Các em thân mến ! Thử hỏi có thành công nào mà không từ gian khó, Colin Powell từng nói : “ Không có bí mật nào tạo nên thành công. Đó chỉ là kết quả của sự chuẩn bị, làm việc hết sức mình và rút ra kinh nghiệm từ sự thất bại”. Đối với việc học của các em cũng vậy, muốn đạt được một kết quả cao trong học tập, một tầm cao mới trong nhận thức, một tư duy sáng tạo có tính hiệu quả và hòa bình để thành công sau này, thì nhất định phải cố gắng học tập, rèn luyện đạo đức ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Đó là vài dòng thầy muốn nhắn nhủ các em nhân năm học cuối cấp.
TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA NỘI DUNG LỚP 11 Liên quan đến đến điện tích Dịng điện chiều (DC) Từ trường số dòng điện đơn giản Lực từ Hiện tượng cảm ứng điện từ-suất điện động cảm ứng Hiện tượng tự cảm-suất điện động tự cảm Các dụng cụ quang học LỚP 12 Chương 1: Phương trình dđđh – đặc trưng dđđh; phương trình vận tốc, gia tốc, lực kéo Năng lượng lắc lò xo; lượng lắc đơn Lực đàn hồi lò xo; lực căng dây Các loại dao động Tổng hợp dao động phương, tần số, có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian Chương 2: Phân loại sóng học; đặc trưng sóng học, độ lệch pha hai phần tử dao động nằm phương truyền sóng cách d Điều kiện để có giao thoa; Điều kiện để M cực đại cực tiểu giao thoa, phương trình sóng M vùng giao thoa Điều kiện để có sóng dừng; ứng dụng sóng dừng Phân biệt sóng hạ âm, siêu âm, âm thanh; đặc trưng sinh lí âm; định nghĩa cường độ âm; mối liên hệ mức cường độ âm cường đô âm Chương 3: Đại cương dòng điện xoay chiều Các đoạn mạch Đoạn mạch RLC- công thức bản-10 dấu hiệu cộng hưởng điện Mạch RLC: Hệ số công suất – ý nghĩa hệ số công suất Mạch RLC: Công suất đoạn mạch xoay chiều Mạch RLC: Một số toán cực trị toán điện xoay chiều - R thay đổi để Pmax ( Imax) - L, C, f thay đổi để Pmax ( Imax) - L thay đổi để ULmax - C thay đổi để UCmaxx Xét mạch R-(L-r)-C, R thay đổi: - Để Pmạch max - Để Pdây max - Để PR max Máy điện: - Máy phát diện - Động điện - Máy biến áp – truyền tải điện Chương 4: Nguyên tắc hoạt động mạch dao động LC; công thức mạch LC Sóng điện từ Truyền thơng sóng vơ tuyến Chương 5: Hiện tượng tán sắc Giao thoa ánh sáng khe Young Máy quang phổ lăng kính - Các loại quang phổ 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA Các loại tia Chương 6: Hiện tượng quang điện Thuyết phô-tôn; Công suất nguồn xạ Hai tiên đề Bo – quang phổ Hidro Hiện tượng quang-phát quang Một số thiết bị ứng dụng tượng quan điện Chương 7: Cấu tạo hạt nhân;năng lượng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt nhân - định luật - Năng lượng tỏa hay thu vào - Phản ứng nhiệt hạch, phân hạch Phóng xạ - Đặc điểm phóng xạ - Các tia phóng xạ - Định luật phóng xạ hạt nhân mẹ - Cơng thức tính khối lượng hạt nhân co sinh - Xét phóng xạ 𝛼 - Độ phóng xạ Chương 8: Thuyết tương đối hẹp Anh-XTanh - Cơng thức tính khối lượng tương đối - Cơng thức tính lượng tương đối - Công thức động 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA LỚP 11 CÁC CÔNG THỨC LIÊN QUAN ĐẾN ĐIỆN TÍCH - Định lật Cu-lơng: F k - q1q2 r 𝒒𝟏 𝒒𝟐 r q1.q2 >0 r q1.q2 0 r Q< ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = qE.MN.cos 𝛼 Công lực điện: AMN = 𝐹⃗ 𝑀𝑁 DÒNG ĐIỆN CHIỀU I= q q U (q điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch); N = ( e = 1,6 10-19 C) R t e - Tính suất điện động điện tích lũy nguồn điện A ( suất điện động nguồn điện, đơn vị Vôn (V)) q - Công công suất dòng điện đoạn mạch: A = UIt ; - Công suất dụng cụ tiêu thụ điện: P = UI = RI2 = - Định luật Ôm cho toàn mạch: I P= A U.I t U2 R E Rr TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DỊNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN I r Trong r khoảng cách từ điểm khảo sát đến dây dẫn, I cường độ dòng điện dây - Từ trường dòng điện khung dây tròn: + Độ lớn: 7 - Từ trường dòng điện dây dẫn thẳng dài: B 2.10 2Tpi center 𝒒𝟐 TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA Đối với khung có vòng dây: B 2 107 B N 2 107 I ; Đối với khung có N vịng dây : R I R - Từ trường dòng điện ống dây dài: B 4 107 n.I ; n N N: số vòng dây l ; l: chiều dài ống dây (đơn vị: m) LỰC TỪ - Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn điện: Lực từ tác dụng lên đoạn dây thẳng mang điện đặt từ trường B xác định: + Điểm đặt: trung điểm đoạn dây + Phương: vng góc với mp(B,I) + Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái “ Đặt bàn tay trái cho đường sức từ đâm vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến đầu ngón tay chiều dịng điện, ngón chỗi 900 chiều lực từ F lác dụng lên dây dẫn” + Độ lớn: Công thức Ampe: F B.I l.sin B; I - Lực từ tác dụng lên hai dây dẫn điện đặt song song: F 2.107 I1.I l r Trong đó: r khoảng cách hai dịng điện l chiều dài dây dẫn I1 , I2 cường độ dòng điện hai dây dẫn - Lực Lo-ren-xơ : Độ lớn: F q B.v.sin B; v HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ -Từ thông: + Từ thơng qua diện tích S, giới hạn vịng dây kín phẳng C, đặt từ trường có cảm ứng từ B đại lượng có biểu thức: BS cos ; góc vectơ B pháp tuyến n (dương) mặt S 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA + Đơn vị từ thông Vêbe (Wb).) - Hiện tượng cảm ứng điện từ: + Định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng: “Dòng điện cảm ứng có chiều cho từ trường mà sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh nó.” + Định luật Fa-ra-day tượng cảm ứng điện từ: “Suất điện động cảm ứng suất điện động sinh dòng điện cảm ứng mạch kín, tỉ lệ với độ biến thiên từ thông qua mạch tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian biến thiên “ (tức tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông): 𝐞𝐂 = (dấu “-” biểu diễn định luật Len-xơ) t + Nếu mạch kín có N vịng dây 𝐞𝐂 = N t HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM - Từ thông ống dây có dịng điện i: = Li - Suất điện động tự cảm xuất có biểu thức: 𝑒𝑡𝑐 = i = L = Li ' t t ( dấu “-” biểu thị định luật Len-xơ.) đó: i độ biến thiên cường độ dịng điện mạch thời gian t L hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) mạch có giá trị tùy thuộc hình dạng kích thước mạch, có đơn vị henry (H) DỤNG CỤ QUANG HỌC 7.1 Thấu kính: - Phân loại thấu kính thông số kèm theo: + TKHT: f > 0, D > + TKPK: f < 0, D < + Thông số tiêu cự (f), độ tụ (D): - Tiêu cự (f): Là khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm thấu kính (R > 0: mặt lồi; R< 0: mặt lõm; R= : mặt phẳng.) - Cơng thức Thấu kính: 𝟏 𝐝 𝟏 + 𝐝′ = 𝟏 𝐟 A′ B′ + Độ phóng đại định nghĩa là: k = AB = − Quy ước: d > : vật thật; d < : vật ảo d’> : ảnh thật; d’< : ảnh ảo k > 0: ảnh vật chiều ( ảnh ảo ) 2Tpi center d′ d ; A' B' k AB TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA k < 0: ảnh vật ngược chiều ( ảnh thật) 7.2 Kính Lúp - Kính Hiển Vi - Kính Thiên Văn Loại kính Kính lúp Kính hiển vi 𝐆∞ = Số bội giác ngắm chừng vô cực 𝟐𝟓 𝐆∞ = 𝐟 2Tpi center 𝛅 𝐃 𝐟𝟏 𝐟𝟐 Với F’1F2 = 𝛅 : độ dài quang học Với D = OMCC ,lấy D = 25 cm với mắt bình thường Kính thiên văn 𝐆∞ = 𝐟𝟏 𝐟𝟐 TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA LỚP 12 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG 2 - Phương trình dao động dao động x = Acos(ωt + φ) Với T = 2 T f Các đại lượng đặc trưng dao động điều hoà: Li độ x (m; cm) (toạ độ) vật; cho biết độ lệch chiều lệch vật so với VTCB O Biên độ A > 0(m/ cm): (độ lớn li độ cực đại vật); cho biết độ lệch cực đại vật so với VTCB O Pha ban đầu φ(rad) ): xác định li độ x vào thời điểm ban đầu t0 =0 hay cho biết trạng thái ban đầu vật vào thời điểm ban đầu t0 = Khi đó: x0 = Acosφ Pha dao động (ωt + φ) (rad): xác định li độ x vào thời điểm t hay cho biết trạng thái dao động (vị trí chiều chuyển động) vật thời điểm t Tần số góc ω (rad/s): cho biết tốc độ biến thiên góc pha hay nhanh chậm dao động điều hịa - Phương trình vận tốc: v = - Asin(t + ) Nhận xét: - vận tốc nhanh pha li độ góc /2 - vmax = A: vật qua vị trí cân - v = 0: vật qua vị trí biên - Phương trình gia tốc: a = - 2Acos(t + ) = - 2x Nhận xét: - Gia tốc ngược pha với li độ - amax = 2A: vật qua vị trí biên - a = 0: vật qua vị trí cân - Lực hồi phục: Fhp = kx = m x - ln ln hướng vị trí cân - Tại VTB: Lực hồi phục cực đại Fmax = kA= m A - Tại VTCB: Lực hồi phục cực tiểu Fmin = NĂNG LƯỢNG CON LẮC LÒ XO VÀ CON LẮC ĐƠN Wđ = Wđ = Năng lượng mv2 ; Wt = W = W t + Wđ = 2 mv2 ; Wt = mgl( l - cos) W = 𝐖𝐭 + 𝐖đ = 𝐦𝐠𝐥(𝟏 − 𝐜𝐨𝐬 𝛂𝟎 ) α0 A * Fđhmin = 0; l A 11 Lực căng dây: T = mg(3 cos α − cos αo ) T = mg (α2o − α2 + 1) Khi vật biên:𝛂 = 𝛂𝐨 : 𝐯𝐦𝐢𝐧 = 𝟎 𝐓𝐦𝐢𝐧 = 𝐦𝐠 𝐜𝐨𝐬 𝛂𝐨 𝐓𝐦𝐢𝐧 = 𝐦𝐠 (𝟏 − 𝛂𝟐𝐨 𝟐 ) Khi vật qua vtcb: 𝛂 = 𝟎: 𝐯𝐦𝐚𝐱 = √𝟐𝐠𝐥(𝟏 − 𝐜𝐨𝐬 𝛂𝐨 ) 𝐓𝐦𝐚𝐱 = 𝐦𝐠(𝟑 −𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝛂𝐨 ) 𝐓𝐦𝐚𝐱 = 𝐦𝐠(𝛂𝟐𝐨 + 𝟏) CÁC LOẠI DAO ĐỘNG Dao động tắt dần: dao động có biên độ ( lượng) giảm dần theo thời gian - Độ giảm biên độ sau vật 1T ∆A = K ; %∆𝐸 = 2%∆𝐴 − (%∆𝐴)2 Dao động cưởng bức: dao động tác dụng ngoại lực biến đổi tuần hoàn Dao động cưỡng có tần số tần số ngoại lực 4μmg - Ở giai đoạn ổn định Acb 𝒎ô𝒊 𝒕𝒓ườ𝒏𝒈 𝐅𝐨 ∈{ ↑↓ |Ω − 𝝎| 𝒉𝒂𝒚 ↑↓ |𝒇 − 𝒇𝒐 | - Cộng hưởng: f = f0 ↔T = T0 ↔ Ω = ω0 ; t s T0 v Dao động trì: Là dao động tắt dần cung cấp thêm lượng sau chu kì mà khơng làm thay đổi chu kì riêng, biên độ VD: Đồng hồ lắc 12 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG - Biên độ pha ban đầu dđ tổng hợp xác định: A A12 A 22 2A1 A cos( 1 ) 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA tan - Độ lệch pha: + = 2k A = A1 + A2 ; x1 A1 + = (2k + 1) A = |A2 − A1 | + (2k 1) ; x2 A2 x1 A1 =− x2 A2 𝟐 𝐱 𝟐 𝐱 𝐀 = √𝐀𝟐𝟏 + 𝐀𝟐𝟐 ; ( 𝐀𝟏 ) + ( 𝐀𝟐 ) = 𝟏; - Trong trường hợp 13 = A1 sin 1 A sin A1 cos 1 A cos 𝟏 A1 A A A1 A ; 𝟐 x = x1 + x2 SĨNG CƠ – PHƯƠNG TRÌNH SĨNG Khái niệm sóng : dao động lan truyền mơi trường vật chất rắn, lỏng, khí Khơng truyền chân khơng - Phân loại: + Sóng dọc: phương dao động trùng với phương truyền sóng + Sóng ngang: phương dao động vng góc với phương truyền sóng Các đặc trưng sóng: Bước sóng : - Đn 1: khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha với - Đn 2: quãng đường sóng lan truyền chu kì v Cơng thức: = vt = f Chú ý: - Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng, dao động ngược pha - Hai phần tử cách dao động Vng pha 10 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA (Cơng suất mạch lúc lớn công suất nguồn cung cấp P = UI) (Thường cos 0,85 để giảm hao phí tỏa nhiệt) 21 ĐOẠN MẠCH RLC – CƠNG SUẤT Cơng suất: Cơng suất tức thời: - Xét mạch RLC, có dịng điện tức thời 𝒊 = 𝑰𝟎 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕)A điện áp tức thời 𝒖 = 𝑼𝟎 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 𝝋) ( 𝝋 