Lý thuyết vật lý 12_ôn thi ĐH-CĐ

Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 I. DAO ĐỘNG CƠ A. LÝ THUYẾT. 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ * Dao động cơ, dao động tuần hoàn + Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh 1 vò trí cân bằng. + Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vò trí cũ theo hướng cũ. * Dao động điều hòa + Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian. + Phương trình dao động: x = Acos(t + ) Trong đó: A là biên độ dao động (A > 0); đơn vò m, cm; đó là li độ cực đại của vật. (t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vò rad;  là pha ban đầu của dao động; đơn vò rad. + Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể dược coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trên đường kính là đoạn thẳng đó. * Chu kỳ, tần số và tần số góc của dao động điều hoà + Chu kì (kí hiệu T) của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần; đơn vò giây (s). + Tần số (kí hiệu f) của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây; đơn vò héc (Hz). +  trong phương trình x = Acos(t + ) được gọi là tần số góc của dao động điều hòa; đơn vị rad/s. + Liên hệ giữa , T và f:  = T  2 = 2f. * Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà + Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian: v = x' = - Asin(t + ) = Asin(-t - ) = Acos(t +  + 2  ) Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn 2  so với với li độ. Ở vò trí biên (x =  A), v = 0. Ở vò trí cân bằng (x = 0), v = v max = A. + Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc 2 của li độ) theo thời gian: a = v' = x’’ = -  2 Acos(t + ) = -  2 x Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ (sớm pha 2  so với vận tốc). Véc tơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vò trí cân bằng và tỉ lệ với độ lớn của li độ. - Ở vò trí biên (x =  A), gia tốc có độ lớn cực đại : a max =  2 A. - Ở vò trí cân bằng (x = 0), gia tốc bằng 0. + Đồ thò của dao động điều hòa là một đường hình sin. 2. CON LẮC LÒ XO. * Con lắc lò xo + Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố đònh, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng. + Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa. + Phương trình dao động: x = Acos(t + ). Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn + Với:  = m k ; A = 2 0 2 0         v x ;  xác đònh theo phương trình cos = A x o (lấy nghiệm (-) nếu v o > 0; lấy nghiệm (+) nếu v o < 0). + Chu kì dao động của con lắc lò xo: T = 2  k m . + Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vò trí cân bằng và được gọi là lực kéo về hay lực hồi phục. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa. Biểu thức tính lực kéo về: F = - kx. * Năng lượng của con lắc lò xo + Động năng : W đ = 2 1 mv 2 = 2 1 m 2 A 2 sin 2 (t+). + Thế năng: W t = 2 1 kx 2 = 2 1 k A 2 cos 2 (t + ) Động năng và thế năng của vật dao động điều hòa biến thiên điều hoà với tần số góc ’ = 2, tần số f’ = 2f và chu kì T’ = 2 T . + Cơ năng: W = W t + W đ = 2 1 k A 2 = 2 1 m 2 A 2 = hằng số. Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. 3. CON LẮC ĐƠN * Con lắc đơn + Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng. + Khi dao động nhỏ (sin    (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình: s = S o cos(t + ) hoặc  =  o cos(t + ); với  = l s ;  o = l S o + Chu kỳ, tần số, tần số góc: T = 2  g l ; f =  2 1 l g ;  = l g . + Lực kéo về khi biên độ góc nhỏ: F = - s l mg + Xác đònh gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn : g = 2 2 4 T l  . + Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc độ cao, vó độ đòa lí và nhiệt độ môi trường. * Năng lượng của con lắc đơn + Động năng : W đ = 2 1 mv 2 + Thế năng: W t = mgl(1 - cos) = 2 1 mgl 2 (  10 0 ,  (rad)). + Cơ năng: W = W t + W đ = mgl(1 - cos 0 ) = 2 1 mgl 2 0 . Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát. 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn * Dao động tắt dần + Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng. Tần số riêng của con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc. + Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần. Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hóa dần dần cơ năng thành nhiệt năng. Vì thế biên độâ của con lắc giảm dần và cuối cùng con lắc dừng lại. + Ứng dụng: Các thiết bò đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xe máy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần. * Dao động duy trì Nếu ta cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động có ma sát để bù lại sự tiêu hao vì ma sát mà không làm thay đổi chu kì riêng của nó thì dao động kéo dài mãi và gọi là dao động duy trì. * Dao động cưởng bức + Dao động chòu tác dụng của một ngoại lực cưởng bức tuần hoàn gọi là dao động cưởng bức. + Dao động cưởng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số lực cưởng bức. + Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f o của hệ. Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f o càng ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn. * Cộng hưởng + Hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng dần lên đến giá trò cực đại khi tần số f của lực cưởng bức tiến đến bằng tần số riêng f o của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. + Điều kiện f = f 0 gọi là điều kiện cộng hưởng. + Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ vào tần số cưởng bức gọi là đồ thò cộng hưởng. Nó càng nhọn khi lực cản của môi trường càng nhỏ. + Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng: Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, đều có tần số riêng. Phải c ẩn thậïn không để cho các hệ ấy chòu tác dụng của các lực cưởng bức mạnh, có tần số bằng tần số riêng để tránh sự cộng hưởng, gây dao động mạnh làm gãy, đổ. Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, là những hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ. 5. TỔNG HP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ + Mỗi dao đông điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay. Véc tơ này có góc tại góc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao động A, hợp với trục Ox một góc ban đầu  và quay đều quanh O với vận tốc góc . + Phương pháp giãn đồ Fre-nen: Lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễn hai phương trình dao động thành phần. Sau đó vẽ véc tơ tổng hợp của hai véc tơ trên. Véc tơ tổng là véc tơ quay biểu diễn phương trình của dao động tổng hợp. + Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với các phương trình: x 1 = A 1 cos(t +  1 ) và x 2 = A 2 cos(t +  2 ) Thì dao động tổng hợp sẽ là: x = x 1 + x 2 = Acos(t + ) với A và  được xác đònh bởi: A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos ( 2 -  1 ) tan  = 2211 2211 coscos sinsin   AA AA   Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dao động thành phần. + Khi hai dao động thành phần cùng pha (  2 -  1 = 2k) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A 1 + A 2 + Khi hai dao động thành phần ngược pha (  2 -  1 ) = (2k + 1)) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A 1 - A 2 | . + Trường hợp tổng quát: A 1 + A 2  A  |A 1 - A 2 |. B. CÁC CÔNG THỨC. Li độ (phương trình dao động): x = Acos( t + ) Vận tốc: v = x’ = - Asin(t + ) = Acos(t +  + 2  ) Vận tốc sớm pha 2  so với li độ Gia tốc: a = v’ = -  2 Acos(t + ) = -  2 x. Gia tốc a ngược pha với li độ (sớm pha 2  so với vận tốc). Liên hệ tần số góc, chu kì và tần số:  = T  2 = 2f. Công thức độc lập : A 2 = x 2 + 2        v . Ở vò trí cân bằng: x = 0 thì |v| = v max = A và a = 0. Ở vò trí biên: x =  A thì v = 0 và |a| = a max =  2 A. Trong một chu kỳ vật dao động điều hoà đi được quãng đường 4A. Trong nữa chu kì vật đi được quãng đường 2A. Trong một phần tư chu kì tính từ vò trí biên hoặc vò trí cân bằng thì vật đi được quãng đường A, còn tính từ các vò trí khác thì vật đi được quãng đường khác A. Quãng đường dài nhất vật đi được trong một phần tư chu kì là 2 A, quãng đường ngắn nhất mà vật đi được trong một phần tư chu kì là (2 - 2 )A. Quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0 < t < 2 T : Vận có vận tốc lớn nhất khi đi qua vò trí cân bằng và nhỏ nhất khi đi qua vò trí biên nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường đi càng lớn khi vật càng ở gần vò trí cân bằng và càng nhỏ khi càng gần vò trí biên. Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều ta có:  = .t; S max = 2Asin 2   ; S min = 2A(1 - cos 2   ) Để tính vận tốc trung bình của vật dao động điều hòa trong một khoảng thời gian t nào đó ta xác đònh góc quay được trong thời gian này trên đường tròn từ đó tính quãng đường s đi được trong thời gian đó và tính vận tốc trung bình theo công thức: v tb = t s   . Quỹ đạo của vật dao động điều hoà có chiều dài là 2A. Dao động điều hòa có phương trình đặc biệt: Dạng: x = a  Acos(t + ) thì cũng giống dạng x = Acos(t + ), chỉ khác ở chổ tọa độ vò trí cân bằng là x = a, tọa độ vò trí biên là x = a  A. Dạng: x = a  A 2 cos(t + ). Ha bậc ta có biên độ: A’ = 2 A ; tần số góc: ’ = 2. Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Phương trình động lực học của dao động điều hòa: x’’ + m k x = 0. Phương trình dao động của con lắc lò xo: x = Acos( t + ). Với:  = m k ; A = 2 0 2 0         v x ; cos = A x o (lấy nghiệm "-" khi v 0 > 0; lấy nghiệm "+" khi v 0 < 0) ; (với x 0 và v 0 là li độ và vận tốc tại thời điểm ban đầu t = 0). Thế năng: W t = 2 1 kx 2 = 2 1 kA 2 cos 2 ( + ). Động năng: W đ = 2 1 mv 2 = 2 1 m 2 A 2 sin 2 ( +) = 2 1 kA 2 sin 2 ( + ). Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hoà với tần số góc ’ = 2, với tần số f’ = 2f và với chu kì T’ = 2 T . Cơ năng: W = W t + W đ = 2 1 kx 2 + 2 1 mv 2 = 2 1 kA 2 = 2 1 m 2 A 2 . Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – l o ) = kl. Phương trình dao động của con lắc đơn: s = S o cos(t + ) hay  =  0 cos(t + ); với s = .l ; S 0 =  0 .l ( và  0 tính ra rad) Tần số góc, chu kỳ và tần số:  = l g ; T = 2 g l ; f = l g  2 1 . Động năng : W đ = 2 1 mv 2 . Thế năng : W t = = mgl(1 - cos) = 2 1 mgl 2 . Thế năng và động năng của con lắc đơn biến thiên điều hoà với tần số góc ’ = 2, tần số f’ = 2f và với chu kì T’ = T/2. Cơ năng : W = W đ + W t = mgl(1 - cos o ) = 2 1 mgl 2 o  . Vận tốc khi đi qua li độ góc : v = )cos(cos2 0  gl . Vận tốc khi đi qua vò trí cân bằng (  = 0): |v| = v max = )cos1(2 0  gl . Sức căng của sợi dây khi đi qua li độ góc : T  = mgcos + l mv 2 = mg(3cos - 2cos 0 ). Hiện tượng công hưởng xảy ra khi f = f 0 hay  =  0 hay T = T 0 . Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: Nếu : x 1 = A 1 cos(t +  1 ) và x 2 = A 2 cos(t +  2 ) thì x = x 1 + x 2 = Acos(t + ) với A và  được xác đònh bởi: A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos ( 2 -  1 ); tan = 2211 2211 coscos sinsin   AA AA   + Hai dao động cùng pha (  2 -  1 = 2k): A = A 1 + A 2 . + Hai dao động ngược pha (  2 -  1 )= (2k + 1)): A = |A 1 - A 2 |. + Nếu độ lệch pha bất kỳ thì: | A 1 - A 2 |  A  A 1 + A 2 . Trường hợp biết một dao động thành phần x 1 = A 1 cos(t +  1 ) và dao động tổng hợp là x = Acos(t + ) thì dao động thành phần còn lại x 2 = A 2 cos(t +  2 ) với A 2 và 2 được xác đònh bởi: Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn A 2 2 = A 2 + A 2 1 - 2 AA 1 cos ( -  1 ); tan = 11 11 coscos sinsin   AA AA   . Trường hợp vật tham gia nhiều dao động điều hòa cùng phương cùng tần số thì ta có: A x = Acos = A 1 cos 1 + A 2 cos 2 + A 3 cos 3 + … A y = Asin = A 1 sin 1 + A 2 sin 2 + A 3 sin 3 + … A = 22 yx AA  và tan = x y A A II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM A. LÝ THUYẾT 6. SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ * Sóng cơ + Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất. + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn. Sóng cơ không truyền được trong chân không. + Bước sóng : là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. Bước sóng cũng là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kỳ:  = vT = f v . + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là 2  . + Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử của môi trường, nghóa là truyền cho chúng năng lượng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. * Phương trình sóng Nếu phương trình sóng tại nguồn O là u O = A O cos(t + ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: u M = A M cos (t +  - 2  OM ). Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại O và tại M bằng nhau (A O = A M = A). Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng là:  =   d2 . * Tính tuần hoàn của sóng Tại một điểm M xác đònh trong môi trường: u M là một hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kỳ T. Tại một thời điểm xác đònh:u M là một hàm biến thiên điều hòa trong không gian theo biến x với chu kỳ . 7. GIAO THOA SÓNG + Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn kết hợp có cùng pha là hai nguồn đồng bộ. + Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp. Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn + Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm, ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. + Nếu tại hai nguồn S 1 và S 2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau: u 1 = u 2 = Acost và nếu bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại M (với S 1 M = d 1 ; S 2 M = d 2 ) là tổng hợp hai sóng từ S 1 và S 2 truyền tới sẽ có phương trình là: u M = 2Acos   )( 12 dd  cos(t -   )( 12 dd  ). + Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: d 2 – d 1 = k ; (k  Z) + Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng: d 2 – d 1 = (k + 2 1 ) ; (k  Z). + Tại điểm cách đều hai nguồn sẽ có cực đại nếu sóng từ hai nguồn phát ra cùng pha nhau, có cực tiểu nếu sóng từ hai nguồn phát ra ngược pha nhau. + Trên đoạn thẳng S 1 S 2 nối hai nguồn, khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp (gọi là khoảng vân i) là: i = 2  . 8. SÓNG DỪNG * Sự phản xạ sóng Khi sóng truyền đi nếu gặp vật cản thì nó có thể bò phản xạ. Sóng phản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới. + Nếu đầu phản xạ cố đònh thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới. + Nếu vật cản tự do thì sóng phản xạ cùng pha với sóng tới. * Sóng dừng + Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng. + Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng sóng. Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nữa bước sóng. + Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố đònh) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên nữa bước sóng. + Để có sóng dừng trên sợi dây với một đầu là nút một đầu là bụng (một đầu cố đònh, một đầu tự do) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lẻ một phần tư bước sóng. 9. SÓNG ÂM * Đặc trưng vật lí của âm + Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. + Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm. + Tần số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm. + Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz. + Âm có tần số dưới 16Hz gọi hạ âm. + Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm. + Nhạc âm là âm có tần số xác đònh. Tạp âm là âm không có một tần số xác đònh. + Âm không truyền được trong chân không. Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn + Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác đònh. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. + Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, Những chất đó được gọi là chất cách âm. + Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vò diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vò thời gian; đơn vò W/m 2 : I = S P tS W  . ; với nguồn âm có công suất P và âm phát ra mọi hướng thì cường độ âm tai điểm cách nguồn âm một khoảng R là: I = 2 4 R P  (4R 2 là diện tích mặt cầu bán kính R). + Ngưỡng nghe: là cường độ âm nhỏ nhấtmà tai người còn có thể nghe rỏ. Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm. m có tần số 1000 Hz đến 5000 Hz, ngưỡng nghe khoảng 10 -12 W/m 2 . + Ngưỡng đau: là cường độ âm cực đạimà tai người còn có thể nghe được nhưng có cảm giác đau nhức. Đối với mọi tần số âm ngưỡng đau ứng với cường độ âm 10 W/m 2 . + Miền nghe được: là miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau. + Đại lượng L = lg 0 I I với I 0 là chuẫn cường độ âm (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy chuẩn cường độ âm I 0 = 10 -12 W/m 2 với âm có tần số 1000Hz) gọi là mức cường độ âm của âm có cường độ I. Đơn vò của mức cường độ âm ben (B). Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B. + Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f 0 thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f 0 , 3f 0 , có cường độ khác nhau. Âm có tần số f 0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất, các âm có tần số 2f 0 , 3f 0 , … gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ của các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó. Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm. Tổng hợp đồ thò dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thò dao động của nhạc âm đó. + Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm) và đồ thò dao động của âm. * Đặc trưng sinh lí của sóng âm: Độ cao, độ to, âm sắc. + Độ cao: là một đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm, không phụ thuộc vào năng lượng âm. + Độ to: là một đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm f và mức cường độ âm L. + Âm sắc: là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau. Âm sắc liên quan đến đồ thò dao động âm. Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm. B. CÁC CÔNG THỨC. Liên hệ giữa v, T, f và :  = vT = f v Tại nguồn phát O phương trình sóng là u O = acos(t + ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: u M = acos(t +  - 2  OM ) = acos(t +  - 2  x ). Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng là:  =   d2 . Nếu tại hai nguồn S 1 và S 2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau: u 1 = u 2 = Acost và bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại M (với S 1 M = d 1 ; S 2 M = d 2 ) là tổng hợp hai sóng từ S 1 và S 2 truyền tới sẽ có phương trình là: u M = 2Acos   )( 12 dd  cos(t -   )( 12 dd  ). Tại M có cực đại khi d 2 - d 1 = k; cực tiểu khi d 2 - d 1 = (2k + 1) 2  . Số cực đại (gợn sóng) giữa hai nguồn S 1 và S 2 là:  21 2 SS . Trên đoạn thẳng S 1 S 2 nối hai nguồn, khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp (gọi là khoảng vân i) là: i = 2  . Trường hợp sóng phát ra từ hai nguồn lệch pha nhau  =  2 -  1 thì số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn tính theo công thức: Số cực đại:    2 21   SS < k <    2 21   SS ; với k  Z. Số cực tiểu: :    22 1 21   SS < k <    22 1 21   SS ; với k  Z. Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là 2  . Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 4  . Hai điểm đối xứng nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha, hai điểm đối xứng nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l: Hai đầu là hai nút: l = k 2  . Một đầu là nút, một đầu là bụng: l = (2k + 1) 4  . Mức cường độ âm: L = lg 0 I I Cường độ âm chuẩn : I 0 = 10 -12 W/m 2 . Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm (có công suất P) một khoảng R là : I = 2 4 R P  . Tần số sóng âm do dây đàn phát ra (hai đầu cố đònh): f = k l v 2 ; k = 1, âm phát ra là âm cơ bản, k = 2, 3, 4, …, âm phát ra là các họa âm. Tần số sóng âm do ống sáo phát ra (một đầu bòt kín, một đầu để hở): f = (2k + 1) l v 4 ; k = 0, âm phát ra là âm cơ bản, k = 1, 2, 3, …, âm phát ra là các họa âm. III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU A. LÝ THUYẾT Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn 10. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU * Dòng điện và điện áp xoay chiều Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ là hàm số sin hay côsin của thời gian. Điện áp xoay chiều là điện áp biến thiên theo hàm số sin hay côsin của thời gian. Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ. Trong một chu kì T dòng điện xoay chiều đổi chiều 2 lần, trong mỗi giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần. * Các giá trò hiệu dụng của dòng điện xoay chiều 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 R trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau. + Cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng: I = 2 o I ; U = 2 o U . + Ampe kế và vôn kế đo cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện nên gọi là ampe kế nhiệt và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. + Khi tính toán, đo lường, các mạch điện xoay chiều, chủ yếu sử dụng các giá trò hiệu dụng. * Các loại đoạn mạch xoay chiều + Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: u R cùng pha với i ; I = R U R . + Đoạn mạch chỉ có tụ điện: u C trể pha hơn i góc 2  . I = C C Z U ; với Z C = C  1 là dung kháng của tụ điện. Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn), nhưng lại cho dòng điện xoay chiều đi qua với điện trở (dung kháng): Z C = C  1 + Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần: u L sớm pha hơn i góc 2  . I = L L Z U ; với Z L = L là cảm kháng của cuộn dây. Cuộn cảm thuần L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở) và cho dòng điện xoay chiều đi qua với điện trở (cảm kháng): Z L = L. + Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp (không phân nhánh): Giãn đồ Fre-nen: Nếu biểu diễn các điện áp xoay chiều trên R, L và C bằng các véc tơ tương ứng  R U ,  L U và  C U tương ứng thì điện áp xoay chiều trên đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp là:  U =  R U +  L U +  C U Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy: U = 22 )( CLR UUU  = I. 2 CL 2 ) Z- (Z R  = I.Z Với Z = 2 CL 2 ) Z- (Z R  gọi là tổng trở của đoạn mạch RLC. Độ lệch pha  giữa u và i xác đònh theo biểu thức: [...]