Tóm tắt KT Lí 12

Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Chương 1 DAO ĐỘNG CƠ  I/. Dao động điều hòa 1. Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là dao động. vị trí cân bằng là vị trí của vật khi đứng yên. 2. Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái dao động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. 3. Dao động mà phương trình có dạng ( ) x Acos t= ω + ϕ tức là vế phải là hàm côsin hay sin của thời gian nhân với một hằng số, gọi là dao động điều hoà. 4. Phương trình dao động điều hòa ( ) x Acos t= ω + ϕ Trong đó A, ,ω ϕ là những hằng số. x là li độ dao động, x max = A A là biên độ dao động, A > 0. ( ) tω + ϕ là pha của dao động tại thời điểm t (rad) ϕ là pha ban đầu (rad). ω là tần số góc 2 2 f T π ω = = π (rad/s). ( ) x Asin t Acos t 2 π   = ω + ϕ = ω + ϕ−  ÷   5. Chu kỳ là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần. Kí hiệu T, đơn vị giây (s). 6. Tần số là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Kí hiệu f, đơn vị héc (Hz). 2 1 t T f n π ∆ = = = ω và 1 n f 2 T t ω = = = π ∆ Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian t ∆ . 7. Vận tốc: ( ) v x ' Asin t= = −ω ω + ϕ Hay: v A cos t 2 π   = ω ω + ϕ+  ÷   + Vận tốc biến đổi điều hoà và sớm pha hơn li độ 1 góc 2 π . + Vận tốc ở li độ x: 2 2 v A x= ±ω − + Vận tốc cực đại (tốc độ cực đại): max v A= ω + Vận tốc trung bình: tb x v t ∆ = ∆ + Tốc độ trung bình: s v t ∆ = ∆ + Tốc độ trung bình trong một chu kỳ dao động: 4A v T = + Công thức liên hệ giữa biên độ, li độ và vận tốc: 2 2 2 2 v A x= + ω 8. Gia tốc: ( ) 2 a v' x" Acos t= = = −ω ω + ϕ Hay: ( ) 2 a Acos t= ω ω + ϕ+ π . + Gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơn vận tốc 1 góc 2 π và ngược pha so với li độ. Gia tốc luôn luôn trái dấu với li độ. Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng. + Gia tốc ở li độ x: 2 a x= −ω + Gia tốc cực đại: 2 max a A= ω + Trong dao động điều hòa, li độ x vận tốc v và gia tốc a biến thiên điều hòa cùng tần số góc ω . 9. Điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng có thể coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 1 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc 10. Đồ thị của li độ theo thời gian là một đường hình sin. Dao động điều hòa gọi là dao động hình sin. II/. Con lắc lò xo 1. Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k. Vật m có thể trượt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Khi được kích thích, con lắc lò xo sẽ dao động điều hòa. 2. Tần số góc: k m ω = Chu kỳ: m T 2 k = π Tần số: 1 k f 2 m = π Đơn vị: k (N/m) ; m (kg) 3. Lực kéo về: F kx ma= − = luôn hướng về vị trí cân bằng. 4. Năng lượng dao động (cơ năng): đ t W W W= + Hay: 2 2 2 1 1 W m A kA 2 2 = ω = = hằng số. Trong dao động điều hoà, cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. + Động năng: 2 đ 1 W mv 2 = + Thế năng: 2 t 1 W kx 2 = Đơn vị: v (m/s) ; A, x (m) ; W (J) Khi vật dao động điều hoà thì động năng và thế năng biến đổi điều hoà theo thời gian với tần số góc ' 2ω = ω , chu kỳ T T ' 2 = , tần số f ' 2f= . Động năng và thế năng chuyển hoá qua lại lẫn nhau. 5. Với con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi vật ở vị trí cân bằng lò xo dãn ra một đoạn ∆l . Ta có k mg∆ =l k g m ω = = ∆l m T 2 2 k g ∆ = π = π l 1 k 1 g f 2 m 2 = = π π ∆l III/. Con lắc đơn 1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượmg m, treo ở đầu một sợi dây có chiều dài l , không dãn, khối lượng không đáng kể. Với dao động nhỏ, con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình ( ) 0 s s cos t= ω + ϕ hoặc ( ) o cos tα = α ω + ϕ , trong đó 0 0 s = αl là biên độ dao động ; 0 α là biên độ góc (rad). 2. Tần số góc: g ω = l Chu kỳ: T 2 g = π l Tần số: 1 g f 2 = π l Đơn vị: l (m) ; g = 9,8 m/ 2 s 3. Lực kéo về: t s P mgsin mg ma= − α = − = l luôn hướng về vị trí cân bằng. 4. Năng lượng dao động (cơ năng): 2 đ t 0 0 1 W W W mg (1 cos ) mg 2 = + = − α = αl l = hằng số. + Động năng: 2 đ 1 W mv 2 = + Thế năng: ( ) t W mg 1 cos= − αl Gốc thế năng tại vị trí cân bằng. IV/. Con lắc vật lý 1. Con lắc vật lý là một vật rắn quay được quanh một trục nằm ngang cố định. 2. Phương trình dao dộng ( ) o cos tα = α ω + ϕ Trong đó α là góc lệch của QG so với đường thẳng đứng (hình 7.3 sgk). G là trọng tâm, Q là điểm trục quay đi qua. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 2 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc 3. Tần số góc mgd I ω = Chu kỳ I T 2 mgd = π Tần số 1 mgd f 2 I = π Với m là khối lượng của vật rắn (kg). d = QG khoảng cách từ trọng tâm vật rắn tới trục quay (m). I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay ( 2 kg.m ). 4. Dùng con lắc vật lý đo gia tốc trọng trường g bằng cách đo chu kỳ dao động T từ đó tính được 2 2 4 I g mdT π = . Nếu biết g có thể suy ra sự phân bố khối lượng khoáng vật ở dưới mặt đất, giúp ích cho việc tìm mỏ dầu, nguồn nước, … V/. Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức 1. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. + Nguyên nhân gây tắt dần là do lực cản của môi trường. + Biên độ dao động giảm dần nên cơ năng cũng giảm dần. + Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ôtô,…là những ứng dụng của dao động tắt dần. 2. Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), cứ sau mỗi chu kỳ, vật dao động được cung cấp một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng đã tiêu hao do ma sát. Dao động của vật khi đó được gọi là dao động duy trì. + Dao động duy trì không làm thay đổi tần số (chu kỳ) dao động riêng. + Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. Dây cót đồng hồ hay pin là nguồn cung cấp năng lượng. 3. Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), người ta tác dụng vào hệ dao động một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Khi ấy dao động của hệ được gọi là dao động cưỡng bức. + Dao động cưỡng bức có tần số (chu kỳ) bằng tần số (chu kỳ) của ngoại lực cưỡng bức. + Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực cưỡng bức và phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. + Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng o f của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. + Điều kiện để có cộng hưởng là o f f= . + Khi các hệ dao động như toà nhà, cầu, khung xe,…chịu tác dụng của các lực cưỡng bức mạnh, có tần số bằng tần số dao động riêng của hệ. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra, làm các hệ ấy dao động mạnh có thể gãy hoặc đổ. Người ta cần phải cẩn thận để tránh hiện tượng này. + Hiện tượng cộng hưởng lại là có lợi như khi xảy ra ở hộp đàn của đàn ghita, viôlon,… VI/. Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: 1. Phương trình dao động ( ) x Acos t= ω + ϕ có thể được biểu diễn bằng một vectơ quay OM uuuur được vẽ ở thời điểm ban đầu. Vectơ quay OM uuuur có: + Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox. + Độ dài bằng biên độ dao động, OM = A. + Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu ϕ . Chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác. 2. Độ lệch pha của hai dao động ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1 2 2 2 x A cos t 1 ; x A cos t 2= ω +ϕ = ω + ϕ : 1 2 ∆ϕ = ϕ − ϕ + Khi 1 2 ϕ > ϕ dao động (1) sớm pha hơn dao động (2) và ngược lại. + Khi ( ) 2n n 0, 1, 2, ∆ϕ = π = ± ± hai dao động cùng pha. + Khi ( ) ( ) 2n 1 n 0, 1, 2, ∆ϕ = + π = ± ± hai dao động ngược pha. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 3 x x’ O VTCB M’ M I’ I N Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc + Khi ( ) ( ) 2n 1 n 0, 1, 2, 2 π ∆ϕ = + = ± ± hai dao động vuông pha. 3. Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: ( ) 1 1 1 x A cos t= ω +ϕ và ( ) 2 2 2 x A cos t= ω + ϕ là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động thành phần. Phương trình dao động tổng hợp ( ) x Acos t= ω + ϕ , trong đó + Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định bởi: ( ) 2 2 1 2 1 2 2 1 A A A 2A A cos= + + ϕ −ϕ + Pha ban đầu ϕ của dao động tổng hợp được xác định bởi: 1 1 2 2 1 1 2 2 A sin A sin tan A cos A cos ϕ + ϕ ϕ = ϕ + ϕ + Khi 1 2 x & x cùng pha thì 1 2 A A A= + và 1 2 ϕ = ϕ = ϕ . + Khi 1 2 x & x ngược pha thì 1 2 A A A= − và 1 ϕ = ϕ nếu 1 2 A A> ; 2 ϕ = ϕ nếu 2 1 A A> . + Khi 1 2 x & x vuông pha thì 2 2 1 2 A A A= + + Khi 1 2 A A= thì 1 2 1 x 2A cos cos t 2 2 ϕ +ϕ∆ϕ   = ω +  ÷   . + Biên độ: 1 A 2A cos 2 ∆ϕ = + Trong mọi trường hợp thì 1 2 1 2 A A A A A− ≤ ≤ + . VII/. Các trường hợp thường gặp 1. Thời gian trong dao động điều hòa Xét dao động với chu kỳ T, biên độ A trên trục Ox theo phương trình ( ) x Acos t= ω + ϕ Thời gian ngắn nhất, khi vật dao động: + Từ M’ đến M hoặc ngược lại: T t 2 ∆ = . + Từ O đến M hoặc ngược lại: T t 4 ∆ = . + Từ O đến I hoặc ngược lại: T t 12 ∆ = . + Từ I đến M hoặc ngược lại: T t 6 ∆ = . + Từ O đến N hoặc ngược lại: T t 8 ∆ = . 