Sóng cơ và giao thoa ánh sáng

1 Mục lục T r a n g Mục lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chương 3- SÓNG CƠ 6 A- HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG 6 3.1 Hiện tượng sóng: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1.1 Quan sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1.2 Định n ghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1.3 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1.4 Phân loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2 Những đại lượng đặc trưng của sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2.1 V ậ n tốc truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2.2 Chu kỳ của sóng (T ), tần số (f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.2.3 Bước sóng (λ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.2.4 Biên độ sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3 Phương trình truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3.1 Phương trình truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3.2 Tính tuần hoàn của sóng theo không gian v à thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.3.3 Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.4 Hiện tượng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.4.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.4.2 Định n ghĩa độ lệch pha. Giải thích hiện tượng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . 9 B- DẠNG BÀI T Ậ P 10 Chủ đề 1. Viết biểu thức sóng tại một điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Chủ đề 2. Dựa v à o độ lệch pha ∆ϕ v à điều kiện giới hạn của tần số, bước sóng, v ậ n tốc để tìm tần số, bước sóng, v ậ n tốc? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Chủ đề 3. Viết phương trình sóng tại một điểm trên miền giao thoa? Xác định số điểm dao động cực đại v à cực tiểu ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 A. Nếu u S 1 = u S 2 = a. cos( ω.t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.Phương trình sóng tại điểm M cách S 1 v à S 2 một khoảng d 1 v à d 2 . . . . . . . . . . . . . . 11 2. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn S 1 S 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn S 1 D được giới hạn bởihình c h ử nhật S 1 S 2 DC . . . 11 4. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởihình c h ử nhật S 1 S 2 DC . . . . 11 B. Nếu u S 1 = a. cos( ωt+ ϕ 1 ) v à u S 2 = a. cos( ω.t+ ϕ 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.Phương trình sóng tại điểm M cách S 1 v à S 2 một khoảng d 1 v à d 2 . . . . . . . . . . . . . . 11 Download tài li󰗈u h󰗎c t󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 2. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn S 1 S 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn S 1 D được giới hạn bởihình c h ử nhật S 1 S 2 DC . . . 12 4. Số điểm cực đại v à cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởihình c h ử nhật S 1 S 2 DC . . . . 12 C- SÓNG DỪNG- SÓNG ÂM 14 3.5 Sóng dừng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.5.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.5.2 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.5.3 Điều kiện để có sóng dừng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.6 Sóng âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.6.1 Dao động âm v à sóng âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.6.2 Môi trường truyền âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.6.3 Những đặc trưng sinh lí của âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.7 Hiệu ứng Đốp-ple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.7.1 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.7.2 Giải thích hiện tượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 a.Nguồn âm đứng y ê n , người quan sát c h u y ể n động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 b.Nguồn âm c h u y ể n động lại gần người quan sát đứng y ê n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 D- DẠNG BÀI T Ậ P 17 Chủ đề 1. Viết phương trình sóng dừng tại một điểm ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Chương 4- DÒNG ĐIỆN X O A Y CHIỀU 18 A- DÒNG ĐIỆN X O AY CHIỀU- ĐỊNH LUẬT OHM 18 4.1 Dòng điện xoay c h i ề u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1.1 Suất điện động xoay c h i ề u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1.2 Điện áp xoay c h i ề u , cường độ dòng điện xoay c h i ề u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1.3 Cường độ dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.1.4 Lý do sử dụng giá trị hiệu điện thế v à cường độ dòng điện hiệu dụng . . . . . . . . . . 19 4.2 Định luật Ohm c h o mạch điện c h ỉ có điện trở thuần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2.1 T á c dụng của điện trở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2.2 Mối quan hệ giữa điện áp u v à cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2.3 Giản đồ F r e x n e n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3 Định luật Ohm c h o mạch điện c h ỉ có tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3.1 T á c dụng của tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3.2 Mối quan hệ giữa điện áp u v à cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3.3 Giản đồ F r e x n e n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.3.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.4 Định luật Ohm c h o mạch điện c h ỉ cuộn cảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.4.1 T á c dụng của cuộn cảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.4.2 Mối quan hệ giữa điện áp u v à cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.4.3 Giản đồ F r e x n e n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.4.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.5 Định luật Ohm c h o mạch điện RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.5.1 Mối quan hệ giữa điện áp u v à cường độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ThS T r ầ n Anh T r u n g 2 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 4.5.2 Giản đồ F r e x n e n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.5.3 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.5.4 Hiện tượng cộng hưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.6 Công suất của dòng điện xoay c h i ề u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.6.1 Công suất tức thời . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.6.2 Công suất của dòng điện xoay c h i ề u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.6.3 Ý nghĩa của hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 B- DẠNG BÀI T Ậ P 25 Chủ đề 1. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch khi biết biểu thức hiệu điện thế v à ngược lại? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Chủ đề 2. Xác định độ lệch pha giữa hai hiệu điện thế tức thời u 1 v à u 2 của hai đoạn mạch khác nhau trên cùng một dòng điện xoay c h i ề u không phân nhánh? Cách v ậ n dụng? . . . . . . . . 26 Chủ đề 3.Đoạn mạch RLC, c h o biết U, R: tìm hệ thức L, C,ω để: cường độ dòng điện qua đoạn mạch cực đại, hiệu điện thế v à cường độ dòng điện cùng pha, công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Chủ đề 4.Cho mạchRLC: Biết U, ω, tìm L, hayC, hay R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.Tìm L hay C để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.Tìm R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Chủ đề 5.Đoạn mạch RLC: Cho biết U, R,f: tìm L ( hay C) để U L (hay U C ) đạt giá trị cực đại? . 30 1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Chủ đề 6.