độ lệch pha u/i ) Ta có cơng suất tức thời p = ui = 𝑼𝟎 𝑰𝟎 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕) 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 𝝋) = U√𝟐 I√𝟐 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕) 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 𝝋) Sau biến đổi lượng giác, cuối ta có: p = UI𝐜𝐨𝐬 𝝋 + UI𝐜𝐨𝐬(𝟐𝝎𝒕 + 𝝋) Cơng suất tức thời trung bình: 𝑷 = 𝐔𝐈 𝐜𝐨𝐬 𝝋 + 𝐔𝐈 𝐜𝐨𝐬(𝟐𝝎𝒕 + 𝝋) - Thành phần UI cos(2𝜔𝑡 + 𝜑) phụ thuộc thời gian theo hàm cos, xét chu kì khoảng thời gian lớn so với chu kì UI cos(2𝜔𝑡 + 𝜑) = - Thành phần UI cos 𝜑 không phụ thuộc thời gian nên lấy trung bình cung khơng thay đổi Tóm lại : Pmạch = 𝑷 𝟐 Pmạch = 𝐔𝐈 𝐜𝐨𝐬 𝝋 = 𝑰 𝑹 = 𝑼𝟐 𝑹 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝝋 Chú ý: Công suất giá trị hiệu dụng 22 ĐOẠN MẠCH RLC – MỘT SỐ BÀI TOÁN CỰC TRỊ R Z L ZC U2 R1.R2 ( Z L ZC ) P max R thay đổi để Pmax ( Imax): Z L Z C U2 R1 R2 P c os L, C, f thay đổi để Pmax ( Imax): Thay đổi L để Pmax L= L0 = L1 L2 𝒁𝑪 𝝎 Pmax = 𝑼𝟐 𝑹 Có hai giá trị L1 L2 cho giá trị công suất: L0 2C 16 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA 𝟏 Thay đổi C để Pmax:C= C0 = 𝝎𝒁 Pmax = 𝑳 𝟏 𝑼𝟐 𝑹 Có hai giá trị C1 C2 cho giá trị công suất: 𝟐 𝑪𝒐 = 𝟏 𝑪𝟏 +𝑪 𝟐 𝟏 Thay đổi f để Pmax:𝒇 = 𝒇𝟎 = 𝟐𝝅√𝑳𝑪 Pmax = 23 𝑼𝟐 𝑹 Có hai giá trị 𝒇𝟏 , 𝒇𝟐 công suất P: 𝒇𝟏 𝒇𝟐 = 𝒇𝟐𝟎 ĐOẠN MẠCH R-Lr-C , R THAY ĐỔI - R thay đổi để Pm lớn nhất: R + r =|𝒁𝑳 − 𝒁𝑪 | - R thay đổi để PR lớn nhất: R r ( Z L Z C )2 ; PR max - R thay đổi để Pdây lớn nhất: R= 0; 𝑷𝒅 𝒎𝒂𝒙 = 24 r ( Z L Z C ) 2r 𝐔𝟐 𝐫 𝐫 𝟐 +(𝐙𝐋 −𝐙𝐂 )𝟐 MÁY ĐIỆN Máy điện Định nghĩa &Nguyên tắc hoạt động U2 Máy phát điện xoay chiều pha - Tạo dòng điện XC pha - Hiện tượng cảm ứng điện từ Máy phát điện xoay chiều pha - Tạo dòng điện XC pha - Hiện tượng cảm ứng điện từ Động không Máy biến áp đồng pha truyền tải điện - Động biến đổi - Là thiết bị biến đổi lượng điện điện áp cường thành độ dòng điện mà - Hiện tượng cảm không làm thay ứng điện từ sử dụng từ trường - Hiện tượng cảm quay Gồm phần chính: dổi tần số Gồm phần chính: Gồm phần chính: ứng điện từ Gồm phần chính: • phần cảm: tạo B • Stato: cuộn dây đăt • Stato: cuộn dây • Khung Lõi sắt từ: • phần ứng: tạo e lệch 1200 tạo đặt lệch 1200 thép mỏng suất điện động tạo từ trường ghép lại với • Roto: Nam châm tạo quay • hai cuộn dây: từ trường • Roto: kiểu trục + Cuộn nối với /lồng sóc nguồn cuộn sơ Cấu tạo Chú ý: phần cẩm Stato Roto cấp 17 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA + Cuộn nối với tải tiêu thụ gọi cuôn thứ cấp Chọn pha ban đầu từ ̂ ⃗⃗) = 𝟎 thông 𝝋 = (𝒏 ⃗⃗, ⃗𝑩 i1 I cost 2 i2 I cos(t ) 2 i3 I cos(t ) 0cost e E0cos t 2 Cơng thức • n số vòng/ phút: i2 = i3 = f I0 • liên hệ Hiệu suất truyền tải điện áp nơi phát: • hiệu suất: H Pich 100% Pdc R - lõi thép từ ghép cách điện để tăng cường từ thơng giảm dịng điện PHU - CƠ 25 • máy hàn điện - không làm thay đổi MẠCH DAO ĐỘNG LC 𝒅𝒊 - Nguyên tắc: Dựa tượng tự cảm: 𝒆𝒕𝒄 = − 𝑳 𝒅𝒊 Nhận xét: Trong mạch q; u; i ln biến thiên điều hồ tần số q u pha i sớm pha u, q góc π/2 2 u i U I0 - Chu kỳ tần số riêng mạch dao động: T 2 LC I0 = ωQ0 = 2 q i Q I0 f 2 LC 2Q Q c Q I0 L I0 ; U0 = ; λ = c.T = = 2πc LC T C C C f LC 18 2Tpi center P 1 H U cos 2 - Từ trường tồng hợp cuộn dây f tạo không đổi - tăng U để giảm B 1,5B0 công suất hao phí phương pháp tối ưu - lấy số cặp cực P = Một số ý P Pich I r i2 i3 I f • cơng suất hao phí UI cos dc i1 = • n số vòng/ giây: U1 U2 • Pđcơ = Pich + Ptn Chú ý: i1 = I0 E0 • •Ro to quay với tốc độ góc < tốc độ góc từ trường ( tốc độ quay nam