Tóm tắt lý thuyết vật lý 12 chương 4 hay nhất

Export HTML To Doc Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 Chương 4 hay nhất Tổng hợp Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 chương 4 hay nhất, đầy đủ nhất giúp bạn củng cố kiến thức và ôn tập tốt hơn Mục lục nội dung • Lý[.]

Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 Chương hay Tổng hợp Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 chương hay nhất, đầy đủ giúp bạn củng cố kiến thức ôn tập tốt Mục lục nội dung • Lý thuyết Mạch dao động • Lý thuyết Điện từ trường • Lý thuyết Sóng điện từ • Lý thuyết Nguyên tắc truyền thông tin liên lạc sóng vơ tuyến • Dao động điện từ ? Lý thuyết Dao động điện từ đầy đủ, chi tiết • Lý thuyết Điện từ trường ngắn gọn, chi tiết • Sóng điện từ ? Đặc điểm Sóng điện từ hay, chi tiết • Ngun tắc Truyền thơng sóng điện từ Lý thuyết Mạch dao động I) Mạch dao động: - Khái niệm: mạch có cuộn cảm có độ tự cảm L(H) mắc với tụ điện có điện dung C(F) thành mạch điện kín Nếu điện trở r mạch nhỏ gọi mạch dao động lí tưởng - Nguyên lý hoạt động: muốn cho mạch hoạt động ta tích điện q cho tụ C, sau nối tụ với cuộn cảm L, tụ phóng điện làm dòng điện i cuộn cảm tăng lên, cuộn cảm xảy tượng tự cảm, xuất dòng cảm ứng icư ngược chiều với i làm dòng điện giảm dần đi, tụ phóng hết điện, dịng icư lại tích điện cho tụ theo chiều ngược lại, tụ lại phóng điện theo chiều ngược chiều ban đầu tượng cú lặp lặp lạ nên gọi mạch dao động II) Dao động điện từ tự mạch dao động - Phương trình dao động: Xét mạch dao động LC: ta có uAB = e - ir = q/C uAB = e - ir = q/C Với e xuất điện động cảm ứng: Khi r nhỏ: r ≈ 0, ta có phương trình: q" = -q/LC (phương trình vi phân bậc 2) Nghiệm phương trình có dạng q = q0cos⁡(ωt + φ) Với q0, φ: xác định từ điều kiện ban đầu toán - Hiệu điện tụ là: - Cường độ dòng điện mạch: - Nhận xét: điện tích q tụ điện (hay cường độ điện trường E→) cường độ dòng điện i (hay cảm ứng từ B→) mạch dao động biên thiên điều hòa theo thời gian với chu kỳ T = 2π√LC phụ thuộc vào đặc trưng hệ nên gọi dao động điện từ tự - Mối quan hệ q,i,u i sớm pha q góc π/2: i sớm pha u góc π/2: u đồng pha với q: III) Năng lượng điện từ: Năng lượng điện trường ( dự trữ tụ điện) Năng lượng từ trường ( dự trữ cuộn cảm) Năng lượng điện từ: Lý thuyết Điện từ trường I) Mối quan hệ điện trường từ trường - Nếu nơi có từ trường biên thiên theo thời gian nơi xuất điện trường xốy (là điện trường có đường sức điện đường cong kín) - Nếu nơi có điện trường biến thiên theo thời gian nơi xuất tư trường đường sức từ trường khép kín II) Điện từ trường: - Từ nhận xét ta thấy điện trường biến thiên từ trường biến thiên có mối liên hệ mật thiết với Chúng tồn tại, biến đổi trường thống điện từ trường So sánh điện trường, từ trường, điện từ trường Khái niệm Điện trường Từ trường Tồn xung quanh điện tích Tồn xung quanh nam tác dụng lực điện lên điện châm dòng điện tích đặt tác dụng lực từ thay đổi theo khơng gian khơng thay Đường đổi theo thời gian sức Là đường không kín Điện từ trường Tồn điện trường từ trường biến thiên theo thời gian Cả đường sức từ đường thay đổi theo khơng sức thay đổi theo gian khơng thay không gian, thay đổi theo đổi theo thời gian thời gian Là đường