de cuong ly 11 hoc ki 2

Nguyễn 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: α sin lI F B = với );( IB= α 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 90 o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. 3. Độ lớn ( Đònh 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 α α sinBIF =    °=⊥⇔= °=⇔= ⇒ )90( )0(0 α α IBlBIF IBF MAX MIN  B: Độ lớn của cảm ứng từ . Trong hệ SI, đơn vò của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T. 4. Điểm đặt: tại trung điểm đoạn dây 1 ……………………………… ……………………………… Nguyễn 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 1 B , chỉ của nam châm thứ hai là 2 B , …, chỉ của nam châm thứ n là n B . Gọi B là từ trường của hệ tại M thì: n BBBB +++= 21 • Trường hợp đặc biệt: 2112 BBB +=         ++=⇒= −=⇒↑↓ +=⇒↑↑ +=⇒⊥ αα cos 2);( 21 2 2 2 11221 211221 211221 2 2 2 11221 BBBBBBB BBBBB BBBBB BBBBB 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 tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vng góc với dòng 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 đònh: - Điểm đặt tại điểm đang xét. - Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét - Chiều được xác đònh theo: * quy tắc nắm tay phải: Giơ ngón tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dong điện trong dây dẫn, khum 4 ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón 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 nó tiến theo chiều dòng điện, thì chiều quay của cái đinh ốc là chiều của các đường sức từ - Độ lớn r I B 7 10.2 − = 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 đònh: - Dạng đường sức từ: các đường sức từ qua tâm của vòng 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 dòng điện chạy trong khung dây, thì chiều tiến của cái đinh ốc chính là chiều của đường sức từ xun qua mặt phẳng dòng điện. - Độ lớn R NI B 7 102 − = π 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 2 B  Nguyễn Quốc Tuấn 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. • 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 đònh - Phương song song với trục ống dây - Chiều là chiều của đường sức từ * Quy tắc nắm tay phải( giống ớ dòng điện tròn) * Quy tắc cái đinh ốc( __//__) * Quy tắc mặt Nam- Bắc: - mặt Nam: phía các đường sức từ đi vào, còn mặt Bắc: phía các đường sức từ đi ra. -Mặt Nam: khi nhìn vào thấy dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ. - Mặt Bắc: khi nhìn vào thấy dòng 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 đó, có thể coi ống dây mang điện cũng có hai cực, đầu ống mà đường sực từ đi ra là cực Bắc, đầu kia là cực Nam. - Độ lớn nIB 7 10.4 − = π  N n = : Số vòng dây trên một đơn vị chiều dài( Vòng/m). N là số vòng dây,  là chiều dài ống dây 4. Mở rộng: * Khối lượng mỗi đơn vị chiều dài l của dây: )/( mkg l m D = * Số vòng dây N: * day ong d l N = day dl N n 1 ==⇒ * ongong day l N n d l N =⇒= . π 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 II F 21 7 10.2 − = 2112 FF == 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 dòng điện I 1 hoặc I 2 ( l=1m): r II F 21 7 . .10.2 − = * Định nghĩa về đơn vị Ampe: Ampe là cường độ của dòng điện khơng đổi khi chạy trong hai dòng 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 có một lực từ bằng 2.10 -7 N tác dụng. 2. Lực Lorenxơ ù: - Khái