châm) TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA - Năng lượng điện từ: Tổng lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn cảm gọi lượng điện từ (năng lượng điện từ BẢO TỒN) Theo đó: 𝑞2 Năng lượng điện trường: 𝑊𝐶 = 𝐶 1 = 𝐶𝑢2 ; Năng lượng từ trường : 𝑊𝐿 = 𝐿𝑖 𝟏 𝑸𝟐𝟎 𝟏 => Năng lượng điện từ: W = 𝑾𝑪 + 𝑾𝑳 = 𝟐 𝑪𝑼𝟐𝟎 = 𝟐 𝑪 𝟏 = 𝟐 𝑳𝑰𝟐𝟎 - Sự tương tự Dao động điện từ Dao động học: Đại lượng x Đại lượng điện q Đại lượng x’’ + ω2x = Đại lượng điện q’’ + ω2q = v i ω= m L x = Acos(ωt + φ) q = q0cos(ωt + φ) k C v = x’ = - ωAsin(ωt + φ) i = q’ = - ωq0sin(ωt + φ) F u v A =x + µ R k m ω= 2 F = - kx = - mω2x LC i Q =q + 2 U = q = Lω2q C 𝒙=± Eđ = nEt => ൞ 𝒗 = ±√ 𝑨 𝒒=± √𝒏+𝟏 𝒏 𝒏+𝟏 Wt = nWđ => ൞ 𝒊 = ±√ 𝒗𝒎𝒂𝒙 26 𝑸𝟎 √𝒏+𝟏 𝒏 𝑰 𝒏+𝟏 𝟎 SÓNG ĐIỆN TỪ - Định nghĩa: Là lan truyền điện từ trường không gian theo thời gian - Đặc điểm : Sóng điện từ lan truyền chân khơng với tốc độ lớn c 3.108m/s Sóng điện từ sóng ngang E , B v điểm luôn tạo thành tam diện thuận: nắm ngón tay bàn tay phải theo chiều từ E sang B ngón tay duỗi thẳng chiều v Dao động điện trường từ trường sóng điện từ ln pha Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách hai mơi trường bị phản xạ khúc xạ ánh sáng Sóng điện từ mang lượng; E tỉ lệ A2 tỉ lệ 𝑓 ( nhờ lượng mà sóng điện từ truyền đến ăngten, làm cho electron tự ăngten dao động cưỡng với tần số nó) Sóng điện từ có bước sóng từ vài m vài km dùng thông tin liên lạc vô tuyến gọi sóng vơ tuyến, gồm có: Sóng cực ngắn, Sóng ngắn, Sóng trung, Sóng dài 19 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA 27 TRUYỀN THƠNG BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN Phát sóng : - Ngun tắc : Dựa vào xạ sóng điện từ - Sơ đồ khối : Thu sóng : - Nguyên tắc : dựa vào cộng hưởng điện từ - Sơ đồ khối : 28 HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC Định nghĩa: tượng chùm ánh sáng trắng bị phân tách thành nhiều nhiều chùm ánh sáng đơn sắc khác biến thiên từ đỏ đến tím qua lăng kính - Dãi sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi quang phổ liên tục ánh sáng trắng, gồm màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng: - Chiết suất chất suốt ánh sáng đơn sắc khác khác tăng dần từ đỏ đến tím Hay chiết suất môi trường suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím ( nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím ) Với A, i nhỏ, Góc lệch D = ( n-1)A Vậy Dđỏ < Dcam < Dvàng < Dlục < Dlam < Dchàm < Dtím Ứng dụng: Giải thích số tượng tự nhiên (cầu vồng … ); Ứng dụng máy quang phổ lăng kính để phân tích chùm sáng phức tạp thành chùm đơn sắc đơn giản Ánh sáng đơn sắc- Ánh sáng trắng: - Ánh sáng đơn sắc: Là ánh sáng có bước sóng (tần số) màu sắc xác định, khơng bị tán sắc mà bị lệch qua lăng kính Một chùm ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường sang môi trường khác, tần số màu sắc khơng bị thay đổi 20 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA - Ánh sáng trắng: Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Bước sóng ánh sáng trắng: 0,38 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm Nguồn: Mặt trời, bóng đèn dây tóc 29 GIAO THOA ÁNH SÁNG BẰNG KHE YOUNG - Điều kiện giao thoa: S1; S2 hai nguồn sóng kết hợp ( nguồn dao động phương, tần số, độ lệch pha không đổi ) - Kết quả: quan sát vân sáng, vân tối + Nếu M vân sáng sóng từ hai nguồn S1, S2 gửi đến M pha d d1 k (k Z ) + Nếu M vân tối sóng từ hai nguồn S1, S2 gửi đến M ngược pha 1 d d1 k ( k Z ) 2 - Khoảng vân khoảng cách hai vân sáng (hoặc hai vân tối) gần nhất: i D a - Vị trí vân