cong kín Là đường cong kín III) Thuyết điện từ Măc-xoen: - Là hệ thống bốn phương tình diễn tả mối quan hệ giữa: +) Điện tích, điện trường, dịng điện từ trường +) Sự biến thiên cử từ trường theo thời gian điện trường xoáy +) Sự biến thiên điện trường theo thời gian từ trường Lý thuyết Sóng điện từ I) Sóng điện từ - Khái niệm: lan truyền điện từ trường không gian - Đặc điểm sóng điện từ: +) Tốc độ truyền sóng: Sóng điện từ lan truyền mơi trường rắn, lỏng, khí chân khơng Vận tốc truyền sóng chân khơng là: c = 3.108 Trong mơi trường khác nhỏ vck > vk > vl > vr +) Bước sóng: Trong chân khơng sóng điện từ có chu kỳ T có bước sóng là: λ = cT +) Phương truyền sóng: sóng điện từ sóng ngang Vectơ E→; B→ ln vng góc với phương truyền sóng Ba vec tơ E→; B→; v→ điểm tạo với thành tam diện thuận +) Pha dao động: điện trường từ trường điểm luôn đồng pha với - Tính chất sóng điện từ: +) Sóng điện từ mang lượng +) Sóng điện từ bị phản xạ khúc xạ gặp mặt phân cạch hai môi trường ánh sáng +) Tuân theo quy luật giao thoa, nhiễu xạ, sóng II) Sự truyền sóng vơ tuyến khí - Khái niệm: sóng vơ tuyến sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet dùng thông tin liên lạc - Phân loại so sánh Sóng dài Sóng trung Sóng ngắn Sóng cực ngắn Bước > 1000 m 100 → 1000 m 10 → 100 m 0,01 → 10 m sóng Có lượng Có Có lượng lớn, phản nhỏ → không lượng lớn Ban ngày bị tầng điện xạ tốt tầng điện li truyền xa ly hấp thụ mạnh, ban mặt đất → truyền thông tin Bị không khí đêm bị phản xạ mạnh xa Tính Bị khơng khí hấp hấp thụ mạnh chất thụ mạnh Bị khơng khí hấp thụ Có vùng tương đối hẹp Có thể xun mạnh khơng bị khơng Nước hấp thụ qua tầng điện khí hấp thụ li Phản xạ tầng điện li Ứng Thông tin liên lạc dụng nước Thông tin liên lạc ban đêm Truyền thông phạm vi hẹp Thông tin liên lạc mặt đất Thông tin liên lạc vũ trụ Tầng điện li lớp khí quyển, phần tử khí bị ion hóa mạnh tác dụng ia ngoại ánh sáng Mặt Trời tầng điện ly kéo dài từ độ cao 80÷800 km Lý thuyết Ngun tắc truyền thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến I) Ngun tắc chung việc truyền thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến - Ưu điểm sóng vơ tuyến: sóng vơ tuyến truyền xa, lan truyền khắp nơi khí quyển, cần hệ thơng trạm phát thu mà không cần cáp truyền - Để truyền thơng tin âm thanh, hình ảnh, ta sử dựng quy trình sau: +) Biến thơng tin muốn truyền thành dao dộng điện, dao động điện có tần số thấp nên gọi tín hiệu âm tần hay thị tần (khơng thể truyền xa lượng nhỏ) +) Dùng sóng điện từ có tần số cao (cao tần), gọi sóng mang, truyền thơng tin xa +) Để sóng mang truyền tải thơng tin âm tần, ta trộn sóng âm tần với sóng mang, gọi biến điệu sóng điện từ (có thể biến điệu biên độ, biến điệu tần số biến điệu pha) Trong cách biến điệu biên độ: âm tần có tần số f, sóng mang có tần số f0 sóng biến điệu có tần số f0 (để truyền xa) biên độ biến thiên theo tần số f(thông tin cần truyền đi) +) Dùng anten để phát thu sóng +) Ở nơi thu phải tách sóng lấy sóng âm tần đưa sóng âm tần thông tin cần truyền II) Sơ đồ khối hệ thống phát thu đơn giản - Hệ thống phát thanh: +) Ống nói (micro): thiết bị biến âm thành dao động điện âm tần +) Máy phát dao động cao tần: tạo dao động cao tần ( sóng mang) +) Biến