Đoạn mạch RLC: Cho biết U, R,f: tìm L ( hay C) để U RL (hay U RC ) đạt giá trị cực đại? 31 1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn RL đạt cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn RC đạt cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Chủ đề 7.Đoạn mạch RLC: Cho biết U, R,L, C: tìm ω để U R (U L hay U C ) đạt giá trị cực đại? . . 32 1.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . . . . 32 3.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Chủ đề 8.Xác định khoảng thời gian đèn neon sáng v à tắt trong một c h u kì T? . . . . . . . . . . . 33 C - MÁY PHÁT ĐIỆN X O A Y CHIỀU- MÁY BIẾN ÁP - SỰ TRUYỀN T Ả I ĐIỆN NĂNG 34 4.1 Máy phát điện xoay c h i ề u một pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.1.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.1.2 Nguyên tắc cấu tạo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.2 Máy phát điện xoay c h i ề u ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2.2 Định nghĩa dòng điện ba pha: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.3 Động cơ không đồng bộba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3.2 Cách tao ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộba pha: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4 Máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4.1 Cấu tạo của máybiến thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4.2 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 ThS T r ầ n Anh T r u n g 3 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 4.4.3 Sự biến đổi hiệu điện thế v à cường độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.4.4 T r u y ề n tải điện năng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 D - DẠNG BÀI T Ậ P 40 Chủ đề 1.Xác định từ thông- suất điện động cảm ứng ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Chủ đề 2.Máy phát điện xoay c h i ề u một pha: xác định tần số, điện áp hiệu dụng ở hai đầu máy . 40 Chủ đề 3.Máy phát điện xoay c h i ề u ba pha. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Chủ đề 4.Máy biến áp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Chủ đề 5.Truyền tải điện năng- hiệu suất của quá trình truyền tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Chương 5- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ- SÓNG ĐIỆN TỪ 44 5.1 Dao động điện từ trong mạch LC . Sự c h u y ể n hóa v à bảo toàn năng lượng trong mạch dao động LC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.1.1 Sự biến thiên điện tích v à dòng điện trong mạch dao động . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.1.2 Hiệu điện thế v à cường độ dòng điện trong mạch dao động LC . . . . . . . . . . . . . 45 5.1.3 Sự c h u y ể n hóa v à bảo toàn năng lượng trong mạch dao động LC . . . . . . . . . . . . 45 5.2 Điện trường. Sóng điện từ. Các tính c h ấ t của sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.2.1 Điện trường biến thiên v à từ trường biến thiên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.2.2 Sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.2.3 Các tính c h ấ t của sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.3 Sự truyền sóng v ô tuyến điện. Nguyên lí phát v à thu sóng v ô tuyến điện . . . . . . . . . . . . 47 5.3.1 Mạc h dao động hở. Anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.3.2 Nguyên tắc truyền sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.3.3 Sự truyền sóng vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.3.4 Nguyên lí phát v à thu sóng v ô tuyến điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 B - DẠNG BÀI T Ậ P 49 Chủ đề 1. Xác định c h u kì v à tần số của mạch dao động LC ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Chủ đề 2. Dao động điện tự do trong mạch LC: viết biểu thức q(t)? Suy ra cường độ dòng điện i(t)? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Chủ đề 3. Cách áp dụng định luật bảo toàn năng lượngtrong mạch dao động LC . . . . . . . . . 