2. Viết phương trình dao động là đi tìm A, ω và ϕ rồi thế vào phương trình ( ) x Acos t= ω + ϕ + Tìm A có thể dựa vào công thức 2 2 2 2 v A x= + ω + Tìm ϕ dựa vào gốc thời gian (t = 0). Trường hợp tổng quát: Khi t = 0 mà 0 0 x x Acos v v Asin = = ϕ   = = −ω ϕ  Suy ra: 0 0 x cos A v sin A  ϕ =   ⇒ ϕ   ϕ = −  ω  HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 4 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc Các trường hợp thường gặp: + Khi t 0= mà x A= + thì 0ϕ = . + Khi t 0= mà x A= − thì ϕ = π . + Khi t 0= mà x 0= và v 0 thì . 2 v 0 thì . 2 π  > ϕ = −   π  < ϕ = +   + Khi t 0= mà A x 2 = + và v 0 thì . 3 v 0 thì . 3 π  > ϕ = −   π  < ϕ = +   3. Xác định lực đàn hồi của lò xo a) Với con lắc lò xo nằm ngang : ðh F kx= − max F kA= b) Với con lắc lò xo treo thẳng đứng + Chiều dương hướng xuống: ( ) ðh F k x= ∆ +l + Chiều dương hướng lên: ( ) ðh F k x= ∆ −l c) Lực đàn hồi cực đại: ( ) max F k A= ∆ +l d) Lực đàn hồi cực tiểu: ( ) min 0 khi A F k A khi A ∆ ≤  =  ∆ − ∆ >  l l l Đơn vị: k (N/m) ; x, A, ∆l (m) và F (N). Chương 2 SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM  I/. Sóng cơ. Phương trình sóng 1. Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. Sóng cơ không truyền được trong chân không. 2. Sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang. Sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc. 3. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động từ nguồn sóng đến các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua. Sóng có dạng hình sin nên gọi là sóng hình sin. 4. Sóng cơ được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động. Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng lệch thì truyền sóng ngang. Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc. 5. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng + Biên độ của sóng (A) là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ của sóng (T) là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua, nó bằng chu kỳ dao động của nguồn tạo sóng. Đại lượng 1 f T = gọi là tần số của sóng. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 5 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc + Tốc độ truyền sóng (v) là tốc độ truyền pha dao động trong môi trường. Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng có một giá trị không đổi. + Bước sóng ( ) λ là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. v vT f λ = = Bước sóng cũng là khoảng cách giữa hai điểm trên một phương truyền sóng, gần nhau nhất và dao động cùng pha. Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền thì dao động cùng pha. Những điểm cách nhau một số lẻ lần nửa bước sóng trên phương truyền thì dao động ngược pha. + Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. Trong trường hợp không ma sát: + Năng lượng sóng không đổi nếu sóng truyền theo một đường thẳng. + Năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với khoảng cách nếu sóng truyền trong một mặt phẳng. + Năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nếu sóng truyền trong không gian. 6. Phương trình sóng: + Nếu dao động của nguồn sóng (tại gốc tọa độ) có dạng: ( ) u Acos t= ω thì phương trình sóng tại M có dạng M x x t x u A cos t Acos t A cos 2 v v T ω         = ω − = ω − = π −  ÷  ÷  ÷   λ         Trong đó u là li độ vừa tuần hoàn theo thời gian vừa tuần hoàn theo không gian. A là biên độ ; x là tọa độ của điểm M. Nếu sóng truyền ngược chiều dương của trục Ox thì M t x u A cos 2 T v     = π +  ÷       + Nếu dao động của nguồn sóng (tại gốc tọa độ) có dạng: ( ) 0 u Acos t= ω + ϕ với 0 ϕ là pha ban đầu thì phương trình sóng tại M có dạng M 0 2 u A cos t x π   = ω − + ϕ  ÷ λ   . 7. Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng d sẽ là d 2 fd 2 d v v ω π π ∆ϕ = = = λ II/. Sóng dừng 1. Sự phản xạ của sóng: + Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. + Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ. 2. Sóng dừng: + Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng. + Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng. + Sóng dừng là kết quả của hiện tượng giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương. Dựa vào sóng dừng, ta có thể xác định được tốc độ truyền sóng. 3. Điều kiện để có sóng dừng: + Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng. ( ) n n 1,2,3 2 λ = =l . n bằng số bụng sóng quan sát được. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 6 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc + Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần 4 λ . ( ) ( ) 2n 1 n 0,1,2, 4 λ = + =l Hay: ( ) m m 1,3,5, 4 λ = =l + Khi có sóng dừng xảy ra trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng sẽ bằng nửa chu kỳ của sóng. III/. Giao thoa sóng 1. Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa của sóng. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng. 2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn kết hợp, nghĩa là hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là hai sóng kết hợp. 3. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa: Với hai nguồn phát sóng kết hợp, cùng pha (hai nguồn đồng bộ) + Những điểm có biên độ dao động cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ hai nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng. ( ) 2 1 d d k k 0, 1, 2, − = λ = ± ± . Tại đó hai dao động thành phần cùng pha nhau. + Những điểm có biên độ dao động cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ hai nguồn truyền tới bằng một số bán nguyên lần bước sóng. ( ) 2 1 1 d d k k 0, 1, 2, 2   − = + λ = ± ±  ÷   . Tại đó hai dao động thành phần ngược pha nhau. + Khi có sự giao thoa của hai sóng được tạo ra từ hai nguồn kết hợp 1 S và 2 S cùng pha. Ta xét: 1 2 S S n r= + λ (n là phần nguyên, r là phần thập phân) - Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng 1 2 S S bằng 2n +1 (số lẻ) - Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn thẳng 1 2 S S bằng 2n (nếu r < 0,5) và bằng 2n +2 (nếu r 0,5≥ ) (số chẵn). Nếu hai nguồn 1 S và 2 S ngược pha nhau thì kết quả ngược lại. 4. Khi có giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại (hoặc hai cực tiểu) giao thoa gần nhau nhất, nằm trên đường nối hai tâm dao động bằng nửa bước sóng. 5. Sự nhiễu xạ của sóng: Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng. IV/. Sóng âm 1. Sóng âm (gọi tắt là âm) là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Sóng âm không truyền được trong chân không. + Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm và không đổi trong quá trình truyền âm. + Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường. Nó thay đổi theo nhiệt độ. + Trong chất khí và chất lỏng sóng âm là sóng dọc. Trong chất rắn sóng âm gồm cả sóng dọc và sóng ngang. + Sóng âm truyền đến tai người gây ra cảm giác về âm. Cảm giác về âm phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe. + Những âm gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là âm nghe được, có tần số từ 16 Hz đến 20.000 Hz. + Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm. Âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là siêu âm. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 7 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc 2. Đặc trưng vật lý của âm + Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng nhất của âm. Âm có tần số xác định, thường do nhạc cụ phát ra gọi là nhạc âm. + Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Đơn vị của cường độ âm là ( ) 2 W / m . + Mức cường độ âm: Đại lượng o I L lg I = gọi là mức cường độ âm của âm I (so với âm o I ). Trong đó ( ) 12 2 o I 10 W / m − = là cường độ âm chuẩn. Đơn vị mức cường độ âm là ben (B). Người ta thường dùng đơn vị là đêxiben (dB). Nếu tính theo đơn vị đêxiben thì: ( ) o I L dB 10lg I = Khi L = 10 dB = 1 B thì 1 0 I 10 I= ; L = 20 dB = 2 B thì 2 0 I 10 I= ; L = 30 dB = 3 B thì 3 0 I 10 I= ;… + Âm cơ bản và họa âm: Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f o thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f o , 3f o , 4f o ,…có cường độ khác nhau. Âm có tần số f o gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất. Các âm có tần số 2f o , 3f o , 4f o ,…gọi là các họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư,… Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm. + Đồ thị dao động của âm:Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó. Đồ thị dao động của âm là đặc trưng vật lý của âm. Đồ thị dao động của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. 3. Đặc trưng sinh lý của âm + Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số âm. Âm có tần số lớn gọi là âm cao hay âm bổng, âm có tần số nhỏ gọi là âm thấp hay âm trầm. + Độ to của âm là đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số và mức cường độ âm. Với cùng một cường độ âm, tai người nghe được âm có tần số cao “to” hơn âm có tần số thấp. + Âm sắc: Các nhạc cụ khác nhau khi phát ra âm có cùng độ cao nhưng vẫn có sắc thái khác nhau. Đặc trưng đó của âm gọi là âm sắc. Âm sắc là đặc trưng sinh lý của âm nó dựa trên tần số và biên độ. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm. Âm sắc giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. 4. Để gây ra được cảm giác âm ở tai người thì mức cường độ âm phải có giá trị ở trong miền nghe được. Miền nghe được nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau. + Giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà còn gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là ngưỡng nghe. Ngưỡng nghe thay đổi theo tần số âm. + Khi mức cường độ âm đạt 130 (dB) ứng với cường độ âm ( ) 2 10 W / m đối với mọi tần số sẽ gây cho người nghe một cảm giác nhức nhối, đau đớn. Giá trị đó được gọi là ngưỡng đau. 5. Nguồn nhạc âm: + Dây đàn hai đầu cố định: Trên một sợi dây đàn có chiều dài l , được kéo căng bằng một lực không đổi, chỉ xảy ra sóng dừng với tần số nv f 2 = l Với n = 1 thì 1 v f 2 = l âm phát ra gọi là âm cơ bản. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 8 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc Với n = 2 thì 2 v f = l âm phát ra gọi là hoạ âm bậc 2. Với n = 3 ta có hoạ âm bậc 3, … + Với ống sáo có một đầu kín, một đầu hở sẽ xảy ra sóng dừng với tần số mv f 4 = l (m là số lẻ). Với m = 1 âm phát ra là âm cơ bản ; m = 3, 5, … ta có các hoạ âm bậc 3, bậc 5, … Các hoạ âm có số bậc lẻ. Chiều dài ống sáo càng lớn thì âm phát ra có tần số càng nhỏ, âm phát ra càng trầm. + Mỗi cây đàn dây, thường có một hộp đàn có hình dạng và kích thước khác nhau. Hộp đàn có tác dụng như một hộp cộng hưởng sẽ tăng cường âm cơ bản và một số hoạ âm khiến cho âm tổng hợp phát ra vừa to, vừa có một âm sắc riêng đặc trưng cho đàn đó. V/. Hiệu ứng Đốp-ple 1. Sự thay đổi tần số sóng do nguồn sóng chuyển động tương đối so với máy thu gọi là hiệu ứng Đốp-ple. 2. Tần số của âm mà người quan sát (máy thu) nghe được: M S v v f ' f v v ± = m Trong đó: f là tần số của âm do nguồn âm phát ra ; v là tốc độ truyền âm. M v là tốc độ chuyển động của máy thu (lấy dấu (+) nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn âm và lấy dấu (-) nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm). S v là tốc độ chuyển động của nguồn âm (lấy dấu (-) nếu nguồn âm chuyển động lại gần máy thu và lấy dấu (+) nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu). + Nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên thì M v v f ' f f v + = > . + Nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm đứng yên thì M v v f ' f f v − = < . + Nếu nguồn âm chuyển động lại gần máy thu đứng yên thì S v f ' f f v v = > − . + Nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu đứng yên thì S v f ' f f v v = < + . Chương 3 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU  I/. Dòng điện xoay chiều 1. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay côsin, có dạng: ( ) 0 i I cos t= ω + ϕ . Trong đó: + i là cường độ tức thời (A). + 0 I là cường độ cực đại (A) ( 0 I > 0) + ω là tần số góc (rad/s). ( 0 ω > ) và 2 2 f T π ω = = π với T là chu kỳ ; f là tần số. + ( tω + ϕ ) là pha của dòng điện ở thời điểm t và ϕ là pha ban đầu. 2. Suất điện động xoay chiều + Suất điện động xoay chiều được tạo ra dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. + Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều B ur . Ở thời điểm t, từ thông HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 9 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc qua khung dây sẽ là ( ) 0 NBScos tΦ = ω + ϕ . Trong đó N là số vòng dây, B là cảm ứng từ (T), S là diện tích của khung (m 2 ), ω là tốc độ góc (rad/s), 0 ϕ là góc hợp bởi B ur và vectơ pháp tuyến n r của khung dây ở thời điểm ban đầu (rad) và Φ là từ thông ( Wb ). Từ thông qua khung dây biến thiên, trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng ( ) 0 d e NBSsin t dt Φ = − = ω ω + ϕ gọi là suất điện động xoay chiều. 3. Điện áp xoay chiều + Nối hai cực của máy phát điện xoay chiều với một đoạn mạch tiêu thụ điện. Trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số bằng tần số của suất điện động do máy phát điện tạo ra. Giữa hai đầu đoạn mạch có một hiệu điện thế biến thiên theo thời gian theo định luật dạng sin gọi là hiệu điện thế xoay chiều hay điện áp xoay chiều. + Trong trường hợp tổng quát, biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch ( ) 0 u u U cos t= ω + ϕ , dòng điện trong mạch ( ) 0 i i I cos t= ω + ϕ . Đại lượng u i ϕ = ϕ − ϕ gọi là độ lệch pha của u so với i. - Nếu ϕ > 0 thì u sớm pha hơn i một góc ϕ . - Nếu ϕ < 0 thì u trễ pha hơn i một góc ϕ . - Nếu ϕ = 0 thì u đồng pha với i. 4. Các giá trị hiệu dụng + Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau. 0 I I 2 = Với 0 I là cường độ cực đại (A) và I là cường độ hiệu dụng (A). + Ngoài ra điện áp (hiệu điện thế xoay chiều), suất điện động, cường độ điện trường, điện tích, … cũng có các giá trị hiệu dụng tương ứng. Giá trị hiệu dụng bằng giá trị cực đại chia cho 2 . 0 U U 2 = Với U là điện áp hiệu dụng (V) và 0 U là điện áp cực đại (V). 0 E E 2 = Với E là suất điện động hiệu dụng (V) và 0 E là suất điện động cực đại (V). + Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị hiệu dụng. II/. Các mạch điện xoay chiều 1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R + Nếu 0 u U cos t= ω thì 0 0 U i cos t I cos t R = ω = ω . Trong đó R là điện trở ( Ω ). + Nếu 0 i I cos t= ω thì 0 0 u I Rcos t U cos t= ω = ω . + Cường độ dòng điện qua điện trở thuần cùng pha với điện áp ở hai đầu điện trở. + Định luật Ôm U I R = Với U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch (V). 2. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C + Nếu 0 u U cos t= ω thì 0 0 i U Ccos t I cos t 2 2 π π     = ω ω + = ω +  ÷  ÷     . Trong đó C là điện dung của tụ điện, đơn vị là fara (F). 6 1 F 10 F − µ = ; 9 1 nF 10 F − = ; 12 1 pF 10 F − = . + Nếu 0 i I cos t= ω thì 0 0 I u cos t U cos t C 2 2 π π     = ω − = ω −  ÷  ÷ ω     + Cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha 2 π so với điện áp ở hai đầu tụ điện. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 10 [...]... năng lượng điện từ là không đổi 5 Dao động điện từ tắt dần Trong mạch dao động thực (r ≠ 0) luôn có tiêu hao năng lượng, nên năng lượng của mạch sẽ giảm dần Dao động của mạch sẽ tắt khi năng lượng đã hết Hiện tượng này gọi là dao động điện từ tắt dần Điện trở r càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh 6 Dao động điện từ duy trì Để dao động điện từ không tắt dần, người ta bố trí một cơ cấu bù năng lượng cho... Ánh sáng nhìn thấy 7, 6.10−7 ÷ 3,8.10−7 Tần số (Hz) : 104 ÷ 3.1 012 3.1011 ÷ 4.1014 4.1014 ÷ 8.1014 Tia tử ngoại 3,8.10−7 ÷ 10−9 8.1014 ÷ 3.1017 Tia X 10−8 ÷ 10−11 Dưới 10−11 3.1016 ÷ 3.1019 Trên 3.1019 Tia gamma ( γ ) 2 Khối lượng hạt nhân a) Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u, có trị số bằng cacbon 