Vật lí a2 2024 in cho sinh viên (1)

vật lý A2 đại cương đại học giáo trình bách khoa gồm các chương cảm ứng điện từ, từ trường, quang điện tử, cơ học, thuyết tương đối rộng

Giảng viên: GVC.TS TRẦN VĂN LƯỢNG

Bộ môn: Vật lí Ứng dụng

Khoa: Khoa học Ứng dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Môn học: VẬT LÍ A2

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH[1] Nguyễn Thị Bé Bảy, “Vật lí đại cương A2”, NXB ĐH Bách Khoa – ĐH Quốc gia TP HCM (2016).

[2] Trần Văn Lượng, “Bài tập Vật lí đại cương A2”, NXB

ĐH Bách Khoa – ĐH Quốc gia TP HCM (2017).

[3] D Halliday, R Resnick, J Walker, “Cơ sở Vật lí”, Tập

Chương II: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ

Chương III: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG CƠ

Chương IV: SÓNG ÁNH SÁNG

Chương V: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP

Chương VI: QUANG LƯỢNG TỬ

Chương VII: CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

Chương VIII: VẬT LÍ NGUYÊN TỬ

Chương IX: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ VÀ HẠT CƠ BẢN

NỘI DUNG MÔN HỌC VẬT LÍ A2

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Cách đánh giá điểm:

1 Kiểm tra giữa kì (chương 1 – 4): 30 %.

2 Bài tập e-learning (trên mạng): 10 %.

3 Bài tập lớn (thuyết trình đề tài): 10 %.

4 Thi cuối kì (chương 5 – 9): 50 %.

Thầy cô dạy bài tập

sẽ hướng dẫn cụ thể

Hình thức kiểm tra, thi:

v Thi cuối kì (chương 5 – 9): 50 %.

- Số câu trắc nghiệm: 40

- Thời gian làm bài: 90 phút

v Kiểm tra giữa kì (chương 1 – 4): 30 %.

Đăng nhập:

Password:

Khúa học: Vật lý 2_Trần Văn Lượng

Diễn đàn thảo luận mụn học

- Cỏc em đặt cõu hỏi và trao đổi cựng nhau.

- Thầy chỉ trả lời cỏc cõu hỏi lớ thuyết cú liờn

quan tới bài học vào chủ nhật hàng tuần.

- Bài tập thỡ cỏc em trao đổi trờn diễn đàn

của thầy cụ dạy bài tập.

Đ4 Năng lượng từ trường

Đ1 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Thớ nghiệm Ơxtet về tỏc dụng từ của dũng điện

Khoa vật lí Trường đhsp Tn Vật lí kĩ thuật

= 1 ┴ 0:6 mA

 Hiện tượng cảm ứng điện từ.

Dũng điện xuất hiện khi cú sự biến đổi từ

thụng qua mạch điện kớn gọi là dũng điện

cảm ứng I c

2 Định luật Lentz (1833)

I c cú chiều sao cho

t ừ t r ư ờ n g d o n ú sinh ra cú tỏc dụng

c h ố n g l ạ i n g u y ờ n nhõn đó sinh ra nú.

(B đang tăng)

(B đang giảm) (B, S tăng)

(B, S giảm)

BÀI 1: Khi thanh kim loại MN chuyển động với

vận tốc v trong từ trường đều có cảm ứng từ B

thì dòng cảm ứng có chiều như hình vẽ Vậy

và hướng sang phải.

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Ø Suất điện động cảm ứng:

BÀI 2: Cho 1 dòng điện thẳng

có cường độ i = I0cost chạy qua được đặt gần 1 khung dây chữ nhật như hình vẽ Suất điện động cảm ứng cực đại E0trong khung được xác định

Lời giải:

dr r + B dS

a) Máy phát điện xoay chiều, …:

4 Ứng dụng

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Ghi-ta điện

Máy dò kim loại

Máy biến áp

Cổng an ninh hàng không

b ) Đoạn dâ y dẫ n chu y ển độn g t r on g t ừ trường đều:

- I FC =e c /R → tăng R (tăng ρ). Dòng Fucô làm khối

kim loại rơi chậm lại

• Lợi: nấu kim loại, bếp điện từ.

