Vật lý đại cương tập 2 điện từ quang sóng

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker 1996.. Sears, W.Zemansky, D.Young College Physics Addison-Wesley Publishing Company 1991.. R.Jones, L.Childers Contemporary College Physics A

- - QUANG SÓNG

I VIII

BÀI 0: TÍCH 1

0.1 DESCARTES 1

0.2 2

0.3 2

0.4 VÔ 3

0.4.1- 3

0.4.2- M 4

0.4.3- 4

0.4.4- G 5

0.5 6

0.5.1- 6

0.5.2- 7

0.5.3- T 8

0.5.4- L 10

0.5.5- T L APLACE (L APLACIAN ) 12

BÀI 1: TÍCH COULOMB 15

1.1 TÍCH 15

1.2 COULOMB 17

TÓM 21

CÂU T 23

BÀI 2: 25

2.1 25

2.1.1- K 25

2.1.2- V 25

2.1.3- V 26

2.1.4- N 27

2.2 33

2.2.1- 33

2.2.2- T 33

2.3 THÔNG 34

2.3.1- 34

2.3.2- , 36

2.4 LÍ GAUSS 37

2.4.1- N 37

2.4.2- V G 38

TÓM 43

CÂU 46

BÀI 3: - 49

3.1 CÔNG 49

3.1.1- C 49

3.1.2- K , 51

3.1.3- 52

3.1.4- M 54

3.1.5- T 56

3.2 LIÊN VÀ 56

3.2.1- T E, V 56

3.2.2- L 58

3.2.3- T 59

3.3 N 63

3.3.1- K , 63

3.3.2- C 63

3.3.3- L : 65

TÓM 66

CÂU 68

BÀI 4: 71

4.1 CÂN 71

4.1.1- K 71

4.1.2- T 71

4.2 73

4.3 74

4.4 DUNG CÔ 75

4.5 76

4.5.1- K 76

4.5.2- 76

4.5.3- G 79

4.6 82

4.6.1- N N 82

4.6.2- N G 82

TÓM 84

CÂU 86

BÀI 5: 91

5.1 CÁC KHÁI VÀ L DÒNG 91

5.1.1- D , 91

5.1.2- C , 92

5.1.3- O HM 94

5.2 TÁC - AMPÈRE 98

5.2.1- T 98

5.2.2- A 98

5.3 100

5.3.1- K 100

5.3.2- V , B IOT - S AVART - L APLACE 100

5.3.3- V 101

5.3.4- C 101

5.3.5- C 104

5.3.6- C 106

5.4 THÔNG 107

5.4.1- 107

5.4.2- T 109

5.4.3- G AUSS (O G) 110

5.5 LÝ AMPÈRE DÒNG TOÀN 111

5.5.1- L H (C) 111

5.5.2- P A MPÈRE 111

5.6 TÁC LÊN DÒNG 114

5.6.1- L , A MPÈRE 114

5.6.2- T 114

5.6.3- T 115

5.6.4- T 116

5.6.5- L 118

5.6.6- C 119

TÓM 120

CÂU 123

BÀI 6: TÁC LÊN TÍCH 127

6.1 TÁC LÊN TÍCH - LORENTZ 127

6.2 TÍCH TRONG 128

6.3 TRONG KHÔNG 131

6.4 HALL 133

TÓM 135

CÂU 137

BÀI 7: 141

7.1 CÁC 141

7.1.1- H 141

7.1.2- L ENZ 142

7.1.3- F 142

7.2 DÒNG FOUCAULT 146

7.3 147

7.3.1- H , 147

7.3.2- H 148

7.4 150

7.5 151

7.5.1- N 151

7.5.2- N 152

TÓM 154

CÂU 156

BÀI 8: VÀ SÓNG 159

8.1 MAXWELL 159

8.1.1- L M 159

8.1.2- L M 161

8.1.3- H G TRÌNH M AXWELL 162

8.1.4- Ý M AXWELL 164

8.2 SÓNG 165

8.2.1- H M 165

8.2.2- S , 166

8.2.3- T 167

8.2.4- T 170

8.2.5- 171

TÓM 173

CÂU 175

BÀI 9: GIAO THOA ÁNH SÁNG 179

9.1 CÁC KHÁI SÓNG ÁNH SÁNG 179

9.1.1- C 179

9.1.2- Q 180

9.1.3- H ÀM SÓNG ÁNH SÁNG 181

9.1.4- C G 182

9.1.5- N SÓNG ÁNH SÁNG 183

9.1.6- N GUYÊN LÍ H UYGENS 183

