Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài Dạng của đường sức từ: là các đường trịn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuơng gĩc với dịng điện.. - Phương tiếp tuyến với đường sức từ
Trang 1Nguyễn Quốc Tuấn
Ch ¬ng IV TỪ TRƯỜNG
I TỪ TRƯỜNG
1 Tương tác từ
Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ
2 Từ trường
- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường.
- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện
đặt trong nó
- Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa vào một đại lượng
vectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là B
Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm
ứng từ B của từ trường tại điểm đó Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử
là chiều của B
- Độ lớn:
sin
.l
I
F
B với (B;I)
3 Đường sức từ
Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó
4 Các tính chất của đường sức từ:
- Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi
- Các đường sức từ là những đường cong kín( từ trường xốy) Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm các đường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm
- Các đường sức từ không cắt nhau
- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức
từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng
từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn
5 Từ trường đe à u
Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trường đều Đường
sức từ của từ trường đều là các đường thẳng song song và cách đều nhau
II PHƯƠNG, CHIỀU, ĐIỂM ĐẶT VÀ ĐỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN
1 Ph ươ ng : Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn
dòng điện và cảm ứng tại điểm khảo sát
2 Chie à u lực từ : Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn
3 Độ lớn ( Định luật Am-pe) Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện cường độ I, có chiều dài l hợp với từ trường đều B một góc F BI sin
) 90 (
) 0 ( 0
I B l B I F
I B F
MAX
MIN
B: Độ lớn của cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T.
4
Điểm đặt: tại trung điểm đoạn dây
………
………
Trang 2Nguyễn Quốc Tuấn
III NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG
Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ) Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B1, chỉ của nam châm thứ hai là B2 , …, chỉ của nam châm thứ n là B n Gọi B là từ trường của hệ tại M thì:BB1B2 B n
Trường hợp đặc biệt:
2 1
12 B B
B -
)
;
2
2 1 12 2
1
2 1 12 2 1
2 1 12 2 1
2 2
2 1 12 2 1
B B B B B
B B
B B B B B
B B B B B
B B B
B B
IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HIØNH DẠNG ĐẶC BIỆT
1 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Dạng của đường sức từ: là các đường trịn đồng tâm nằm trong mặt phẳng
vuơng gĩc với dịng điện tâm của các đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và
dây dẫn
Vectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định:
- Điểm đặt tại điểm đang xét.
- Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét
- Chiều được xác định theo:
* quy tắc nắm tay phải: Giơ ngĩn tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dong điện trong dây dẫn,
khum 4 ngĩn kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngĩn là chiều của đường sức từ
* quy tắc cái đinh ốc: đặt cái đinh ốc doc theo dây dẫn quay cái đinh ốc sao cho nĩ tiến theo chiều dịng
điện, thì chiều quay của cái đinh ốc là chiều của các đường sức từ
- Độ lớn B 2 10 7r I
r: khoảng cách từ điểm đang xét đến dây dẫn
2 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây được xác định:
- Dạng đường sức từ: các đường sức từ qua tâm của vịng dây là đường thẳng.
- Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây
- Chiều là chiều của đường sức từ:
* Quy tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải theo vòng dây
của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với
chiều của dòng điện trong khung , ngón tay cái chỗi ra chỉ chiều
đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện
* Quy tắc cái đinh ốc: đặt cái đinh ốc theo trục của khung
dây Xoay cái đinh ốc theo chiều dịng điện chạy trong khung dây, thì chiều tiến của cái đinh ốc chính là chiều của đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dịng điện
- Độ lớn B 7 NI R
10
2
R: Bán kính của khung dây dẫn
I: Cường độ dòng điện
N: Số vòng dây
3 Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn
Dạng của đường sức từ:
Bên trong ống dây, các đường sức từ song song với trục ống dây và cách đều nhau
Nếu ống dây đủ dài, thì từ trường bên trong ống dây là từ trường đều
B
Trang 3Nguyễn Quốc Tuấn
Bên ngồi ống dây, dạng và sự phân bố các đường sức từ giống như ở một nam châm thẳng
Từ trường trong ống dây là từ trường đều Vectơ cảm ứng từ
B được xác định
- Phương song song với trục ống dây
- Chiều là chiều của đường sức từ
* Quy tắc nắm tay phải( giống ớ dịng điện trịn)
* Quy tắc cái đinh ốc( // )
* Quy tắc mặt Nam- Bắc:
- mặt Nam: phía các đường sức từ đi vào, cịn mặt Bắc: phía các đường sức từ đi ra
-Mặt Nam: khi nhìn vào thấy dịng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ
- Mặt Bắc: khi nhìn vào thấy dịng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ
* các đường sức từ đi ra từ một đầu và đi vào ở đầu kia của ống như một thanh nam châm thẳng do
đĩ, cĩ thể coi ống dây mang điện cũng cĩ hai cực, đầu ống mà đường sực từ đi ra là cực Bắc, đầu kia là cực Nam
- Độ lớn B 4 10 7nI
N
n : Số vòng dây trên một đơn vị chiều dài( Vịng/m)
N là số vòng dây, là chiều dài ống dây
4 Mở rộng:
* Khối lượng mỗi đơn vị chiều dài l của dây: (kg/m)
l
m
D
* Số vịng dây N:
*
day
ong
d
l
N
day
d l
N
n 1
ong ong
day
l
N n d
l
.
V TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG LỰC LORENXƠ
1 Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện có:
- Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây đang xét
- Phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ và vuông góc với dây dẫn
- Chiều hướng vào nhau nếu 2 dòng điện cùng chiều, hướng ra xa nhau nếu hai dòng
điện ngược chiều
- Độ lớn :
r
I I
F 2.10 7 1 2
l: Chiều dài đoạn dây dẫn, r Khoảng cách giữa hai dây dẫn
Lực từ tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài của dây dẫn mang dịng điện I1 hoặc I2 ( l=1m):
r
I I
F 7 1 2
10
* Định nghĩa về đơn vị Ampe:
Ampe là cường độ của dịng điện khơng đổi khi chạy trong hai dịng dây dẫn thẳng, tiết diện nhỏ, rất dài, song song với nhau và cách nhau 1m trong chân khơng thì trên mỗi mét dài của mỗi dây cĩ một lực từ bằng 2.10-7N tác dụng
2 Lực Lorenxơ ù:
- Khái niệm: là lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nĩ
- Điểm đặt tại điện tích chuyển động
- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và vectơ cảm
ứng từ tại điểm đang xét
- Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực Lo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thì chiều ngược lại
( Chiều dịng điện là chiều chuyển động của điện tích dương, cịn các điện tích âm ngược chiều dịng điện
- Độ lớn của lực Lorenxơ f qvBSin : Góc tạo bởi v, B
P M
I1
I2
B F
C
D
Trang 4Nguyễn Quốc Tuấn
* Mở rộng:
Trong từ trường đều, f làm cho các điện tích chuyển động theo quỹ đạo trịn Khi đĩ, f đĩng vai
.
.
T f
v
R T
chukì B
q
v m R R
v m a m
F ht ht
kính quỹ đạo
Nhận xét: f khơng làm thay đổi v của hạt mang điện mà làm thay đổi hướng chuyển động của v.
VI KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU
1 Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây
Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B
nằm trong mặt phẳng khung dây
- Cạnh AB, DC song song với đường sức từ nên lên lực từ tác dùng lên
chúng bằng không
- Gọi F1,F2là lực từ tác dụng lên các cạnh DA và BC
Theo công thức Ampe ta thấy F1,F2có
- điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh
- phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ
- chiều như hình vẽ(Ngược chiều nhau): quy tắc bàn tay trái.
