Lý thuyết vật lí 11 full

Bài Điện tích Định luật Cu lơng I Sự nhiễm điện vật Điện tích Tương tác điện Sự nhiễm điện vật Khi cọ xát vật thủy tinh, nhựa, mảnh pôliêtilen,… vào lụa, … vật hút vật nhẹ mẩu giấy, sợi bông, mẩu xốp… Ta nói vật bị nhiễm điện Sau cọ xát vào vải khô, thước nhựa hút mẩu giấy Sau cọ xát vào vải khơ, thước nhựa hút mẩu xốp Điện tích Điện tích điểm + Vật bị nhiễm điện cịn gọi vật mang điện, vật tích điện điện tích + Điện tích điểm vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét Tương tác điện Hai loại điện tích Có loại điện tích: điện tích dương (+) điện tích âm (-) Các điện tích loại (dấu) đẩy Các điện tích khác loại (dấu) hút Tương tác điện tích điểm II Định luật Cu - lơng Hằng số điện môi Định luật Cu – lông - Nhà bác học Cu – lông sử dụng cân xoắn để đo lực đẩy hai cầu nhỏ tích điện dấu - Từ kết thí nghiệm, ta có định luật Cu – lơng phát biểu sau: “Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt chân khơng có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng” F  k Trong đó: + F: lực tương tác (N) N.m + k = 9.10 : hệ số tỉ lệ ( ) C + q1, q2: điện tích điện tích (C) + r: khoảng cách điện tích (m) q1q r2 Biểu diễn lực tương tác Cu – lông số trường hợp Lực tương tác điện tích điểm đặt điện mơi đồng tính Hằng số điện môi + Điện môi môi trường cách điện Ví dụ: khơng khí, dầu hỏa, nước ngun chất, thủy tinh, thạch anh,… Thạch anh + Khi đặt điện tích điểm điện mơi đồng tính lực tương tác chúng yếu  lần so với đặt chúng chân không Fk q1q r  : số điện môi môi trường (   ) + Hằng số điện môi đặc trưng quan trọng cho tính chất điện chất cách điện Nó cho biết, đặt điện tích chất lực tác dụng chúng nhỏ lần so với chúng đặt chân không Bảng số điện môi số chất I Thuyết electron Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích nguyên tố + Cấu tạo nguyên tử: - Hạt nhân mang điện dương nằm trung tâm, gồm: nơtron không mang điện proton mang điện dương - Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân - Số proton số electron nên độ lớn điện tích dương hạt nhân độ lớn điện tích âm electron ngun tử trung hịa điện + Điện tích electron proton điện tích nhỏ mà ta có nên ta gọi chúng điện tích nguyên tố (âm dương) Điện tích electron: - e = - 1,6.10-19 C Điện tích proton: + e = 1,6.10-19 C Thuyết electron Thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chất điện vật gọi thuyết electron Nội dung thuyết electron: - Electron rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi đến nơi khác Nguyên tử bị electron trở thành hạt mang điện dương gọi ion dương Ví dụ: nguyên tử Fe electron trở thành Fe2+ - Một ngun tử trung hịa nhận thêm electron để trở thành hạt mang điện âm gọi ion âm Ví dụ: nguyên tử Clo nhận thêm electron trở thành Cl- - Vật nhiễm điện âm nếu: số electron > số proton - Vật nhiễm điện dương nếu: số electron < số proton II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện + Vật (chất) dẫn điện vật (chất) có chứa nhiều điện tích tự Ví dụ: kim loại có chứa nhiều electron tự do, dung dịch axit, bazo muối có chứa nhiều ion tự Một số kim loại dẫn điện (đồng, sắt, …) Một số dung dịch bazo dẫn điện + Vật (chất) cách điện vật (chất) không chứa chứa điện tích tự Ví dụ: khơng khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su,… Sứ cách điện Thảm cao su cách điện Sự nhiễm điện tiếp xúc + Nếu cho vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện bị nhiễm điện dấu với vật Đó nhiễm điện tiếp xúc Hai vật nhiễm điện tiếp xúc + Nếu cho hai cầu kim loại tích điện tiếp xúc với đo xác điện tích, ta thấy tổng điện tích hai cầu sau tiếp xúc tổng đại số điện tích hai cầu trước tiếp xúc n q   qi i 1 Sự nhiễm điện hưởng ứng Đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M kim loại MN Khi cầu A hút electron dịch chuyển đầu M dẫn đến đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương Sự nhiễm điện MN gọi nhiễm điện hưởng ứng Nhiễm điện hưởng ứng Nhiễm điện hưởng ứng III Định luật bảo toàn điện tích Trong hệ vật lập điện, tổng đại số điện tích khơng đổi Hệ vật lập điện hệ vật khơng có trao đổi điện tích với vật khác ngồi hệ a Cơng thức xác định vị trí ảnh 1 + = d d' f b Công thức xác định số phóng đại ảnh k=− d' d Cơng dụng thấu kính - Thấu kính có nhiều cơng dụng hữu ích đời sống khoa học - Khắc phục tật mắt cận sử dụng thấu kính hội tụ; khắc phục tật mắt viễn mắt lão sử dụng thấu kính hội tụ - Kính lúp dùng để quan sát vật có kích thước nhỏ, phóng đại hình ảnh vật từ lần đến 20 lần - Máy ảnh, máy ghi hình (camera) sử dụng thấu kính hội tụ để thu ảnh thật - Kính hiển vi để quan sát vật có kích thước nhỏ, phóng đại hình ảnh vật từ 40 đến 3000 lần - Kính thiên văn, ống nhịm giúp quan sát vật xa - Máy quang phổ để quan sát xác định thành phần nguồn sáng - Đèn chiếu sử dụng thấu kính lõm để tạo chùm sáng song song hội tụ Bài 30: Giải tốn hệ thấu kính Lập sơ đồ tạo ảnh a Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách - Xét hệ quang học đồng trục gồm hai thấu kính L1 L2 - Sơ đồ tạo ảnh: b Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát - Hệ hai thấu kính L1 L2 ghép sát nhau, có tiêu cự f1 f2 tương đương với thấu kính L có tiêu cự f: 1 = + f f1 f - Độ tụ hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát tổng đại số độ tụ thấu kính ghép thành hệ: D = D1 + D2 Vật AB qua hệ cho ảnh qua thấu kính L: Thực tính tốn Gọi d1 khoảng cách từ thấu kính L1 đến thấu kính L2 Khoảng cách từ ảnh A'1B'1 đến thấu kính L1: d1 ' = d1f1 d1 − f1 Khoảng cách từ A'1B'1 (xem vật) đến thấu kính L2: d2 = l - d'1 (l khoảng cách hai thấu kính) Khoảng cách từ ảnh A'2B'2 đến thấu kính L2: d2 ' = d 2f d2 − f2 Số phóng đại ảnh sau cùng: k = k1.k = d1 'd ' d1d Bài 31: Mắt Cấu tạo quang học mắt - Mắt hệ gồm nhiều môi trường suốt tiếp giáp mặt cầu - Cấu tạo mắt gồm: màng giác, thủy dịch, lòng đen ngươi, thể thủy tinh, dịch thủy tinh, màng lưới - Hệ quang học mắt coi tương đương thấu kính hội tụ gọi thấu kính mắt Tiêu cự thấu kính mắt gọi tắt tiêu cự mắt - Sơ đồ mắt thu gọn: OV = d’: Khoảng cách từ thấu kính mắt đến điểm vàng khơng thay đổi - Mắt hoạt động máy ảnh, đó: + Thấu kính mắt có vai trị vật kính + Màng lưới có vai trị phim Sự điều tiết mắt Điểm cực viễn Điểm cực cận Khi nhìn vật khoảng cách khác (d thay đổi) tiêu cự f thấu kính mắt phải thay đổi để ảnh màng lưới a Sự điều tiết - Điều tiết hoạt động mắt làm thay đổi tiêu cự mắt (thay đổi độ cong thể thủy tinh) ảnh vật cách mắt khoảng khác tạo màng lưới - Khi mắt trạng thái không điều tiết, tiêu cự mắt lớn (fmax) - Khi mắt trạng thái điều tiết tối đa, tiêu cự mắt nhỏ (fmin) b Điểm cực viễn Điểm cực cận - Khi mắt không điều tiết, điểm trục mắt mà ảnh tạo màng lưới gọi điểm cực viễn Cv Đó điểm xa mà mắt nhìn rõ Mắt khơng có tật Cv xa vô (OCv = ∞ ) OCv gọi khoảng cực viễn - Khi mắt điều tiết tối đa, điểm trục mắt mà ảnh tạo màng lưới gọi điểm cực cận Cc Đó điểm gần mà mắt cịn nhìn rõ Càng lớn tuổi điểm cực cận lùi xa mắt Đ = OCc khoảng cực cận - Khoảng cách điểm cực cận điểm cực viễn gọi khoảng nhìn rõ mắt Năng suất phân li mắt - Năng suất phân li mắt góc nhìn nhỏ (góc trơng vật AB) mà mắt phân biệt rõ hai điểm A B - Để mắt phân biệt hai điểm A B góc trơng vật khơng thể nhỏ giá trị tối thiểu gọi suất phân li mắt - Mắt bình thường: ε = αmin ≈ 1' Các tật mắt cách khắc phục a Mắt cận cách khắc phục - Đặc điểm: + Có độ tụ lớn độ tụ mắt bình thường: fmax < OV + Khơng nhìn rõ vật xa + Điểm Cc gần mắt bình thường - Cách khắc phục: + Đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để nhìn rõ vật vơ cực mà mắt điều tiết + Tiêu cự thấu kính cần đeo (nếu coi kính đeo sát mắt) là: fk = - OCv b Mắt viễn cách khắc phục - Đặc điểm: + Có độ tụ nhỏ độ tụ mắt bình thường: fmax > OV + Nhìn vật vơ cực phải điều tiết + Điểm Cc xa mắt bình thường - Cách khắc phục: Đeo thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp để: + Nhìn rõ vật xa mà mắt khơng phải điều tiết + Nhìn rõ vật gần mắt bình thường (ảnh ảo điểm gần muốn quan sát qua thấu kính điểm cực cận mắt) c Mắt lão cách khắc phục - Khi tuổi cao, khả điều tiết giảm mắt yếu thể thủy tinh cứng nên điểm Cc dời xa mắt - Để khắc phục tật lão thị, phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần mắt bình thường - Đặc biệt, người có mắt cận lớn tuổi phải đeo thấu kính phân kì để nhìn xa, đeo kính hội tụ để nhìn gần Người ta thường thực loại kính hai trịng có phần phân kì, phần hội tụ Hiện tượng lưu ảnh mắt - Cảm nhận tác động ánh sáng lên tế bào màng lưới tiếp tục tồn khoảng 0,1s sau ánh sáng kích thích tắt nên người quan sát cịn thấy vật khoảng thời gian Đó tượng lưu ảnh mắt Bài 32: Kính lúp Tổng quát dụng cụ quang bổ trợ cho mắt - Các dụng cụ quang phân thành hai nhóm: + Các dụng cụ quan sát vật nhỏ gồm kính lúp, kính hiển vi… + Các dụng cụ quan sát vật xa gồm kính thiên văn, ống nhòm… - Các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt có tác dụng tạo ảnh với góc trơng lớn góc trơng vật nhiều lần - Đại lượng đặc trưng cho tác dụng số bội giác: G=  tan    tan  Trong đó: + α góc trơng ảnh qua dụng cụ quang học + α0 góc trơng vật có giá trị lớn Công dụng cấu tạo kính lúp - Kính lúp dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát vật nhỏ Được cấu tạo thấu kính hội tụ (hay hệ ghép tương đương với thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (vài xentimet) Sự tạo ảnh kính lúp - Đặt vật khoảng từ quang tâm đến tiêu điểm vật kính lúp Khi kính cho ảnh ảo, chiều lớn vật - Động tác quan sát ảnh vị trí xác định gọi ngắm chừng vị trí - Khi cần quan sát thời gian dài nên thực ngắm chừng điểm cực viễn để mắt không bị mỏi Số bội giác kính lúp - Số bội giác kính lúp ngắm chừng vơ cực: G = OCc Đ = f f Trong đó: + Đ = OCc: khoảng cách từ quang tâm thấu kính mắt đến điểm cực cận mắt + f: tiêu cự thấu kính hội tụ kính lúp Bài 34: Kính thiên văn Cơng dụng cấu tạo kính thiên văn - Kính thiên văn dụng cụ quang bổ trợ cho mắt, có tác dụng tạo ảnh có góc trơng lớn vật xa (các thiên thể) - Kính thiên văn gồm hai phận chính: + Vật kính thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn (có thể đến hàng chục mét) + Thị kính kính lúp để quan sát ảnh tạo vật kính - Vật kính thị kính lắp đồng trục, thay đổi khoảng cách Sự tạo ảnh kính thiên văn - Vật kính tạo ảnh thật vật (ở vơ cực) tiêu diện ảnh Thị kính giúp mắt quan sát ảnh - Ảnh thiên thể tạo kính thiên văn ảnh ảo, ngược chiều với vật, có góc trơng lớn nhiều lần so với góc trơng trực tiếp vật - Khi sử dụng kính thiên văn, mắt người quan sát đặt sát thị kính Phải điều chỉnh kính cách dời thị kính cho ảnh sau nằm khoảng nhìn rõ mắt - Để quan sát khoảng thời gian dài mà không bị mỏi mắt, ta đưa ảnh sau vô cực: ngắm chừng vô cực (nếu mắt khơng có tật) Số bội giác kính thiên văn - Xét trường hợp ngắm chừng vơ cực: Ta có: G  = tan  =  tan    tan  A1 'B1 ' A 'B ' ; tan  = 1 f2 f1  G = f1 f2 - Số bội giác kính thiên văn điều kiện khơng phụ thuộc vị trí đặt mắt sau thị kính ... thành Cl- - Vật nhiễm điện âm nếu: số electron > số proton - Vật nhiễm điện dương nếu: số electron < số proton II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện + Vật (chất) dẫn điện vật (chất)... tích proton: + e = 1,6.10-19 C Thuyết electron Thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chất điện vật gọi thuyết electron Nội dung thuyết electron: - Electron rời... ứng III Định luật bảo tồn điện tích Trong hệ vật lập điện, tổng đại số điện tích không đổi Hệ vật cô lập điện hệ vật khơng có trao đổi điện tích với vật khác hệ Bài Điện trường cường độ điện trường