9.2 GIAO THOA ÁNH SÁNG 184

9.2.1- K A ÁNH SÁNG 184

9.2.2- S , OA 185

9.2.3- N 186

9.3 GIAO THOA 2 190

9.3.1- , 190

9.3.2- G G KHÍ 191

9.3.3- G G KHÍ 195

9.3.4- G KHÍ 196

9.4 GIAO THOA DO 200

9.4.1- T L LOYD 200

9.4.2- S 200

9.5 GIAO THOA 202

9.5.1- B 202

9.5.2- B 205

9.6 GIAO THOA ÁNH SÁNG 210

9.6.1- K 210

9.6.2- K 211

9.6.3- , KHÍ 212

9.6.4- M ICHELSON 213

TÓM 214

CÂU 217

BÀI 10: ÁNH SÁNG 221

10.1 KHÁI N ÁNH SÁNG 221

10.2 NGUYÊN LÝ HUYGENS FRESNEL 222

10.3 PHÁP FRESNEL 223

10.3.1- C 223

10.3.2- T 223

10.4 FRESNEL QUA TRÒN 225

10.5 FRESNEL QUA TRÒN SÁNG 228

10.6 FRAUNHOFER QUA KHE 230

10.6.1- S 230

10.6.2- 230

10.6.3- G 231

10.7 FRAUNHOFER QUA KHE 233

10.7.1- B 233

10.7.2- 233

10.7.3- G 234

10.8 CÁCH 236

10.8.1- K , 236

10.8.2- Q 237

10.8.3- C 239

10.9 TIA X TRÊN TINH 241

TÓM 243

CÂU 246

TÀI THAM 251

-

-

t

0.2

r, z (hình 0.2), M(R, ,z)

trong vùng không gian

(M) hay (x,y,z) hay

Hình 0.4:

e M

hay (x,y,z) = C = const

g

hay A(x, y, z)

A( r ) A (x, y, z) i A (x, y, z) j A (x, y, z) k (0.28)

hay

(0.50)

(0.51)

(0.52)

(0.53)

hay

tích

= (x,y,z)

(1.3)

(1.4) hay

1 1,0006 1 2,2 4,5

80 2,7 2,9

oC)

Mica titan

25 3,5 6,5 5,5

130

5 10

á 1 2 1 ên q2 ình 1.1):

- 1, q2 n

1.1

1,25.1013C 13C 1,25.1013C 13C

2.3:

> 0cách

(2.12 :

; > 0, ;

E d E EdScos E n d S E d S (2.25)

¼Í

øÍ÷

Hình 2.11:

0 thì góc

pháp là = 600 (hình 2.12

(2.29)

D là coulomb trên mét vuông (C/m2

là coulomb (C)

(2.30)

(2.30) c thông

1), hình 2.14, (2.30)

và (S1

2bao quanh Q thì 2)

(2.30)

3) không bao quanh Q thì có

3

3 thông 3) 2.30

, hay Gauss, còn G:

(S3)

Gauss (2.31) và (2.32)

: Tính thông thông auss (S) ;

gauss bán kính r (r > a)sát M (hình 2.15)

auss tâm O, bán kính r (r < a) 2.16)

E = const và anh thì , nên:

+ + +

0

øÝ÷

2.14 A= - 5.10 9 C, qB= 5.10-9C

= 10 cm A) 5.10 9 (Vm) B) 565 (Vm) C) 4,4.10 20 (Vm) D) 0 (Vm)

), nói

, hay , hay (3.12)

3.11) 3.11: 1 = 5nC, q2 = 8nC, q3 = 7n

Vì r1 = r2 = r3 = GA = GB = GC =

nên

; q1 = 5nC = 5.10 9C ; q2 = 8nC = 8 10 9C ; q3 = 7 C = 7.10 9C,

3.12: = 5cm

= 2,6.10 9 C

G

a

Hình 3.4

Hình 3.5

x r

M

a

O

dq

(3.15) (3.15

V , ta

Q Hình (3.6

+

Hình 3.9:

d

3.1

8 A) 900V B) 900V C) 9000V D) 9000V

+ + + + +

+

+ + + + + +

+ + +

(S)

Hình 4.2:

không có

(hình 4.5)

auss ch

và B thì ta có: Q + q = 0 hay q = Q

4.1:

(4.4)