50 1.Biết Q 0 ( hay U 0 ) tìm biên độ I 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.Biết Q 0 ( hay U 0 )v à q ( hay u), tìm i lúc đó . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Chủ đề 3. Mạch LC ở lối v à o của máy thu v ô tuyến có tụ xoay biến thiên C max ÷C min : tìm dải bước sóng hay dải tần số mà máy thu được? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Chương 6- HIỆN TƯỢNG T Á N SẮC ÁNH SÁNG- GIAO THOA ÁNH SÁNG 52 A. L Ý THUYẾT 52 6.1 T á n sắc ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.1.1 Thí nghiệm Newton v ề hiện tượng tán sắc ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.1.2 Thí nghiệm v ề ánh sáng đơn sắc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.1.3 TỔng hỢp ánh sáng trẮng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.2 HiỆn tƯỢng nhiỄu xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.2.1 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.2.2 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.3 Hiện tượng giao thoa ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 ThS T r ầ n Anh T r u n g 4 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 6.3.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6.3.2 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6.3.3 Bước sóng ánh sáng v à màu sắc ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.4 Đo bước sóng bằng phương pháp giao thoa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.5 Chiết suất của môi trường v à bước sóng ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6.4 Máy quang phổ. Các loại quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6.4.1 Máy quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6.4.2 Quang phổ liên tục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.4.3 Quang phổ v ạ c h phát xạ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.4.4 Quang phổ v ạ c h hấp thụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.4.5 Hiện tượng đảo sắc các v ạ c h quang phổ: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.4.6 Phép phân tích quang phổ v à tiện lợi của phép phân tích quang phổ . . . . . . . . . . 59 6.5 Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tia X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.5.1 Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại v à tia tử ngoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.5.2 Tia hồng ngoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.5.3 Tia tử ngoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.6 Tia Ronghen ( Tia X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.6.1 Ống Ronghen ( Tia X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.6.2 Bản c h ấ t , tính c h ấ t v à ứng dụng của tia Ronghen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.6.3 Giải thích cơ c h ế phát ra tia Ronghen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.6.4 T á c dụng quang điện của tia Ronghen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.6.5 Công thức v ề tia Ronghen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.7 Thuyết điện từ ánh sáng. Thang sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.7.1 Thuyết điện từ ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.7.2 Thang sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 B - DẠNG BÀI T Ậ P 64 Chủ đề 1. Xác định khoảng v â n - tọa độ v â n sáng v à v â n tối trên miền giao thoa . . . . . . . . . 64 Chủ đề 2. Xác định tính c h ấ t sáng (tối) v à tìm bậc giao thoa ứng v ớ i mỗi điểm trên màn? . . . . 64 Chủ đề 3. Tìm số v â n sáng v à v â n tối quan sát được trên miền giao thoa . . . . . . . . . . . . . . 65 Chủ đề 4. T r ư ờ n g hợp nguồn phát hai ánh sáng đơn sắc. Tìm vị trí trên màn ở đó có sự trùng nhau của hai v â n sáng thuộc hai hệ đơn sắc? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Chủ đề 5. T r ư ờ n g hợp giao thoa ánh sáng trắng: tìm độ rộng quang phổ, xác định ánh sáng c h o v â n tối ( sáng) tại một điểm (x M ) ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.Xác định độ rộng quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.Xác định ánh sáng c h o v â n tối ( sáng) tại một điểm (x M ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.Xác định khoảng c h ồ n g c h ậ p của hai quang phổ liên tiếp trên miền giao thoa? . . . . . . . 67 Chủ đề 6. Thí nghiệm giao thoa v ớ i ánh sáng thực hiện trong môi trường có c h i ế c suất n > 1. Tìm khoảng v â n mới i  ? Hệ v â n thay đổi thế nào? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Chủ đề 7. Thí nghiệm Y o u n g : đặt bản mặt song song (e,n) trước khe S 1 ( hoặc S 2 ). Tìm c h i ề u v à độ dịc h c h u y ể n của hệ v â n trung tâm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 ThS T r ầ n Anh T r u n g 5 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 Chương 3 SÓNG CƠ A. HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG 3.1 Hiện tượng sóng: 3.1.1 Quan sát Ném hòn đá xuống nước, trên mặt nước xuất hiện hình ảnh sóng tròn đồng tâm lan tỏa 3.1.2 Định nghĩa Sóng là sự lan truyền các dao động cơ học trong môi trường v ậ t c h ấ t theo thời gian. 3.1.3 Giải thích Sóng lan truyền được nhờ các phần tử môi trường dao động liên k ế t v ớ i nhau bằng lực liên k ế t đàn hồi. Phần tử ở xa tâm, dao động trể pha hơn. 3.1.4 Phân loại a. Sóng ngang: Là sóng có phương dao động vuông góc v ớ i phương truyền sóng. Sóng ngang c h ỉ truyền được trong môi trường c h ấ t rắn. Ví dụ: sóng trên dây đàn hồi, sóng trên tấm kim loạimỏng. Chú ý: trong v ậ t rắn, sóng cơ học truyền được nhờ lực đàn hồi xuất hiện gây ra biến dạng lệch. b. Sóng dọc: Là sóng có phương dao động trùng v ớ i phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong môi trường rắn, lỏng, khí. Chú ý: trong môi trường khí, lỏng, sóng cơ học truyền được nhờ lực đàn hồi xuất hiện gây ra biến dạng nén, dẻo. Sóng cơ học không lan truyền được trong c h â n không. 3.2 Những đại lượng đặc trưng của sóng 3.2.1 V ậ n tốc truyền sóng Là v ậ n tốc truyền pha dao động của môi trường màta xét. V ậ n tốc truyền sóng làmộtđ ặc trưng quan trọng của sóng, v ậ n tốc truyền phụ thuộc v à o môi trường truyền sóng. V = dx dt (3.1) Ví dụ: V ậ n tốc truyền âm trong không khí v = 331m/s; v ậ n tốc truyền âm trong nước v = 1435m/s. ThS T r ầ n Anh T r u n g 6 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 3.2.2 Chu kỳ của sóng (T ), tần số (f) Chu kì sóng là c h u kì dao động của các phần tử v ậ t c h ấ t khi sóng truyền qua, bằng c h u kì của nguồn sóng. T ầ n số của sóng là đại lượng nghịch đảo của c h u kì sóng: f = 1 T (3.2) 3.2.3 Bước sóng (λ) Bước sóng là đoạn đường sóng đi được trong một c h u kì λ = V.T= V f (3.3) Hay: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng. Chú ý: Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động cùng pha: d = k.λ k ∈ Z (3.4) Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động ngược pha: d =  k + 1 2  .λ k ∈ Z (3.5) 3.2.4 Biên độ sóng Khi sóng truyền qua một điểm thì làm c h o phần tử v ậ t c h ấ t tại điểm đó cũng dao động. Biên độ dao động càng lớn thì sóng càng mạnh. Biên độ là đặc trưng sóng tại điểm ta xét: + Khi sóng lan truyền càng xa nguồn, biên độ càng giảm; + Khi sóng truyền tới, một phần tử v ậ t c h ấ t tại đó dao động. V ậ y quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. Chú ý: Quá trình truyền sóng cũng c h í n h là quá trình truyền pha. Theo hình v ẽ ta thấy: pha của dao động đã truyền từ nguồn dao động A tới B tới C v à tới D rồi tới E. . .sau những khoảng thời gian T 4 . Sau một thời gian là c h u kì dao động, pha dao động truyền từ A đến E, do đó, trên hình v ẽ ta thấy A v à E dao động cùng pha. Khoảng cách giữa c h ú n g là một bước sóng λ. 3.3 Phương trình truyền sóng 3.3.1 Phương trình truyền sóng T a xét sóng truyền theo một đường thẳng Ox, bỏqua mất mát năng lượng. Giả sử dao động sóng tại O có dạng: u O = a cos ωt. Thời gian sóng truyền từ O đến M (OM= x) là: t 0 = x v .Vậy: u M (t) = u O (t − x v ) Phương trình sóng tại M có dạng: u M (t) = a co s  ω(t − x v )  ThS T r ầ n Anh T r u n g 7 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 hay: u M (t, x) = a cos  ωt− 2πx λ  (3.6) V ậ y : sóng tại M luôn trể pha là 2π λ x so v ớ i sóng tại O. Biểu thức (3.6) c h o c h ú n g ta thấy , quá trình truyền sóng là quá trình truyền theo không gian (x) v à thời gian (t). 3.3.2 Tính tuần hoàn của sóng theo không gian v à thời gian a. Tính tuần hoàn theo thời gian: OM= x 0 , c h o c h ú n g ta thấy sự dao động của mộtđiểm M nhất định, từ (3.6) u M (t, x 0 ) = a cos  ωt− 2πx 0 λ  điều kiện t ≥ d v (3.7) Chu kì truyền sóng theo thời gian: T = 2π ω (3.8) b.Tính tuần hoàn theo không gian: t = t 0 = const, c h o ta biết sự dao động của toàn bộsợi dây cao su ở thời điểm t 0 nhất định ( dạng của môi trường), từ (3.6) u M (t 0 , x) = a cos  ωt 0 − 2πx λ  điều kiện x ≤ v.t 0 (3.9) T a có: u M (t 0 , x) = a cos  ωt 0 −2π − 2πx λ  = a cos  ωt 0 − 2π λ x + λ   V ậ y : Chu kì theo không gian là bước sóng λ. 3.3.3 Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng a.Độ lệch pha của hai sóng tại một điểm ở hai thời điểm khác nhau: ∆ϕ = ω(t 2 − t 1 ) = ω∆t (3.10) b.Độ lệch pha của sóng tại hai điểm cách nhau đoạn d: ∆ϕ = 2π λ (x 2 − x 1 ) = 2π λ d (3.11) 3.4 Hiện tượng giao thoa sóng 3.4.1 Thí nghiệm Gắn hai quả cầu nhỏ S 1 v à S 2 trên một nhánh hình c h ử U có cần gắn v à o một âm thoa ( có tần số f) sau đó c h o c h ạ m nhẹ v à o mặt nước. Khi c h o âm thoa rung, hai quả cầu S 1 v à S 2 dao động, k ế t quả trên mặt nước xuất hiện: + Có những điểm dao động v ớ i biên độ cực đại, c h ú n g tạo thành các đường liên tục có dạng là Hypecbol. + Có những điểm dao động v ớ i biên độ cực tiểu, c h ú n g tạo thành các đường liên tục có dạng là Hypecbol xen k ẻ v ớ i các đường dao động cực đại. ThS T r ầ n Anh T r u n g 8 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 3.4.2 Định nghĩa độ lệch pha. Giải thích hiện tượng giao thoa sóng a. Độ lệch pha Là đại lượng đặc trưng c h o sự khác nhau v ề trạng thái giữa hai dao động cùng c h u kì v à được xác định bằng hiệu số: ∆ϕ = ϕ 2 −ϕ 1 b. Giải thích hiện tượng giao thoa Xét một điểm M trên miền giao thoa (MS 1 = d 1 ; MS 2 = d 2 ). Giả sử phương trình dao động tại S 1 v à S 2 đều có dạng u = a cos ωt. Sóng từ S 1 v ề M: tại M: u 1 = a. cos  ωt− 2π λ d 1  Sóng từ S 2 v ề M: tại M: u 2 = a. cos  ωt− 2π λ d 2  Độ lệch pha của hai sóng là: Độ lệch pha của hai sóng là: ∆ϕ = 2π λ (d 2 − d 1 ) = 2π λ δ v ớ i hiệu đường đi của sóng δ = d 2 −d 1 (3.12) Biên độ sóng: A =  2a 2 (1 + cos ∆ϕ) (3.13) Để M dao động v ớ i biên độ cực đại khi hai sóng tới M phải dao động cùng pha: ∆ϕ = 2kπ. V ậ y , từ (3.12) ta được: δ = d 2 −d 1 = kλ (3.14) V ậ y : tập hợp những điểm M dao động v ớ i biên độ cực đại làhọ đường cong Hypebol, nhận hai điểm S 1 v à S 2 làm hai tiêu điểm ( k ể cả đường trung trực của S 1 S 2 . Để M dao động v ớ i biên độ cực tiểu khi hai sóng tới M phải dao động ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π. V ậ y , từ (3.12) ta được: δ = d 2 − d 1 =  k + 1 2  λ (3.15) V ậ y : tập hợp những điểm M dao động v ớ i biên độ cực tiểu là họ đường cong Hypebol, nhận hai điểm S 1 v à S 2 làm hai tiêu điểm xen k ẻ v ớ i họ đường cong cực đại. c. Định nghĩa giao thoa Giao thoa là sự gặp nhau hai hay nhiều sóng k ế t hợp trong không gian, trong đó có những c h ổ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hay giảm bớt. d. Ý nghĩa của hiện tượng giao thoa Bất kì một quá