điệu: trộn sóng âm tần với sóng mang +) Khuếch đại cao tần: tăng công suất ( cường độ) cao tần +) Anten phát: phát sóng khơng gian - Hệ thống thu thanh: +) Anten thu: thu sóng để lấy tín hiệu +) Chọn sóng: mạch dao động LC, dựa vào tượng cộng hưởng để chọn sóng có tần số mong muốn (vì khơng gian có nhiều sóng anten thu tất sóng nên cần phải chọn sóng (chỉnh tần số đến tần số đài muốn nghe) +) Tách sóng: tách lấy sóng âm tần +) Khuếch đại âm tần: tăng công suất (cường độ) âm tần +) Loa: biến dao động âm tần thành âm Dao động điện từ ? Lý thuyết Dao động điện từ đầy đủ, chi tiết I Dao động điện từ mạch LC I Dao động điện từ mạch LC Mạch dao động * Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành mạch điện kín gọi mạch dao động * Nếu điện trở mạch nhỏ, coi khơng mạch mạch dao động lí tưởng * Muốn cho mạch dao động hoạt động ta tích điện cho tụ điện cho phóng điện mạch Tụ điện phóng điện qua lại nhiều lần, tạo dòng điện xoay chiều mạch * Người ta sử dụng điện áp xoay chiều tạo hai tụ điện cách nối hai với mạch ngồi Vai trị cuộn cảm tụ điện hoạt động mạch * Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho mạch, sau phóng điện qua lại mạch nhiều lần tạo dòng điện xoay chiều mạch Dao động điện từ tự mạch dao động a) Định luật biến thiên điện tích, hiệu điện cường độ dịng điện mạch dao động lí tưởng * Quy ước: + q điện tích cực bên (bản nối với A) + i > dòng điện chạy qua cuộn cảm chiều với chiều dương chọn mạch * Khảo sát: Xét khoảng thời gian Δt vơ nhỏ dịng điện mạch thỏa mãn Trong cuộn dây có từ thông biến thiên làm phát sinh suất điện động tự cảm: Cuộn cảm đóng vai trị máy thu, theo định luật Ôm đoạn mạch chứa máy thu ta được: , (2) Từ (1) (2) * Điện tích tụ biến thiên theo biểu thức q = q0.cos(ωt + φq) d) Bảng đơn vị chuẩn: II Năng lượng điện từ mạch dao động LC: * Năng lượng điện trường tập trung tụ điện: * Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm: Vậy: Năng lượng điện trường lượng từ trường biến thiên tuần hồn với tần số góc ω’ = 2ω chu kì T'=T/2 * Năng lượng điện từ mạch: Như mạch dao động LC lý tưởng lượng mạch bảo toàn III Các phương pháp cung cấp lượng ban đầu cho mạch * Cách 1: Cấp lượng điện trường ban đầu + Ban đầu khóa k chốt (1), tụ điện tích điện (nếu thời gian đủ dài) đến hiệu điện suất điện động E nguồn Năng lượng điện mà tụ tích là: + Chuyển khóa k sang chốt (2), tụ phóng điện qua cuộn dây Năng lượng điện chuyển dần thành lượng từ cuộn dây Như hiệu điện cực đại q trình dao động hiệu điện ban đầu tụ U0 = E, lượng điện ban đầu mà tụ tích từ nguồn lượng tồn phần (năng lượng điện từ) mạch dao động * Cách 2: Cấp lượng từ trường ban đầu + Ban đầu khóa k đóng, dịng điện qua cuộn dây khơng đổi có cường độ (định luật Ơm cho tồn mạch): Năng lượng từ trường cuộn dây không đổi bằng: + Cuộn dây khơng có điện trở nên hiệu điện hai đầu cuộn dây (cũng hiệu điện hai tụ điện) không Tụ chưa tích điện Khi ngắt khóa k, lượng từ cuộn dây chuyển hóa dần thành lượng điện tụ điện mạch dao động Như vậy, với cách kích thích dao động này, lượng tồn phần (năng lượng điện từ) lượng từ ban đầu cuộn dây, cường độ dòng điện cực đại mạch dao động cường độ dòng điện ban đầu qua cuộn dây IV Dao động điện từ tắt dần * Nguyên