Dòng Fucô nấu chảy kim loại

BÀI 3: Một thanh kim loại chiều

dài ℓ=40 cm quay với vận tốc 20

vòng/s trong 1 từ trường đều có

cảm ứng từ B=10-2 T Trục quay đi

qua 1 đầu của thanh và // với các

đường cảm ứng từ Hiệu điện thế ở

2 đầu thanh khi đó có độ lớn bằng

A 0 mV B 50 mV.

C 100 mV D 200 mV.

Lời giải:

+ B dφ

ℓ M

N

§2 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

Hiện tượng tự cảm: hiện tượng CƯĐT xảy

ra trong mạch, được gây ra bởi chính dòng

điện trong mạch đó.

1 Thí nghiệm

2 Suất điện động tự cảm:

L: hệ số tự cảm (hay độ tự cảm)

Hiện tượng dòng điện cao tần hầu như

không chạy trong ruột của dây dẫn, mà chỉ

chạy ở bề mặt ngoài của nó.

• Tôi cứng bề mặt kim loại.

• Dây dẫn rỗng (tiết kiệm).

Càng

tăng

Càng giảm

BÀI 1: Dòng điện biến thiên i = 0,04.(5-t) (A) chạy qua ống dây có

• Ứng dụng: chế tạo máy biến áp.

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

2 Suất điện động hỗ cảm: sđđ gây ra i hc

M: hệ số hỗ cảm (đơn vị: H).

• Trong (C 1 ):

• Trong (C 2 ):

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

§4 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

1 N ă n g l ư ợ n g t ừ t r ư ờ n g c ủ a ố n g d â y

solenoid

V=S.ℓ: thể tích ống dây. (N: số vòng dây)

-7 0

μ = 4π.10 H m : hằng số từ.

μ: độ từ thẩm. • chân không μ =1 • không khí μ ≈1.

2 Mật độ năng lượng từ trường

Ø Năng lượng từ trường định xứ trong thể

tích V:

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

• B: cảm ứng từ

• H: cường độ từ trường

BÀI 1: Một ống dây thẳng dài 20

cm, đường kính tiết diện 1 cm,

gồm 100 vòng dây, được đặt trong

không khí Khi cho dòng điện 5 A

chạy qua ống dây thì năng lượng

μ = 4π.10 H m : hằng số từ.

• không khí μ ≈1.

Copyright by Trần Văn Lượng - Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Chương II TRƯỜNG ĐIỆN TỪ

thiên)

Faraday Ørsted

Từ trường Dòng

điện

Từ trường

Điện

trường ???

(1831–1879)

(biến thiên)

Maxwell

2 luận điểm.

Ø Thuyết

Maxwell:

1 Luận điểm thứ nhất Điện trường xoáy

“Từ trường biến thiên theo thời gian làm

xuất hiện điện trường xoáy”

Ø Toán tử rot là một toán

tử vectơ mô tả độ xoáy

của một trường vectơ.

Ø Toán tử div hay toán tử phân

kỳ hay suất tiêu tán là một

toán tử đo mức độ phát (ra)

h a y t h u ( v à o ) c ủ a t r ư ờ n g

vectơ tại một điểm cho trước.

Ø Toán tử gradien của

một trường vô hướng

ε = 8, 85.10 F m

(chân không: ε=1)

ε: hằng số điện môi

B À I 1 ( c â u 7 7 t r 3 5 s á c h B T ) :

Trong không gian từ trường có độ

lớn B=const quay đều quanh 1

Điện

trường

biến

thiên

“Điện trường biến thiên theo thời gian làm

xuất hiện từ trường biến thiên”

Dòng

điện

dịch

Do sự biến thiên của điện trường

sinh ra, không có sự dịch chuyển

của điện tích

B

E

Từ trường

Không tỏa nhiệt Joule – Lenz.