- Độ lớn F1 = F2
Vậy: Khung dây chịu tác dụng của một ngẫu lực Ngẫu lực này làm cho
khung dây quay về vị trí cân bằng bền
2 Trường hợp đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây
Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B vuông góc với
mặt phẳng khung dây
- Gọi F1,F2,F3,F4là lực từ tác dụng lên các cạnh AB, BC, CD, DA
Theo công thức Ampe ta thấy F1 F3, F2 F4
Vậy: Khung dây chịu tác dụng của các cặp lực cân bằng Các lực này khơng
làm quay khung Chỉ làm khung biến dạng ( dãn hoặc nén)
3 Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.
Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B
nằm trong mặt phẳng khung dây
Tổng quát
Với (B,n)
Chiều của n:
Quy tắc cái đinh ốc: quay cái đinh ốc theo chiều dịng điện trong khung thì chiều tiến của đinh là chiều của n
Quy tắc nắm tay phải
Khi đường sức từ nằm trong mặt phẳng của khung thì M=MMax=I.B.S
**************************************************************************
Ch
¬ng V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1 Tõ th«ng qua diƯn tÝch S:
* Định nghĩa:
A B
I
D C
.
+
1
2
F
3
F
4
F
A B
D C
M : Momen ngẫu lực từ (N.m) I: Cường độ dòng điện (A) B: Từ trường (T)
S: Diện tích khung dây(m2)
M = IBSsin
Trang 5Nguyễn Quốc Tuấn
Φ = BS.cosα (Wb)
* í nghĩa: diễn tả số đường sức từ xuyờn qua một diện tớch nào đú
* Cỏc trường hợp đặc biệt của từ thụng:
o 0< <900 >0
o 90 < < 1800 <0
o =00 max B S
o =900 =0
*Cỏc cỏch làm biến đổi từ thụng:
*thay đổi B: di chuyển thanh nam chõm tịnh tiến
*thay đổi S: kộo dón hoặc nộn khung dõy
*thay đổi (B;n): quay thanh nam chõm hoặc khung dõy
2 Hiện tượng cảm ứng điện từ:
* Dũng điện cảm ứng: dũng điện xuất hiện khi cú sự biến đổi từ thụng qua mạch điện kớn
* Hiện tượng cảm ứng điện từ: hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng
3
Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín:
- K/n: * suất điện động sinh ra dũng điện cảm ứng trong một mạch điện kớn
* khi cú sự biến đổi từ thụng qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kớn thỡ trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng
- Chiều dũng điện cảm ứng:
Định luật Lenz: Dũng điện cảm ứng cú chiều sao cho từ trường mà nú sinh ra cú tỏc dụng chống lại nguyờn nhõn đó sinh ra nú
Túm tắt đl:
c c
c c
B B I
B B I
0
0
- Định luật Faraday: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch tỉ lệ với tốc độ biến thiờn của tứ thụng qua mạch
t
k
c
. ;
t
c
(V) ( k=1) c t
- Mạch gồm 1 khung dõy cú N vũng dõy:
t
N
c
- k: hệ số tỉ lệ.
-
t
: tốc độ biến thiờn từ thụng ( T/s)
4.
suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động:
- Chiều: quy tắt bàn tay phải: Đặt bàn tay phải hứng cỏc đường sức từ, ngún tay cỏi choói ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dõy, khi đú đoạn dõy đúng vai trũ như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến 4 ngún kia chỉ chiều từ cực õm sagn cực dương của nguồn điện đú
- Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động:
c Blvsin (V) (B,v)
*** Cường độ điện trường cảm ứng: E B.v
5.
Hiện tượng tự cảm:
- Khỏi niệm: hiện tượng cảm ứng điện từ trong 1 mạch điện do chớnh sự biến đổi của dũng điện trong mạch đú gõy ra
- hiện tượng tự cảm thường xảy ra trong:
o Dũng điện khụng đổi: trong khi ngắt khúa K ( I giảm đột ngột đến 0A) Trong khi đúng khúa K( I tăng đột ngột từ 0A)
o Dũng diện xoay chiều: luụn luụn xảy ra hiện tượng tự cảm
Trang 6Nguyễn Quốc Tuấn
Vụựi L laứ ủoọ tửù caỷm cuỷa cuoọn daõy L 4 10 7n2V
l
S
N
10
4 7 2
N
n : soỏ voứng daõy treõn moọt ủụn vũ chieàu daứi
i
L
; L i
ống dõy cú lừi làm từ vật liệu cú độ từ thẩm :
l
S N
L 4 10 7 2.
