Lithuyetonthi

MỘT SỐ ĐIỀU LƯU Ý KHI HỌC VÀ LÀM BÀI Thi theo hình thức nào thì việc chụẩn bò kiến thức, rèn luyện kó năng cũng là việc quan trọng. Hai vấn đề cơ bản được đề cập làhệ thống kiến thức và kó thuật làm bài nghiệm. Chuẩn bò kiến thức là khâu quan trọng nhất, có thể nói là khâu trắc quyết đònh, còn kó thuật làm bài trắc nghiệm là hết sức đơn giản, có thể lồng ghép trong quá trình chuẩn bò kiến thức, nên dùng 90% thời gian cho chuẩn bò kiến thức chỉ cần 10% cho làm quen với hình thức thi trắc nghiệm, kó thuật làm bài. Khi đã chuẩn bò tốt kiến thức , các em học sinh có thể tự thử sức, rèn luyện, năng cao kó thuật làm bài trắc nghiệm, nhưng cũng cần lưu ý là không cần thử sức quá nhiều, không nên quá sa đà vào nhiều đề trắc nghiệm vì kiến thức trong đó cho dù có chứa nhiều nội dung và có thể phủ khắp chương trình học, nhưng thường là tản mản, vụn vặt , không hệ thống, do vậy hiệu quả tăng cường không cao. Có thể khẳng đònh : kó thuật làm bài là quan trọng, song kiến thức được trang bò để làm bài còn quan trọng hơn nhiều; có kiến thức mới có kết quả tốt dù cho thi theo hình thức nào . Một số bước gợi ý khi làm bài thi trắc nghiệm : - Đọc một/hai lượt toàn bài thi, quyết đònh làm những câu cảm thấy dễ và chắc chắn, đồng thời đánh dấu trong đề những câu chưa làm được. Sau đó quay lại giải quyết những câu tạm thời bỏ qua. Thường là những câu lí thuyết nên làm trước không nên quá tập trung làm những câu bài tập mà bỏ qua các câu lí thuyết vì câu bài tập và lí thuyết điểm đều như nhau . - Không nên dành thời gian quá nhiều cho một câu nào đó . không nên bỏ sót câu nào mặc dù không biết trả lời . - Nếu có một phương án trả lời chắc chắn đúng thì không cần phải kiểm tra phương án còn lại đỡ tốn thời gian, nếu còn thời gian thì quay lại kiểm tra sau . - Đối với những câu bài tập cũng không nên chỉ tập trung vào làm mà nên xem các đáp án trước để có thể loại bỏ các đáp án nhiễu. Có nhiều bài chỉ cần suy luận không cần phải giải . Đây là tài liệu tinh giản theo cuốn hướng dẫn ôn thi tốt nghiệp phổ thông của Bộ GD. Những bài khó, những bài nằm trong chương trình nâng cao không nằm trong này. Những bài tương tự nhau cũng chỉ chọn một bài. CHƯƠNG I : DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1. Dao động điều hòa a. Đònh nghóa : dao động cơ điều hòa là chuyển động của một vật mà li độ biến đổi theo thời đònh luật dạng sin hoặc cos của thời gian : x = Acos(ωt +φ) . Phương trình động lực học của dao động điều hòa : x” + ω 2 x = 0 . b. Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa . - Li độ dao động là tọa độ x của vật tính từ vò trí cân bằng, x có thể âm hoặc dương . - Biên độ dao động A : là giá trò cực đại của li độ ứng với cos(ωt +φ) = 1, A luôn dương. - Pha dao dộng (ωt +φ) là một góc. Với một biên độ đã cho thì pha xác đònh li độ x, tai t = 0 thì (ωt +φ) = φ gọi là pha ban đầu của dao động . - Tần số góc của dao động ω (rad/s) là tốc độ biến đổi của góc pha . - Chu kì T(s) là thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần . - Tần số f (Hz) = 1/T là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong một giây . - Các hệ thức : T = 2π/ω ; ω = 2πf ; f = 1/T = ω/2π . c. Vận tốc gia tốc trong dao động điều hòa - Vận tốc : v = x’ = -Aωsin(ωt +φ) = Aωcos(ωt +φ + π/2 ) . (1) - Gia tốc : a = v’ = x” = -Aω 2 cos(ωt +φ) = - ω 2 x . (2) - Công thức độc lập với thời gian : A 2 = x 2 + v 2 / ω 2 . Từ (1) ta thấy v và x dao động lệch pha nhau π/2 ; nên x = 0 (vtcb) => v = v max ; x = x max = ± A (vt biên) => v = 0. Từ (2) ta thấy a và x dao động cùng pha, x = 0 (vtcb) => a = 0 ; x = x max = ± A (vt biên), a = a max = ω 2 A d. Lực kéo về trong dao động điều hòa - Lực kéo về (lực hồi phục) là hợp lực tác dụng lên vật và gây dao động điều hòa. - Lực kéo về luôn hướng về vò trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với li độ dao động . e. Năng lượng trong dao động điều hòa - Động năng :W đ = 1/2mv 2 = 1/2mω 2 A 2 sin 2 (ωt +φ ) = 1/4mω 2 A 2 – 1/4mω 2 A 2 cos(2ωt + 2φ). (1) - Thế năng : W t = 1/2kx 2 = 1/2mω 2 x 2 = 1/2mω 2 A 2 cos 2 (ωt + φ) = 1/4mω 2 A 2 + 1/4mω 2 A 2 cos(2ωt + 2φ) .