niệm: là lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó. - 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 3 N Q P M I 1 I 2 F C D Nguyễn Quốc Tuấn - 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 90 o sẽ chỉ chiều của lực Lo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thì chiều ngược lại. ( Chiều dòng điện là chiều chuyển động của điện tích dương, còn các điện tích âm ngược chiều dòng điện. - Độ lớn của lực Lorenxơ α= vBSinqf α : Góc tạo bởi B,v   * Mở rộng: Trong từ trường đều, f làm cho các điện tích chuyển động theo quỹ đạo tròn. Khi đó, f đóng vai trò là ht F ( ht Fv ⊥ ) )/( 2 ; 1.2 : . . 2 srad Tfv R Tchukì Bq vm R R v mamF htht π ω π ===⇒=⇒==⇒ với R: bán 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 1 F  , 2 F  là lực từ tác dụng lên các cạnh DA và BC. Theo công thức Ampe ta thấy 1 F  , 2 F  có - 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 F 1 = F 2 Vậy: Khung dây chòu tác dụng của một ngẫu lực. Ngẫu lực này làm cho khung dây quay về vò 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 1 F  , 2 F  , 3 F  , 4 F  là lực từ tác dụng lên các cạnh AB, BC, CD, DA Theo công thức Ampe ta thấy 31 FF  −= , 42 FF  −= Vậy: Khung dây chòu 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 θ )n,B(   = • Chiều của n :  Quy tắc cái đinh ốc: quay cái đinh ốc theo chiều dòng 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=M Max =I.B.S 4 A B I D C . + 1 F  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(m 2 ) M = IBSsin θ Nguyễn Quốc Tuấn ************************************************************************** Ch ¬ng V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1. Tõ th«ng qua diÖn tÝch S: * Định nghĩa: Φ = BS.cosα (Wb) * Ý nghĩa: diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó. * Các trường hợp đặc biệt của từ thông: o 0< α <90 0 ⇒ φ >0 o 90 < α < 180 0 ⇒ φ <0 o α =0 0 ⇒ SB. max = φ o α =90 0 ⇒ φ =0 *Các cách làm biến đổi từ thông: *thay đổi B : di chuyển thanh nam châm tịnh tiến. *thay đổi S: kéo dãn hoặc nén khung dây. *thay đổi );( nB= α : quay thanh nam châm hoặc khung dây. 2. Hiện tượng cảm ứng điện từ: * Dòng điện cảm ứng: dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín. * Hiện tượng cảm ứng điện từ: hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng 3 . SuÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong m¹ch ®iÖn kÝn: - K/n: * suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín * khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng. - Chiều dòng điện cảm ứng: Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó. Tóm tắt đl: cc cc BBI BBI ↑↑⇒↓⇒ ↑↓⇒↑⇒ 0 0 φ φ - Định luật Faraday: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch tỉ lệ với tốc độ biến thiên của tứ thông qua mạch. t k c ∆ ∆ −= φ ξ . ; t c ∆ ∆Φ −= ξ (V) ( k=1) t c ∆ ∆ =⇒ φ ξ - Mạch gồm 1 khung dây có N vòng dây: t N c ∆ ∆ −= φ ξ . - k: hệ số tỉ lệ. - t∆ ∆ φ : tốc độ biến thiên từ thông ( T/s). 4. suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong mét ®o¹n d©y chuyÓn ®éng: - Chiều: quy tắt bàn tay phải: Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 90 0 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến 4 ngón kia chỉ chiều từ cực âm sagn cực dương của nguồn điện đó. - §é lín suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong mét ®o¹n d©y chuyÓn ®éng: 5 Nguyễn Quốc Tuấn θξ sinBlv c = (V) ),( vB   = θ *** Cường độ điện trường cảm ứng: vBE .