... phóng ra từ sao mới hay siêu mới * Thi n hà + Thi n hà là một hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân Đa số các thi n hà có dạng hình xoắn ốc Một số có dạng elipxơit Đường kính của thi n hà khoảng 100 000 năm ánh sáng Thi n hà gần chúng ta nhất là thi n hà Tiên Nữ cách chúng ta khoảng hai triệu năm ánh sáng + Ngân Hà: là thi n hà có chứa hệ Mặt Trời của chúng ta Thi n Hà có cấu trúc hình xoắn ốc,... phát: các vật rắn, lỏng và những chất khí ở áp suất lớn khi bò nung nóng phát ra quang phổ liên tục + Tính chất: không phụ thuộc bản chất của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật Nhiệt độ càng cao, miền phát sáng của vật càng mở rộng về phía ánh sáng có bước sóng ngắn Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn + Ứng dụng: xác đònh được nhiệt độ của vật phát... các thí nghiệm quang học ở trường phổ thông, + Ngoài ra tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, chính xác các vật liệu trong công nghiệp B CÁC CÔNG THỨC Năng lượng của phôtôn ánh sáng:  = hf = hc  Quang phổ vạch của nguyên tử hrô: En – Em = hf = hc  VII VẬT LÝ HẠT NHÂN A LÝ THUYẾT 46 CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ * Cấu tạo hạt nhân Nuclôn + Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các... thi n theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thi n theo thời gian, và ngược lại mỗi biến thi n theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thi n theo thời gian trong không gian xung quanh Điện trường biến thi n và từ trường biến thi n cùng tồn tại trong không gian Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được... biến thi n và từ trường biến thi n + Nếu tại một nơi có một từ trường biến thi n theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức là đường cong kín + Nếu tại một nơi có điện trường biến thi n theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín * Điện từ trường Mỗi biến thi n theo thời gian của từ... xương gãy, mảnh kim loại trong người…, để chữa bệnh (chữa ung thư) Nó còn được dùng trong công nghiệp để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên trong các vật bằng kim loại; để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn * Thuyết điện từ về ánh sáng + nh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (so với sóng vô tuyến), lan truyền trong không gian... năng lượng từ trường biến thi n với tần số góc ’ = 2 = 2 LC , với chu kì T =  LC còn năng lượng điện từ thì không thay đổi theo thời gian 2 Nếu mạch có điện trở thuần R  0 thì dao động sẽ tắt dần Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất :  2 C 2U 02 R U 02 RC P = I 2R =  2 2L I Liên hệ giữa qo, Uo, Io: qo = CUo = o = Io LC T’ =  A LÝ THUYẾT V TÍNH CHẤT SÓNG CỦA... sao: Ud = 3 Up Mắc hình tam giác: Ud = Up Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip Mắc hình tam giác: Id = 3 Ip Công suất tiêu thụ trên động cơ điện: I2r + P = UIcos IV DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ A LÝ THUYẾT 14 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ * Sự biến thi n điện tích và dòng điện trong mạch dao động: + Mạch dao động là một mạch điện khép kín gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn dây có độ tự cảm L, có điện trở thuần không đáng... trên bề mặt kim loại, … 39 TIA X THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG THANG SÓNG ĐIỆN TỪ * Tia X Bức xạ có bước sóng từ 10-8m đến 10-11m gọi là tia X (hay tia Rơn-ghen) Người ta cũng thường phân biệt tia X cứng (có bước sóng rất ngắn) và tia X mềm (có bước sóng dài hơn) * Cách tạo ra tia X Cho một chùm tia catôt – tức là một chùm electron có năng lượng lớn – đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X Có thể dùng... triệu năm ánh sáng + Ngân Hà: là thi n hà có chứa hệ Mặt Trời của chúng ta Thi n Hà có cấu trúc hình xoắn ốc, đường kính khoảng 100 000 năm ánh sáng + Các đám thi n hà: là tập hợp các thi n hà + Các quaza: là một loại cấu trúc mới, nằm ngồi thi n hà, phát xạ mạnh một cách bất thường các sóng vơ tuyến và tia X Cơng suất phát xạ của quaza lớn đến mức phản ứng nhiệt hạch cũng khơng đủ cung cấp năng lượng . Giáo viên: Lê Văn Hùng Chúc các em ôn tập tốt! Trường THPT Chuyên Lê Quý ôn LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12 I. DAO ĐỘNG CƠ A. LÝ THUYẾT. 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ * Dao động cơ, dao động. Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng. + Khi dao. lan truyền  E và  B luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Tại mỗi điểm dao động của điện trường và từ trường trong sóng điện từ luôn luôn cùng pha với nhau. +