trình nào gây ra hiện tượng giao thoa đều được xem là quá trình sóng. ThS T r ầ n Anh T r u n g 9 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com V ậ t lý lớp 12 DĐ: 0983.885241 B. D Ạ N G BÀI T Ậ P Chủ đề 1.Viết biểu thức sóng tại một điểm trên phương truyền sóng? Phương trình sóng tại nguồn O có dạng: u O = a. cos( ωt+ ϕ 0 ) (3.1) Phương trình sóng tại M cách O một đoạn x: u M = a. cos  ωt+ ϕ 0 − 2π λ x  (3.2) Chú ý: Nếu biết phương trình sóng tại M, viết phương trình sóng tại O: sóng tại O nhanh pha 2π λ x so v ớ i sóng tại M u O = a. co s  ωt+ ϕ M + 2π λ x  (3.3) Bài 1: Phương trình sóng tại mộtđiểm trên phương truyền sóng có dạng: u = 2 co s(2πt−0, 02π.x+ π 6 )(cm). T r o n g đó t(s), x(m). Xác định v ậ n tốc truyền sóng ? Bài 2: Phương trình sóng tại mộtđiểm trên phương truyền sóng có dạng: u = 2 co s(2πt−0, 02π.x+ π 6 )(cm). T r o n g đó t(s), x(m). Viết phương trình sóng tại nguồn O ? Bài 3: Sóng cơ học lan truyền trên mặt nước v ớ i biên độ không đổi a = 4cm, tần số là 25Hz, v ậ n tốc là 0,5m/s. T ạ i thời điểm ban đầu sóng tại nguồn O đi qua vị trí cân bằng theo c h i ề u dương. a. Viết phương trình sóng tại một điểm M cách nguồn O là 0,5m? b. Xác định độ lệch của phần tử v ậ t c h ấ t tại điểm M sau khoảng thời gian 0,5(s)? Bài 4: Một sóng cơ học lan truyền trên mặt nước v ớ i phương trình u = a. co s(10πt+ π 2 )(cm). Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng mà tại đó dao động của các phần tử một trường lệch pha nhau là π 3 (rad) là 5cm. Hãy tính v ậ n tốc truyền sóng ? Chủ đề 2.Dựa v à o độ lệch pha ∆ϕ v à điều kiện giới hạn của tần số, bước sóng, v ậ n tốc để tìm tần số, bước sóng, v ậ n tốc? Độ lệch pha của sóng tại hai điểm cách nhau d trên cùng một phương truyền sóng: ∆ϕ = 2π λ d (3.4) Nếu hai điểm dao động cùng pha: ∆ϕ = 2kπ λ = d k (3.5) Bài 1: Một mũi nhọn S vừa c h ạ m nhẹ v à o mặt nước v à dao động v ớ i tần số f = 20Hz. Người ta thấy 2 điểm A v à B cùng trên một phương truyền sóng cách nhau một khoảng 10cm luôn dao động ngược pha v ớ i nhau. Tính v ậ n tốc truyền sóng ? Biết rằng 0, 8m/s ≤ v ≤ 1m/s Bài 2: Một sợi dây đàn hồi rất dài, đầu A dao động điều hòa v ớ i tần số 22Hz≤ f ≤ 26Hztheo phương vuông góc v ớ i sợi dậy, v ậ n tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. Điểm M cách A 28cm luôn dao động lệch pha v ớ i A một góc ∆ϕ = (2k + 1) π 2 (k ∈ Z). Hãy xác định bước sóng ? Bài 3: ( Đề thi đại học năm 2005) Một sợi dây đàn hồi rất mảnh, rất dài, có đầu O dao động v ớ i tần số f thay đổi được trong khoảng từ 40Hz đến 53Hz, theo phương vuông góc v ớ i sợi dây . Sóng tạo thành trên dây có v ậ n tốc không đổi v= 5m/s. a. Khi f = 40Hz.Xác định tần số v à bước sóng. b. Tìm f để diểm M cách O một đoạn 20cm luôn dao động cùng pha v ớ i O. Câu 4: T ạ i đầu O của c h ấ t lỏngngười ta gây ra dao động v ớ i tần số 2Hz, biên độ 2cm, v ậ n tốc truyền sóng ThS T r ầ n Anh T r u n g 10 Downloadtàili󰗈uh󰗎ct󰖮p t󰖢i : http://aotrangtb.com [...]... nước là 60cm/s Giả sử tại điểm cách O một đoạn x(cm) biên độ sóng giảm 2, 5 x lần Viết biểu thức sóng tại điểm M cách nguồn O một đoạn 25cm Chủ đề 3.Viết phương trình sóng tại một điểm trên miền giao thoa? Xác định số điểm dao động cực đại và cực tiểu ? Phân biệt hai trường hợp: 1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 : uM = 2.a cos π π (d1 − d2 ) cos ωt − (d1 + d2 ) λ λ (3.6)... cực đại gọi là bụng sóng và những điểm dao động với biên độ cực tiểu gọi là nút sóng Đầu C đứng yên nên là một nút Đầu A dao động nhưng biên độ nhỏ so với bụng, có thể xem như gần đúng là nút Tóm lại: sóng dừng là sự giao thoa của hai sóng có biên độ bằng nhau, có phương truyền ngược nhau Kết quả, trên phương truyền xuất hiện những điểm bụng và điểm nút cố định 3.5.3 Điều kiện để có sóng dừng a Đối với... tượng sóng dừng cho phép chúng ta đo được bước sóng v bằng cách xác