sáng (khoảng cách từ VSTT đến vân sáng M): D xs k i k (k = 0, 1…→ M gọi vân sáng bậc k) a + Vị trí vân tối (khoảng cách từ VSTT đến vân tối M): 1 D xt k i k 2 a (k = 0, 1…→ M gọi vân tối thứ k+1) - Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ chứng minh ánh sáng có tính chất sóng - Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng - Hiện tượng: Màu sắc Đĩa CD, màu sắc giọt dầu, màu sắc bong bóng xà phịng tượng giao thoa 30 MÁY QUANG PHỔ LĂNG KÍNH- CÁC LOẠI QUANG PHỔ - Máy quang phổ lăng kính: Khái niệm: Là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng phức tạp tạo thành thành phần đơn sắc Cấu tao: Máy quang phổ gồm có phận chính: 21 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA - Ống chuẩn trực: gồm thấu kính hội tụ L1 khe hẹp S tiêu diện thấu kính, để tạo chùm tia song song - Hệ tán sắc (gồm hệ lăng kính): có nhiệm vụ làm tán sắc ánh sáng - Buồng tối: gồm gồm thấu kính hội tụ L1 kính ảnh phim ảnh nằm tiêu diện thấu kính, để thu ảnh quang phổ - Các loại quang phổ: Quang phổ phát xạ Quang phổ liên tục Quang phổ vạch Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ dãi màu biến thiên hệ thống Định nghĩa liên tục từ đỏ đến tím vạch màu riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối chất rắn, chất chất khí lỏng chất khí có áp áp suất thấp phát ra, Nguồn gốc phát suất lớn, phát bị bị kích thích sinh nung nóng nhiệt hay điện Loại quang phổ Đặc điểm Ứng dụng - Có màu thay đổi cách liên tục - Không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng - phụ thuộc nhiệt độ Quang phổ vạch hấp thụ vạch hay đám vạch tối nằm quang phổ liên tục chất nung nóng áp suất thấp đặt đường nguồn phát quang phổ liên tục phát - Chứa vạch hấp thụ đặc trưng cho chất khí - Điều kiện để thu quang phổ vạch hấp thụ nhiệt độ chất phải nhỏ nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục -Các nguyên tố khác khác về: + số lượng vạch, + vị trí (hay bước sóng) độ sáng tỉ đối vạch - Quang phổ vạch nguyên tố hóa học đặc trưng cho nguyên tố Dùng để đo nhiệt độ Dùng để xác định thành Dùng để xác định thành vật có nhiệt độ cao phần cấu tạo nguồn phần cấu tạo nguồn thiên thể xa sáng sáng 22 2Tpi center Quang phổ hấp thụ TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA 31 CÁC LOẠI TIA BẢNG SO SÁNH HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI, TIA X Hồng ngoại Định nghĩa Năng lượng Tử ngoại Tia X - Khơng nhìn thấy - Khơng nhìn thấy - Năng lượng lớn (lớn - Năng lượng bé ánh sáng nhìn thấy) - Bước sóng 0,38μm xuống - Bước sóng 0,76 μm đến vài vài nanô mét (10-8 m) mm (10-2 m) - Không nhìn thấy - Năng lượng lớn - Bước sóng vài picômét (10-11m) đến vài nanô mét (10-8 m) Nguồn phát - Tất vật ≥ 00 K - Vật phát có t0 ≥ 2.000 0C phát tia hồng ngoại - Dòng electron vận tốc lớn đập mạnh vào kim loại có tỉ khối lớn (Kim loại nặng) Thực tế - Để nhận biết tia hồng - Hồ quang điện, đèn - Ống Culitgiơ ngoại vật phát nhiệt huỳnh quang loại đèn độ vật phát phải ≥ nhiệt độ thủy nhân môi trường Đặc điểm bật - Tác dụng nhiệt - Bị nước thủy tinh hấp - Một phần bước sóng nằm thụ mạnh truyền dãy sóng vơ tuyến qua thạch anh suốt Bước sóng Tác dụng lên kính ảnh, phim ảnh - Khả xuyên sâu (xun qua nhơm vài cm, bị chì Pb vài mm cản lại.) X X X X X X X Gây quang điện với số chất bán dẫn X X O X X Có làm Iơn hóa chất khí yếu Làm phát quang O X X Tác dụng sinh lí X (Chữa bệnh ngồi da) X X - Chữa cịi xương - Tìm vết nứt bề mặt kim loại - Chữa ung thư nông - Chụp X quang Gây phản ứng hóa học Gây quang điện Làm ion hóa chất