Điện trường

biến thiên

• Mật độ năng lượng trường điện từ:

• Năng lượng trường điện từ:

đ ư ợ c m ắ c v à o 1 h i ệ u đ i ệ n t h ế u=220 sin100 π t (V) Tìm:

a) Biểu thức mật độ dòng điện dịch.

b) Giá trị cực đại của dòng điện dịch.

A B

C D

qv πr

qv 2πr

j =

qv 4πr

j =

qv 6πr

Dây dẫn điện xoay chiều

Cầu dao đóng ngắt mạch điện Lò vi sóng

1 Phương trình sóng điện từ

Trong điện môi hoặc chân không: ρ=0, j=0.

a) Hệ PT Maxwell mô tả sóng điện từ:

b) Phương trình sóng điện từ:

Tốc độ truyền sóng điện từ trong môi trường.

Tốc độ ánh sáng trong chân không Chiết suất môi trường.

Trong đó:

Ø Tốc độ truyền SĐT bằng tốc độ ánh sáng trong môi

trường Trong chân không SĐT truyền với tốc độ lớn

Ø SĐT truyền được trong mọi môi trường vật chất và

cả trong chân không, điện môi.

2 Đặc điểm của sóng điện từ (SĐT)

 Lưu ý: Sóng cơ không truyền được trong chân không.

(môi trường truyền sóng cơ phải có tính đàn hồi)

Ø E và B cùng chu kì, cùng

tần số, cùng bước sóng và

cùng pha.

Ø SĐT là sóng ngang: (ba vectơ E, B, v theo thứ tự

tạo thành một tam diện thuận).

BÀI 1(tương tự câu 12 tr.21

sách BT): Cho biểu thức điện

trường của sóng điện từ đơn

sắc phẳng:



810.cos(2.10 πt πz)

Độ lớn năng lượng điện từ.

Phương, chiều truyền n/lượng.

w: mật độ năng lượng trường điện từ.

4 Thang sóng điện từ:

Ø Người ta chia các sóng vô tuyến thành:

sóng dài, sóng trung, sóng ngắn và sóng cực ngắn.

5 Ứng dụng của sóng điện từ

a) Thông tin liên lạc vô tuyến:

GPS

Ø Sóng cực ngắn

(λ = 0,01 m → 10 m):

♣ Lưu ý: Trong chiếc điện thoại di động và “máy

bắn tốc độ” xe cộ trên đường có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến.

Ø Tần số góc: Ø Chu kì: Ø Tần số:

Ứng dụng : Đo gia tốc trọng trường:

Ø Biết giá trị của g tại các vị trí khác nhau

trong một vùng, có thể suy ra phân bố khối lượng khoáng vật ở dưới mặt đất trong vùng đó (giúp cho việc tìm mỏ dầu, nguồn nước dưới đất, ).

4 Con lắc vật lí

• I: momen quán tính của con lắc đối với

trục quay O

• m: khối lượng của vật rắn

• d: khoảng cách từ khối tâm C của vật rắn

đến trục quay O

d O

C

BÀI 1 (câ u 160 tr 101 sách BT): Một thanh mảnh đồng chất tiết diện đều, chiều dài ℓ thực hiện dao động điều hòa quanh một trục nằm ngang O vuông góc với thanh và đi qua một điểm của thanh Chu kì dao động nhỏ nhất mà thanh có thể đạt được là

Lời giải:

O C

x • là dao động có biên độ (hoặc

cơ năng) giảm dần theo thời gian

giảm xóc ô tô, xe máy,…

BÀI 2 (câu 68 tr.78 sách BT): Sau thời gian 2 phút biên độ dao động tắt dần của con lắc đơn giảm 3 lần Chiều dài sợi dây của con lắc là

1 m G i ả m l ư ợ n g l ô g a c ủ a d a o động tắt dần là

BÀI TẬP ÁP DỤNG

A 0,02 B 0,04

C 0,56 D 1,12

Lời giải: 3 Dao động cưỡng bức

Ωch = 250 rad/s.