= 5. Hiện tượng tự cảm: - Khái niệm: hiện tượng cảm ứng điện từ trong 1 mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra. - hiện tượng tự cảm thường xảy ra trong: o Dòng điện khơng đổi: trong khi ngắt khóa K ( I giảm đột ngột đến 0A). Trong khi đóng khóa K( I tăng đột ngột từ 0A) o Dòng diện xoay chiều: ln ln xảy ra hiện tượng tự cảm. Với L là độ tự cảm của cuộn dây VnL 27 104 − = π l SN . .10.4 2 7− = π (H)  N n = : số vòng dây trên một đơn vò chiều dài iL ∆=∆ . φ ; iL.= φ ⇒ ống dây có lõi làm từ vật liệu có độ từ thẩm µ : l SN L . .10.4. 2 7− = πµ Với L: hệ số tỉ lệ/ hệ số tự cảm/ độ tự cảm. i: dòng điện qua ống S: tiết diện của 1 vòng dây N: số vòng dây l: chiều dài ống dây V: thể tích ống dây n: số vòng dây trên một đơn vị chiều dài. - St ®iƯn ®éng tù c¶m: suất điện động sinh ra do hiện tượng tự cảm t i L tc ∆ ∆ −= ξ (V) (dấu trừ đặc trưng cho đònh luật Lenz) 6. N¨ng l ỵng tõ tr êng trong èng d©y: 2 2 1 LiW = V 10. 8 1 27 B π = (J) 4. MËt ®é n¨ng l ỵng tõ tr êng: 27 10 8 1 Bw π = (J/m 3 ) ************************************************************************** Chương VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt, tia sáng bò bẻ gãy khúc (đổi hướng đột ngột) ở mặt phân cách. 2. Đònh luật khúc xạ ánh sáng + Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. (Hình 33) + Đối với một cặp môi trường trong suốt nhất đònh thì tỉ số giữa sin của góc tới (sini) với sin của góc khúc xạ (sinr) luôn luôn là một số không đổi.( Số không đổi này phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường và được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) đối với môi trường chứa tia tới (môi trường 1); kí hiệu là n 21 .) 6 i r N N / I S K (1 ) (2 ) Nguyễn Quốc Tuấn Biểu thức: 21 sin sin n r i = + Nếu n 21 > 1 ( n 2 < n 1 ) thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Ta nói môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1). + Nếu n 21 < 1 ( n 2 > n 1 ) thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1). + Nếu i = 0 thì r = 0: tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng. + Nếu chiếu tia tới theo hướng KI thì tia khúc xạ sẽ đi theo hướng IS (theo nguyên lí về tính thuận nghòch của chiều truyền ánh sáng). Do đó, ta có 12 21 1 n n = . 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 góc tới và sin góc khúc xạ( theo đl khúc xạ a’s). 2 1 21 v v nn =≡ – 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 n 21 của môi trường 2 đối với môi trường 1 và các chiết suất tuyệt đối n 2 và n 1 của chúng có hệ thức: 1 2 21 n n n = • Quy ước: n 1 : chiết suất tuyệt đối cua mt tới. n 2 : 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 nghòch với vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đó: 2 1 1 2 v v n n = ; với v c n = rnin sinsin. 21 =→  n 1 < n 2 ⇒ r < i ⇒ tia khúc xạ gần pháp tuyến  n 1 > n 2 ⇒ r > i ⇒ tia khúc xạ xa pháp tuyến  mt nào có n càng lớn thì góc tương ứng càng nhỏ Nếu môi trường 1 là chân không thì ta có: n 1 = 1 và v 1 = c = 3.10 8 m/s Kết quả là: 2 n = 2 v c hay v 2 = 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 nghóa 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. 