C

Hình 4.7: T

(R1: bán kính trong; R2: bán kính ngoài)

A) EP = và VP = B) EP = và VP =

C) EP = và VP = D) Ep = 0 và Vp = 0

4.10

9 Nm2/C2, môi)

A) 164.10 6 J B) 81.10 6 J C) 54.10 6 J D) 27.10 6 J

0A) V < V0 B) V > V0 C) V = 0,5V0 D) V = V0

BÀI 5:

cho dòng

hình 5 (hay

xét thì:

pháp

5.9

pháp

là ampe trên mét vuông (A/m2)

(5.14)

(5.15)

m), m) 1

UAB = 18V; I1 = 1,6A; I2 = - 0,4A; I3 = 1,2A

UMN = UMB + UBN = I1R1 I2R2 = 1,6.4 (-0,4).3 = 7,8V

thu

5.2.1-Oersted, nhà vlàm

,

(hình 5.10)

:

2 2

(5.27)

hay không thì >> 1

và

5

Id

Savart Laplace (5.28)

kim nam châm

vào

5.22) 5

I d

(5.66)

Hình 5.33:

2T, I = 2A, S = 0,3.0,5 = 0,15m2 a)

pháp = 00 0

b)

pháp = 900

M = NBIS = 100.0,02.2.0,15 = 0,6Nm

auss:

:

5.8

1 = I2 = 10 A cùng chicách hai dây 8cm và 6cm

A) 33,1.10 5 T B) 13,2.10 5 T C) 4,2.10 5 T D) 2,5.10 5 T

5.9

5.40dây

:

P : và ;

, và (xem hình 6.1) bàn tay trái

bàn tay

, thì ngón cái choãi ra 90 o

và

6.3

FLmax = |q|Bv (6.4) K

r

r

Hình 6.2:

TÓM

:

Hình 6.10

6.13

6.11 A) Hình a B) Hình b C) Hình c D) Hình d

- Khi nam c qua vòng dây

C

7.1.3-kín, ch

Hay: (7.7a)

7.6 g trong khung dây i

Hình 7.8:

Hình 7.8:

(hình 7.8)

thì xoáy (hình 7.9)

o

S7.1)

qua ,

lõi ,

hay

Hình 7.13:

3T/4

trong lõi

ng th(7.20

øî÷ ô ®

Ôô Î

A

Õ

chính là

lòng

(7.23)

n khóa K Khi khóa K

dây là: Wm = (7.27)

m = m

BÀI 8: T

8.1 T

và r

,

8

(C) bao quanh S

các

hay x

(, ):

hay trong chân không

0 trong chân không,

(7) (8) (9)

Tia sáng

và giao thoa, hay các vân giao thoa

mà là , nên các sóng ánh sáng phát ra luôn có

a) Khe Young:

1, S2

S2

O (E)

I

a

Vùng giao thoa

1, S2 kính L1, L2

Hình 9.11:

1 và S2

(E) là màn quan sát vân giao thoa

9.3

1 và S2 phát ra các sóng ánh :

ra, các vân giao thoa trên màn (E)

(hình 9

Vì vân giao thoa t

1, S2 song son àn (E) thì

(E)

H

Da

x

ii

Vân sáng trung tâm

Vân sáng

I

r1

r2

x = 2i + 5i = 7i = 7.1 = 7mm

trùng

xM = k1i1 = k2i2 hay (9.44)

(1) và (2) thì trên màn quan sát ta , (2) và màu (1) và (2)

a) 1 và 2

1i1 = k2i2 Suy ra:

-

(9.45)

-

9.3:

9.4

ó là dùng

Hình 9.18: G

(E)

9.6:

Suy ra: hay

nêm không khí và vân tròn Newton

kính L2 3

1 và T2

0 (chú ý vân sáng trung tâm)

2

trung tâm)

2 chùm tia

Vân tròn Newton

:

BÀI 10:

, nguyên lý Huygens Fresnel, và

tròn

-10.1

ÁNH SÁNG

(E) trên

10.1 a, b, c)

Hình 10.1:

Fresnel

10.2 NGUYÊN LÝ HUYGENS FRESNEL

nguyên lý Huygens và l nguyên lý Huygens Fresnel

(10.8)

Hay:

(10.9)

k

(E) (P)

Hình 10.5:

tròn

b a)

b)

F

(hay ) 10.13)

Hình 10.14:

.

Hình 10.17:

hay

,

và

; c) Hai

-