A 200 rad/s B 350 rad/s

C 833 rad/s D 320 rad/s

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Lời giải §2 SÓNG CƠ

Phương truyền sóng

Bước sóng:

- Tại nguồn O:

- Tại điểm M (với OM=x):

u0 = 5cos(2t + /4) (cm) (t đo bằng giây) Tốc độ truyền sóng trên mặt nước 10 cm/s, coi biên độ sóng truyền

đi không đổi Tại thời điểm t = 1,5 s, điểm M trên mặt nước cách nguồn 20

Lời giải:

1 Các khái niệm

Ø Sóng âm là những sóng cơ truyền

trong các môi trường khí, lỏng, rắn.

tai người cũng không nghe được và

gọi là siêu âm.

Thăm dò tàu ngầm

Tìm tài nguyên biển

Đo độ sâu của đáy biển

vỨng dụng của siêu âm:

kiểm tra mối hàn

Máy tẩy rửa bằng sóng siêu âm

trong y khoa

vỨng dụng của siêu âm: Ø Những âm có một

t ầ n s ố x á c đ ị n h , thường do các nhạc

cụ phát ra, gọi là

các nhạc âm.

Ø Những âm như tiếng búa đập,

tiếng sấm, tiếng ồn ở đường phố, ở chợ,… không có một tần số xác định thì gọi là các

tạp âm.

2 Sự truyền âm

a) Môi trường truyền âm:

Ø Sóng âm có thể truyề n đi

trong tất cả các môi trường

chất (chất khí, chất lỏng, chất

rắn) và không truyền được

trong chân không.

trong

chất khí

trong chất lỏng

trong chất rắn

Âm KHÔNG truyền được trong chân không

Ø Âm hầu như không truyền được qua các

chất xốp như bông, len,… Những chất

đó được gọi là chất cách âm.

Ø Sóng âm truyền trong

mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định.

 Nói chung, tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn

trong chất lỏng, và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí (v r > v l > v k ).

Ø Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, khối

lượng riêng (hay mật độ vật chất) và nhiệt độ của môi trường (v không phụ thuộc vào λ và f).

1 Tần số âm

P là công suất sóng âm gửi qua diện tích S.

- Tần số âm là một trong những đặc

trưng vật lí quan trọng nhất của âm.

- Cường độ âm là đại lượng đo bằng

lượng năng lượng mà sóng âm tải

qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm

đó, vuông góc với phương truyền

sóng trong một đơn vị thời gian.

2 Cường độ âm và mức cường độ âm

a) Cường độ âm (I):

II Những đặc trưng vật lí của âm

- Mức cường độ âm của âm

I (so với âm I 0 ):

Trong đó I 0 là cường độ âm chuẩn:

(B - ben)

b) Mức cường độ âm (L):

12 2 0

I 10 W m0

f 1000 Hz

ứng với tần số

- T í n h t h e o đềxiben (dB):

3 Đồ thị dao động

- Đồ thị dao động của cùng một nhạc âm (như âm la

chẳng hạn) do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì

hoàn toàn khác nhau.

II Những đặc trưng vật lí của âm

1 Độ cao III Những đặc trưng sinh lí của âm

Ø Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm

gắn liền với tần số âm.

2 Độ to

Ø Độ to chỉ là một khái niệm nói về đặc

trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc

trưng vật lí mức cường độ âm.

BÀI 2: Ba điểm O, A, B cùng nằm

trên một nửa đường thẳng xuất phát

từ O Tại O đặt một nguồn điểm phát

sóng âm đẳng hướng ra không gian,

môi trường không hấp thụ âm Mức

cường độ âm tại A là 60 dB, tại B là

20 dB Tìm mức cường độ âm tại

trung điểm M của đoạn AB.

của âm do nguồn sóng (NS) chuyển động

v + vM –

Ø Mẫu số:

Dấu “+”: NS ra xa MT Dấu “–”: NS lại gần MT.

v + vS –

NS và MT:

lại gần nhau: f’ tăng (f’>f).

ra xa nhau: f’ giảm (f’<f).