4. Cách d ựng ả nh của một vật:  vẽ 2 tia sáng: o 1 tia tới ⊥ mặt phân cách ⇒ tia kx truyền thẳng 7 Nguyễn Quốc Tuấn o 1 tia tới có góc tới bất kì ⇒ tia kx có góc 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 không trực tiếp cắt nhau. 5. Góc lệch D :  là góc tạo bởi phương của tia tới và tia kx. riD −=  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 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 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 ló ra mt chứa bản mặt // luôn // với tia tới từ mt đó  Độ lớn vật = độ lớn ảnh o ĐỘ DỜI ẢNH( δ ): khoảng cách vật- ảnh cuối cùng.  tsongsongtchuabanmachietsuatmn atsongsonghatlambanmchietsuatcn ngnmatsongsododaycuabae ganhcuoicunS vatS SS mt bm : : : : : " " = δ         −=⇒ mt bm n n e 1. δ o ĐỘ DỜI NGANG( d): khoảng cách giữa phương tia tới và phương tia ló cuối cùng: ( ) r rie 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 ló • Ảnh thật: chùm tia ló hội tụ( nằm trên giao điểm tia ló, có thể hứng được trên màn) • Ảnh ảo: chùm tia ló phân kì( nằm trên đường kéo dài của tia ló, không hứng được trên màn nhưng có thể nhìn thấy) ******************************************************************************************* 8 Nguyễn Quốc Tuấn ***HIỆN TƯNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN VÀ NHỮNG ĐIỀU KIỆN ĐỂ HIỆN TƯNG 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 có n 1 lớn sang mt có n 2 nhỏ và góc tới i nhỏ hơn góc i gh thì sẽ xảy ht pxtp, trong đó mọi tia sáng đều bị phản xạ, khơng có 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) (n 1 > n 2 ) – Góc tới i lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần (i gh ). )( gh ii ≥ →→ Dấu ‘=’: bắt đầu xảy ra hiện tượng pxtp. Với lon nho gh n n n n i == 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 bò hắt lại môi trường cũ). – Cũng tuân theo đònh luật phản xạ ánh sáng . Khác nhau – Hiện tượng phản xạ thông thường xảy ra khi tia sáng gặp một mặt phân cách hai môi trường và không cần thêm điều kiện gì. Trong khi đó, hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi thỏa mãn hai điều kiện trên. – Trong phản xạ toàn phần, cường độ chùm tia phản xạ bằng cường độ chùm tia tới. Còn trong phản xạ thông thường, cường độ chùm tia phản xạ yếu hơn chùm tia tới. 4. Lăng kính phản xạ toàn phần Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối thủy tinh hình lăng trụ có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân Ứng dụng Lăng kính phản xạ toàn phần được dùng thay gương phẳng trong một số dụng cụ quang học (như ống nhòm, kính tiềm vọng …). Có hai ưu điểm là tỉ lệ phần trăm ánh sáng phản xạ lớn và không cần có lớp mạ như ở gương phẳng. 5. s ợi quang: là những sợi trong suốt, thành nhẵn, hình trụ, có lõi làm bằng thủy tinh, chất dẻo trong suốt có n 1 , bao quanh bởi một lớp vỏ có n 2 (n 1 > n 2 ). Dùng trong y học, kỹ thuật cơng nghệ hiện đại. ************************************************************************** Chương VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG L¨ng kÝnh 1. Đònh nghóa Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất hình lăng trụ đứng, được giới hạn bởi 2 mặt phẳng khơng song song. (có tiết diện thẳng là một hình tam giác). 2.Đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính – Ta chỉ khảo sát đường đi của tia sáng trong tiết diện thẳng ABC của lăng kính. 9 G S R K I J i i / r (Hình 34) H Nguyễn Quốc Tuấn – Nói chung, các tia sáng khi qua lăng kính bò khúc xạ và tia ló luôn bò lệch về phía đáy nhiều hơn so với tia tới. 3.Góc lệch của tia sáng đơn sắc khi đi qua lăng kính Góc lệch D giữa tia ló và tia tới là góc hợp bởi phương của tia tới và tia ló, (xác đònh theo góc nhỏ giữa hai đường thẳng). 4. C¸c c«ng thøc cđa l¨ng kÝnh:      −+= += = = A'iiD 'rrA 'rsinn'isin rsinnisin §iỊu kiƯn ®Ĩ cã tia lã      −= ≥ ≤ )sin(sin 2 0 0 τ Ani ii iA gh ** i , A << 10 0        −= += = = ⇒ AnD rrA rni rni ).1( . . ' '' **Khi tia s¸ng cã gãc lƯch cùc tiĨu: r’ = r = A/2; i’ = i = 2 AD m + =i m Khi góc lệch đạt cực tiểu: Tia ló và tia tới đối xứng nhau qua mặt phẳng phân giác của góc chiết quang A . Khi góc lệch đạt cực tiểu D min : 2 sin 2 sin min A n AD = + **Ứng dụng: đo góc lệch cực tiểu và góc chiết quang A từ đó suy ra chiết suất lăng kính theo cơng thức trên. **************************************************************************** THẤU KÍNH MỎNG 1. Đònh nghóa 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 O 1 O 2 của hai chỏm cầu rất nhỏ so với bán kính R 1 và R 2 của các mặt cầu. ** Các yếu tố của tk: R 1 , R 2 : bán kính các mặt cầu C 1 , C 2 : tâm các mặt cầu C 1 C 2 : trục chính: đường nối tâm các mặt cầu hoặc đi qua tâm mặt cầu và vng góc với mặt phẳng. δ : 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 C 1 , C 2 của hai chỏm cầu gọi là trục chính của thấu kính. Coi O 1 ≡ O 2 ≡ O gọi là quang tâm của thấu kính. ** ĐK ĐỂ CĨ ẢNH RÕ NÉT ( ĐK TƯƠNG ĐIỂM): 10 S R I J i i ’ r r ’' A B C D R 1 R 2 O F F / (Hình 36) (a) (b) (c) δ C 1 C 2 [...]...  khoảng cách giữa 2 TK L1, L2: l= O1O2= d’1+ d2  độ phóng đại 2 TK: k=k1.k2 ' d1' d2 • với k1= − ; k2= − d1 d2 • sơ đồ tạo ảnh qua hệ 2 TK: AB L1 A1 B2 L2 A2 B2 → → ' d1  f1  d1' , d 2  f 2  d 2 o ghép sát:  O1O2= 0 → d’1= d2  Độ tụ của 2 TK: D= D1+ D2  o o 1 1 1 = + f f1 f 2 Vật ở tiêu diện vật → ảnh ở vơ cực Vật ở vơ cực → ảnh ở tiêu diện ảnh Tiệu cự tương đương của 2 TK: **************************************************************************... = Do đó: G ∞ = Hay A1B1 A1B1 AB = và tgα = O2 F2 f2 Đ tgα A1B1 Đ = x tgα 0 AB f2 (1) G ∞ = k1 × G 2 Độ bội giác G∞ của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vơ cực bằng tích của độ phóng đại k 1 của ảnh A1B1 qua vật kính với độ bội giác G2 của thị kính Hay G ∞ = δ.Đ f1 f2 Với: δ = F1/ F2 gọi là độ dài quang học của kính hiển vi Người ta thường lấy Đ = 25 cm **************************************************************************... f Suy ra: G∞ có giá trị từ 2, 5 đến 25 • khi ngắm chừng ở vô cực + Mắt không phải điều tiết + Độ bội giác của kính lúp không phụ thuộc vào vò trí đặt mắt Giá trò của G∞ được ghi trên vành kính: X2,5 ; X5 Lưu ý: - Với l là khoảng cách từ mắt tới kính lúp thì khi: 0 ≤ l < f ⇒ GC > GV l=f ⇒ GC = GV l>f ⇒ GC < GV 25 - Trên vành kính thường ghi giá trị G¥ = f (cm) 25 = 10 Þ f = 2, 5cm Ví dụ: Ghi X10 thì G¥... trẻ mắc tật cận thị phải đeo kính phân kì để nhìn xa thì về già mắc thêm tật lão thị  khắc phục: dùng kính 2 tròng có phần trên là TKPK, phần dưới là TKHT h/ Mở rộng: o Sơ đồ tạo ảnh tổng qt:  Cận thị: mat AB