định bước sóng λ và tần số f ThS Trần Anh Trung 14 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế Vật lý lớp 12 3.6 3.6.1 DĐ: 0983.885241 Sóng âm Dao động âm và sóng âm a Dao động âm: Tai con người chỉ cảm thụ được những dao động có tần số trong khoảng từ 10Hz − 20000Hz Những dao động trong miền tần số đó được gọi là dao động âm b Sóng âm: Những sóng. .. giữa hai nguồn sóng, khoảng cách giữa hai điểm cực đại và hai cực tiểu là Bài 1: Hai nguồn sóng A và B dao động cùng phương trình uS1 = uS2 sóng trên mặt nước là 0,5m/s Biết rằng hai nguồn cách nhau 10cm a Viết phương trình sóng tại điểm M là trung điểm của AB? b Viết phương trình sóng tại điểm N nằm trên trung trực của AB cách trung điểm M một đoạn là 5cm ? c Tìm số điểm dao động cực đại và cực tiểu... độ cực đại gọi là bụng Vậy: Sóng dừng là sóng có các điểm nút và điểm bụng cố định trong không gian 3.5.2 Giải thích Dao động từ A truyền trên dây cao su đến C, tại C có sóng phản xạ sinh ra và truyền ngược lại Mỗi điểm M trên sợi dây cao su sẽ nhận được đồng thời hai dao động Dao động từ điểm A tới M và dao động phản xạ từ C đến M Hai dao động này là kết hợp, chúng giao thoa với nhau Kết quả trên... b Viết phương trình sóng tại điểm N nằm trên trung trực của AB cách trung điểm M một đoạn là 5cm ? c Tìm số điểm dao động cực đại và cực tiểu trên đoạn AB ? d.Tìm số điểm dao động cực đại và cực tiểu trên đoạn AC, được giới hạn bởi hình vuông ABCD ? e Tìm số điểm dao động cực đại và cực tiểu trên đoạn DC, được giới hạn vởi hình vuông ABCD ? Bài 3: Một nhánh chữ U gắn vào một âm thoa dao động với tần... cố định Hai đầu cố định được xem như là hai nút sóng, điều kiện để có sóng dừng là chiều dài của sợi dây bằng một số nguyên lần múi sóng λ với k = 1, 2 (3.1) l=k 2 b Một đầu tự do, một đầu cố định Đầu cố định được xem như là nút sóng, đầu tự do được xem như là bụng sóng, điều kiện để có sóng dừng là chiều dài của sợi dây bằng một số bán nguyên lần múi sóng l= Hay: k+ 1 λ 2 2 λ l=m ; 4 với k = 0, 1,... điểm dao động cực đại và cực tiểu trên đoạn AC, được giới hạn bởi hình vuông ABCD ? e Tìm số điểm dao động cực đại và cực tiểu trên đoạn DC, được giới hạn vởi hình vuông ABCD ? Bài 2: Hai nguồn sóng A và B dao động cùng phương trình uS1 = 4 cos 50πt(cm) và uS2 = 4 cos(50πt + π)(cm), với vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 0,5m/s Biết rằng hai nguồn cách nhau 10cm a Viết phương trình sóng tại điểm M là... tạo: Gồm có 3 bộ phận chính + Phần cảm: Nam châm sinh ra từ trường + Phần ứng: Khung dây, nới xuất hiện suất điện động cảm ứng + Bộ góp điện: hai vành khuyên và hai chổi quét Một vành khuyên gắn vào hai đầu khung A, vành khuyên kia gắn vào đầu khung B, hai vành được gắn đồng trục của khung Hai chổi quét là hai cực của máy Trong máy phát điện, phần tạo ra từ trường được gọi là phần cảm, phần tạo ra dòng... một tải hình tam giác vào một máy phát mắc hình sao, hoặc ngược lại 4.3 4.3.1 Động cơ không đồng bộ ba pha Nguyên tắc hoạt động Động cơ không đồng bộ ba pha là thiết bị biến điện năng thành cơ năng trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay Cách tạo ra từ trường quay bằng nam châm vĩnh cửu: Quay đều một nam châm chử U quanh trục − → xx thì từ trường B hai nhánh quay đều Khi nam . 0983.885241 Chương 3 SÓNG CƠ A. HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG 3.1 Hiện tượng sóng: 3.1.1 Quan sát Ném hòn đá xuống nước, trên mặt nước xuất hiện hình ảnh sóng tròn đồng tâm lan tỏa 3.1.2 Định nghĩa Sóng là. . . . . . . . . . 54 6.3.3 Bước sóng ánh sáng v à màu sắc ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.4 Đo bước sóng bằng phương pháp giao thoa . . . . . . . . . . . . sóng hay dải tần số mà máy thu được? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Chương 6- HIỆN TƯỢNG T Á N SẮC ÁNH SÁNG- GIAO THOA ÁNH SÁNG 52 A. L Ý THUYẾT 52 6.1 T á n sắc ánh