g — (150+100).107.10 k 100 Tần số góc của đao động sâu va chạm & m+ im, =0,025m=2,5cm o= =20 rad/s Vận tốc của hai vật sau va chạm my — 0/150 = =20 cm/s mt+m, 0,15+0,1 + Biín độ đao động mới của vật i ZL 2 'oW AEB =-—k -—.—k% W'=W-A 2 7 0 an ay" Biín độ mới A’= TT Trong đó: A5 cm L 16

Biín độ dao động của vật A= 5 = = =8 cm

+ Tại vị trí động năng bằng thế năng người ta chốt điểm chính giữa của lò xo, cơ hệ mới với lò xo có độ cứng 2k, ta có W, W AW = ta 1 , 4 2 42 2/2 4 Wise 2 Chon B

: Một con lắc lò xo đao động điều hòa theo phương, ngang với tốc độ cực đại lă 40 cm/s Khi vật đi qua vị trí biín người ta tiến hănh giữ cố định điểm chính giữa của lò xo lại Kế từ thời điểm đó vật sẽ đao động điều hòa với tốc độ cực đại lă

7 204/2 cm/s & 20 cm/s 40/2 cm/s lín 10/2 cm/s

Tại vị trí biín thế năng đăn hồi chính lă cơ năng của con lắc E,=E

Trang 9

Tần số góc 2= fe (rad/s) Chu ki raan|t (s) § 1 Tần số ƒ iE (Hz) 2zVÏ Con lắc đơn có chiều đăi 7 đao động với chủ kì, tần số lần lượt lă 7; / Con lắc đơn có chiều đăi /, đao động với chu kì, tần số lần lượt lă 7;; / Con lắc đơn có chiều đăi Ý đao động với chu kì, tần số Tđn lượt lă 7; / 1 ‡ ‡ 1=l+l =T? =T? +T;>==>+> 1 2 1 2 f? fc fi 1 1 1 J=ll -L| >7? =|T?-T?Ì:>=l lA | lr 7] f° x ft

Phương trình đao động điều hòa theo li độ gĩc a = a, cos(at + y) Phương trình đao động điều hòa theo H độ đăi x = Acos(f + Ø)

x=al = aol Liín hệ giữa l¡ độ góc vă li độ dăi { B Cac dang băi tập Vận tốc của con lắc đơn: v= + J2g/(Gos ở ~ cos đ,) l» |=2l2ø/0—cosø,) 7C) lă |=0079 Luc cng day: T = mg(3cos a —2cosa,) (N) Toa, = mg(3—2c08 a )(VTCB) Tinin = ME COS, (VT A) _ Oo, 3—2c0S Øo Ta có -"#E=———— min COS hy Trang T8

¡: Một con lắc đơn đang đao động điều hòa với biín độ góc œo tại nơi có gia tỐc trọng trường lă g Biết lực căng đđy lớn nhất bằng 1,02 Tan lực căng đđy nhỏ nhất Giâ trị cha oo la A 3,39, B 6,60 & 5,60, ?, 9,69, Ta có Te _ 3-208 min Chon B = 102 => cosa, = 0,993 > a =6,6° COS &,

ụ 2: Một con lắc đơn có dđy treo đăi 0,4 rn vă vật nặng có khối lượng 200 g Lấy ø =l0m/#? vă bỏ qua ma sât Kĩo con lắc để đđy treo lệch ra khỏi vị trí cđn bằng 600 rồi thả nhẹ Lúc lực căng đđy có độ lớn lă 4N thì tốc độ của vật lă A 42 m/s ` ® 2/2 m/s C.5 m/s OD 2 m/s

Từ biểu thức của lực căng đđy, ta có

T — mg (3cosø~2oos 2, ) œ 200.10 3.10(3cos ø =2cos60")= 4 => cosz =1

Tốc độ của vật tại vị trí năy »=,J2gl(cosœ —ecos du } =, 2.10.0,4(1—0,5) =2m/s Chon D Phương phâp: > vở # An An hệt 32 Ị Sự thau đối chu kì của con lắc êơn phụ thuộc ăo nhiệt độ: Í =1 " s20; -1)| Trong đó:

+ 7¡ lă chủ kì của con lắc đơn ở nhiệt độ ¢,

+ 7; lă chu kì của con lắc đơn ở nhiệt độ b + ø lă hệ số nở dăi

» » a Ay ta 1

Đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một giđy /= 5 ớŒ, —t)#) Su thay đổi chu kì của con lẮc phụ thuộc năo độ cao: ; h + Dwa con lac don lĩn 46 cao h: T, =T, ( 2) ới R lă bân kính Trâi Đất ` » 4 Ag tA TĂ h Đồng hồ chạy chậm trong một giđy lă /= 2) a ar AA d a ` 2 Lộ ae 4

+ Dua con lac don xudng dĩ stu d: T, = T,| 1+ OR uới R lă bân kính Trâi Đất Đồng hồ chạy chậm trong một giđy lă = = (s)

Trang 10

¡: Một con lắc đơn chạy đúng giờ văo mùa hỉ khi nhiệt độ lă 320C, Khi nhiệt độ “| văo mùa đông lă 17%C thì nó sẽ chạy nhanh hay chậm? Nhanh hay chậm bao nhiíu giđy trong 12 giờ? Biết hệ số nở dăi của đđy treo lă œ = 2.105 K”', chiều đăi con lắc đơn 6 32°C la i, =1m 4 Nhanh, 6,48 s ©, Chậm, 6,48 s ö, Nhanh, 7,12s Chậm, 7,12s 1 Ta có 7, = 1+ Sa =0]

Do ¿ </ nín 7; <7¡ do vậy mă con lắc đồng hồ chạy nhanh hơn văo mùa đồng Đồng hồ chạy nhanh sau 12h lă AT L f =12.3600 = 12.3600 sat, ~f)|)= 12,3600) 2.10% 07-32) = 6,48(s) 1 Chon A Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ ở mực nước biển Khi đưa lín núi cao 400 m

thì đồng hồ chạy nhanh hay chậm vă nhanh chậm bao lđu trong một ngăy đím biết R = 6400 km va nhiệt độ không đổi?

&,, Nhanh 8,64 s ô, Cham 8,64 s < Cham 5,4 s 23 Nhanh 5,4 s ay tí Đồng hồ chạy chậm sau một ngăy đím lă h 400 ? =n.24.3600 Ar =n.24.3600.— = 1.24.3600.- —, = 5,45 1 R 6400.10 Chon C Phuong phap: Câc ngoại lực: — — |F, ta + Tưực quân tính #„,„=—ma , F, =mla| g>r0> Fk ME + Lực điện #„ =4 q<0=>F, NE F,=|q/E Con lắc ñơn chịu tâc dụng ngoại lực theo phương thẳng đứng: + g'=g+— mm

+ Lấy đấu “+” nếu #' hướng xuống + Lấy dấu “-“ nếu # hướng lín

Chu kì đao động con lac dor: T'= 2 jTis Con lic don chịu tâc dụng ngoại lực theo phương ngang: g = g'cos ý by g 8 với tan ổ = P F

Chu kì dao động con lắc đơn: 7'=2z fo ;7' =T7eos Yel 8

i: Mĩt con lac don cĩ chu ky dao dĩng khi thang may dig yĩn la Ti = 2 s Gia tốc trong trwong g = 10 m/s* Khi thang may chuyĩn dĩng nhanh đần đều hướng lín với gia tốc a = 2 m/s?, thi chu ky đao động của con lắc lă & 1,82 8 3 24s, a 2,2 8 l2 1,623 Thang mây chuyển động nhanh dan dĩu dilĩn thi v TT a „ ¥ hướng lín vậy a hướng lín =# hướng xuống ?: Một con lắc đơn mă vật nặng của con lắc có khối lượng m = 20 g, điện tích

Trang 11

Chú ý: Động năng, thế năng biến đối tuần hoăn theo thời gian với chủ kì Ï'= 3 với 7 lă chu kì biến đổi điều hòa của con lắc đơn

1: Tại nơi có gia tốc trọng trường lă 9,8 m/s?, một con lắc đơn đao động điều hòa với biín độ góc 60 Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc lă 90 g vă chiều dăi dđy treo lă 1 m Chọn mốc thế năng tại vị trí cđn bằng, cơ năng của con lắc xấp xỉ bằng A 6,8.10° 1 5 3,8.10° J 2 5,8.10° J 2 4,8.103 ] t rong dan @ Co nang W = mgl(i~cosa,) = 0,09.9,8.1.(1—cos 6) =4,8.107)(7) Chon D x, = 4, cos(at +9) x, = A, cos(at+@,) x= x, +x, = Acos(at+¢) Ta có 4 =A) +4) +244, cos(y, - 9) _ Asing, + A, sing, tang = A, cos @, + A, COS, 5,

¿; Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt lă x=Â co + = om va x,=5 cos( ay +g)om Phuong trinh dao dĩng tĩng hop cua hai dao động năy có dang x= Aecot| +E om, Thay đổi Ai để biín độ A có giâ trị lớn nhất Aaa Giâ trị đó lă A 10Ả3 cm B 10cm © 10/3 em D Sem

Wí dụ 1: Hai vật dao động điều hòa trín hai đoạn thắng song song cạnh nhau, cùng một vị trí cđn bằng trùng với gốc tọa độ, cùng một trục tọa độ song song với đoạn thẳng đó

5 5

với câc phương trình l¡ độ Tần lượt lă x¡ =3©os (3 Zf+ 4 cm va x, =W3 cs( > att =)

erm Tre thoi diĩm t= 0, thoi diĩm dau ĩn hai vat gap nhau lă 4 0A 8 ữ 0,5 s £ 0,6 s 7, 0,35 Chuki 7-22 22% 212s oO 5

Ta c6, khoang cach gitta hai vat duge xae dinh boi x = x, —x, =6 cos st (em) Tai f=0: Ax, = Acosp= Acos0= A Hai vật gặp nhau thì Ax = 0 2 =2 =0,3s Vậy thời điểm đầu tiín hai vật gặp nhau lă /= a aI Chon D gê Ta CÓ: X = Xi +X; => X; =xX—XI — 4Ỉ = 42+ 4Ỉ —2A.Â,cos(0— p) © 42 —24.A cos 4-2 =0 @ AAS +4 - 4 = 00) Coi (1 lă phương trình bậc 2 ẩn lă Ai Xĩt A=34? -4(4 —- 4?) =-A* 444) Để phương trình (1) có nghiệm A >0 © —⁄ +4 >0 4524, =10 cm A3 Vậy 44 „„ =10cm khi 4= ah =5\3cm Chon B Dao động tắt đần

Đao động tat dan 1A dao động có biín độ giảm đần theo thời gian

Nguyín nhđn: Do ma sât, do lực cản của môi trường lăm cơ năng giảm nín biín độ giảm, Biín độ của dao động giảm căng nhanh khi lực cản của môi trường căng lớn

Trong quâ trình vật đao động tắt dan chu kỳ, tần số của đao động coi như không thay đổi

Dao động cưỡng bức

Dao động cưỡng bức lă dao động chịu tâc dụng của một ngoại lực tưần hoăn #'= #; cos(f + Ø)

Trang 12

số riíng fa của hệ Biín độ của lực cưỡng bức căng lớn, lực cản căng nhỏ vă sự chính lệch giữa f vă fo căng ít thì biín độ của đao động cưỡng bức căng lớn

Tiện tượng cộng hưởng lă hiện tượng biín độ đao động cưỡng bức tăng nhanh đến giâ trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riíng fo của hệ đao động + Điều kiện cộng hưởng: / = /

+ Đặc điểm: Khí lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rõ nĩt (cộng hưởng nhọn), khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rõ nĩt (cộng hưởng từ)

Dao động duy trì

Đao động duy trì lă dao động có biín độ không đổi, có tần số bằng Tđn số riíng (fo) của hệ đao động

Đặc điểm: Dao động duy trì eó biín độ không đổi vă dao động với tần số riíng của hệ; biín độ không đổi lă do trong mỗi chu kỳ đê bổ sung năng lượng đúng bằng phần năng lượng hệ tiíu hao do ma sât Phương phâp: Vận tốc cực đại trong quâ trình dao động w„,= of 4 - 8.) 1 ki Quêng đường vật đi được đến lúc dừng lại: s = Nhê =2 - Hạ /Ung peng & Mỗi lần vật chuyển động từ biín năy sang biín kia, biín độ giâm lượng A4= 2 với ¿+ lă hệ số ma sât AW _W-w'_, (A'y aI Độ giảm co nang sau mỗi chu kì: (= WwW W Vận tốc cực đại trong quâ trình đao động — Ứng £ unig 1 6,1.0,02.10 Vin = @} A-~= |= f— | A-L8 ( i } > [ i f_ | pgp I 0.02 I 100 = |=402 {cm/s} Gì Chon C Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 0,02 kg vă lò xo có độ cứng 1 N/m

Vật nhỏ được đặt trín giâ đỡ cố định, nằm ngang dọc theo trục của lò xo Hệ số ma sât trượt giữa giâ đỡ vă vật nhỏ lă 0,1 Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nĩn 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt đần Lấy øs =10m/s? Tốc độ lớn nhất của vật nhỏ đạt được trong quâ trình đao động lă

&, 10/30 cm/s 8 20/6 cm/s a 40/2 cm/s 7 40/3 cm/s

& M6t con lac 18 xo gồm lò xo có độ cumg k= 100 N/m va vatm = 100 g, dao động trĩn mat phẳng ngang, hệ số ma sât Biữa vật vă mặt phẳng ngang lă h = 0,1, Kĩo vật lệch khỏi vị trí cđn bằng một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Lấy g = 10 m/s2 Quang đường vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi đừng hẳn lă 7 50 m om, < 50 cm t3 5 em, _k4? 1 100.0,2 2 W2 øs=——= =f ~= 57 Tỷ mg 0,1.0,1.10 Chon B Phuong phap:

Khi xay ra hign trong e6ng hudng cof = f,

Trong đó 7 lă tần số của ngoại lực cưỡng bức; f, 1a tần số riíng của hệ đao động + Nếu con lắc lò xo =i ft 2z Ým + Nếu con lắc đơn A at & 2a\1

¿ ý: Một chiếc xe chuyển động đều trín một đoạn đường mă cứ 20 m trín đường lại có một rênh nhỏ Biết chủ kì đạo động riíng của khung xe trín lò xo giảm xóc lă 2 s Chiếc xe bị xóc mạnh nhất khi tốc độ của xe lă