• Kết luận:

- NS và MT c/đ không trên cùng 1 đường

§1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG

1 Quang lộ (L):

l à đ o ạ n đ ư ờ n g á n h s á n g

truyền được trong chân không trong khoảng

thời gian t, với t là thời gian ánh sáng đi

được đoạn đường đó trong môi trường chiết

3 Cường độ sáng

Cường độ sáng tại 1 điểm là đại lượng có

trị số bằng năng lượng as truyền qua 1S đặt

Sau khi gặp nhau các sóng as vẫn truyền

đi như cũ, còn tại những điểm gặp nhau, dao động sóng bằng tổng các dao động thành phần.

5 Nguyên lí Huygens – Fresnel

- Bất kỳ một điểm nào nhận được sóng ánh

sáng truyền đến đều trở thành nguồn sáng

thứ cấp phát ás về phía trước nó (Huygens).

S

S 1

S 2

- Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên

độ và pha do nguồn thực gây ra tại vị trí của

nguồn thứ cấp (Fresnel).

BÀI 1(tương tự câu 12 tr.133 sách

BT ) : Mộ t ti a sán g đ i từ đ i ể m A trong nước có chiết suất n=4/3 đi được 60cm thì đến mặt phân cách nước – không khí dưới góc tới 60o Sau đó tia sáng đi được 75cm thì đến điểm B Quang lộ của tia sáng

đi từ A đến B là

BÀI TẬP ÁP DỤNG

A 145 cm B 135 cm.

C 155 cm D 180 cm.

Lời giải: §2 GIAO THOA ÁNH SÁNG

I Hiện tượng giao thoa ánh sáng hiện tượng chồng chập của 2 hay nhiều sóng as kết hợp.

các sóng tới phải

là sóng kết hợp (cùng tần số, hiệu số pha không đổi theo thời gian).

T á c h sóng phát ra từ 1 nguồn duy nhất thành 2 sóng, sau đó lại cho chúng gặp nhau

a) Định nghĩa:

b) Điều kiện có giao thoa:

c) Nguyên tắc tạo ra 2 sóng kết hợp:

CÁCH TẠO RA HAI NGUỒN KẾT HỢP

1 Hai khe Young

3 Lưỡng lăng kính Fresnel

O S

E D

CÁCH TẠO RA HAI NGUỒN KẾT HỢP

4 Lưỡng thấu kính Bier CÁCH TẠO RA HAI NGUỒN KẾT HỢP

Vùng giao thoa

D

OS

quang lộ không thay đổi.

III Giao thoa gây bởi bản mỏng

1 Bản mỏng có bề dày thay đổi: Vân cùng

độ dày

d r

i B C

M R

Ø Các vân g/t cùng d: Vân cùng độ dày.

BÀI 2 (tương tự câu 18 tr.135 sách

BT) : Chiếu as đơn sắc có bước sóng

λ=0,4 m tới 1 bản mỏng có chiết

suất n=1,5 dưới góc tới i=30o Bề

dày tối thiểu để bản mỏng cho vân

v Lưu ý:

Nêm thủy tinh:

n d

Không khí

Không khí

BÀI 3(tương tự câu 19 tr.135 sách BT): Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ vuông góc với mặt dưới của 1 nêm thủy tinh có góc nghiêng  rất nhỏ và chiết suất n Nêm được đặt trong không khí Khoảng cách giữa 5 vân tối liên tiếp trên mặt nêm là

A B

C D

5λ 2α

5λ 2nα 2λ

nα

2λ α

BÀI TẬP ÁP DỤNG



Lời giải: BÀI 4(câu 32 tr.138 sách BT): Chiếu 2

chùm ánh sáng đơn sắc song song có

b ư ớ c s ó n g λ1= 0 , 5  m v à λ2= 0 , 6  m vuông góc với mặt dưới của 1 nêm không khí có góc nghiêng =5.10-4 rad

Ở mặ t tr ê n c ủ a n ê m , k h o ả n g c á c h ngắn nhất từ cạnh nêm đến vị trí vân sáng của 2 hệ trùng nhau là

BÀI 5(câu 36 tr.139 sách BT): Trong 1

hệ thống cho vân tròn Newton đặt trong

k h ô n g k h í , c h ù m s á n g / / c h i ế u t ớ i vuông góc với mặt thủy tinh gồm 2 bước sóng λ1=0,5m và λ2=0,6m Quan sát ảnh giao thoa người ta thấy bán kính của vân tối thứ 5 (k1=5) ứng với sóng λ1

và bán kính của vân tối thứ 6 (k2=6) ứng với sóng λ2 hơn kém nhau 0,8mm Bán kính cong của thấu kính là

A 3,2 m B 6,4 m.