khí Ứng dụng bật - Điều khiển từ xa (Remote) 23 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA 32 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - CƠNG THỨC ANH-XTANH HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN: - Thí nghiệm Hec-xơ: Kết luận: Các electron bật khỏi bề mặt kim loại chiếu sáng thích hợp Điều kiện để có tượng quang điện: “ Định luật giới hạn quang điện” “ Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn giới hạn quang điện λ0 kim loại gây tượng quang điện.” ε ≥ A hay hc hc hc ≥A λ≤ hay λ ≤ λ0 ; Đặt A= 0 A λ0 gọi giới hạn quang điện kim loại dùng làm Catốt A gọi Cơng e khỏi kim loại - Công thức Anh-Xtanh quang điện: Theo Anh-Xtanh, phơton bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Năng lượng ε dùng để: + Cung cấp cho êlectron cơng A để thắng lực liên kết với mạng tinh thể thóat khỏi bề mặt kim loại + Cung cấp cho e động ban đầu Đối với êlectron nằm bề mặt kim loại động có giá trị cực đại không phần lượng cho mạng tinh thể ε = hf = A + Wđ0max hay hc = A + me v max Động ban đầu cực đại quang electron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại 33 THUYẾT PHƠ-TƠN; CƠNG SUẤT NGUỒN BỨC XẠ -Thuyết lượng tử : Dùng lý thuyết sóng ánh sáng khơng thể giải thích định luật quang điện Để giải bế tắc Anh-Xtanh đưa lý thuyết lượng tử gọi thuyết lượng tử Anh-Xtanh Nội dung: Chùm ánh sáng chùm hạt, hạt gọi phôtôn (lượng tử lượng) Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn) ε = hf = hc Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ tốc độ ánh sáng Trong chân không, tốc độ c 3.108 (m/s) Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon nguồn phát đơn vị thời gian 24 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA Nguyên tử, phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn Chùm sáng dù yếu chứa nhiều phôtôn Các phôton tồn trạng thái chuyển động, photon đứng n -Cơng suất nguồn xạ: 𝑃 = 𝑁𝜀 𝜀 = 𝑁𝜀 34 ℎ𝑐 𝜆 ; 𝑁𝜀 số phô tôn phát 1s HAI TIÊN ĐỀ BO- QUANG PHỔ VẠCH HIDRO -Tiên đề 1: trạng thái dừng: Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ r n 2r0 với r0 = 0,53 A = 5.3.10-11 m gọi bán kính Bo n = 1, ,3… En = - 13,6 (eV) n2 -Tiên đề 2: xạ hấp thụ lượng nguyên tử: Khi nguyên tử phát phôton chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng cao (En ) trạng thái dừng có mức lượng thấp (Em ) phát phơtơn có lượng hiệu En - Em Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Năng lượng phôton ε = hfnm = hc En Em nm - QUANG PHỔ VẠCH HIDRÔ: Dãy Laiman: e ( n > 1) quĩ đạo K ( n =1 ) phát vạch thuộc dãy Laiman: Các vạch thuộc vùng tử ngoại Dãy Banme: Khi e chuyển từ quĩ đạo ( n > ) quĩ đạo L ( n =2 ) phát vạch thuộc dãy Banme gồm vạch : đỏ H (0,656m) ; lam H (0,486m) ; chàm H (0,434m) ; tím H (0,410m) phần vùng tử ngoại Dãy Pasen: e chuyển từ quĩ đạo bên ( n > ) quĩ đạo M ( n = ) : Các vạch thuộc vùng hồng ngoại - Số vạch nhiều khối khí (đám khi) Hidro phát ra: N = (n 1) 25 2Tpi center n TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA 35 HIỆN TƯỢNG QUANG-PHÁT QUANG - Hiện tượng chất hấp thụ xạ điện từ phát xạ điện từ có bước sóng nằm vùng ánh sáng nhìn thấy gọi tượng quang phát quang Vậy điều kiện quang-phát quang 𝐧𝐡𝐢ệ𝐭 độ 𝐛ì𝐧𝐡 𝐭𝐡ườ𝐧𝐠 là:{á𝐧𝐡 𝐬á𝐧𝐠 𝐩𝐡á𝐭 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐠 𝐩𝐡ả𝐢 𝐧ằ𝐦 𝐭𝐫𝐨𝐧𝐠 𝐯ù𝐧𝐠 𝐧𝐡ì𝐧 𝐭𝐡ấ𝐲 𝐛ướ𝐜 𝐬ó𝐧𝐠 𝐩𝐡á𝐭 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐠 𝐥ớ𝐧 𝐡ơ𝐧 𝐛ướ𝐜 𝐬ó𝐧𝐠 𝐤í𝐜𝐡 𝐭𝐡í𝐜𝐡 - Tính chất quan trọng phát quang cịn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian phát quang thời gian từ lúc tắt ánh sáng kích thích đến lúc chất ngừng phát quang - Tùy theo thời gian phát quang mà chia huỳnh quang( 0: phản ứng toả nhiệt; Nếu ΔE < 0: phản ứng thu nhiệt CHÚ Ý: ▪ Phóng xạ ; phản ứng phân hạch; phản ứng nhiệt hạch phản ứng tỏa lượng ▪ Nhiệt tỏa thu vào dạng động hạt A,B C, D • Nếu phản ứng tỏa lượng tổng kl hạt nhân trước pứ lớn tổng kl hạt sau pứ; cịn tính theo độ hụt khối ngược lại • Nếu phản ứng thu lượng tổng kl hạt nhân trước pứ nhỏ tổng kl hạt sau pứ; cịn tính theo độ hụt khối ngược lại • Nếu phản ứng hạt nhân khó xảy lượng tối thiểu cần cung cấp dạng động (để phản ứng xảy ra) ∆𝑬 28 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA 39 PHĨNG XẠ - Định nghĩa: tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phóng tia gọi tia phóng xạvà biến đổi thành hạt nhân khác - Các tia phóng xạ: Tên gọi Bản chất Phóng xạ Alpha (α) Phóng Bêta: có loại β- Phóng Gamma (γ) β+ Là dòng hạt nhân Hêli β- : dòng electron( 1 e) 0 ( He) β+: dịng pơzitron( 1 e) A A Là sóng điện từ có λ ngắn (λ≤10-11m), dịng phơtơn có lượng cao β-: Z xZ1Y 1 e Phương trình A Z x A 4 Z 2 Y He 222 Vd: 226 88 Ra 86 Rn He Ví dụ: 14 A C147 N 01 e A β+: Z xZ1Y 1 e Ví dụ: 14 N126 C 01 e Sau phóng xạ α β xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái phát phô tôn Tốc độ v ≈ 2.107 m/s v ≈ 3.108 m/s v = c = 3.108 m/s Khả Ion hóa Mạnh Mạnh yếu tia α Yếu tia α β + Đi vài cm Khả khơng khí (Smax = 8cm); đâm xun vài μm vật rắn (Smax = 1mm) + Smax = vài m khơng + Đâm xun mạnh tia α khí β Có thể xuyên qua vài m + Xuyên qua kim loại dày vài bê-tơng vài cm chì mm Trong điện Lệch âm trường Lệch nhiều tia alpha β- : lệch dương β+ : lệch âm Khơng bị lệch Cịn có tồn hai loại hạt Chú ý Trong chuỗi phóng xạ A A 0 α thường kèm theo phóng Z xZ1Y 1 e v xạ β không tồn nơtrinô A A 0 đồng thời hai loại β Z x Z1Y 1 e v Không làm thay đổi hạt nhân phản nơtrinơ - Định luật phóng xạ: Chu kì bán rã: Là khoảng thời gian để 1/2 số hạt nhân nguyên tử biến đổi thành hạt nhân khác Công thức T = ln 0,693 ; với λ số phóng xạ (s-1) 29 2Tpi center TĨM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA Định luật phóng xạ: m m0 e t m0 t T m0 t T ∆𝑁 = 𝑁0 (1 − 2𝑘) = 𝑁0 (1 − 𝑒 −𝑡 ) t ∆𝑚 = 𝑚0 (1 − 2𝑘) = 𝑚0 (1 − 𝑒 −𝑡 ) ; k = T; −𝑡 { ∆𝑛 = 𝑛0 (1 − 2𝑘 ) = 𝑛0 (1 − 𝑒 ) Chú ý: m 23 N A ; NA=6,022.10 hạt/mol A Tìm số hạt có m(g) chất đơn nguyên tử : N = Ta phép cho số hạt ( số mol ) chất sinh số hạt ( số mol ) chất phóng xạ; khơng phép tính cho khối lượng ′ ′′ Cho phóng xạ tổng quát: 𝐴𝑍𝑋 → 𝑍𝐴′𝑌 + ( 𝑍𝐴′′ 𝐵 thường 𝛼) + ∆𝐸 𝑐á𝑐 ℎạ𝑡 𝑐𝑜𝑛 𝑏ề𝑛 ℎơ𝑛 ℎạ𝑡 𝑚ẹ ℎạ𝑡 𝑌 𝑣à 𝐵 𝑏𝑎𝑦 𝑛𝑔ượ𝑐 𝑛ℎ𝑎𝑢 𝐾𝑌 𝑣 𝑚 => = 𝑌= 𝐵 𝐾𝐵 𝑚𝐵 𝑣𝐵 𝑚𝑌 𝑚 𝑌 { 𝐾𝑌 = (𝑚𝑌 +𝑚𝐵 )∆𝐸;𝐾𝐵 = (𝑚𝑌+𝑚𝐵 )∆𝐸 Tỷ số mol tỷ số hạt mẹ lại = 2𝑘 − 𝐴 Tỷ số khối lượng mẹ lại = 𝐴𝑐𝑜𝑛 (2𝑘 − 1) 𝑚ẹ 40 THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP Khối lượng lượng-Hệ thức lượng Anh-xtanh - Khối lượng nghỉ- Năng lượng nghỉ: E0 m0 c - Khối lượng tương đối tính- Năng lượng tồn phần: o Khối lượng tương đối tính: Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v , khối lượng tăng lên thành m: m Trong : m0 khối lượng nghỉ m khối lượng tương đối tính v tốc độ chuyển động vật m0 o Năng lượng toàn phần: E m.c c E0 v 1 c o Động Wđ = E − E0 = m0 c ( √1−v2 − 1) c 30 2Tpi center m0 v2 1 c m0 ... Các loại quang phổ 2Tpi center TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÍ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THƠNG QUỐC GIA Các loại tia Chương 6: Hiện tượng quang điện Thuyết phô-tôn; Công suất nguồn xạ Hai tiên đề... =