& 54 km/h © 36 kam/h © 8 km/h 12 km/h

Chiếc xe xóc mạnh nhất khi chu kì xóc (bị cưỡng bức do di qua câc rênh) đúng bang chu ki dao dĩng riíng cla xe v= = = 2 =10m/s =36km/h

Chon B

Trang 13

Ví dụ 1: Quả nặng có khối lượng 500 g gắn văo lò xo có độ cứng 50 N/m Chọn gốc tọa độ tại vị trí cđn bằng, kích thích để quả nặng dao động điều hòa Đồ thị biểu diĩn li dĩ theo thời gian như hình vẽ Phương trình đao động của vật lă T A, x =Be0s{ 108+ Jem B x =800s{ 101-2) cm Đ, x=8eos{ 101-2) cm Ĩ.x= seo|1 Ot+ 4 cm A ` ¬ ae ¬ AL a ae A hiề Quan sât đồ thị ta thấy 4=§em, tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí 2 theo chiều Z đương nín pha ban đầu lă ~ 3 B 500 kg © 50 kg D.05 kg Hướng dẫn 2z _ 2z Quan sât đồ thị ta thấy 4= 10cm, T = 2s => @= Ta = (rad/s) W= " =2 m0, =m=0,5kg 2 Chọn D ý thuyết Định nghĩa: Sóng cơ lă dạo động cơ lan truyền trong môi trường vật chất Phđn loại:

+ Sóng ngang lă sóng mă câc phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng, Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn vă bề mặt chất lỏng + Sóng đọc lă sóủg trong đó câc phần tử của môi trường đao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng đọc truyền được cả trong chất khí, chất lông vă chất rắn Tốc độ truyền sóng:

Sóng cơ (cả sóng đọc vă sóng ngang) không truyền được trong chđn không Tốc độ truyền sóng phụ thuộc văo môi TƯỜNG: Viín > Vieng > Vint

Khi truyền từ môi trường năy sang môi trường khâc tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đối

Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn câc phần tử của môi trường không truyền đi mă chỉ đao động quanh vị trí cđn bằng

Trang 14

1 +Newoc pha d= l: wha = Hạ = Uy a + Vuông pha đ =(2k+ 12 => Hộ +tuấy = 47

: Một nguồn phât sóng cơ đao động theo phương trình u= 4cos{ 4nt 5 Ìem : Biĩt dao dĩng tai hai diĩm gan nhau nhất trín cùng một phương truyền sóng câch nhau + 0,5 m có độ lệch pha lă 5 Tốc độ truyền của sóng đó lă 2,0 m/s 2 1,5 m/s 2 6,0 m/s & 1,0 m/s Đệ lệch pha của hai phần tử môi trường trín cùng một phương, truyền sóng 2nd 7z Ag wy Qed Ta 20,58 A 3 “@ A Vận tốc truyền sóng V= F =6m/s Chon D

Vi O mit chat long, nguĩn sĩng S đao động điều hoă theo phương, thẳng đứng với tần số 50 Hz, tạo ra hệ sóng có câc gợn lồi, lõm xen kẽ nhau Trín một phương truyền sóng, hai điểm AI, N câch nhau 10,4 cm có câc phần tử chất lỏng dao động ngược pha nhau Biết tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 70 cm/s đến 85 cm/s Tốc độ truyền sóng trín mặt chất lỏng lă â BŨ cm/s 5 75 cm/s 70 cm/s © 72 cm/s Hai điểm M, N nam câch nhau 10,4 cm trín cùng phương, truyền sóng di qua S luôn dao 1 10,4 động ngược pha với nhau nín d,—d, =(k+~)A=10,4> 2= Ễ 1 2 k+- 2 we 10,4.50 Vận tốc truyền sóng v= Af = (em/s) K+ 2 Có =ẽ“ an kr 2 Vay v= 10,4.50 _ 80(cm/ s) 1 6+— 2 Chon A Pheongphips 2nd Độ lệch pha: Ag = Điều kiện:

+ Cùng pha đ = kĐ = tụ = 1y,

+ Ngược pha a=[E+2 ]A=s =~Mự + Vuông pha đ= (211) = Hă tuy =đ?

: ¡: Một nguồn phât sóng dao động điều hòa tạo ra sóng tròn đồng tđm O truyền trín mặt nước với bước sóng A Hai điểm MI vă N thuộc mặt nước, nằm trín hai phương truyền sóng mă câc phần tử nước dao động Biết ØA/ =§4; OW =124 vă OM vuông góc ỐN Trín đoạn MN, số điểm mă phần tử nước đao động ngược pha với đao động của nguồn O lă

Gọi I lă một điểm bất kì nằm trín MN đao động

ngược pha với nguồn

Trang 15

Giải đ'> AO lấy & min

Vị dụ Ở mặt chất lông có hai nguồn sóng A, B câch nhau 18 cm, đao động theo phương thẳng đứng với phương trinh la u, =u, = acos(S0at) (vĩi t tính bằng s) Tốc độ truyền sóng của mặt chất lỏng lă 50 cm/s Gọi O lă trung điểm của AB, điểm Mi ở mặt chất lỏng nằm trín đường trung trực của AB vă gần O nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M đao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại A Khoảng câch MO lă A 44cm 8, 5,4 cm £ 3,6 cm Ø2 2,5 cm Hưới M cùng pha nín đ = kÊ đ '> AO ©k.2> 9< k> 4,5

O vă M gần nhau nhất ứng với &„„ =5 = đ =5.2 =10ơm Khoảng câch giữa hai điểm O vă MÍ om =a" A =V10 -9 =4,40n Chon A AI thuộc đường Ít Phương phâp: +M cùng pha với O, gần O nhất Ôđ=d+^ + Mngược pha với Ở, gần O nhất dade Khoảng câch giữa hai điểm O vă M OM =Vd? -d* THỊ: N nằm phía trín MĨ đy =ả,+Đ Me 2 2 MN =ON-OM = ay (2 — a? (52) ‘ 2 TH2: N nằm phía dưới M dy=dy-4 2 2 2 1 ô

1: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai ngưồn 5¡ vă 5: câch nhau 16 cm,

đao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biín độ, cùng pha, cùng tđn số

80 Hz Tốc độ truyền sóng trín mặt nước lă 40 cm/s Ở mặt nước, gọi d lă đường trung trực của đoạn 55% lrín d, điểm M ở câch 8¡ 10 cm; điểm N đao động cùng pha với M vă gần M nhất sẽ câch M một đoạn có giâ trị gần giâ trị năo nhất sau đđy? & 7,8 ram 5 6,8 mm 9,8 mim ï? 8,8 mm Vid

Trang 16

Hai nguồn cùng pha: u, =u, = acos(at+@) md, —d, md, + #) A Uy = 2aC08 2eo|arret 1

V 1: Tại mặt chất lỏng có hai ngưồn phât sóng kết hợp Š¡ vă Sa đao động theo phương vuông góc với mặt chất lỏng có cùng phương trinh u = 2cos40mt (trong đó u tính bằng

cm, t tính bằng s) tốc độ truyền sóng trín mặt chất lỏng lă 80 cm/s Goi M lă điểm trín

mặt chất lỏng câch Si, S Tần lượt lă 12 cm vă 9 em Coi biín độ của sóng truyền từ hai nguồn trín đến điểm M lă không đổi Phần tử chất lỏng tại M đao động với biín độ lă A.^J2 cm Be 22 cm £ 4 cm, #7, 2 cm S sơ của số 2v Bước sóng của sóng 4= —* 4cm d,~-d, Biín độ dao động cla M: Ay, = 2aces| 24 = 2 2eos{ 2 2 | 2/2 om Chon B Phương phâp:

Tñai nguồn cùng pha:

+ Điều kiện cực đại: d,-—d, =kA + Điều kiện cực tiểu: đ; -đ = [« + 3}? Tai nguồn ngược pha:

+ Điều kiện cực đại: đ, ~d,= ứ + 5)

+ Diĩu kiĩn cue tiĩu: d,-d, =kA

Số điểm cực đại, cực tiểu trín đường thẳng nối nguồn AB: =4 < điều kiện cực đại (cực tiểu) < 4B, số giâ trị k tim được lă số cực đại (cực tiểu)

Nhận xĩt:

+ Tập hợp câc điểm cực đại (cực tiểu) lă họ đường cong hypebol, xen kẽ câc đường cực đại lă câc đường cực tiểu

+ Trín đường thẳng nối nguồn, hai điểm cực đại (cực tiểu) gần nhau nhất câch nhau 2 một cực đại, một cực tiểu gần nhau nhất câch nhau +

vị dụ 1¡ Tại mặt thoâng của một chất lỏng có hai nguồn sóng 5¡ vă 3% đạo động theo phương thắng đứng với cùng phương trinh u = acos40nt (a không đối, tính bằng s) Tốc độ truyền sóng trín mặt chất lỏng bằng 80 cm/s Khoảng câch nigắn nhất giữa hai phần tử chất lỏng trín đoạn thắng 5i5a đao động với biín độ cực đại lă 3, 4 cm ö 6 cm £.2 em Ö 1 cm Hướng nae an ad 2z Bước sóng của sóng +=v?= vw~— =4 cm @ Khoảng câch ngắn nhất giữa hai cực đại giao thoa trín đoạn thẳng nổi hai nguồn lă 0,5A =2 cm, Chon C

2: O mat nước, tại hai điểm 5¡ vă 5% có hai ngưồn đao động cùng pha theo phương thang đứng, phât ra hai sóng kết hợp có bước sóng A Cho S¡5, =5,4^A Số điểm dao động với biín độ cực đại trín đoạn 8:6; lă Ø2, 11 ễAB<k< AB << 5,41<&kA<5,42 ôâ~5,4<k<5,4=&k=5; ,5 Số điểm dao động với biín độ cực đại trín đoạn S5 lă 11 điểm Chọn D Dang 8: 86 34B - MA Š điều kiện cực đại (cực tiểu) < NB— NA, SỐ giâ trị k tìm được lă số cực đại (cực tiểu) Chú ý: Nếu MỤ N trùng với nguồn thì lấy dấu “<” vì ở nguồn không thể xđy ra cực đại hoặc cực tiểu

Trang 17

=T—13,8< & < 5,02 = & =T—13; ;5 Vậy có 19 điểm cực đại trín BM Chon A Dạng 4: Số điểm cục ạt, cục tiểu t THỊ: 48<2£ Số cực đại trín đường tròn bằng hai lần số cực đại trín AB TH2: AB> MN =2R

Số cực đại trín đường tròn bằng hai lần số cực đại trín MN Số cực đại trín MN: -2# < điều kiện cực đại (cực tiểu) <2

Chú ý: Nếu tại M hoặc N xảy ra cực đại, cực tiểu thì trừ đi một điểm nhđn †

Vi đụ + Trín mặt nước có hai ngưồn sóng giống hệt nhau câch nhau một khoảng AB =4,8A, Trín đường tròn nằm trín mặt nước có tđm lă trung điểm O của AB có bân kính R =5 sẽ có số điểm đao động với biín độ cực đại lă A9 8 18 8 f2, 16 Số điểm dao động cực đại AB lă -AB<kA< AB <= -4,81 <kA< 4,84 ©-4,8<k<4,8=>k=-4; ;4

Số điểm đao động với biín độ cực đại trín đoạn S15 lă 9 điểm Vậy số dao động với biín độ cực đại trín đường tròn lă 18 điểm Chọn B

Hai nguồn ngược pha nín trung điểm Ï lă cực tiểu nín Ô = : =9,5—> Ă=2cm Số điểm dao động cực đại AB lă

-AB<kA< AB <>—14,5< k.2<14,5 ©>~—7,25 <k < 17,25 => & =—7; 7

Số điểm đao động với biín độ cực đại trín đoạn S5 lă 15 điểm Vậy số dao động với biín độ cực đại trín elip lă 30 điểm Chọn B

góc với mặt nước, cùng biín độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz được đặt tại hai điểm Si vA 5 câch nhau 10 em Tốc độ truyền sóng trín mặt rước lă 75 cm/s Xĩt câc điểm trín mặt rước thuộc đường tròn tđm S¡„ bân kính S¡5, điểm mă phần tử tại đó dao động với biín độ cực đại câch điểm 5a một đoạn ngắn nhất bằng A, 85 mm ÿ, 15 mm <.10 mm 89 mm

V¡ dụ 2: Trín mặt nước có hai nguồn sóng giống hệt nhau câch nhau một khoảng AB=5A Trín đường tròn nằm trín mặt nước có tđm lă trung điểm O của AB có bân kính &= 4,8% sẽ có số điểm dao động với biín độ cực đại lă Ô, 19 8.38 €.18 ⁄) 36 Hướng dẫn giải Số điểm dao động cực đại MN lă ~2R< kĐ<2R_ c~2.4,8Đ < kÊ <2.4,8Ê œ@>—9,6< k<9,6=> k =—9; ;9 Số điểm dao động với biín độ cực đại trín đoạn S52 lă 19 điểm Vậy số dao động với biín độ cực đại trín đường tròn lă 38 điểm ChọnB S: SE diĩm cục đại, Số cực đại trín đường elip bằng hai lần số cực đại trín AB

Ví đụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trín mặt nước, hai nguồn AB câch nhau 14,5cm dao động cùng pha Điểm M trín AB gần trưng điểm I của AB nhất, câch I lă 0,5 cm luôn đao động cực đại Số điểm đao động cực đại trín đường elip thuộc mặt nước nhận A, B lăm tiíu điểm lă 4 18 điểm øũ 30 điểm € 28 điểm Ø 14 điểm Bước sóng của sóng Ă=— =Í,5cm ¥ f Số điểm dao động với biín độ cực đại trín S8, : PEs ck < SE os 6,6 <k<66

Vậy để điểm nằm trín đường tròn đao động cực đại vă gần 8› nhất thì điểm năy phải thuộc hypebol cực đại k = 6 Từ hình vẽ ta có: dị ~d; = 6A, — d; =S,S; —6A=l cm Chon C

Trang 18

=—~-22= 2,125 cm Chon C A Ly thayeĩt Định nghĩa: Sóng đừng lă sự giao thoa giữa sóng tới vă sóng phản xạ trín cùng phương truyền sóng Phđn loại:

+ Sóng dừng trín một sợi dđy có hai đầu cố định

+ Sóng dừng trín một sợi dđy có một đầu cố định vă một đầu tự đo Đặc điểm:

Trong sóng dừng, một số điểm luôn đứng yín gọi lă nút, một số điểm luôn đao động với biín độ cực đại gọi lă bụng

Khoảng câch giữa hai nút (hai bụng) liín tiếp bằng A/2, khoảng câch giữa một bụng vă một nút liín tiếp bằng Ă/A

Câc điểm nằm cùng một múi sóng dao động cùng pha, thuộc hai múi sóng liền kề dao động ngược pha B Câc dạng băi tập Đng 1: Xâc định số nút, số Ì Phương phâp: Điều kiện để có sóng đừng trín sợi dđy có hai đầu cố định: A I=kỄ(k=12; PB ) Trín dđy có k bụng, (k1) nút Điều kiện để có sóng dừng trín sợi dđy có một đầu cố định một đầu tự do kệ I=(3k+1)2 (k=0; 1;2; ) Trín dđy có (k+1) bụng, Œ&+1) nút Trar

: Trín một sợi dđy đăi 2 m đang có sóng dừng với lđn số 100 Hz, người ta thấy ngoăi hai đầu dđy cố định còn có 3 điểm khâc luôn đứng yín Vận tốc truyền sóng trín đđy lă A, 60 m/s ñ, 80 m/a £ 40 mựa ©.100 m/s tự Ngoăi hai đầu dđy còn 3 điểm khâc cố định => Sóng dừng trín đđy với 5 nút sóng tương ứng với 4 bó: 2Ê =2>2=lm 2 Vận tốc truyền sóng v = Ăf = 100 m/s Chọn D

; Trong thí nghiệm về sóng đừng, trín một sợi đđy đăn hồi dai 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sât thấy ngoăi hai đầu dđy cố định còn có hai điểm khâc trín đđy không đao động Biết khoảng thời gian giữa hai lần liín tiếp với sợi đđy đuối thẳng lă 0,05 s Vận tốc truyền sóng trín đđy lă A.8 m/s 8 4 m/s ` 12 ra/s © 16 m/s Ngoăi hai đầu cố định còn có hai điểm khâc không đao động > Sĩng dtng xay ra trĩn dđy với 3 bó sóng — k = 3

Từ điều kiện để có sóng dừng trín dđy /= be =4= 2 =0,8 m

Khoảng thời gian giữa hai Tần liín tiĩp soi day dudi thang Ia ntva chu ki=> T = 0,1 s we a

Van tĩc truyĩn sĩng v= Pa =8 m/s Chon A

¡ dụ 3: Một sợi đđy AB đăi 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhânh của đm thoa đao động điều hòa với tần số 40 Hz Trín đđy AB có một sóng dừng ổn định, A được coi lă rút sóng Tốc độ truyền sóng trín đđy lă 20 m/s Kể cả A vă B, trín dđy có

4.3 mit va 2 bụng i 7 mit va 6 bung

.9 mit va 8 bung 1.5 mit va 4 bung

Điều kiện để có sóng dừng trĩn day vĩi hai dau oO dinh 1=k4 =k => k=4

Trang 19

MN =4—2d

2

M,N,P đao động cùng biín độ, câch đều nhau: MN = NP =2d= pd saat 8 Trong đó Z lă khoảng câch từ điểm ta xĩt đến nút gần nhất

Ví dụ 1: Trín một sợi dđy căng ngang với hai đầu cố định đang có sóng dừng Không xĩt câc điểm bụng hoặc nút, quan sât thấy những điểm có cùng biín độ vă ở gần nhau nhất thì đều câch đều nhau 15 em Bước sóng trín đđy có giâ tri bằng A 30 cm ® 60 cm £ 90 cm 2ă 45 cm tHiướng Trong hiện tượng sóng dừng, ngoăi câc điểm nút vă điểm bụng, điểm dao động với biín JB A ` ay A dĩ a 4 câch đều nhau một đoạn 7 vă câch nút gần nhất một đoạn 4 =l5em = Đ= 60cm Chọn B

Vi du ?: Trín một sợi dđy căng ngang với hai đầu cố định đang có sóng dừng Không kể câc điểm nút hoặc bụng, người ta còn thấy có những điểm câch đều nhau vă đao động với cùng biín độ Nếu khoảng câch ngắn nhất giữa chúng lă 15 cm thì bước sớng của sóng truyền trín dđy bằng Đ 90 cm © 60 cm i 45 cm š? 30 cm + cải ì đê Hướng dđn “ _ 2nd

Biín độ tai diĩm cach nut gan nhat doan lad: 4„ =2A sin

Goi M, N, P, Q lă câc điểm có cùng biín độ vă câch đều nhau, chúng cùng câch rút câc đoạn bằng đ MỊN = PQ= - 2d NP =2d Theo dĩ: MN = NP =PQ=1l5cm => đ = 1,5em; Ă = 60cm Chon B CHUYEN DE 4: SÓNG ĐM Â, Lâ thuyết Dinh nghia: Sóng đm lă dao động đm lan truyền trong môi trường rắn, lỏng, khí Phđn loại: + Siĩu am: f > 20000 Az + Đm thanh (đm nghe được): l6 #z < ƒ < 20000 1z + Hạ đm: ƒ <16z

Vận tốc truyền đm phụ thuộc bản chất môi trường: v„„ > Vụ„y > Vị, Câc đặc trưng vật lí của đm:

+ Tần số đm lă tần số của sóng am + Cường độ đm vă mrức cường độ đm, + Đồ thị dao động đm

Câc đặc trưng sinh lí của đm + Độ cao: Gắn liền với tần số đm + Đệ to: Gắn liền với mức cường độ đm

+ Đm sắc: Gắn liền với đồ thị đao động đm (biín độ vă tần số) Phương phâp: P Cường độ đm: ï = aoe WI) Trong dĩ: P la cĩng suat nguĩn am (W)

R lă khoảng câch từ điểm ta xĩt đến nguồn Đm (m) Mức cường độ đm: L = log Tœ = 10log (dBy

“ 0 9

Trong đó:

+] cường độ đm tại điểm ta xĩt

+Jy =1072W /ư lă cường độ đm chuẩn 1 + nh =10lag 22 =20log 22 1 1

i 1: Một sóng đm truyền trong không khí Mức cường độ đm tại điểm MI vă tại điểm N Tần lượt lă 40 dB vă 80 đB Cường độ đm tại N lớn hơn cường độ đm tại Mĩ: A 1000 Tan 8, 40 Tần € 2 Tần ©, 10000 Yan T Ta có Ủy —L„ =10log 2= Íx =|g P M M Chon D : Ba điểm O, A, B cùng xiằm trín một nửa đường thẳng xuất phât từ O Tại O đặt

một ngưồn điểm phât sóng đm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ đm Mức cường độ đm tai A 1a 60 dB, tại B lă 20 đB Mức cường độ đm tại trung điểm M của đoạn AB lă & 26 dB 8 17 đB - 34 đB D 40 dB tă 22h

Trang 20

P L, =10log 5 S151: (S7, =201og 2 = ry =1000, “ ¥, A L, =101o0 > Be ey, ar a eh +M la trung diĩm của AB sẽ câch nguồn đm O mot doan ñ„ =4 † = 50,51, P L, =10log 5 vn = L,~ Ly, = 2log"# = 2010g50,5=> Ly = 26 dB A =l0log—— ‘ tụ S5 T2 Chon A Trang 4Ô CHUYỂN 1 CHIẾU Â Lý thuyết

Nguyín tắc tạo ra đồng điện xoay chiều lă dựa trín hiện tượng cảm ứng điện từ, Tie thong: ¢= NBS cos( wt + @) =, cos (+ ø)(Wb

Suất điện động #= NBS sin (at + 9) = NBSa@ cos +ø— ) =% cos +Q~ ] (VY)

2 2

Công thức độc lập với thời gian giữa vă ølă £) {£) =]

‘0 0

Dong điện xoay chiều lă đòng điện có cường độ lă hăm sin (cosin) của thời gian Biểu thire dong diĩn i= J, cos(@t+@,)(4)

Biểu thức điện âp u =U, ©0s(/0f + ø,)Œ)

Đồng điện xoay chiều được tạo bằng mây phât điện xoay chiều, mây phât điện được hoạt động dựa trín hiện tượng cảm ứng điện từ

Câc giâ trị hiệu dung: J = ch, = Tp = Šụ 4 fe Phương phâp: Cường độ dòng điện túc thời qua điện trở: ¡ =1 cos(Œ + ø)(4) Điện âp đặt văo hai đầu điện trở: wu =U, cos(at+)(V) ^ U, U, Định luật Ôm: 7 = ee R An uh ` pea, Uy i Nhĩn xĩt: ur cling pha voi i: — = — Uy Jy Gian a6 Fre-nen: `ỒBBHHDig8StmrnteotrgreeetgAii0srrtotidrtdiilfĐiesereuzoesniziitermntoeiogdim Ua ĩ

Trang 21

Ta có J, == = 2000/2 _ 22(A) 100 # Mạch chỉ có R, điện âp vă dòng điện cùng pha: Ø, =Ø, = a (rad) i= 2V2 cos(l00mt + 2 (A) Chon C Đoạn mạch chỉ có tạ điện € Phương phâp:

Tụ điện cản trở hoăn toăn đòng điện một chiều, cđn trở một phần đòng điện xoay chiều Cường độ đồng điện tic thoi qua tu: i= I, cos(wt + g)(A) Lă Điện âp đặt văo hai đầu tụ: v= Ủy cos(ø+p— —)0) € U, U, ° A———?° Định luật Ôm: 7= —“;1, =—E Zc Ze Trong đó: + C(Ƒ) lă điện dụng của tụ + Ze =.) lă dung khâng của tụ điện, lă đại lượng vật lí đặc trưng cho sự cản trở @ đòng điện của tụ điện khi có điện âp xoay chiều đặt văo x x ^ Le +

Nhận xĩt: uc trễ pha so với ¡ góc 3 = Công thức độc lập với thời gian:

Giâirjrúc tời LŸ ˆ ( Giânr túc thời 2 hy

Giâ trị cuc dail Giâ trị cực đại 2 2 2 Ệg 1% Ne Giản đồ Ere-nen: Đẻ ,„ Ủy _ 200/2 Ta có ï, =—*>= a ọ Ze 100 =2 2/2 (A) Mạch chỉ có C, diĩn ap cham pha hon dòng điện góc 2? GO, + == 5 (ad) 2 Vậy ¡=24J2 cos(00z/+ 2) (A) Chon C Pog ach chí có cỗ Phương phâp: Cuộn cảm thuần không cản trở dòng điện một chiíu, cản trở một phần dòng điện xoay chiều ‘

Cường độ dòng điện tức thời qua cuộn cảm thuần: ¡ = 7, cos(@t+@)(A) Điện âp đặt văo hai đầu cuộn cảm thuần: u=U, cos(@t+o+ 2)ữ) L Dinh luat Om: 7 aU 0 = ~ tụ A #——WWf——z B Z, Z, Trong đó: + L(A) 1a hĩ số tự cảm

+ Z,=Le@(Q) lă cảm khâng của cuộn dđy, lă đại lượng vật lí đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dđy khi có điện âp xoay chiều đặt văo A lộ z : + a i? ue Nhĩn xĩt: ut s6m pha hon i gĩc 7 = Công thức độc lập với thời gian ~ + =1 ty Ủy, Giản đồ Fre ~ nen: ữ _~ — Vị dụ 1: Điện âp giữa hai đầu một đoạn mạch điện xoay chiíu chỉ có tự có điện dung -4 C= Wor 3 có biểu thức w = 200-/2 cos(00z)(7) Biếu thức của cường độ dòng điện a trong mach 1a ny Z# A i= 242 cos(L0Ozt + ¬ (A) B i= 24/2 cos(L00zt ~3 re C i= 2V2 cos(lO0nt + 2 (4) Hướng dẫn giải — 1 1 © Ca 101 ———.100Z x =100(2)

Trang 22

` ta a, #4 _Z 5 Mạch chỉ có L„ điện âp nhanh pha hơn dong điện góc 3 2, =Q, ˆ3*3 35 (rad)

Vậy í=22Í2 cos(100Z7~ a (A) Chon C Đoan mạch có E, 1, C tiển Phương phâp: R L c A $n —zZ?

Điện âp đặt văo hai đầu đoạn mạch: ø: = Ứa cos( + ø,)(Ÿ) Cuodng dĩ dong diĩn qua doan mach: i = J, cos(wt + 2) (A)

@ 1 4, —#c _ oC

Dĩ lĩch pha @ giita u va i xâc định theo biĩu thie: g=@, —@,; fanp= ~~ ” Nhận xĩt:

+ Khi ZL> Zc thì a nhanh pha hơn ¡ (đoạn mạch có tính cảm khâng) + Khi ZL< Zc thì u trễ pha hơn ¡ (đoạn mạch có tính dung khang) + Khi ZL= Zc thì u cùng pha với ¡¿ U, ^ U Định luật Ôm: th => Trong đó: Z=-JR} + Œ, -Z„}” lă tổng trở của đoạn mạch Điện âp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch Ứ = + Ue +O, -UcyY Gian đồ Fre-nen: Ore te Ví đụ 1: Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50Q, một cuộn thuần cảm có 107

hệ số tự cảm D= tun vă một tụ điện cĩ diĩn dung C= a (F) mac nĩi tiếp Biết ring dong diĩn qua mach cĩ dang i= 5cos100zt( A) Biểu thức điện âp tức thời giữa hai đầu mạch điện lă

ae

Acus 2504/2 cos{ 1000+ |) B u = 2502 cos{100m1-4)(P)

Cus 25003{100z1 20), D.u= 250eos|100z!~5 Ì(Y) Cảm khâng: 2, = @ = 1000.4 = 1002 ; Dung khang: Z, = —-= z aC ZaJfR+(Z,-Z,y =50V22 Ta có U, =1,2 = 5.5042 =250/2 (7) Z, ~Zc _ 100-50 Độ lệch pha giữa a hai đầu mạch vă ¡: tạng = 30 =1 = @= (rad) # ae 0% = 9492042 =" (rad) Biểu thức điện âp tức thời giữa hai đầu mạch điện: u = 250-/2 cos [ta + =\r) Chon A $ Xĩt đoạn mạch gồm một điện trở hoạt động bằng 100, một tụ điện có điện 30 NHĂ HAT ca MÔ CỬ TA 3 4 dung C= HE vă một cuộn cảm thuần có độ tự cảm — #7 mắc nối tiếp Nếu đặt văo hai 7 đầu một điện âp ¡ = 200 cos100z( V) thì điện âp giữa hai đầu điện trở hoạt động có biểu thức lă Aan ty = 200608{ 100m ` Vv) Bo ug = 1002 cos(100z70)( r) ‹ Cty = 200cos{ 1004 v) DỊ ng =100/5cos|100zr ~2 r) Trạng 44 tưởng i 1 1 3 Ta có Z, = 1ø= —.100z =300(Q); Z„=——= = 200(Q) * Co 3 166 1002 a Tong to Z= JR’ +(Z,-Z.) = f100° +(300-200)° = 100,/2 (2)