C 12,8 m D 25,6 m.

BT) : Chiếu 1 chùm as đơn sắc // có bước sóng λ=0,5m thẳng góc với tấm thủy tinh của hệ thống cho vân tròn Newton đặt trong không khí Bán kính cong của thấu kính là 20m

Số vân tối tối đa quan sát được là

250 vân (không kể vân tối ở điểm tiếp xúc) Xác định bán kính của vân tối cuối cùng?

2 Bản mỏng có bề dày không đổi: Vân cùng

VI ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG GIAO THOA AS

1 Khử phản xạ các mặt kính

d

2 1

tt

n n

kk

n

• λ: bước sóng ánh sáng trong chân không.

2 Kiểm tra phẩm chất các mặt quang học

3 Đo chiết suất của chất lỏng, khí – Giao thoa kế Rayleigh

t

4 Đo khoảng cách – Giao thoa kế Michelson

Hình ảnh giao thoa của màng xà phòng

Ánh sáng phản xạ qua bọt xà phòng

♣ Lưu ý: Màu sắc sặc sỡ của bong bóng xà phòng, váng dầu mỡ

là do hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Váng dầu

Hiện tượng cầu vồng, màu sắc sặc sỡ của viên kim cương là do

hiện tượng tán sắc ánh sáng.

BÀI 8 (tương tự câu 18 tr.135 sách

BT) : Chiếu as đơn sắc song song có

bước sóng λ=0,75m tới 1 bản mỏng

c ó b ề d à y k h ô n g đ ổ i , c h i ế t s u ấ t

n=1,5 dưới góc tới i=30o Bề dày tối

thiểu để bản mỏng cho vân tối là

M

b r

R R

II NHIỄU XẠ QUA LỖ TRÒN

II NHIỄU XẠ QUA LỖ TRÒN

2 Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:



b 2

b 3 2





1 3 5

2 4

II NHIỄU XẠ QUA LỖ TRÒN

3 Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel

M 0

v Diện tích của mỗi đới cầu:

v Bán kính của đới cầu thứ k:

λ

b + k 2

M tối (M sáng nhất).

BÀI 1: Chiếu 1 chùm sáng song

song, bước sóng λ=0,5  m vuông

BÀI 2 (câu 54 tr.143 sách BT): Giữa

n g u ồn s án g đ i ể m đ ơ n s ắc và đ i ể m

quan sát M, người ta đặt 1 màn chắn

có khoét 1 lỗ tròn Thay đổi rất chậm

kích thước của lỗ tròn và quan sát

cường độ sáng tại M Ban đầu, người ta

thấy M sáng nhất, sau đó M tối rồi trở

1 Tiên đoán lý thuyết (Fresnel – Poisson):

III NHIỄU XẠ QUA ĐĨA TRÒN

Tâm ảnh nx có 1 chấm sáng (chấm sáng Fresnel)

2 Thí nghiệm kiểm chứng (Arago):

III NHIỄU XẠ QUA ĐĨA TRÒN

BÀI 3(câu 59 tr.144 sách BT): Nguồn

2 Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:

IV NHIỄU XẠ QUA 1 KHE HẸP

λ

b

λ b

2λ b

5λ

2b 

3λ 2b

5λ 2b

3λ 2b

• Vân nx đối xứng

q u a t i ê u đ i ểm F của TK L 2

: góc nxạ

2λ

b

I 0 I

2λ b

5λ

2b 

3λ 2b

5λ 2b

3λ 2b

• Vị trí cực đại giữa (cực đại trung tâm):

• Tại F: các tia gửi tới F đều cùng pha.

không thay đổi.