nhân: Do mạch có R ≠ 0, xạ sóng điện từ khơng gian * Mạch dao động có điện trở R ≠ dao động tắt dần R lớn tắt dần nhanh, R lớn khơng có dao động Để trì dao động cần cung cấp cho mạch lượng có cơng suất: Nhiệt lượng tỏa ra: Q = W trước - W sau V Dao động điện từ trì Hệ tự dao động * Nguyên tắc trì: Phải bù cho mạch dao động lượng lượng tiêu hao sau mỡi chu kì * Để làm việc ta dùng tranzito để điều khiển việc bù lượng từ pin cho mạch dao động LC ăn nhịp với chu kì dao động mạch * Dao động khung LC trì ổn định với tần số riêng ωO mạch Người ta gọi hệ tự dao động VI Dao động điện từ cưỡng bức Nếu tạo mạch dao động RLC suất điện động xoay chiều có tần số góc ω (khác với tần số góc ω0 mạch) mạch xuất dịng điện xoay chiều có tần số góc ω, tức dao động điện từ có tần số góc ω Dao động điện từ gọi dao động điện từ cưỡng VII Hiện tượng cộng hưởng điện từ * Nếu tần số góc ω suất điện động cưỡng tần số dao động riêng mạch LC tổng trở Z mạch nhỏ điện trở mạch : Zmin = R * Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều (do biên độ dao động điện từ) mạch lớn Đó tượng cộng hưởng điện từ * Nếu điện trở R mạch nhỏ cực đại biên độ dao động cộng hưởng lớn so với biên độ điểm lân cận Sự cộng hưởng gọi cộng hưởng nhọn * Nếu điện trở R mạch lớn chênh lệch biên độ dao động cộng hưởng với biên độ biên độ dao động điện từ cưỡng khác không lớn Sự cộng hưởng gọi cộng hưởng tù VII Sự tương tự dao động dao động điện từ: Lý thuyết Điện từ trường ngắn gọn, chi tiết I Liên hệ điện trường biến thiên từ trường biến thiên: * Nếu nơi có từ trường biến thiên theo thời gian nơi xuất điện trường xoáy Điện trường xoáy điện trường có đường sức đường cong kín * Nếu nơi có điện trường biến thiên theo thời gian nơi xuất từ trường Đường sức từ trường ln khép kín Từ trường biến thiên điện trường xoáy + Xung quanh khoảng khơng gian có từ trường + Xung quanh khoảng khơng gian có điện trường biến thiên xuất điện trường xoáy biến thiên xuất từ trường xoáy - Đường sức khép kín, bao xung quanh đường sức từ - Nguồn gốc: từ trường biến thiên - Đường sức khơng kín, dương vào âm - Nguồn gốc: tồn xung quanh điện tích Điện trư biến thiê từ trườ xoáy Điện Đ trường tr xoáy tĩ Đường Đ sức s - Đường sức khép kín, bao xung quanh đường sức từ - Nguồn gốc: từ trường biến thiên - Đường sức khơng kín, dương vào âm - Nguồn gốc: tồn xung quanh điện tích Đường sức ln khép kín, bao xung quanh đượng sức điện Nguồn gốc: điện trường biến thiên Đ s k k h v h N g s x q đ t c đ Vai trị điện trường xốy: đẩy điện tích tự chuyển động thành dịng khép kín sinh dòng điện cảm ứng V c tr x T đ v m d đ (d đ d q C k k d đ tr m d đ ... từ đường thay đổi theo khơng sức thay đổi theo gian không thay không gian, thay đổi theo đổi theo thời gian thời gian Là đường cong kín Là đường cong kín III) Thuyết điện từ Măc-xoen: - Là hệ... dụng lực từ thay đổi theo khơng gian không thay Đường đổi theo thời gian sức Là đường khơng kín Điện từ trường Tồn điện trường từ trường biến thiên theo thời gian Cả đường sức từ đường thay đổi theo... đầu qua cuộn dây IV Dao động điện từ tắt dần * Nguyên nhân: Do mạch có R ≠ 0, xạ sóng điện từ khơng gian * Mạch dao động có điện trở R ≠ dao động tắt dần R lớn tắt dần nhanh, R lớn khơng có dao