Với L: hệ số tỉ lệ/ hệ số tự cảm/ độ tự cảm
i: dũng điện qua ống S: tiết diện của 1 vũng dõy N: số vũng dõy
l: chiều dài ống dõy
V: thể tớch ống dõy n: số vũng dõy trờn một đơn vị chiều dài
- Suất điện động tự cảm: suất điện động sinh ra do hiện tượng tự cảm
t
i L
tc
(V) (daỏu trửứ ủaởc trửng cho ủũnh luaọt Lenz)
6 Năng l ợng từ tr ờng trong ống dây: 2
2
1
Li
W 10 V
8
1 7 2
B
4 Mật độ năng l ợng từ tr ờng: 10 7 2
8
1
B w
(J/m3)
**************************************************************************
Chương VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1 Hieọn tửụùng khuực xaù aựnh saựng
Hieọn tửụùng khuực xaù aựnh saựng laứ hieọn tửụùng khi aựnh saựng truyeàn qua maởt phaõn caựch giửừa hai moõi trửụứng trong suoỏt, tia saựng bũ beỷ gaừy khuực (ủoồi hửụựng ủoọt ngoọt) ụỷ maởt phaõn caựch
2 ẹũnh luaọt khuực xaù aựnh saựng
+ Tia khuực xaù naốm trong maởt phaỳng tụựi vaứ ụỷ beõn kia phaựp tuyeỏn so vụựi tia tụựi (Hỡnh 33)
+ ẹoỏi vụựi moọt caởp moõi trửụứng trong suoỏt nhaỏt ủũnh thỡ tổ soỏ giửừa sin cuỷa
goực tụựi (sini) vụựi sin cuỷa goực khuực xaù (sinr) luoõn luoõn laứ moọt soỏ khoõng ủoồi.(
Soỏ khoõng ủoồi naứy phuù thuoọc vaứo baỷn chaỏt cuỷa hai moõi trửụứng vaứ ủửụùc goùi laứ
chieỏt suaỏt tổ ủoỏi cuỷa moõi trửụứng chửựa tia khuực xaù (moõi trửụứng 2) ủoỏi vụựi moõi
trửụứng chửựa tia tụựi (moõi trửụứng 1); kớ hieọu laứ n 21 )
Bieồu thửực: 21
sin
sin
n r
i
+ Neỏu n21 > 1 ( n2 < n1) thỡ goực khuực xaù nhoỷ hụn goực tụựi Ta noựi moõi trửụứng (2)
chieỏt quang keựm moõi trửụứng (1)
+ Neỏu n21 < 1 ( n2 > n1) thỡ goực khuực xaù lụựn hụn goực tụựi Ta noựi moõi trửụứng (2) chieỏt quang hụn moõi trửụứng (1)
+ Neỏu i = 0 thỡ r = 0: tia saựng chieỏu vuoõng goực vụựi maởt phaõn caựch seừ truyeàn thaỳng
+ Neỏu chieỏu tia tụựi theo hửụựng KI thỡ tia khuực xaù seừ ủi theo hửụựng IS (theo nguyeõn lớ veà tớnh thuaọn nghũch cuỷa chieàu truyeàn aựnh saựng)
Do ủoự, ta coự
12 21
1
n
n
i
r N
N
/
I S
K
(1 ) (2 )
Trang 7Nguyễn Quốc Tuấn
3 Chiết suất tỉ đối , chi ết suất tuyệt đối :
- Chiết suất tỉ đối của mt chứa tia khúc xạ 2 đối với mt chứa tia tới1:
Bằng tỉ số giữa các tốc độ truyền a’s v 1 và v 2 khi đi trong mt 1 và trong mt 2.
Bằng tỉ số giữa sin gĩc tới và sin gĩc khúc xạ( theo đl khúc xạ a’s)
2
1 21
v
v n
n
– Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của nó đối với chân không
– Vì chiết suất của không khí xấp xỉ bằng 1, nên khi không cần độ chính xác cao, ta có thể coi chiết suất của một chất đối với không khí bằng chiết suất tuyệt đối của nó
– Giữa chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 đối với môi trường 1 và các chiết suất tuyệt đối n2 và n1
của chúng có hệ thức:
1
2 21
n
n
n
Quy ước: n1: chiết suất tuyệt đối cua mt tới
n2: chiết suất tuyệt đối cua mt khúc xạ
– Ngoài ra, người ta đã chứng minh được rằng:
Chiết suất tuyệt đối của các môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đó:
2
1 1
2
v
v n
n
; với
v
c
n n1 sinin2sinr
n1 < n2 r < i tia khúc xạ gần pháp tuyến
n1 > n2 r > i tia khúc xạ xa pháp tuyến
mt nào cĩ n càng lớn thì gĩc tương ứng càng nhỏ
Nếu môi trường 1 là chân không thì ta có: n1 = 1 và v1 = c = 3.10 8 m/s
Kết quả là: n 2=
2
v
c
hay v2 =
2
n
c
– Vì vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đều nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân
không, nên chiết suất tuyệt đối của các môi trường luôn luôn lớn hơn 1.( v < c n>1 )
* Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần.
vẽ 2 tia sáng:
o 1 tia tới mặt phân cách tia kx truyền thẳng
o 1 tia tới cĩ gĩc tới bất kì tia kx cĩ gĩc kx tuân theo đl kx a’s
giao của 2 tia kx ( đường kéo dài) là ảnh của vật.
ảnh thật: khi các tia kx trực tiếp cắt nhau.
ảnh ảo: khi các tia kx khơng trực tiếp cắt nhau.
là gĩc tạo bởi phương của tia tới và tia kx.
r i
D
n 1 < n 2 r < i D= i- r
n 1 > n 2 r > i D= r- i
nếu mặt phân cách của mt là hình cầu thì pháp tuyến là đường nối điểm tới và tâm cầu.
6 Mở rộng:
mặt lưỡng chất phẳng:
o d: khoảng cách từ vật đến mặt lưỡng chất
Trang 8Nguyễn Quốc Tuấn
o d ’ : khoảng cách từ ảnh đến mặt lưỡng chất o
r
i d
d
tan
tan
'
o i, r << sini tani; sinr tanr.:
1
2
sin
n
n r
i d
d
o n 1 < n 2 d ’ > d ảnh S ’ nằm trên vật S
o n 1 > n 2 d ’ < d ảnh S ’ nằm dưới vật S
bản mặt song song:
o K/n: là lớp mt trong suốt giới hạn bởi 2 mp // nhau.
o T/c:
Tia lĩ ra mt chứa bản mặt // luơn // với tia tới từ mt đĩ
Độ lớn vật = độ lớn ảnh
o ĐỘ DỜI ẢNH( ): khoảng cách vật- ảnh cuối cùng.