¬ dane aid Uy, _— 200

Cường độ dòng điện Ss S mcuc daila f, cực đại lă 7¿ = -#® = z Top =42(4 ⁄2( )

Điện âp cực đại hai đầu diĩn t6 18 Uy, = 1,R = V2.100 = 1002 (V)

Trang 23

iụ 3: Đặt điện âp xoay chiều văo hai đầu đoạn mạch có R, l„ € mắc nối tiếp Biết v oan ; i ` — R=102, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L= Tor H vă tụ điện có điện dung C= on F, Z a x 3 „

Điện âp giữa hai đầu cuộn cảm la wu, = 20-/2eos00Zf + 3 (V) Œ tính bằng s) Biểu thức điện âp giữa hai đầu đoạn mạch lă A, u=40cos(100zt 2 (WV) B, u = 40 2cos(h00n1— 2 6) cus 40/2cos(100Zt + 2 (V) Í, = 40cos(00Z/+ 2 (ME T Z, =10Q tỐ =)Z=10/20=U, =40V 4 Z, =200 I, =2V2A # z1 3# a 3x z

u trễ pha hơn ¡ góc 7 nĩn u trĩ pha hon u, góc: (5+ +2) Paz pale) =u= 40cos{ 1001-4 |(Y)

Chon A

Vi dy 4: Dat diĩn ap w= 50A/2cos(00z?)(V) văo hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết điện âp hiệu đụng hai đầu cuộn cảm thưần vă hai đầu hạ điện lần lượt lă 30 V vă 60 V Điện âp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần lă A, 40 V B.50 V €, 30 V, t & .20 V Ta có: Ứ= Uạ +(U, -U,) <= 50° =U? +(30-60) => U, = 40V Chon A Boan mach cĩ cuĩn day cd Phương phÂp: 5 R Lự c : 1 Pr] A= M N | Điện âp đặt văo hai dau doan mach: u =U, cos(at+9,)V) Cường độ dong diĩn qua doan mach: i= 7, cos(at + Ø,)(⁄4)

oL-— Độ lệch pha @ giữa u va i xâc định theo biểu thức: @=Ø,—Ø,; fan = #u-Zc~ _œC vs : * um R+r R+r

Nhận xĩt:

+ Khi ZL> Zc thì u nhanh pha hơn ¡ (đoạn mạch có tính cảm khâng) + Khi ZL < Zc thì u trễ pha hơn ¡ (đoạn mạch có tính đụng khâng) + Khi Zu= Zc thì u cùng pha với i Trang 46 Địmh luật Ôm: / = Nis C Trong đó: =.J(R+ ry +(Z,-Z-) Ja tổng trở của đoạn mạch Điện âp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch

Ư=4\(U, ~+U,}Ÿ +(U, Uy}

Giản d6 Fre-nen:

Nhận xĩt: Câch nhận biết cuộn đđy có điện trở thuần r

Xĩt toăn trạch, nếu Z # v|R? +(2,T—ZQŸ ;

U#zjU2+(U, U,} `) hoặc P # 1° hoặc cosøz : thì

cuộn đđy có điện trở thuần z z 0,

Xĩt cuộn đđu, nếu U, #U, hoac Z, # 2, hoặc P0 hoặc x Tă ^ a 2 RA cosp, z 0 hoặc @„ 5 thì cuộn đđy có điện trở thuần r z 0 > : Xĩt đoạn mạch gồm một điện trở R = 50O, một tụ điện có điện dung C= 2 up Te ^ Ax nă an , 3 5 aA ‘

một cuộn cảm có độ tự cảm — H vă điện trở r = 50 Q mắc nối tiếp Nến đặt văo hai đầu một điện âp = 200cos1007 ( Vv) thì điện âp giữa hai đầu điện trở hoạt động có biểu thức lă Uy = S02 os{ 1000 | Vv) B uy =100V2 cos(100z2){ ¥) # uy = 50A2 c0s[ 10001 + }¢ tỳ Duy =100V2 c08( 1001 - “| Vv) 4 1 1 3 Tacĩ 2, =Lo=—.1007 =300(Q); Z, = =— ===——_ = 200() Z Co 8 191000 Z Tổng trở Z =J(#+r} +(Z, —Ze}” = (50+50)° +(300-200)° = 100V2(a)

Cường độ đòng điện cực đại lă J, = ete = on = /2(A)

Diĩn dp cyuc dai hai dau diĩn tro 1a Uy, =1,R= ^J2.50= 50/2 (V) Độ lệch pha giữa điện âp hai đầu đoạn mạch với đồng điện Z,~Z„ _ 300~200 tan ø@ = R+r 50+ 50 ae =|l> p= (rad)

Vay pha dòng điện 9, = 2, ~9=0- =~" (rad) Lai co’ Op = 9, = ~F (rad)

Trang 24

| Vayu, = s02 cos (100 5} P) Chon A Đang 2: lận {du Phương phâp: tờ

Cộng hướng điện từ trong doan mach RLC: Khi Zi = Zc hay @= rẽ thì Line = s „1 sung pha với ¡ ( = 0)

7í đụ 1: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 100 Q, cudn day thuần cảm có cam khâng bằng 100 @, tụ điện có điện đụng C mắc nối tiếp Đặt văo hai đầu mạch điện một điện âp xoay chiều u = 200cos(1007rt) (V) Đồng điện qua mạch đạt giâ trị cực đại Giâ trị diĩn dung C la =4 -3 -4 = A 10 F, B 10 F, C 16 - ñ, 19 + a ae 2z 20 Hướng dẫn giải Đồng điện đạt cực đại nín mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện Ze = Z, =1002 _ 1 _ l0? cœ 100.1002 Z Vay C= Chon A Đang 3: : £96 thi dao độ

1í đự 1 Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ X lă một hộp đen chứa 1 phần tử: R

hoặc L hoặc (L, r) hoặc €, biết 1; =1002/2 cos(100Z/)(f); 1, =42(4) P = 100 (W), Tổng trở Z = 2 = J2 +Œ, =Z c 199 — 50" +, -30)" ï 1 có ở J2 £, ~ 30)

: Một điện âp xoay chiều biến đối theo thời gian theo hăm số cosin được biểu điễn như hình bín Đặt điện âp năy văo hai đầu đoạn mạch gồm tụ C mắc nối tiếp với điện trở -3 R, biee c= 1° Ft # vă khi đó Z„ = R Biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch lă 1V} 13-5 lũ TA ⁄ _—_— z = 3 (6sos| 100i 124), Bis 2F cos 100a0+ % \(4) Pose a 0 Œ, ¡=8 J6 co|100z7 + (4) D, ¡=3J5ea[I00ø:+ 2 Ì(4) 3 C= “ ~ Œ),¡nễ pha hon was Gia tri câc phần tử có trong X lă © B Ay _(a)—4 x | ; -4 A.Le B8 = Đỗ mờ - 500 C 8=50Q pc) F a „ 7 Heong dẫn giải ota Te 1007 0) 3z Do i trễ pha hơn điện âp vă đoạn mạch X có công suất tiíu thụ nín X lă cuộn đđy có độ tự cảm L vă điện trở r Ta có P=PrSr= 1= = 50(2) _~ w~ FT (5 2 Từ đồ thị ta thấy 7-(3-2}10° > T =0,02s = œ = 1007 (rad / s) Tai t=0:u=U, cosy, 180 =120V3 cose, = cose Bu, at pad >> te

Trang 25

# 4 = 55 (rad) # Vậy pha dong điện Ø, = Ø, —Ø = <= + Vayi= 36 cos [2008 + 5|) Chọn C CHUYEN DE 2: C Phương phâp: Điện âp đặt văo hai đầu đoạn mạch: z = Ủ, cos(/ + @,)(Ÿ) ING SUAT, HE SO Cường độ dòng điện qua đoạn mach: i= J, cos(wt+ ,)(A) uy Cĩng suat trung binh: P = Ul cosy = PR= z (W)

Trong đó cosy = Ue Roy hĩ s6 cong suat; p= 9, —9, Uy Z

Công ông hưởng điện trong đoạn mạc ộ hưởng 6 đ iĩn tr a hh RLC: Khi Zi = Zc h 2 ¡ ZL = Zc = ay hay @= ==== Trẻ L_ gă „=5 max? R

Ư?

=" welng pha vĩii (p= 0)

max

Vi dụ 1: Diĩn ap hai dau mĩt doan mach Ja u= 120d cos{ too | V}vă cường độ

dong diĩn qua mach lă i= 3/Zsos[100ør + 5Ì) Cơng suất đoạn mạch lă 20M B 180 W i 0.160 W Ta có: pp Ua, 1202 — 1a (vy 1= 2 x2 Als ha = — ¬ d Độ lệch pha =2 Ø =Ø, ~, =~ T127 Ta Vậy công suất của đoạn mach lă: P=Ulcosp= 1203.eo| =5 ) =180 (W) Chọn B a 2 Hĩ sĩ cong suat: cose = oe => U, = U cosy = 200 SỐ v3 000) Công suất đoạn mạch lă P= -“Ởở=———=—= 1003 7 R 100/3 100/3 (7) Chon A CHUYEN DBE 3: Phương phâp: + Cường độ dòng điện đạt cực đại: Ñ =0; 7v = — |Z, ~Z,| + Công suất đoạn đoạn mạch đạt cực đại: R= |Z, —Zo 3s Pog = a = _ 2k, 2|Z,—Z.| RR, = R

+ RR, la hai gia tri cho cing cong suat P: ner 2 Với 2 voi Ry =|Z, — |Z.—Z.Ì

Nếu cuộn cảm có điện trở r: Ư? ue 2(R+r) 2lZ,-Z- + Công suất tỏa nhiệt trín điện trở R dat cwe dai: R= fr? + (Z, —% y 3 Ư? ur 2(R+r) 2|Z,—Z4| + Công suất đoạn mạch đạt cực đại: R+r=|Z, —Ze|: P„„ = max —— Prog = Rmax 04 NHA X nă 3A › Ví dụ 2: Cho mạch điện gm R= 1004/3Q, C= — z vă cuộn thuần cảm có độ tự cảm L, mắc nối tiếp Đặt văo hai đầu đoạn mach một hiệu điện thế xoay chiều u = 200/2 cos(100z7)(ƒ) Biết hệ số công suất toăn mạch lă ¬ Cơng suất đoạn mạch lă A 100/3 W, B8 100/6 W € 200W Ö 100W, Tra ¿ 1: Cho đoạn mạch xoay chiều gồm biến trở R, cuộn thuần cảm ,=1(m) a > _ 10°

C= ie (F) mac nĩi tiếp Đặt văo hai đầu đoạn mạch điện âp xoay chiều

Trang 26

Vi du 2; D&t mĩt diĩn ap xoay chiĩu vao hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp có R thay đổi thì thay khi R= 30 Ova R = 1200 thì công suất toâ nhiệt trín đoạn rnạch không đổi Để công suất đó đạt cực đại thì giâ trị R lă A, 24 © ỹ 90 O đ, =30G; &, =120G lă hai giâ trị cho cùng công suất P RỆ = R,.R, = 30.120 = 3600 = R, = 600 , 60 Q ¡ Í: Cho mạch điện RLC nối tiếp Trong đó R=1003/3(O), C=*” (P), cuộn đđy

thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được Điện âp giữa hai đầu đoạn mạch lă „ =200cos10027(1) Độ tự cảm của cuộn đđy để điện âp hiệu đụng trín cuộn cảm Ì, cực đại lă š, biển thiín Cường độ đồng điện cực ñại, công suất cực đại: U Z,=Zo uw =o: P = a a TN Điện âp hai đầu cuộn cảm thuần đạt cực dai: R+Ze | L =e Cc UfR?+Z2 Us max mm R Hệ quả: +}? =U? ~+Ư„ „1 1 1 Uz UW? ƯẠ R 2 2 : ( 7 } 4z] 3 Vore Ủy Điện âp hai đầu tụ điện đạt cực đại: R—?+Z? Zo= Ls Hĩ qua: +U2 =U? +U Ry UR, Ww UR 2 2 * ( wn ) ata Vor U, 7 4 & L=— (H) D L=22 (eH T 7# 2 1 1 Riazi (1003) +1007 2g FT Fy 10028 a ZF €=—————=400Q Co 101 Ze 100

? Cho đoạn mạch không phđn nhânh RLC, R = 80 Ö cuộn dđy có điện trở trong r= 200, có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện có điện dung C= 30 (uF) Diĩn âp hai

#

đầu mạch điện có biểu thức ø = 20042 sas|100øi—E \(r), Khi công suất tiíu thụ trín mạch đạt giâ trị cực đại thì độ tự cảm của cuộn đđy vă công suất sẽ lă Â L=-— H;P=400W B 1 =-L H;P= 500W 107 x a 2 &, b=—H;P=4o00W 1=} Ø;P~2000W a # Z\:Z„¿ lă giâ trị cho cùng cường độ dòng điện, cùng công suÑt: Z„¡+Z,x= 22,

Với Zÿ = Z2 lă giâ trị để Loy (Poa)

Z(:2c; lă giâ trị cho cùng cường độ dòng điện, cùng công suất: Z¿ + Zo = 2Z:

Trang 27

iu 3: Đặt điện âp ¡ = 200 V2 cos(wt+ : 3(V) ( tính bằng s) văo hai đầu đoạn mạch có ae An ca Vă S232 , 0, Ñ R, L C mắc nối tiếp Biết điện trở R = 80 Ö, cuộn cảm thuần có đệ tự cảm ÿ = " THÍ vă tụ điện có điện dung C thay đổi được Điều chỉnh để C = Co thì điện âp hiệu dung hai đầu tụ điện đạt giâ trị cực đại (LIemax) Co vă Ucmax 06 giâ trị Tần lượt lă 7 I ` =282,8 (V) B Cy = mB vă U2„„„=200 (V) Cmax Aw Gao mF va U, Z max 4;@, cho cùng cường độ đòng điện, cùng công suất: i i DO, = @ = tee 2007.@, = Tt eee 50x (rad/s) # # Chọn B - go, € C=ŠŸ bE vă 72 =200 (V) D C; =ŠU bF vă Ứ,„„ =282,8 (V) rm # C6 Z,=Lo= "8 1907 =802 FE C biĩn thiĩn dĩ U,.: Z =———* iến thiín để Ứ,„„„.: Zc Z, = — = 1602 50 3 C= L110 F @£Z, 160.1007 16z UJR +23 2 + 80? Uy UVR +4 200480 180 _ 0n 2p mee R 80 Chon A 1 + Cường HONS dO Gong độ dòng điện cực đại, công suất cực ấgi: œụ = === alen Ch ụ s Ệ ũ b Nizal U 2 max =F " R Pa = =— R 1 /L RP 2UL 4, = CVC 2 a = OS RYALC-R°C + Điện âp hai đầu tụ điện đạt cực đại: 2UL cua = SSS RYALC- RC N x FA IN A X A 24 2 ne +ø;œ, cho cùng cường độ dong diĩn, cting cing suat: @,@, = @, VOI @) = Jie

Ví dụ 2: Đặt một điện âp xoay chiều có giâ trị hiệu dụng không đối vă tần số ƒ thay đổi được văo đoạn mạch có R, L„ C mắc nối tiếp Điều chỉnh để / = /¡ = 60 Hz thì hệ số công suất của mạch bằng 1 Điều chỉnh để / = / =120 Hz thì hệ số công suất của mạch bằng

42 a Khi tan sO f = f, = 90Hz thi hệ số công suất của đoạn mạch có giâ trị gần nhất với

giâ trị năo sau đđy? & 0,874 0,486 f2 0,781 1 1 LC

Vi dy i: Trong doan mach RLC mắc nối tiếp có R = 50Q, L= =) , Cs 10" (F) Bat

văo hai đầu đoạn mach mĩt diĩn 4p xoay chiĩu cd U = 100 V vă tần số góc thay đổi được Khi w = wi = 2007 rad/s thi công suất lă 32 W Để công suất trong mạch vẫn lă 32 W thì tần số góc lă œ = œ vă bằng 4 1007r rad/s 8 507tr rad/s © 1507 rad/s < 3007 rad/s Trorig 54 +Khi f= f =60 Hz, chuanhĩa R=1 ya (227% Z.=# +Khi f = f, =120 Hy, er oe! 14(2x-4) 2 Hĩ sĩ cong suat cla mach khi f= f, =90 Hz cos = = 0,874 3X 2XỶ 1+|—-— 23 Chon A

Mây biến âp lă những thiết bị có khả năng biến đổi điện âp xoay chiều

Cấu tạo gồm cuộn sơ cấp vă cuộn thứ cấp

Trang 28

Mâu phât điện xoa chiều ba pha: Tạo ra ba suất điện động xoay ` a dA dA 2 chiều hình sin cùng biín độ, cùng tần số vă lệch pha nhau >" Cấu tạo: + Ba cuộn dđy hình trụ gắn cố định trín vănh tròn tại ba vị trí đối xứng

+ Nam chđm quay quanh trục © với tần số góc œ không đổi Động cơ không đồng bộ ba pha:

Nguyín tắc: Dựa trín hiện tượng cảm ứng điện từ Khung dđy đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hon B Cae da Dang 1: May Phương phâp: U, N, Ì Mây biến âp H tưởng: —> = —ˆ = + ă P 5 U, 1 1; Trong đó:

+ ;1,N, lă điện âp, cường độ dòng điện vă số vòng dđy của cuộn sơ cấp + U;,;1,:N, lă điện âp, cường đệ đòng điện vă số vòng dđy của cuộn thứ cấp

¿ 1: Một mây biến thế có số vòng của cuộn sơ cấp lă 5000 vă thứ cấp lă 1000 Bỏ qua mọi hao phí của mây biến thế Đặt văo hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều có giâ trị hiệu đụng 100 V thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đđu cuộn thứ cấp khi để hở có giâ trị lă AẠ 20V 5.40 V Ö, 500V J =np = 5.10 = 50{ Hz) Chon C j2 a: EPUA Phương phâp: 2 POR Công suất hao phí trín đường day tai diĩn: P,, =-—4—— ” U? cos’ p (Ww) Trong dĩ +, lă công suất nơi phât + 8 lă điện trở dđy dẫn + Ù lă điện âp nơi phâi + cosø lă hệ số công suất Foot, +i, Hiệu suất truyền tai điện năng đi xa: ? ?_® H= 100% =-2—"™ 100% =[1~ T8 | Igos= ——E 100% P, Poo P, U? cos’ p BR Nhan xĩt: 1-H = —— U’ cos’ p U, N, U, _ 1000 testo U, ™, 100 5000 => ay phat Phương phâp: #=m Trong đó:

+ 7 (Hz) lă tần số của đòng điện xoay chiều + m (vòng/s) lă tốc độ quay cua roto

+ p lă số cặp cực

a is Mot dòng điện xoay chiều một pha, công suất #= 500(#P) được truyền bằng đường dđy dẫn có điện trở tổng cộng lă R= 4(Q) Hiệu điện thế truyền tải lă U= 5000(7) Hệ số công suất của đường dđy tải lă coso = 0,8 Hiệu suất truyền ti điện năng lă ô 87,5% ö, 12,5% 1.75%

Trang 29

Cấu tạo: Gồm một tạ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thănh mạch kín Nếu r rất nhỏ ( 0): Mạch dao động li tưởng

Cơ chế hoạt động: Tích điện cho tụ

điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch Câc daa động điện Lữ

Đao động điện từ tắt đần: Dao động có biín độ giảm đần theo thời gian do có sự tiíu hao năng lượng trong quâ trình đao động Dao động dừng lại khi năng lượng bị tiíu hao hết R căng lớn thì sự tắt đần căng nhanh, R rất lớn thì không có dao động

Để duy trì đao động điều hòa, cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất:

Ripe CRU,

L 2L

Sự cộng hưởng: Khi thay đổi tần số œ của nguồn điện ngoăi thì biín độ của đao động điện trong khung thay đổi theo, đến khi ø= a„ thì biín độ đao động điện trong khung đạt giâ P=RP = trị cực đại Chu ki r

Tan số góc riíng: ø@= Tz (rad/s) Chu ki riĩng: T= 2a = QaVLC () @ AN at i 1 Tđn số riíng: ƒ =F Phương phâp:

Điện tích tức thời của tụ: q = Q,cos(att pC)

Chú ý: Khi t= 0 nếu q đang tăng (tụ điện đang tích điện); niếu q đang giảm (tụ điện đang phóng điện)

Hiệu điện thế tức thời giữa hai bằn tụ của mạch dao động LC: +

us ễ = ges?) =U,cos(att ey)

Nhận xĩt: u vă q cùng pha =- th =-—, U, = 2 hay Q, =CU,

Q Uy c

Cường độ dòng điện qua cuộn đđu trong mạch dao động LC: i=q'=-aQ, sin(@t+ @) = I,cos(@trp + A) 1 = @Ợ, = 0C, Nhận xót: i Ì nhanh mh pha hon u vă q một góc lă 2 nín ta có mối quan hệ giữa i, u va gq nu vă q một góc lă Ễ- nín ta có mối ệ au) ay] , | ở , i) 2 2 iy (4) (2) =lvă fa (2) =1.Ø? =4 (2) eistojQ-¢_

Trong đó: + U,,Q, lan heot lă hiệu điện thế cực đại vă điện tích cực đại của tụ + € lă điện dung của tụ điện (F)

+ 7; lă cường độ đòng điện cực đại (A)

Wi dads vĩ dụ Ì: Trong một mạch đao động LC không có điện trở thuần, có dao động điện từ tự ĩ Ộ ô ó điệ

do Điện ap cực đại giữa hai bản tạ vă cường độ đồng điện cực đại qua mạch Tần lượt lă U, va iy Tai thoi điểm điện âp giữa hai bản tụ có giâ trị 0,5U, thì độ lớn cường độ đồng qua mạch lă ASK 4 p 3 ht Sử dụng biểu thức mối quan hệ giữa hiệu điện thế vă cường độ dòng điện: 2 `# 2 2 2 1 i 0, 5U, i i

sa] tp] aloo] 2] 4) —] = ty} =1- c3 ".-

li) GJ oS Jol) Gi) ng o

/ 4 Mach dao động điện từ LC lý tưởng với L = 10 mH; C = 10 nF Ban đầu tụ được tích điện đến giâ trị 13 LịC Khi điện tích trín tụ lă -12 HC vă đang giảm thì cườn, _ độ

dong qua cuộn đđy lă " A.0,1 A, A —0,1A, ho C ¬0,5A : 0,5 A Fly 1 = aes ra VEC ° I= 0,0 =1,3A4 Công thức độc lập với thời gian: 2 r2 _ 2 ;2 mm 12) + + =1=>|i[=0,54 Oy 12 132 1,3?

Dựa văo hình vẽ: điện tích trín tụ lă -12uC vă đang giảm thì cường độ dòng điện qua cuộn đđy lă -0,5A

Chọn C

Ví dụ 3: Biểu thức điện tích của tụ trong một mạch đao động có phương trình #=@sin@z.1002(C) Xâc định thời điểm năng lượng từ bằng năng lượng điện đầu tiín A 5.107 B 8.1075, | 5.10% 5, D 8.10s, m giải

Trang 30

v5 a We = W: Tần đầu tiín khi 4 = = , vectơ quay chỉ vị trí cung, 7 tức lă nó đê quĩ z# 4 "m.- r được một góc 4 tương ứng với thời gian # ần xâc định lă + =C=2“= + =5.107s Vậy thời điểm băi toân cần xâc định lă £= Rao male Ss Chon A Dang 2: Nĩag lwong mach LC Phuong phap: Xâc định năng lượng điện từ ` i g 9 2 2 Năng lượng điện trường: Wc = 3e 2e cos’ (@t +) 2 ` lo L@O, > _ Qo 2 Năng lượng từ trường: ÝW, = shi = — sin (ø + 0}= 2° sin” (wt +g) 142,1, Or lp

Năng lượng điện từ: W = W + W, = peta “367 gio

Trong quâ trình đao động của mạch, năng, lượng từ trường vă năng lượng điện trường

luôn chuyển hóa cho nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ lă không đổi _ oo

Mạch đao động với tần số góc ©, tan sd £ vă chu kìT hì W„ vă W, đao động với tần sỐ yom E góc lă œ'=2ø, tần số ƒ'=2ƒ vă chu kì ==: Mối quan hệ giữa năng lượng điện trường vă năng lượng từ trường trong đao dĩng LC Wẹ =HW, fh > We=(nt+)DW, of = Khi M =W,+W, ( £ Nam

Ví dụ 1: Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có điện đụng =5, điện tích của tạ có giâ trị cực đại lă 8 102C Năng lượng dao động điện từ trong mạch lă A 61077 8 12,8107 ` 641022 E, 8.107, SA xă @;”_ (81057 —- a4 Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện từ: W = 2c ma 6,4.10 7, cen 1600 LÂT ak OIA A ¬ả et —- F Ví dụ 2: Mạch đao dĩng diĩn tle g6m cuon cam thưần vă tụ điện có điện dũng = H Chu kỳ đao động lă 8 Hs Cường độ dòng cực đại qua cuộn cảm lă 4 mA Điện âp cực đại giữa hai đầu bản tụ lă Ô 10V 5 0,01 V €.1V Hướng dẫn giải Chu kì đao động của mạch tính theo công thức: 7? (8.1053? En 0,1 V, af = = 5 CH) T 22aEG > b= = SS — = 318.10 4m? C x„> 1609 1 # 2 LP Ta có: L7Ƒ2 _CỮ_ y= JE =0,10) 2 2 Cc Chon B Trang, 60 Phuong phap: Mạch LC không lý tưởng cuộn day cĩ diĩn tro R #0 2

Xâc định công suất tỏa nhiệt trín L: P = RP? = Sư = TT: Trong đó: Ì lă cường độ dòng điện hiệu đụng 7= $ (A)

1; Mạch đao động điện từ LC gồm một cuộn dđy có độ tự cảm 50 mH vă tạ điện có điện dung 5 /' Nếu mạch có điện trở thuần 10?Q, để duy trì đao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện lă 12 V thì phải cung cấp cho mạch một công suất trung bình bằng A 72, MW B72 mW 36 MW D 36 mW + 2 —6 32 Đựa văo biểu thức năng lượng ta có: tou = lip — để = «u _ 5101 =0,0144 2 2 tổ 50.107 v vu + „ iy 0,0144 a Công suất trung bình cần phải cung cấp lă: P= 7.8 = sek = “ao = 72.10°(W) Chon B Â, bả E Sóng điện từ lă quâ trình lan truyền điện từ trường trong không gian Đặc điểm sóng điện từ:

+ Sóng điện từ lă sóng ngang, trong quâ trình truyền sóng E,B vuông phương vă cùng pha, cùng vuông góc với phương truyền sóng

+ Sóng điện từ truyền được trong chđn không với vận tốc

bằng vận tốc ânh sâng c =3.10”z/s Tốc độ truyền sóng trong 8 câc điện môi nhỏ hơn tốc độ truyền sóng trong chđn không

+ Trong quâ trình lan truyền, sóng điện từ mang theo năng lượng Sóng có tần số căng

cao thì lan truyền căng xa

+ Sóng điện từ có thể phản xạ, nhiễu xạ vă giao thoa Phđn loại:

+ Sóng dăi ( 4 > 10007 ): Có năng lượng nhỏ nín không ving anyy EN so

truyền đi xa được Ít bị nước hấp thụ nín được dùng trong _ thông tín liín lạc trong rước

+ Sóng trưng (1007 < 4 < 1000mm): Ban ngăy sóng trung bị tầng điện li hấp thụ mạnh nín không truyền đi xa được Ban đím bị tầng điện H phản xạ mạnh nín truyền đi xa được

+ Sóng ngắn(107 < Đ < 100): Có năng lượng lớn, bị tầng

điện li vă mặt đất phản xạ mạnh Vì vậy từ một đăi phât trín mặt đất thì sóng ngắn có thể truyền tới mọi nơi trín mặt đất Dùng trong thông tin liín lạc trín mặt đất