Ok A1 B1 O→ A2 B2 ≡ võng mạc →  f k d’ f d  Viễn thị: mat AB Ok A1 B1 O→ A2 B2 ≡ võng mạc →  f k d’ f d OA=l+d OA1= l-d’ ( vì ảnh A1B1 ảo) o Khoảng nhìn rõ khi:  Đeo kính: d  Khơng... muốn quan sát rõ một vật qua kính, ta phải điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính đề sao cho ảnh của vật hiện trong khoảng nhìn rõ của mắt → → AB  A1B1  A2 B2 d1 d1’ d2 d2’ ’ ’ d1 < O F ; d1 nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt: d1 + d1’ = OKO ; d2’ = OV kínhOk matO 16 Nguyễn Quốc Tuấn 1 1 1 = + ' f K d1 d1 • Ngắm chừng ở cực cận: **K/n: Điều chỉnh kính để ảnh A1B1 là ảnh ảo hiện tại CC : d1’ = - (OCC... 2f → ảnh thật, ngược chiều và lón hơn vật  d= 2f → ảnh thật, ngược chiều và bằng vật  d> 2f → ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật 9 Quá trình tạo ảnh qua thấu kính phân kì: TKPK ln cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật, cùng phía với vật so với TK, nằm trong khoảng tiêu cự ’ ( d < OF’ ) 1 1 1 d d ' d ' f d f = + / ⇒ f = ;d = ' ;d ' = 10 Công thức thấu kính ' f d d d− f d +d d −f d = 2 f ⇒ d ' = 2. .. thường : Đ =25 cm ** Khoảng cách từ Cv đến mắt ( OCv) đgl khoảng cực viễn ** Khoảng cách từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv : Gọi giới hạn thấy rõ của mắt ** ảnh hiện tại Cc: mắt điều tiết tối đa ** ảnh hiện tại Cv: mắt khơng điều tiết - Mắt thường : fmax = OV, OCc = Đ = 25 cm; OCv = ∞ e/ Góc trơng vật và năng suất phân ly của mắt Góc trông vật : là góc α 0 tạo bởi 2 tia sáng xuất phát từ 2 điểm A &... của thấu kính: D= n 1 1 1  = (n − 1) +  Với n = tk ; D ( dp); f ( m) R R  nmt f  1 2  Trong đó, n là chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính R 1 và R2 là bán kính hai mặt của thấu kính với qui ước: Mặt lõm: R > 0 ; Mặt lồi: R < 0 ; Mặt phẳng: R = ∞ 12 Nguyễn Quốc Tuấn 12 Dấu của các đại lượng TK:  f= OF o f> 0 → TKHT o f< 0 → TKPK  R:  R>0 → mặt cầu lồi ... thay đổi được c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vơ cực: - Trong cách ngắm chừng ở vơ cực, người quan sát điều chỉnh để ảnh A1B2 ở vơ cực Lúc đó tgα = A1B1 A1B1 và tgα 0 = f2 f1 Do đó, độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vơ cực là : G∞ = tgα f1 = tgα0 f2 19 ... trông vật : là góc α 0 tạo bởi 2 tia sáng xuất phát từ 2 điểm A & B tới mắt và có độ lớn phụ thuộc vào khoảng cách 2 điểm A & B và khoảng cách l từ AB tới mắt AB tgα 0 =  α 0 = góc trông vật ; AB: kích thườc vật ; l = AO = khỏang cách từ vật tới quang tâm O của mắt - Năng suất phân ly của mắt ( ε ) *** Là góc trông vật nhỏ nhất α min giữa hai điểm A và B mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm . giữa 2 TK L 1 , L 2 : l= O 1 O 2 = d ’ 1 + d 2  độ phóng đại 2 TK: k=k 1 .k 2 • với k 1 = 1 ' 1 d d − ; k 2 = 2 ' 2 d d − • sơ đồ tạo ảnh qua hệ 2 TK: ' 22 2 ' 111 22 21 , 21 dfddfd BABAAB LL  →→ o. đặc biệt: 21 12 BBB +=         ++=⇒= −=⇒↑↓ +=⇒↑↑ +=⇒⊥ αα cos 2) ;( 21 2 2 2 1 12 21 21 12 21 21 12 21 2 2 2 1 12 21 BBBBBBB BBBBB BBBBB BBBBB IV. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HIØNH. 2 B , …, chỉ của nam châm thứ n là n B . Gọi B là từ trường của hệ tại M thì: n BBBB +++= 21 • Trường hợp đặc biệt: 21 12 BBB +=         ++=⇒= −=⇒↑↓ +=⇒↑↑ +=⇒⊥ αα cos 2) ;( 21 2 2 2 1 12 21 21 12 21 21 12 21 2 2 2 1 12 21 BBBBBBB BBBBB BBBBB BBBBB IV.