12 6 1 khối lượng của đồng vị 12 C 1 u = 1, 66055.10−27 kg Khối lượng prôtôn m p = 1, 00728 u... hấp thụ HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 19 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc c) Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố đó Vì vậy, cũng có thể căn cứ vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của nguyên tố trong các hỗn hợp hay hợp chất 5 Phân tích quang phổ Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa... điện xoay chiều một pha + Cấu tạo: - Phần cảm tạo ra từ trường là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu - Phần ứng tạo ra suất điện động cảm ứng là những cuộn dây HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 12 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rôto Nếu máy có p cặp cực, quay với tốc độ n vòng/giây... bán kính từ 2,2 đến 3,6 đvtv (1 đvtv = 150 triệu km) d) sao chổi và thiên thạch HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 26 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc + Sao chổi là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động xung quang Mặt Trời theo hình êlíp, có chu kỳ từ vài năm đến trên 150 năm + Thiên thạch là những tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời, theo rất... điện, đơn vị là fara ( F) + Bội và ước thập phân: kilô (k) = 103 ; mêga (M) = 106 ; giga (G) = 109 đêxi (d) = 10−1 centi (c) = 10−2 ; mili (m) = 10−3 ; micrô ( µ ) = 10−6 ; nanô (n) = 10−9 ; picô (p) 12 = 10 4 Năng lượng của mạch dao động LC: Xét mạch dao động LC có q = q o cos ( ωt + ϕ ) + Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện: 2 1 2 1 1 q2 1 qo WC = Cu = qu = WC = cos 2 ( ωt + ϕ ) hay: 2... Nếu ZL = ZC thì ϕ = 0 , mạch có cộng hưởng, u cùng pha hơn i I= + Định luật Ôm U Z + Ngoài ra ta còn có: Trong đó U R = IR U = IZ Hay U = U2 + ( UL − UC ) R ; U L = IZ L ; HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN 2 và tan ϕ = UL − UC UR U C = IZC Trang 11 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc + Hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp: Trong đoạn mạch R, 1 1 2 L, C mắc nối tiếp... Ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường Đường sức của từ trường là những đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của điện trường f= HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 15 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc 2 Điện từ trường Bất kỳ điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên, và ngược lại, từ trường biến thiên nào cũng sinh ra... tầng điện li, có khả năng truyền thẳng từ nơi phát đến nơi thu Sóng cực ngắn hay được dùng để thông tin trong cự li vài chục kilômét, hoặc truyền thông qua vệ tinh λ = c.T = HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 16 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc Chương 5 &6 SÓNG ÁNH SÁNG & LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG  I/ Tán sắc ánh sáng 1 Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng (do Niu-tơn thực hiện lần đầu tiên... xác định Trong chân không bước c sóng của ánh sáng đơn sắc được tính theo công thức λ = Trong môi trường có chiết suất f v c λ = n thì λ ' = = f nf n 2 Giao thoa ánh sáng HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 17 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc a) Thí nghiệm: Bố trí như hình 36.3 b) Kết quả thí nghiệm: Khi chiếu vào khe S ánh sáng đơn sắc đỏ thì trên màn E ta thấy một vùng sáng hẹp . mỏ dầu, nguồn nước, … V/. Dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức 1. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. + Nguyên nhân gây tắt dần là do lực cản của môi trường. +. Hiện tượng này gọi là dao động điện từ tắt dần. Điện trở r càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh. 6. Dao động điện từ duy trì. Để dao động điện từ không tắt dần, người ta bố trí một cơ cấu bù. Phần ứng tạo ra suất điện động cảm ứng là những cuộn dây. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VẬT LÝ 12 CƠ BẢN Trang 12 Trường THPT Nguyễn Du Giáo viên Văn Kim Ngọc Một trong hai phần đặt cố định, phần còn