Trang 31

+ Bóng cực ngắn (0,017 < Đ <10m}: Có năng lượng rất lớn vă không bị tầng điện lí phản xạ hay hấp thụ Được dùng trong thông tin vũ trụ

Truyền thông bằng sóng điện từ, Nghuín tắc chưng: + Biến đm thanh hoặc hình ảnh muốn truyền đi thănh câc đao động điện gọi lă câc tín hiệu đm tần + Dùng sóng điện từ có tần số cao gọi lă sóng mang để truyền câc tín hiệu đm tần đi xa qua anten phât

+ Dùng mây thu với anten thu để chọn vă thu lấy sóng điện từ cao tần + Tâch tín hiệu ra khỏi sóng cao tần rồi dùng loa để nghe đm thanh truyền tới

+ Để tăng cường độ của sóng truyền đi vă tăng cường độ của tín hiệu thu được người ta dùng câc mạch khuếch đại

Sơ đồ khối của một mâu phâi thanh 0ô tuyến ă thu thanh uô tuyến don giản Sơ đồ khối của mây phât hanh võ tuyến đơn giản Khuếchđại |_,J Anten ôến điệu |——*| Biến điệu caotần phât Mạch tạo đê cao tần Sơ đồ khối của mây thu thanh vô tuyển đọn giản

Anten Khuếch đại Mạch Mạch | „| Khuếchđại Loa thu *) cao fan chonsĩng tâch sống đm tần

Anten phât: Lă khung đao động hở (câc vòng dđy của cuộn L hoặc 2 bản tụ C xa nhau), có cuộn dđy mắc xen gần cuộn dđy của mây phât Nhờ cảm ứng, bức xạ sóng điện từ cùng tần số mây phât sẽ phât ra ngoăi không gian

Anien thu: Lă một khung đao động hở, nó thu được nhiều sóng, có tụ C thay đổi Nhờ sự cộng hưởng với tần số sóng cần thu ta thu được sóng điện từ có £ = fo

8 Câc dạng Đang 1: Hă băi tập n tie trong Phương phâp:

Bước sóng điện từ trong chđn không: 4= cŸ = c2aVLC voi ¢=3.10'm/s

Nếu mạch chọn sóng có cả L vă C thay đổi được thi bước sóng mă mây thu vô tuyến thu

được thay đổi từ

Đmm =2#€A|Lun Cụ ¿ Đu» = 22A bneCu Ghĩp tụ điện: Ghĩp song song (Ghĩp nội tiếp | 1 1 1 C, =O 4+, —=—+?— Cy GG 1 1 1 —=>z= z1 z Sa =e + fy fi fh 1 1 1 1 1 1 A4} =A4?+42 ee peas ge A A Trang 62

Ls Mot mach dao động LC có điện trở thuần bằng không gồm cuộn đđy thuần cảm vă tụ điện có điện dung C Trong mạch có đao động điện từ tự do với chủ kỳ T Khi mắc nổi tiếp với tụ điện trong mạch trín một tụ điện có điện dụng < thi chu ky dao dĩng điện từ tự đo của mạch lúc năy bằng AAT b.0,5T th

Chu kì của tụ mắc thím lă: 7= 2z re == is Vie (s) =—— (§

Chu kì dao động điện từ tự do của mạch sau khi ghĩp thím tụ lă: ii 1 1 1 1 16 T7 TP ST, = 7 = 0,25T (8) +——4>+— —= Te T pT) =— Pe ` 15 Chọn C

Bs Mot mach dao động LC có điện trở thuần bằng không gồm cuộn dđy thuần cảm (cảm thuần) vă tụ điện có điện dung C Trong mach có đao động điện từ tự do (riíng) với tan sĩ f Khi mắc nối tiếp với tụ điện trong mạch trín một tụ điện có điện đụng £ thì tan aw ^ aA Ñ ; số dao động điện từ tự đo (riíng) của mạch lúc năy bằng af Ag: B Af, © 2F 0 f mm f ta ñ=3/ Cnt, > ff R te =JP +3f =2f Chon C

Vid š 3: Mạch đao động điện từ LC lý tưởng có C thay đổi được Khi C=C thă tần số dao động lă 3 MHz KhiC= € thì tần số do mạch phât ra lă 4 MH+z Khi

Trang 32

CHUONG 5 SONG CHUYEN DE 1: TAN S A Li thuryĩt Tan sac anh sang Hiĩn tượng tân sắc ânh sâng £ Tân sắc ânh sâng lă sự phđn tâch một chùm ânh sâng phức tạp thănh câc chùm = # £ ý Anh sing

sang don sac mes a

Noe z ý y ans ot Mg Troi QUANG PHS Quang, phổ của ânh sâng trang lă đải sâng tảng 7

x TÂC oA A ^ 2 UA

nhiều mău biến thiín liín tục từ đỏ đến lục

£ 2 5 3 z lam (ANH SANG)

tím (đỏ, cam, văng, lục, lam, chăm, tím) chđm -

A A 2 z bos 4 tim MAT TROL

Nguyín nhđn xảu ra tân sắc ânh sâng Chiết suất của môi trường với câc ânh

sâng đơn sắc khâc nhau thì khâc nhau, tăng đần từ ânh sâng đỏ đến ânh sâng tím:

Nag <Meam < Thang < Ty < Mam < "cham < Hư +

Góc lệch của câc ânh sâng đơn sắc đi qua lăng kính khi góc chiết quang A nho: D=(@—DA (với A lă góc chiết quang, n lă chiết suất)

Chiết suất giảm đần từ ânh sâng tím đến ânh sâng đỏ nín góc lệch của ânh sâng tăng đần từ ânh sâng đỏ đến ânh sâng tím, góc lệch của ânh sâng đỏ lă nhỏ nhất, góc lệch của ânh sâng tím lă lớn nhất Sau khi bị tân sắc ta thu được đải quang phổ có mău biến thiín liín tục từ đỏ đến tím Ânh sâng đơn sắc, ânh sâng trắng Ânh sâng đơn sắc có tần số vă mău sắc xâc định, khi đi qua lăng kính không bị tân sắc chỉ bị lệch hướng

Ânh sâng trắng lă hỗn hợp của nhiều ânh sâng đơn sắc có mău biến thiín liín tục từ đỏ

đến tím có bước sóng trong khoảng 0,38 Hm Š As0,76 um B Cac dang Đang 1: Đăi ta KH rĩng ving quang pe va ho or Phương phâp: Bước sóng ânh sâng: Trong chđn không: = 7 a A

Trong môi trường có chiết suất n: A'= 7 = x == Công thức của lăng kính khí góc chiết quang A 0ă qúc tới í, nhỏ: i, = nhl, =m,,A=n +r,D =(n=ÙA Trong đó: +¡„, lă góc tới, + n„r, lă góc khúc xạ

+D 1a góc lệch giữa tia tới vă tia ló +n chiết suất của lăng kính + Định luật phản xạ ânh sâng: ¡ = Í + Định luật khúc xạ ânh sâng: ”, sini = ø; si i; : a LA 2 Ay >

+ Điều kiện phẩm cñ p xạ toăn phan: ằ mm J i |:>i gh 2 At với góc giới hạn phan xa toan phansini,, = 5 a ee wo ; 1

ul 1: Trong chđn không, bước sóng mău đỏ của Heli lă 0,706 m Tốc độ truyền sóng trong chđn không lă 3.109 m/s Tđn số của bức xạ năy gần nhất với giâ trị Ô 4/25.1014 Hz B8 4/25.108 Hz, €.0,24101%4 Hz (9 0,24.108 Hz 3.108 Trong chđn không, bước sóng được xâc dinh: 4= 2 fof =— iY _ A 0,706.10% = 4,25.10" He Chon A

Vì : dụ 2: Từ không khí, chiếu chùm sâng hẹp (coi như một tia sâng) gồm hai bức xạ đơn sắc mău đỏ vă mău tím tới mặt nước với góc tới 530 thì xảy ra hiện tượng phản xạ vă khúc xạ Biết tia khúc xạ mău đỏ vuông góc với tia phản xạ, góc giữa tia khúc xạ mău tím vă tia khúc xạ mău đỏ lă 0,59 Chiết suất của nước đối với Ha sang mau tim 1a

A 1,333 5 1,343 ⁄.1,327 ©, 1,312 Tia khuc xa do vuĩng goc vĩi tia phan xa: i, +1, =90° +, =90° —7 = 90° 53° =37° Góc giữa Ha khúc xạ mău tím vă ta khúc xạ mău đỏ lă 0,50: Tập C72, = Ấy = 3⁄7) =0,5° = 36, 5” ¬ z vu inz 1 0 Ma ta co: sini, = SINK, > My, = lm fm = SinS3_ = 1,343 sinr,, sin36,5° ~ Chon B GIAO THOA SÂNG AL Lit -

Hiện tượng giao thoa únh sâng lă hiện tượng khi hai sóng

ânh sâng kết hợp gap nhau trong không gian, vung hai

sóng gặp nhau xuất hiện những vạch rất sang (vdn tị om sâng) xen kế những vạch tối (uđn tối) gợi lă câc ođn giao a oes

thoa Ỹ —

2 A, x + a ow š GB

Khoảng ođn lă khoảng câch giữa hai vđn sâng (hay hai § _ vđn tối) liín tiếp nằm cạnh nhau le : ; dD “ ; i=x-x, =(k+ p24 ~PA DA * ames a a a SABE 4 mm Vay khoảng van i= 2 a

Điều kiện xả ra giao thoa ânh sâng: Hai ngưồn sâng lă hai ngưồn kết hợp: Cùng phương, cùng tần số vă độ lệch pha không đổi theo thời gian B, Câc dạng b Dang 1: X Phương phâp: Sử dụng công thức tính khoảng vđn: ỉ = 4d a Trong đó: + a lă khoảng câch giữa hai khe

Trang 33

Sử dụng công thức tính hiệu đường đi: đ, - 4 = = Vị trí vđn sâng vđn tối: Vị trí vđn sang x.=ki=k.2? với k=0,+1,+2, a Trong do: 2 +A lă bước sóng của ânh sâng đơn sắc Trong đó:

+k=0(x= 0): Vđn sâng chính giữa (vđn | +k'=0: Vđn tối thứ 1 +k'=1: Vđn tối thứ 2 +k'=2: Vđn tối thứ 3 sâng trung tđm) +k=+1: Vđn sâng bậc 1 +k=+2: Vđn sâng bậc 2

Ví dự 1: Trong một thí nghiệm giao thoa ânh sâng với khe Y-đng, người ta bố trí sao cho khoang cAch S181 = a = 2 mm, khoang cĩch tty Si vA S2 dĩn man quan sat 14 D = 1 m Bude song ding trong thí nghiệm lă 0,6 wm Tai điểm M câch vđn sâng trung tđm một khoảng 0/75 mm lă Â vđn tối thứ ba 8 vđn sâng bậc ba Xĩt: m”= [| = H =4, 2i 2.2 Như vậy số vđn sâng lă: N =2n+1=2.4+1=9 vđn sâng Chon B Dp es Phacon phap: Vain sang tring: x, =x, hi =k kA =b,A, = & _% ky A 1 1 k, ai Vận tối trùng: x, =X, =|®+2]h -[&+Ÿ)¿=[h*Š a={k ae _ t2 + 2 2 2 2 2 1 A ky + Chú ý; Khi câc vđn trùng nhau thì có cùng tọa độ £ vđn tối thứ hai Ø vđn sâng bậc hai Hudng đê khoảng vđn: i= 25 =3mm a Law : ˆ ˆ x 0,75

"Tại điểm M câch vđn trung tđm 0,75 mm: > = a3 =2,5>x= ? 3 2,51 Vậy tại M lă vđn tối thứ ba Chon A Dang 2: Tinh Phuong phap: + Trường giao thoa L đối xứng qua vđn trung tđm: £L Số vđn sâng: N, = B +1 i ? tga pan sing, VA 2

+ Trường giao thoa không đối xứng qua vđn trung tđm:

$6 van sang trong doan MN: x, < ki<xy, 86 gia tri k nguyĩn lă số vđn sâng, Eo

Số vđn tối: N, = lš + | 2¡

i er 1d eX wm 485

Số vận tối trong đoạn MN: xự Š (‹ + 3}? <x„, số giâ trị k nguyín lă số vđn tối

Vi dụ ks Trong thí nghiệm Y-đng, cho a = 2 mm, D = 2 m Chiểu đồng thời hai bức xạ có bước sóng Ă¡ = 0,4 tứn vă Ă2 = 600 nm Trín măn quan sât, gọi M, N lă hai điểm ở khâc phía sơ với vđn trung tđm vă câch vđn trung tđm lần lượt lă 14,2 mm vă 5,3 mm Số vđn sâng có mău giống vđn trưng tđm trín đoạn MỊN lă & 15 B17 2 13 16 Khoảng vđn của ânh sâng có bước song 4, = 0,4 yam: i, = AP 0,4 mm a Khoảng vđn của ânh sâng có bước sĩng A, = 0,6 um: i, = 5Ð = 0,6mm a ki, = k,i, > 31, = 21, = 0,4.3=1,2mm Tacĩ: 5,35 51425 4,4<5k S118 —>k=-4;: ; 11 Có 16 vđn sâng có mău giống với vđn trung tđm Chọn D

Vụ : dụ 2¡ Trong thí nghiệm giao thoa Y-đng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ đơn sắc trín măn thu được hai hệ vđn giao thoa với khoảng vđn lần lượt lă 1,35 mm vă 2 25 mm

Tại hai điểm gần nhau nhất trín măn lă M vă N thì câc vđn tối của hai bức xạ trùng nhau