BÀI 5(câu 67 tr.146 sách BT): Chiếu

c h ù m s á n g / / g ồ m 2 b ư ớ c s ó n g

λ1=0,39m và λ2=0,65m vuông góc với 1 khe hẹp có bề rộng b=4m Xác định số cực đại trùng nhau của 2 hệ thống vân nhiễu xạ?

V NHIỄU XẠ QUA N KHE HẸP

Nhiễu xạ gây bởi 1 khe

Giao thoa gây bởi các khe.

2 Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:

V NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA N KHE HẸP

a) Giao thoa 2 khe

V NHIỄU XẠ QUA N KHE HẸP

• Tất cả N khe đều cho cực tiểu nhiễu xạ:

F M E

0



d b

- Nếu: L 2 – L 1 = d.sin =mλ

cực đại chính.

• Xét phân bố I giữa 2 cực đại chính:

Đk ctiểu giao thoa.

Chưa chắc đã tối (tùy thuộc số khe N)

Ø Giữa cực đại phụ này và 2 cực đại chính

hai bên phải có 2 cực tiểu phụ.

Cực đại ảnh

nx qua 1 khe

v Nhiễu xạ qua N khe:

• Vị trí cực tiểu chính (do nhiễu xạ trên 1

không xuất hiện (vị trí đó là ctiểu chính).

v Số cực đại chính tối đa (N max ):

• Để quan sát được các cực đại chính: <d.

Ø Lưu ý:

BÀI 6(câu 106 tr.156 sách BT): Trong

hình nhiễu xạ qua 7 khe hẹp có d = 5b

(b là bề rộng mỗi khe, d là khoảng

cách giữa hai khe liên tiếp), số cực đại

chính nằm giữa hai cực tiểu chính (liên

tiếp, ở cùng một phía) và số cực đại

phụ giữa hai cực đại chính kế tiếp lần

• 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:

• Chu kì của cách tử (d): khoảng cách giữa

hai khe kế tiếp.

• Số khe trên 1 đơn vị chiều dài:

• Số khe của cách tử:

• ℓ: bề rộng

cách tử

Cách tử nhiễu xạ là tập hợp các khe hẹp giống nhau, //, cách đều nhau

1’ 2’ 3’

VII NHIỄU XẠ TIA X TRÊN TINH THỂ

• d: k/c giữa 2 m/p nguyên tử liên tiếp.

• φ: góc nx theo phương phản xạ gương.

d

Mặt phẳng nguyên tử

VIII ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ AS ♣ Lưu ý: Hiện tượng tán sắc,

giao thoa và nhiễu xạ chứng

tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

Nhiễu xạ Giao thoa

Tán sắc

cực đại chính nằm giữa hai cực

tiểu chính đầu tiên (bậc 1) là:

m chiếu vuông góc với mặt cách

tử Số cực đại chính tối đa cho bởi

§1 Sự ra đời của thuyết tương đối hẹp

§2 Phép biến đổi Lorentz

§3 Động lực học tương đối tính

§4 Hiệu ứng Doppler tương đối tính

§1 SỰ RA ĐỜI CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP

Newton (1643–1727)

Einstein (1879–1955)

Cơ học cổ điển Th tương đối

1 Hạn chế của cơ học cổ điển

Thời gian Không gian

Tương đối Tuyệt đối

2 Thí nghiệm Michelson – Morley (1887)

3 Phép biến đổi Lorentz (1904)

• Phương pháp thử nghiệm và sai số.

• Giải thích kết quả t/n Michelson – Morley

• Ý n g h ĩ a : T ố c đ ộ á n h s á n g t r o n g c h â n

không là như nhau trong mọi hqc quán tính.

Giả thuyết môi trường ête

Tốc độ ánh sáng trong chân không có cùng

độ lớn bằng c trong mọi hqc quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vào tốc độ của nguồn sáng hay máy thu:

c 299 792 458 m s 3 10 m s

• Tiên đề I (nguyên lí tương đối):

Các định luật vật lí (cơ học, điện từ học,…)

có cùng một dạng như nhau trong mọi hqc quán tính.