tso ngson g tch uab an ma
c hie tsuat m n
a tson gson g
h atla mb an m
c hie tsua tc n
ng
n matson gso
d oda ycu ab a e
g
a nh cuo icu n S
va t S
SS
m t bm
: : : :
"
"
mt
bm n
n
e 1
o ĐỘ DỜI NGANG( d): khoảng cách giữa phương tia tới và phương tia lĩ cuối cùng:
r
r i e d
cos
sin
** Khái niệm:
o Vật: giao của chùm tia tới
Vật thật:chùm tia tới phân kì( tia tới xuất phát từ vật, đến vật trước rồi đến dụng cụ quang)
Vật ảo: chùm tia tới hội tụ(nằm trên đường kéo dài của tia tới, tia tới đến dụng cụ quang rồi đến vật)
Ảnh: giao của chùm tia lĩ
Ảnh thật: chùm tia lĩ hội tụ( nằm trên giao điểm tia lĩ, cĩ thể hứng được trên màn)
Ảnh ảo: chùm tia lĩ phân kì( nằm trên đường kéo dài của tia lĩ, khơng hứng được trên màn nhưng cĩ thể nhìn thấy)
*******************************************************************************************
***HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN VÀ NHỮNG ĐIỀU KIỆN ĐỂ HIỆN TƯỢNG XẢY RA.***
1 Hiện tượng phản xạ toàn phần
Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng mà khi tia sáng đi từ mt cĩ n1 lớn sang mt cĩ n2 nhỏ và gĩc
tới i nhỏ hơn gĩc igh thì sẽ xảy ht pxtp, trong đĩ mọi tia sáng đều bị phản xạ, khơng cĩ tia khúc xạ
2 Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần
– Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất lớn sang môi
trường có chiết suất nhỏ hơn (Hình 34) (n1 > n2)
– Góc tới i lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần (i gh)
)
(i i gh Dấu ‘=’: bắt đầu xảy ra hiện tượng pxtp
Với
lon
nho gh
n
n n
n
1
2
sin
3 Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường
Giống nhau
– Cũng là hiện tượng phản xạ, (tia sáng bị hắt lại môi trường cũ)
– Cũng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
G
S
R
K
I
J
i i/
r
(Hình 34) H
Trang 9Nguyễn Quốc Tuấn
Khaực nhau
– Hieọn tửụùng phaỷn xaù thoõng thửụứng xaỷy ra khi tia saựng gaởp moọt maởt phaõn caựch hai moõi trửụứng vaứ khoõng caàn theõm ủieàu kieọn gỡ
Trong khi ủoự, hieọn tửụùng phaỷn xaù toaứn phaàn chổ xaỷy ra khi thoỷa maừn hai ủieàu kieọn treõn
– Trong phaỷn xaù toaứn phaàn, cửụứng ủoọ chuứm tia phaỷn xaù baống cửụứng ủoọ chuứm tia tụựi Coứn trong phaỷn xaù thoõng thửụứng, cửụứng ủoọ chuứm tia phaỷn xaù yeỏu hụn chuứm tia tụựi
4 Laờng kớnh phaỷn xaù toaứn phaàn
Laờng kớnh phaỷn xaù toaứn phaàn laứ moọt khoỏi thuỷy tinh hỡnh laờng truù coự tieỏt dieọn thaỳng laứ moọt tam giaực vuoõng caõn
ệÙng duùng
Laờng kớnh phaỷn xaù toaứn phaàn ủửụùc duứng thay gửụng phaỳng trong moọt soỏ duùng cuù quang hoùc (nhử oỏng nhoứm, kớnh tieàm voùng …)
Coự hai ửu ủieồm laứ tổ leọ phaàn traờm aựnh saựng phaỷn xaù lụựn vaứ khoõng caàn coự lụựp maù nhử ụỷ gửụng phaỳng
5 s
ợi quang:
là những sợi trong suốt, thành nhẵn, hỡnh trụ, cú lừi làm bằng thủy
tinh, chất dẻo trong suốt cú n1, bao quanh bởi một lớp vỏ cú n2 (n1 > n2)
Dựng trong y học, kỹ thuật cụng nghệ hiện đại
**************************************************************************
Lăng kính
1 ẹũnh nghúa
Laờng kớnh laứ moọt khoỏi chaỏt trong suoỏt, đồng chất hỡnh laờng truù ủửựng,
được giới hạn bởi 2 mặt phẳng khụng song song (coự tieỏt dieọn thaỳng laứ
moọt hỡnh tam giaực)
2.ẹửụứng ủi cuỷa tia saựng ủụn saộc qua laờng kớnh
– Ta chổ khaỷo saựt ủửụứng ủi cuỷa tia saựng trong tieỏt dieọn thaỳng ABC
cuỷa laờng kớnh
– Noựi chung, caực tia saựng khi qua laờng kớnh bũ khuực xaù vaứ tia loự luoõn
bũ leọch veà phớa ủaựy nhieàu hụn so vụựi tia tụựi
3.Goực leọch cuỷa tia saựng ủụn saộc khi ủi qua laờng kớnh
Goực leọch D giửừa tia loự vaứ tia tụựi laứ goực hụùp bụỷi phửụng cuỷa tia tụựi
vaứ tia loự, (xaực ủũnh theo goực nhoỷ giửừa hai ủửụứng thaỳng)
4 Các công thức của lăng kính:
A '
i i
D
' r r
A i' n si n r'
s in
r
si n n
i
s in
Điều kiện để có tia ló
) sin(
sin 2
0 n A
i i i
** i , A << 100
A n
D
r r
A
r n i
r n i
).