Doan MN rộng : & 4,375 mm 5 3,375 mm 1 3,2 mm

Trang 34

Vi dS: Trong thí nghiệm Y- ang về giao thoa ânh sâng, hai khe được chiếu đồng thời ba

bức xạ đơn sắc có bước sóng Ai = 0,4 um, A2 = 0,5 um, As = 0, 6 um Trĩn man quan sat ta hứng được hệ vẫn giao thoa, trong khoảng giữa hai vđn sâng gần nhau nhất cùng mău

với vđn sâng trung tđm, n quan sât được số vđn sâng bằng AL 34 8 28 26, lă 27, Hướng dđn giải kĂ, =k,Ê, =k)Ê, c> Ai =Sk, = 6k BCNN(, 5, 6) = 60 > k, =15,k, =12,k, =10 + Số vđn trùng bức xạ Ăi vă Ă2 k, 5 » Me că › Xĩt: kh, =k,4; <> a5 Vậy trong khoảng giữa hai vđn sâng gần nhau nhất cùng mđu 2 với vđn sâng trung tđm có 2 vđn sâng của hai bức xạ 1 vă 2 trùng nhau + Số vđn trùng bức xạ Ai vă Ăa Xĩt: kh =&:4 c> a = : Vậy trong khoảng giữa hai vđn sâng gần nhau nhất cùng mău 3 với vđn sâng trung tđm có 4 vđn sâng của hai bức xạ 1 vă 3 trùng nhau + Số vđn trùng bức xạ Ă2 vă Ă3 Xĩt: k4, =k;4, <> a =S =Š Vậy trong khoảng giữa hai vđn sâng gần nhau nhat cling mau 3 với vđn ums trung tđm có 1 vđn sâng của hai bức xạ 2 vă 3 trùng nhau

Vậy có: Nư =( =Ù + T=D+ —D-Ny ~ Ny - Ny =27 vđn sâng trong khoảng giữa hai vđn sâng gần nhau nhất cùng mău với vđn sâng trung tđm

Chọn Dd Phương phap:

Bĩ rong quang phĩ bac k: Ax, = = By =A? a

S6 bic xa cho van sang tai M: x,, = kÔŸP > A= 3.2 (k nguyín) a kD

EXEE Ag SAS gay agin SAE kD S Are

Số giâ trị của k lă số bức xạ cho vđn sang tai M

Số bức xạ cho vđn tối tại M: x„ = (+›;)'=^~ TS (:+3}» 2 +Xếĩt Ay, SAS Aina 2 Aig SEE S Pas (:+š}» 2 Số giâ trị của k lă số bức xạ cho vđn tdi tai M Vị trí cho van sĩng: x =k=— Da ->A= “1 - 3.6/10 a kD & Ma 380nm<1< nm SA<760nm <> 380.10 <> 9 < 36.10% $760.10 = -9,4>k>4,7 Bước sóng nhỏ nhất của bức xạ cho vđn sâng tại M: 4, — 4n Phương phâp: Khoảng vđn ban đầu: ¿= DA (m) a Khoảng vđn sau dich chuyển: ¡= (BEAD)A a Hiĩu khoang van: Ai= |i ~i| = (DIAD)A_ DÊ _ ADA a a a 1

Vì ; Trong thí nghiệm giao thoa ânh sâng bằng khe Y-đng với nguồn lă ânh sâng đơn sắc có bước sóng Ă, khoảng câch giữa hai khe lă a = 1 mrn Người ta thấy khoảng vđn tăng thím 0,3 ram khi dời măn ra xa hai khe doan 0,5 m Gia tri của bước sóng Ă bằng A 0,65 pum 5, 0,6 pm Œ, 0,45 um 77, 9,5 Hm

Ví dụ 1: Thực hiện thí nghiệm khe Y-đng với nrgưồn lă ânh sâng trắng có đải sóng từ 380 nm đến 760 nm Xĩt điểm M trín măn quan sât Biết hiệu khoảng câch từ Mi đến hai ngưồn bằng 3,6 Lm Bước sóng nhỏ nhất của bức xạ cho vđn sâng tại M bằng A, 400 nm 3, 720 nm £, 600 rưn, © 450 nm Ai= ADA => 4=0,6 um Cau tao: Ong chuẩn trực, hệ tân sắc, buồng tối

+ Ong chuẩn trực: Lă bộ phận tạo ra Ỳ :

chùm tia song song Ống chuẩn trực tự bín sẩn ‘pulp a

+ Hệ tân sắc: Gồm một hoặc nhiều 3W đồ cất lạt mấy tang nHẾ lig tính

lăng kính có tâc dụng phđn tâch chùm sâng phúc tạp thănh chùm sâng đơn sắc

+ Bưồng tối: Gồm một thấu kính hội tụ để hội tụ chùm sâng song song qua lăng kính vă Trột tấm phim ảnh để thu vạch quang phổ của chùm ânh sâng Câc loại « Ụ + Que

Trang 35

Quang phổ vạch phât xạ lă hệ thống những vạch sâng riíng lẻ, ngăn câch nhau bởi những khoảng tối

Ngưồn phât: Chất khí ở âp suất thấp phât ra, khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện Đặc điểm: Quang phổ vạch của câc nguyín tố khâc nhau thì khâc nhau về số vạch, vị trú, vă độ sâng tỉ đối của câc vạch

Ứng đụng: Nhận biết sự có mặt của câc nguyín tố trong hợp chất, hỗn hợp

Quang phổ hấp thụ lă câc vạch hay đâm vạch tối trín nín của một quang phổ liín tục Quang phổ hấp thụ chứa câc vạch hấp thụ vă lă đặc trưng cho chất khí đó

Nguồn phât: Đặt một chất khí (hơi) ở âp suất thấp trín đường đi của ânh sâng trắng Ứng dụng: Nhận biết thănh phần của hợp chất

Tia hồng ngoại lă bức xa không nhìn thấy có bước sóng lớn hơn bước sóng ânh sâng đỏ nhưng nhỏ hơn bước sóng của sóng vơ tuyến( Ư, 75/11 < ƠĐ < sóng vơ tuyến)

Ngưồn phât: Mọi vật có nhiệt độ lĩn hon 0K đều phât ra tia hồng ngoại, thường dùng: lò than, lò điện

Tính chất:

° Nối bật lă tâc đựng nhiệt

° Gđy ra một số phản ứng hóa học lín phim ảnh s _ Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần

° Có thể gđy ra hiện tượng quang điện trong một số chất bân dẫn Ứng dụng:

s Sấy khô sưởi ấm

° Chụp ảnh ban đím, chụp ảnh Trâi Đất từ vệ tỉnh, quđn sự cứu hộ, e Dùng trong thiết bị điều khiển từ xa

° Dự bâo thời tiết, dò thâm quđn sự ° Thục hồi chức năng bằng vật lí trị liệu + Tia te ngoai

Tia tử ngoại lă bức xạ không nhìn thấy có bước sóng trong khoảng 10° m<A<0,38um Ngưồn phât: câc vật nung nóng đến nhiệt độ cao (> 2000° Cc)

Tinh chat:

° Tâc dụng mạnh lín phim ảnh

e Lăm ion hóa không khí vă nhiều chất khí khâc ø Kích thích sự phât quang của nhiều chất e Gđy ra một số phản ứng quang hóa

e Bị thủy tính vă nước hấp thụ mạnh nhưng truyền qua được thạch anh ° Có thể gđy ra hiện tượng quang điện

° Có tâc dụng sinh lí Ứng dụng:

° Dùng để khử trùng, chữa bệnh còi xương

° Dùng để phât hiện vết nứt, xước trín bề rnặt kim loại 7Ó

e Trong khoa học hình sự tỉa tử ngoại được dùng để phât hiện những dấu vết do hung thủ để lại mă bằng mắt thường không thấy được

° Trong lĩnh vực bảo mật, chống hang giả đặc biệt lă trong lĩnh vực in tiền, Ha tử ngoại lăm nổi bật câc chỉ tiết in chìm bằng loại mực đặc biệt dựa văo tính chất lăm phât quang một số chất

Chú ý: Tia hồng ngoại vă tử ngoại có bản chất lă sóng điện từ nhưng không nhìn thấy bằng mắt thường, tuđn theo câc định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa ânh sâng

+ Tia X (Tia Ron-ghen)

Tia X lă tia không nhìn thấy được bằng mắt thường có bước sóng trong khoảng (107m <AK< 10%), Tia X lă bức xạ phât ra khả chùm electron dap vao vat ran Tĩnh chất:

s Nổi bật lă tính đđm xuyín (đễ đăng đđm xuyín qua tấm nhôm đăy văi cm nhưng không qua được tấm chì đăy văi mm)

e Tac dung lam phat quang nhiĩu chat ® Tâc dụng mạnh lín phim ảnh ° Lam ion hĩa khơng khi

® Gay ra hiĩn twong quang điện ở hầu hết kim loại ° Tâc dụng sinh lí mạnh

ø Khong bi lĩch trong điện trường vă từ trường Ứng dụng:

ø Chiếu, chụp điện, chữa bệnh

se Kiểm tra chất lượng vật đúc, tìm khiếm khuyết của sản phẩm ø Kiểm tra hănh H

Chú ý: Bức xạ có bước sóng ngắn tính đđm xuyín mạnh, đễ tâc dựng lín kính ảnh, dĩ lam

on hóa không khí, dĩ lam phât quang nhiều chất Bức xạ có bước sóng đăi dĩ quan sat

Trang 36

CHƯƠNG 6.L CHUYÍN ĐỀ 1: HIỆN TUONG QU A, Lí thuyết Quang diĩn ngoai

Định nghĩa: Hiện tượng quang điện ngoăi lă hiện tượng ânh sâng lăm bat cdc electron ra khỏi bề mặt kim loại

Định luật về giới hạn quang điện: Đối với nỗi kim loại, ânh sâng kích thích phải có bước song A ngan hon hay bang gidi han quang diĩn A, cua kim loai đó, mới gđy ra được hiện tượng quang điện

AS Ay Thuyết lượng tử ânh súng

Giả thuyết của Plăng: Lượng năng lượng mă mỗi nguyín tử hay phđn tử hấp thụ hay phât xạ có giâ trị hoăn toăn xâc định vă bằng 7; trong đó f 1a tần số của ânh sâng bị hấp thụ hay phât ra; hla hằng số

Thuyĩt lượng từ ânh súng của Anh — xtanh:

+ Ânh sâng được tạo thănh bởi câc hạt gọi lă photom

+ Với mỗi ânh sâng đơn sắc có tần số ƒ, câc photơn đều giống nhau, mỗi photon mang năng lượng bằng hf

+ Trong chđn không, photon bay với tốc độ c= 3.102ms đọc theo câc ta sâng

+ Mêi Tần nguyín tử hay phđn tử phât xạ hoặc hấp thụ ânh sâng thì chúng phât ra hay hấp thụ một photon

+ Photon chỉ tồn tại trạng thâi chuyển động, không tồn tại trạng thâi đứng yín Quang điện trong

Định nghĩa: Hiện tượng ânh sâng giải phóng câc electron ĩn kết để cho chúng trở thănh cdc electron dan đồng thời tạo ra câc lỗ trống tham gia văo quâ trình dẫn điện gọi lă hiện tượng quang điện trong

Ứng dụng hiện tượng quang điện trong:

+ Quang điện trở: Điện trở giảm khi được chiếu ânh sâng thích hợp + Pin quang điện: Biến đổi quang năng thănh điện năng Quang - phât quang Định nghĩa: Hiện tượng quang phât quang lă sự hấp thụ ânh sâng có bước sóng năy để phât ra ânh sâng có bước sóng khâc Đ„ <Đ Phđn loại:

+ Huỳnh quang: Ânh sâng phât quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ânh sâng kích thích + Lđn quang: Anh sâng phât quang có thể kĩo dăi một khoảng thời gian năo đó sau khi tắt ânh sâng kích thích Trạng 72 Phương phâp: Luong tử tăng lượng: e = h = 5 g) Trong dĩ: + 4 lă bước sóng của ânh sâng kích thích + # lă tần số của ânh sâng, kích thích + ñ=6,625.10”° (Js) lă hằng sĩ Plang Chi y: Don vi eV =1,6.10°° J; MeV =1,6.10°% 7

: Ânh sâng đơn sắc truyền trong chđn không có bước sóng 589 nm Lấy h= 6,625.10 J.s; c= 3.108 m/s Luong tr ning long cha sóng năy lă A 3,37.10 J, 8 3,37.1028 T £ 130.102 ƒ, 1,80.1079] mm he 6=— = 337.10" ậ J Chon A Dang 2: Cac Phương phâp:

Định luật + Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng của ânh sâng kích thích nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện

ASA,

Trong đó:

+ Ô lă bước sóng của ânh sâng kích thích + 2; lă giới hạn quang điện của kim loại

Định luật 2: Đối với mỗi ảnh sang thich hop (4 < 4, ) cường độ dong quang điện bêo hoă tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sâng kích thích

Ly, = nle|

Trong đó:

+?„„ lă cường độ dòng điện bêo hòa + |e =1,6.107° CIA điện tích electron + nla sĩ electron bật ra trong một giđy

Định luật 3: Động năng ban đầu cực dai ca electron quang điện không phụ thuộc văo cường độ của chùm ânh sâng kích thích ră chỉ phụ thuộc văo bước sóng của ânh sâng kích thích vă bản chất kim loại

Ví dụ # Kim loại lăm catot của tế băo quang điện có công thoât A = 3,45 eV Khi chiếu Văo 4 búc xạ điện từ có Ai = 0,25 um, A2= 0,4 am, A3= 0,56 um, As= 0,2 pm thi bite xa năo Xđy ra hiện tượng quang điện?

Trang 37

h he ~ Cơng thôt: 4= 2 = Ay = “2 =0,36.10 (m)

Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện lă As A, Vậy câc bức xạ gđy hiện tượng quang điện lă Ai, AB Chon B Dang 3: Dĩng nang, van tc cua electron quang dign Phương phâp: Công thức Anh- xianh: e= A+ Nam» he + Cong thoat: A= %

+ Động năng cực đại Wu„„ = ; MY ena = (elUp

Trong đó: m, = 9,1.107" (Ag) 1a khĩi leong cia electron;

Voma vận tốc ban đầu của electron,

Ủ, hiệu điện thế hêm để đồng quang điện triệt tiíu

1í đu +: Chiếu một chùm ânh sâng đơn sắc có bước sóng 400 nm văo catot của một tế băo quang điện, được lăm bằng Na Giới hạn quang điện của Na 14 0,50 pum Van tốc ban

đầu cực đại của electron quang điện lă A 3,28.105 m/s 8 467.105 m/s tiướt © 5,45.108 m/s 1 6,33.108 m/s he he 1 2 $ = re Ne ey) ig, = Vom = 4567-10" (mais) 62 A+ Wan 2 1 271 0 GAH, FEE: Dang & Phương phâp: he Công suất nguồn sâng PP = nẻ = nhƒ = a (W) Trong đó:

+ ølă số photơn phât ra trong một đơn vị thời gian

+ Đ;ƒ lă bước sóng vă tđn số của ânh sâng kích thích + h = 6,625.10 (J.s) 1a hang s6 Plang

Hiệu suất lượng tử lă tì số giữa s6 electron but ra khôi catot vă số electron chiếu tới catot trong cùng khoảng thời gian

Ley

100% n = 2.100% P

€ Trong đó:

+7„ lă cường độ đồng điện bêo hòa + lel =1,6.10°°C lă điện tích electron + P lă công suất nguồn sâng h + mÙσ = > lă năng lugng photon

i: Chiếu chùm ânh sâng có công suất 3 W, bước sóng 0,35 tm văo catot của tế băo quang điện có cơng thôt electron 2,48 eV thì đo được cường độ dòng quang điện bêo

hoă lă 0,02 A Hiệu suất lượng tử bằng A 0,2366% B 2,366% © 3,258% 1D 2,538% Hướng dẫn giải Ty, 0,02 ” kị j1,.6.10°"| H =—.100% = +1 100% = 100% = 2,366% „ ? ———— ĩ 6,625.10 ".3.10° 0,35.10°

: Một ngọn đỉn phât ra ânh sâng đơn sắc có bước sóng 0,6 um sẽ phât ra bao nhiíu photon trong 1 s, nếu công suất phât xạ của đỉn lă 10 W?