• Tiên đề II (nguyên lí về sự bất biến của tốc

độ ánh sáng):

§2 PHÉP BIẾN ĐỔI LORENTZ

I Phép biến đổi Lorentz

• Từ O→O’:

• Từ O’→O:

• Nhận xét:

(v<<c, gần đúng cổ điển) Pbđ Lorentz → Pbđ Galileo

II Hệ quả của phép biến đổi Lorentz

1 Tính đồng thời - Quan hệ nhân quả

Sự đồng thời có tính tương đối.

Nguyên nhân luôn xảy ra trước kết quả.



BÀI 1(câu 37 tr.180 sách BT): Người

quan sát trong hqc O phát hiện 2 sự kiện

riêng rẽ xảy ra trên trục x ở điểm x 1 tại

thời điểm t 1 và điểm x 2 tại thời điểm t 2

với

x 1 – x 2 = 5000m và t 2 – t 1 = 4 μs.

Tìm vận tốc v của hqc O’ c/động dọc theo

trục x của hệ O sao cho người quan sát

đứng trong hệ O’ thấy 2 sự kiện đó xảy

ra đồng thời.

A v=-72 Mm/s B v=24 Mm/s.

C v=-24 Mm/s D v=72 Mm/s.

Lời giải:

2 Sự co lại của độ dài

chuyển động trong O đứng yên trong O'

2 Sự co lại của độ dài

Không gian có tính tương đối.

• ℓ: chiều dài thanh trong

hqc chuyển động.



• ℓ 0 : chiều dài thanh trong

hqc đứng yên (chiều dài riêng).

v Lưu ý: Chiều dài chỉ

co lại dọc theo phương

độ v=0,6c đối với hình lập phương

và theo phương // với một trong các cạnh của nó Thể tích của hình lập phương trong hệ K là

Lời giải: 3 Sự dãn nở của thời gian (hay sự

chậm lại của đồng hồ chuyển động)

Thời gian có tính tương đối.

• ∆t 0 : kh oản g th ời gi an xảy r a hiện tượng đo theo đồng hồ gắn với hqc O’ chuyển động (hạt đứng

yên trong hệ O’ – thời gian riêng).

• ∆t: kho ản g thời gian xảy ra

hiện tượng này đo theo đồng hồ

g ắn v ớ i h q c O đ ứn g yê n ( h ạ t chuyển động trong hệ O).



 0

chuyển động đứng yên

chạy chậm hơn

v O’

∆t 0 =2,2.10 -8 s v=0,99999999 c

• Theo cơ học cổ điển:

Hạt không thể đi tới mặt đất.

• Theo thuyết tương đối:

Hạt đi được quãng đường:

hồ Đ2 là

BÀI TẬP ÁP DỤNG

A 2h B 2,5h.

C 7,5h D 8h.

Lời giải: 4 Khoảng không - thời gian giữa 2 biến cố

Khoảng không - thời gian là 1 đại lượng bất biến.

t v / c x t

v 1 c

A 0,2c B 0,31c.

C 0,89c D c.

Lời giải: BÀI 5(tương tự câu 17 tr.176 sách

BT): Hai hạt chuyển động ngược chiều dọc theo một đường thẳng với các tốc độ v1=0,7c và v2=0,5c đối với phòng thí nghiệm Tốc độ

ra xa nhau của hai hạt là

A 0,2c B 0,31c.

C 0,89c D 1,2c.

Lời giải: §3 ĐỘNG LỰC HỌC TƯƠNG ĐỐI TÍNH

1 Động lượng tương đối tính của hạt

2 Phương trình ĐLH tương đối tính của hạt

• m: khối lượng hạt.

• F: lực tác dụng lên hạt.

• v: vận tốc của hạt.

3 Năng lượng toàn phần của hạt

4 Năng lượng nghỉ của hạt

5 Động năng của hạt

Hạt đứng yên (v=0):

Đối với hệ kín, năng

l ư ợ n g t o à n p h ầ n được bảo toàn.



6 Mối liên hệ giữa E và p của hạt

2 0

E

BÀI 1 (c â u 2 5 t r.17 8 s ác h BT ) :

Động năng của một hạt có khối

lượng m bằng năng lượng nghỉ của