1 (
.
' ' '
**Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu: r’ = r = A/2; i’ = i =
2
A
=im
Khi goực leọch ủaùt cửùc tieồu: Tia loự vaứ tia tụựi ủoỏi xửựng nhau qua maởt
phaỳng phaõn giaực cuỷa goực chieỏt quang A
Khi goực leọch ủaùt cửùc tieồu Dmin : sin 2
2
n A D
I
J
r r’' A
D
Trang 10Nguyễn Quốc Tuấn
**Ứng dụng: đo gĩc lệch cực tiểu và gĩc chiết quang A từ đĩ suy ra
chiết suất lăng kính theo cơng thức trên
****************************************************************************
THẤU KÍNH MỎNG
1 Định nghĩa
Thấu kính là một khối chất trong suốt giới
hạn bởi hai mặt cong, thường là hai mặt cầu
Một trong hai mặt có thể là mặt phẳng
Thấu kính mỏng là thấu kính có khoảng
cách O1O2 của hai chỏm cầu rất nhỏ so với bán
kính R1 và R2 của các mặt cầu
** Các yếu tố của tk:
R1, R2: bán kính các mặt cầu
C1, C2: tâm các mặt cầu
C1C2: trục chính: đường nối tâm các mặt cầu
hoặc đi qua tâm mặt cầu và vuơng gĩc với mặt phẳng
: đường kính mở/ đường khẩu độ
O: quang tâm: điểm mà trục chính cắt TK
2 Phân loại
Có hai loại: – Thấu kính rìa mỏng gọi là thấu kính hội tụ
– Thấu kính rìa dày gọi là thấu kính phân kì
Đường thẳng nối tâm C1, C2 của hai chỏm cầu gọi là trục chính của thấu kính
Coi O1 O2 O gọi là quang tâm của thấu kính
** ĐK ĐỂ CĨ ẢNH RÕ NÉT ( ĐK TƯƠNG ĐIỂM):
Các tia sáng tới thấu kính phải lập 1 gĩc nhỏ với trục chính
ứng với một điểm vật chỉ cĩ một điểm ảnh nên vật cho ảnh rõ nét
**TÍNH CHẤT QUANG TÂM:
Một tia sáng bất kì qua quang tâm thì truyền thẳng
3 Tiêu điểm chính
Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Giống nhau: F , F’ nằm trên trục chính
Khác nhau: F nằm phía tia tới F nằm phía tia lĩ
F’ nằm phía tia lĩ F’ nằm phía tia tới Với F là tiêu điểm vật chính
F’ là tiêu điểm ảnh chính
Mỗi thấu kính mỏng có hai tiêu điểm chính nằm đối xứng nhau qua quang tâm
4 Tiêu cự:
Là độ dài đại số, cĩ giá trị tuyệt đối bằng khoảng cách từ các tiêu điểm chính đến quang tâm O TK
f = OF = OF/
5 Trục phụ, các tiêu điểm phụ và tiêu diện
– trục phụ là đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O nhưng không trùng với trục chính
– tiêu điểm phụ: điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu diện vật hay
tiêu diện ảnh dgl tiêu điểm vật phụ (F1 ) hay tiêu điểm ảnh phụ(F1’ )
R1
R2
O
(Hình 36)
(a) (b)
(c)