A 1,2.10% hat/s ñ 6.109 hạt/s €, 4,5.10 hạt/s #2, 3.10? hạt/s

he ¬ 19 Pane menage 310 (hat) De KIỆM THỤNG đt phâi quang

Hiệu suất phât quang lă tì số giữa năng lượng của ânh sâng phât quang vă năng lượng của ânh sâng kích thích trong một đơn vị thời gian tư , H= 100% = #Í 100% = 24 100% P nE na’ Trong đó: + ' lă bước sóng của ânh sâng phât quang +4 lă bước sóng của ânh sâng kích thích

+ 7 lă số photon phat ra trong một đơn vị thời gian của ânh sâng phât quang +n la sĩ photon phat ra trong mĩt don vi thoi gian của ảnh sâng kích thích

Vi dy i: Dung dich Fluorexein hấp thụ ânh sâng có bước sóng 0,49 km vă phât ra ânh sâng có bước sóng 0,52 Lm Người ta gọi hiệu suất của sự phât quang lă tỉ số giữa năng

lượng ânh sâng phât quang vă năng lượng ânh sâng hấp thụ Biết hiệu suất cuả sự phât

Trang 38

Câc tiín đề của Bo 0ề cấu tạo nguyín tử:

+ Tiín đề về câc trạng thâi dừng: Nguyín tử chỉ tồn tại trong một số trạng thâi có năng lượng xâc định, gọi lă câc trạng thai dừng Khi ở trong câc trạng thâi đừng thì nguyín tử không bức xạ Trong câc trạng thâi dừng của nguyín tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhđn trín những quỹ đạo có bân kính hoăn toăn xâc định gọi lă câc quỹ đạo dừng + Tiín đề về sự bức xạ vă hấp thụ năng lượng của nguyín tử:

Khi nguyín tử ở trạng thâi dừng có năng lượng En chuyển sang trạng thâi dừng có năng lượng Em thấp hơn thì nó phât ra một photon có năng lượng đúng bằng hiệu:

e=hf,, =E,-E,,

Ngược lại, nếu nguyín tử ở trạng thâi dừng có năng lượng Em mă hấp thụ được một

photon có năng lượng đúng bằng hiệu Ea — Em thì nó chuyển lín trạng thai dừng có năng lượng Ea cao hơn Dang i: Đặc Í Phương phâp: Bân kính quỹ đạo: r„ = nr, (7 =1;2;3 ) 7 =5,3.107"m: Bân kính Bo TỦ ¬ ĐA có 7 z

Khi nguyín tử ở trạng thâi đừng có măng lượng Em chuyển sang trạng thâi đừng có năng lượng Ea cao hơn thì nó cần hấp thụ một photon có năng lượng: e=£,—E,, fn =f Bb, 38 Am w me (7) Khi nguyín tử ở trạng thâi kích thích z„ chuyển về trạng thâi cơ bản, số photon tối đa có thĩ phat ra la N=?

Ví dụ ©: Khi electron ở quỹ đạo dừng K thì năng lượng của nguyín tử Hidro lă ~13,6 eV còn khi ở quỹ đạo đừng M thì năng lượng đó lă -1,5 eV Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K thì nguyín tử Hidro phat ra photon tng với bức xạ có bước song, : Ban kinh ñ 4n | 95 16%, 25% 36% Tĩn quy K L M N ° r dao 13,6 Mức năng lượng: E, = ——>Â{ eV)(n=1:2;3 ) H

Ví dụ 1: Theo mẫu nguyín tử Bo, trong nguyín tử Hidro, bân kính quỹ đạo dừng K lă ro Khi electron chuyển từ quỹ đạo đừng N về quỹ đạo dừng L thì bân kính quỹ đạo giảm A Aro 8 2m €, 121 C2, 3ro Hướng dẫn giải Ar= vr —?2Ò; =l2n Chon C Dạng 2: Sự hấp thu hedc phat xe photon Phuong phap:

Khi nguyín tử ở trạng thâi dừng có năng lượng Ea chuyển sang trạng thâi dừng có năng lượng Em thấp hơn thì nó phât ra một photon có năng lượng: e=E,—E, eo hf, = 22 = 8 BS A, ‘nm ⁄ m (eF) Trang, 76 A 102,7 pm 8 102,7 mm € 102/7 pm 0 102,7 nm blvd } he hep ip mp aa—le_ he 6,625,10*.3.108 625,103.10 _ 4 a MR EysE, pt z (13,6, 13,6 -1,6.10 Ty 7 027 10m) Chon D Laze lă một nguồn sâng phât ra một chùm sâng có cường độ lớn dựa trín hiện tượng phât xạ cảm ứng Đặc điểm laze: + Có tính đơn sắc + Tính định hướng cao + Tính kết hợp cao + Cường độ lớn Ứng dụng laze

+ Trong y học dùng lăm đao mổ, tâc đụng nhiệt của laze để chữa một số bệnh ngoăi da + Truyền tin câp quang, liín lạc vô tuyến

+ Trong công nghiệp dùng khoan cắt, + Trong trắc địa đùng đo khoảng câch + Dùng trong đầu đọc đĩa CD,

B Câ bă 7

Năng lượng laze: Q = Pí

Nếu laze lăm khoan cắt kim loại: Q = Pt =Q, +O, =mcAt+mL

Trong đó:

+ Pi công suất laze

+ zm lă khối lượng kim loại cần cắt +clă nhiệt dung riíng của kim loại

Trang 39

+ Lia nhiệt hóa hơi riíng + A¿ lă chính lệch nhiệt độ

Vi du 1: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liín tạc để khoan một tấm thĩp Công suất của chùm laze lă 10 W Đường kính của chùm sâng lă 1 mm Bề dăy của tấm thĩp lă 2 mm Nhiệt độ ban đầu lă 30°C Biết khối lượng riíng của thĩp lă 7800 kg/m’, nhiĩt dung riíng của thĩp c = 448J/kg.K, nhiệt nóng chảy riíng của thĩp lă 4= 270kl/eg, điểm nóng chđy của thĩp lă 17 = 1535°C Thời gian khoan thĩp lă Ô 1,16 s 8 1/26 s Œ 2,18 s D 2,76 s Hướng dẫn giải A? m=hSD=h==-D 4 ad’ ad Q= P4 =Q,+Ó, = moĂi + mÊ = hi “T— De + hệ DA P = =L16s ; h 4 — Debit h ad? C ad? DA 4 Chon A Trang 78

Cấu tạo hạt nhđn

Hạt nhđn được cấu tạo từ câc hạt nhỏ hơn gọi lă nuclon Nuelon có hai loại:

+ Proton: kí hiệu p, điện tích +e có khối lượng lă m„ =1,67262.10'” kg,

+ Notron: kí hiệu n, không mang điện tích, có khối lượng m, =1,67493.107 ke

Số proton trong hạt nhđn bằng Z, với Z lă số thứ tự của nguyín tố trong bảng tuần hoăn,

gọi lă nguyín tử số Tổng số nuclon trong một hạt nhđn được kí hiệu lă A A gọi lă số khối Vậy số ngtrơn trong hạt nhđn lă 4A—Z Kí hiệu hạt nhđn ‡x (Xă kí hiệu hóa học của nguyín +6) Kích thước hạt nhđn Hạt nhđn nguyín tử xem như hình cầu có bân kính phụa thuộc văo số khối A theo công 1 thức: R= R,.4! trong đó: =1,2.10 ' m Dong vi

Câc hạt nhđn đồng vị lă câc hat nhan cĩ cting sĩ proton Z nhung khdc sd khdi A

Hidro cĩ ba dĩng vi: | H (proton), ? ¥ (doteri), }7 (triti)

+ Đồng vị bền: Trong thiín nhiín có khoảng 300 đồng vị loại năy

+ Đồng vị phóng xạ (không bền): Có khoảng văi nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiín vă nhđn tạo

Don vi khối lượng nguyĩn tie

Khối lượng nguyín tử được đo bằng đơn vị khối lượng nguyín tử, kí hiệu lă u Đơn vị u

Ap aay 1 we : - có giâ trị bằng D khối lượng nguyín tử của đồng vị 7 C le = 1,66055.107 ke Một nguyín tử có số khối lă A thì có khối lượng ~ 4z Bf © Phương phâp: Xâc định số lượng proton 0ă ngirơn trong hạt nhđn: Căn cứ văo kí hiệu hạt nhđn ?X, trong đó Z lă số proton còn N = A - Z lă số notron

Xâc định câc hạt nhđn đồng ơị: Câc hạt nhđn có cùng số proton Z nhưng khâc số khối A

Nghĩa lă cùng số proton vă khâc số notron

Xâc định số hạt N khi cho khối lượng m: Mối liín hệ giữa số hạt vă khối lượng lă N = aN,

Trong 46: + Na = 6,023.10%mol" la 56 Avogadro

Trang 40

Ví dụ 1: Hạt nhđn Co có cấu tạo gồm 4, 33 proton va 27 notron ©, 27 proton va 33 notron 8 27 proton vă 60 notron, 1D 33 proton va 27 notron Eiướng dẫn giải

Dựa văo kí hiệu hạt nhđn ta nhận thấy: Hạt nhđn Co có số khối A = 60, số proton Z = 27, Như vậy số notron N = AÂ ~ Z.= 60 ~ 27 = 35

Chọn C

Ví dụ 2: Biết số Avogadro lă 6,02.10/mol, khối lượng moi của Urani 5° lă 238 g/mol Số notron trong 119 gam Urani UZ la A 8,8.10”, 5.1210” D 2,2.16” Hướn giải

Số mol nguyín tử trong 119 g Urani lă: ø= m8 0,5 moi Mi 238

Số hạt nhđn trong 0,5 mol nguyĩn ttr la: N = 0,5.6, 02.107 =3,01.10” nguyín tử Mă trong một nguyín tử có: 238—92 = 146 hạt notron

Vậy số hạt notron trong 119 g Urani lă: ø=3,01.107.146 = 4,4.10” hạt Chon C Dạng 2: Độ hạt khối, năng lượng Hiín kết, đệ bền ong cua hạt nhđn Phương phâp: Độ hụt khối: Am = Zm, +(A— Z3m, — ty Trong đó: + m, =1, 67262.10” kg + m, =1,67493.10 kg + my la khĩi lvong cla hat nhan + A: Số khối + Z: Số proton Năng lượng liín kết: W„ = Am.c° =[Zm, + (A~ Z)m, ~ m¿ }c” » a Lah ath Wi Niing luong liĩn kĩt riĩng: € = a

Năng lượng liín kết riíng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhđn Năng lượng liín kết riíng căng lớn thì hạt nhđn căng bền vững Câc hạt nhđn bền vững có năng lượng liín kết riíng lớn nhất văo cỡ 8,8MeV/nuclon Lă những hạt nhđn nằm giữa bảng tuần hoăn ứng với 50< A4A<70

Vị dụ 1: Hạt nhđn Ca có khối lượng lă 59,919 u Biết khối lượng của proton lă 1,0073 a vă khối lượng của notrơn lă 1,0087 u Độ hụt khối của hạt nhđn Co lă

A 0,565 u B 0,536 u C 3,154 u D 3,637 u

Hướng dẫn giải Đệ hụt khối của hạt nhđn ' Co lă:

Am = Zim, +(A-Z)m, —mg, = 27.1, 0073 + (60—27) 1, 0087 — 59,919 = 0, 565u Chon A Trang 80 2 Cho } He Tinh nang lwong liín kết riĩng Biĩt m, =1,00866u; m, =1,00728u; Mz, = 4,0015u A 6,7 MeV B 7,07 MeV ©) 8,07 MeV, 42, 7,7 MeV Ree

Năng lượng liín kết của hạt nhđn:

Am = Zm, +(A~ Z)m, ~ ity, = 2.1,00728 + 2.1, 00866 — 4,0015 = 0,03u

Năng lượng liín kết riĩng: ¢ = ` = _^ = 7,07 MeV

Chon B

Phương phâp:

Nang hrong nghi: E, = m,.c?

Trong dĩ: m, 1a khdi luong o trang thai nghi, c =3.10°m/s Fig 2 C Năng lượng toăn phần: E = mc? = Khĩi lwong chuyĩn dong: m= Trong đó: + m lă khối lượng tương đối tính (khối lượng chuyển động) + v lă vận tốc chuyển động của vật +c=3.10m/s

Động nang chuyĩn dĩng: W, = £—E, =Gn—m,)c*

Y¡ dụ 1: Một hạt có khối lượng nghỉ mo Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt năy khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c lă tốc độ ânh sâng trong chđn không) lă

Đ 1,25 mo 5 0,36 mạo © 0,25 mo Hướng d Khối lượng chuyển dĩng cua hat las: m= “5 1 1,25m, 2 (0,6c% 08 7" 2 I- 2 € e Chon A UNG A Lí tua Phần ứng hạt nhđn lă quâ trình biển đổi của câc hạt nhđn Phđn loại: + Phản ứng hạt nhđn tự phât (ví dụ: phóng xạ)

+ Phan wng hat nhan kich thich (vi dy: phan teng phan hach, phản ứng nhiệt hạch) Câc định luật bảo toăn trong phản ứng hạt nhđn

+ Bảo toăn điện tích: 2+Z,=Z2.+Z,