(2) - Từ (1) và (2) ta thấy động năng và thế năng dao động tuần hoàn với tần số 2ω, chu kì T/2. - Cơ năng của vật dao động : W = W đ + W t = 1/2mω 2 A 2 = hằng số . 2. Dao động con lắc lò xo, con lắc đơn Con lắc lò xo Con lắc đơn Cấu tạo Vật năng khối lượng m, gắn vào lò xo độ cứng k, đầu kia cố đònh . Vật nhỏ khối lïng m treo vào sợi dây không dãn dài l . Vò trí cân bằng - Con lắc lò xo nằm ngang : vò trí của vật khi lò xo không biến dạng . - Con lắc lò xo thẳng đứng : vò trí của vật khi treo vào lò xo, lò xo biến dạng Δl = mg/k Dây treo thẳng đứng. Lực tác dụng Lực kéo về : F = -kx Lực kéo về : F = α mgs l mg −=− Phương trình dao động x = Acos( ) ϕω +t s = s 0 cos( ) ϕω +t α = α 0 cos( ) ϕω +t Tần số góc ,chu kì ω = m k ; T = 2 k m π ω = l g ; T = 2 g l π Năng lượng W = 1/2mω 2 A 2 = 1/2kA 2 W = 1/2mω 2 s 2 0 = 1/2mg 2 0 α l 3. Tổng hợp dao động - Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một vectơ quay. - Để tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số thường ta dùng phương pháp giản đồ vectơ quay . Dao động tổng hợp x là một dao động diều hòa cùng phương, cùng tân số . - Nếu các dao động thành phần cùng pha, tức ,2 12 πϕϕϕ k=−=∆ k = 0, 2;1 ±± thì biên độ dao động cực đại : A = A 1 + A 2 . nếu hai dao động thành phần ngược pha, tức là ,)12( 12 πϕϕϕ +=−=∆ k k = 0, 2;1 ±± thì biên độ dao động tổng hợp nhỏ nhất và bằng A = A lớn – A nhỏ . - Để xác đònh biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp nên vẽ giản đồ vectơ ra trước rồi xác đònh, nếu giản đồ không rơi vào các trường hợp đặt biệt thì dùng công thức tổng quát . A = )cos(2 1221 2 2 2 1 ϕϕ −++ AAAA tan 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ ϕ AA AA + + = 4. Hệ dao động : Nếu xét vật dao động cùng với vật tác dụng lực kéo về lên vật dao động thì ta có một hệ gọi là hệ dao động. Ví dụ vật nặng gắn vào lò xo có một đầu cố đònh (con lắc lò xo) là một hệ dao động . Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực, sau khi hệ được cung cấp một năng lượng ban đầu, gọi là dao động tự do hoặc dao động riêng . Mọi dao động tự do của hệ dao động đều có cùng tần số góc ω 0 gọi là tần số góc riêng của hệ ấy . 5. Dao động tắt dần : Là dao động tự dao khi có ma sát và lực cản môi trường. Dao động tắt dần chậm có thể coi gần đúng là dạng sin với tần số góc ω 0 và biên độ(cơ năng) giảm dần theo thời gian cho đến giá trò bằng 0. 6. Dao động duy trì : Nếu ta cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động tắt dần 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 dđ duy trì . 7. Dao động cưỡng bức : Nếu tác dụng một ngoại lực biến đổi điều hòa có tần số f lên một hệ dao động có tần số riêng f 0 thì sau giai đoạn chuyển tiếp, hệ sẽ dao động điều hòa với tần số bằng tần số f của ngoại lực, dao động này được gọi là dao động cưỡng bức . Khác biệt cơ bản giữa dao động duy trì và dao động cưỡng bức là dao động duy trì vẫn dao động theo tần số riêng của hệ trong khi dao động cưỡng bức dao động theo tần số của ngoại lực . Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức . Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số f của ngoại lực. Khi f = f 0 ( T= T 0 ) thì biên độ của dao động cưỡng bức đạt giá trò cực đại, và xảy ra hiện tượng cộng hưởng . Khi xảy ra cộng hưởng, biên độ dao động phụ thuộc vào lực ma sát và lực cản của môi trường. Khi lực cản càng nhỏ, biên độ dao động cộng hưởng càng lớn, hiện tượng cộng hưởng càng rõ nét. Ngược lại khi lực cản càng lớn thì biên độ dao động cộng hưởng càng nhỏ . Dạng toán thường gặp : Viết phương trình dao động a. Con lắc đơn : S = S 0 cos ( ) ϕω +t l g = ω rad/s hoặc 0 αα = cos ( ) ϕω +t b. Con lắc lo xo : x = Acos ( ) ϕω +t ; m K = ω rad/s • Tìm ω : ω = f T π π 2 2 = • Tìm A : A = L/2 ( L chiều dài quỹ đạo ) ; A = 2 2       + ω v x • Tìm ϕ : Dựa vào điều kiện ban đầu t = 0 , x = x 0 ; v > 0 => sin ϕ < 0 ( hay v < 0 => sin ϕ > 0 ) chú ý : Khi t = 0 luc vật ở vò trí biên thì không cần điều kiện của v Ví dụ : t = 0 , x = A => cos ϕ = 1 => ϕ = 0 t = 0 , x = -A => cos ϕ = -1 => ϕ = π Một số TH đặc biệt : t = 0 vật qua vò trí cân bằng theo chiều dương ( x = 0 ; v > 0 ) => ϕ = - 2 π + t = 0 vật qua vò trí cân bằng theo chiều âm ( x = 0 ; v < 0 ) => ϕ = 2 π Sự thay đổi của chu kì - Lập tỉ số T2/T1 + Nếu T2 > T1. Đồng hồ chạy chậm - Nếu T2 < T 1 . Đồng hồ chạy nhanh . CHƯƠNG II : SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM 1. Sóng cơ : Là những dao động cơ lan truyền theo thời gian trong một môi trường . - Khi sóng lan truyền, các phần tử vật chất chỉ dao động tại chỗ mà không chuyển dời theo sóng . - Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, sóng lan truyền với tốc độ không đổi . - Sóng cơ không truyền được trong chân không . Sóng ngang : phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn ( trừ trường hợp của nước) . Sóng dọc : Phương dao động của các phần tử môi trường cùng phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, lỏng ,rắn . 2. Các đại lượng đặt trưng cho quá trình sóng a) chu kì, tần số của sóng : Tất cả các phần tử của môi trường đều dao động với cùng chu kì và tần số bằng chu kì và tần số của nguồn dao động gọi là chu kì và tần số của sóng . b) Biên độ sóng : Tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó. Trong thực tế, càng xa tâm dao động thì biên độ sóng càng nhỏ . c) Bước sóng : Là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. Là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì . fvTv /. == λ d) tốc độ truyền sóng : Là tốc độ lan truyền biến dạng của môi trường, được đo bằng quãng đường mà sóng truyền đi được trong một đơn vò thời gian . v = f T λ λ = Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trường và vào nhiệt độ của môi trường. e) Năng lượng sóng : Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua. Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền năng lượng . 3. Phương trình sóng cơ : a) Phương trình của sóng cơ truyền dọc theo một đường thẳng ox có dạng : u(x,t) = Acosω(t – x/v) hay u(x,t) = Acos2π       − λ x T t khi sóng truyền theo trục dương ox. Phương trình sóng cho phép ta xác đònh được li độ u của một phần tử sóng tại một điểm M có li độ x bất kì . b) Phương trình sóng là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian. - Chuyển động của phần tử sóng tại một điểm là dao động điều hòa theo thời gian với chu kì T - Hình dạng của sóng tại một thời điểm xác đònh có dạng hình sin, ta gọi đó là sóng dạng sin hay sóng hình sin. Sau mỗi khoảng bằng bước sóng, thì dao động tại các điểm lại giống hệt nhau. 4. Giao thoa sóng a) Nguồn kết hợp : Hai nguồn dao động S 1 ; S 2 là hai nguồn kết hợp nếu chúng đồng thời thỏa mãn hai điều kiện : - Dao động với cùng tần số, cùng phương dao động . - Hiệu số pha là một hằng số ( hiệu số pha có thể bằng 0 gọi là hai dao động cùng/đồng pha). Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra là hai sóng kết hợp . b) 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 chúng luôn luôn làm yêu nhau hoặc triệt tiêu lẫn nhau. - Tại những điểm mà hiệu số đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại : d 2 – d 1 = kλ ; k = 0; 2,1 ±± - Tại những điểm nào mà hiệu đường đi bằng một số bán nguyên lần bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu : d 2 – d 1 = (k + 0,5)λ ; k = 0; 2,1 ±± Lưu ý : Hai cực đại/tiểu liên tiếp nằm trên đường thẳng song song với đoạn thẳng nối hai nguồn sóng thì cách nhau nửa bước sóng : λ/2 => cực đại cách cực tiểu liền kề : λ/4 . c) Trên mặt nước, khi có giao thoa, tập hợp những điểm có biên độ cực đại hay cực tiểu là những đường hypebol xen kẽ nhau, được gọi là các vân giao thoa. 5. Sóng dừng a) Khi phản xạ trên vật cản cố đònh thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới và chúng triệt tiêu lẫn nhau. Khi phản xạ trên vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới và chúng tăng cường lẫn nhau . b) Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau và tạo thành một hệ sóng dừng . Trong sóng dừng, có một số điểm luôn luôn đứng ỵên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng. Khoảng cách giữa hai nút/bụng liên tiếp thì bằng nửa bước sóng λ/2 => nút cách bụng kế nó một khoảng λ/4 . - Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi hai đầu cố đònh là chiều dài sợi dây bằng số nguyên lần nửa bước sóng : ; 2 λ k= k = 1, 2 ( k là số bụng sóng ) - Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi một đầu cố đònh, một đầu tự do là chiều dài sợi dây bằng số lẻ lần một phần tư bước sóng : ; 4 )12( λ += k k = 0, 1, 2 ( k là số bụng sóng) Lưu ý : Số bụng bằng số nút – 1 . 6. Sóng âm : Là những dao động cơ truyền trong các môi trừong khí, lỏng, rắn. Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc. Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc . a) Sóng âm trong không khí được hình thành là do lớp không khí xung quanh nguồn âm bò nén, dãn, gây ra . Tốc độ truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi và mật độ của môi trường. Nói chung tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí. Tốc độ truyền âm còn phụ thuộc vào nhiệt độ . b) Tai con người chỉ cảm thụ được sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz. Những sóng âm này gọi là âm thanh. Những sóng âm có tần số nhỏ hơn gọi là hạ âm. Những sóng âm có tần số lớn hơn 20.000Hz gọi là siêu âm / c) Các đặc trưng vật lí của âm : tần số, cường độ, mức cường độ âm, dạng đồ thò d) Các đặc trưng sinh lí của âm : - Độ cao âm gắn với tần số âm . m cao có tần số lớn, âm thấp/trầm có tần số nhỏ . - Độ to âm gắn với mức cường độ âm L : L(dB) = 10lgI/I 0 ( I 0 là cường độ âm của âm chuẩn) - m sắc gắn với đồ thò dao động âm, để phân biệt cùng một âm có tần số f 0 nhưng do các nguồn âm , nhạc cụ khác nhau phát ra . ví dụ : cùng tần số đó nhưng đàn ghi ta, sáo ta nghe khác nhau CHƯƠNG III : DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ 1. Mạch dao động LC Mạch dao động LC là một mạch điện kín gồm một tụ điện C nối với cuộn cảm L. a) Sau khi tụ điện đã được tích điện, nó phóng điện qua cuộn cảm và tạo ra trong mạch LC một dao động điện từ tự do. Điện tích của một bản tụ điện, hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện, cường độ dòng điện chạy trong mạch biến đổi điều hòa theo thời gian với cùng : tần số góc, tần số , chu kì . - Tần số góc riêng : LC 1 = ω - Chu kì riêng : T = LC π 2 - Tần số riêng : f = LC π 2 1 b) Điện tích tức thời của một bản tụ điện : q = q 0 cosωt Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ điện u = q/C = U 0 cosωt; U 0 = q 0 /C Dòng điện tức thời trong mạch LC : i = I 0 cos(ωt + π/2) ; I 0 = q 0 ω  Ta thấy trong mạch dao động LC điện tích và hiệu điện thế dao động cùng pha với nhau và cùng trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện trong mạch . c) Trong quá trình dao động điện từ, có sự cjuyển hóa qua lại giữa năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm của mạch . Năng lượng điện trường trong tụ điện : W C = t C q C qCu ω 2 2 0 22 cos 222 == (1) Năng lượng từ trường trong cuộn cảm : W L = t C q Li ω 2 2 0 2 sin 22 = (2) Năng lượng điện từ của mạch dao động : W = W C + W L = const C q o = 2 2 (3)  Từ (1) và (2) ta thấy năng lượng điện trường và từ trường cũng biến thiên tuần hoàn nhưng với tần số = 2ω; chu kì = T/2 .  Từ (3) ta thấy năng lượng của điện từ trong mạch dao động tự do được bảo toàn, trong quá trình dao động có sự biến đổi qua lại giữa năng lương điện trường và năng lượng từ trường nhưng tổng năng lượng của chúng là không đổi. Do đó nếu năng lượng điện trường đạt giá trò cực đại thì năng lượng từ trường đạt giá trò cực tiểu bằng không và ngược lại . Nên ta có W = W Cmax = W Lmax <=> 2 0 2 0 CULI = (với I 0 ;U 0 là cường độ dòng điện cực đại và hiệu điện thế cực đại ) 2. Trong thực tế, các mạch dao động điện từ đều có điện trở nên năng lượng toàn phần bò tiêu hao, dao động trong mạch bò tắt dần. Để tạo dao động duy trì trong mạch, phải bù đắp phần năng lượng đã bò tiêu hao sau mỗi chu kì. Người ta dùng máy phát dao động tuần hoàn để duy trì dao động mạch. 3. Tại bất cứ nơi nào, khi có sự biến thiên của điện trường thì điều xuất hiện từ trường biến thiên và ngược lại. Đường sức của từ trường biến thiên bao giờ cũng khép kín. Điện trường biến thiên là điện trường xoáy có đường sức là đường cong kín . Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biên 1thiên theo thời gian trong không gian xung quanh. Điện trường biến thiên và từ trường là hai thành phần của một trường thống nhất gọi là điện từ trường. Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên có thể chuyển hóa lẫn nhau . 4. Điện từ trường có khả năng lan truyền trong không gian, kể cả trong chân không dưới dạng sóng. Đó là sóng điện từ . - Sóng điện từ truyền đi trong mọi môi trường, kể cả chân không. - Sóng điện từ có tốc độ rất lớn , bằng tốc độ ánh sáng. Tốc độ này phụ thuộc vào tần số và môi trường truyền sóng . Trong chân không sóng điện từ có bước sóng λ = cT = c/f - Sóng điện từ mang năng lượng . - Sóng điện từ là sóng ngang : Các vectơ E và B vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng, chúng đều biến thiên tuần hoàn trong không gian theo thời gian và luôn đồng pha. - Sóng điện từ tuân thao các quy luật : truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa giống như sóng cơ . 5. Sóng điện từ có nhiều ứng dụng trong truyền thông. Cấu tạo nguyên lí của hệ thống phát và thu sóng điện từ trong truyền thông : - Phần phát gồm các bộ phận chính : máy phát âm tần (micrô) ;máy tạo dao động cao tần; bộ phận biến điệu; bộ phận khuêùch đại và anten phát . - Phần thu gồm các bộ phận chính : anten thu; mạch khuếch đại cao tần ; mạch tách sóng ; mạch khuếch đại âm tần ; loa . - Nguyên tắc hoạt động của mạch chọn sóng trong máy thu sóng vô tuyến là dựa trên hiện tượng cộng hưởng dao động điện từ . - Trong vô tuyến truyền thông trên mặt đất người ta thường dùng sóng ngắn(phản xạ tốt trên tầng điện li, mặt đất, mặt nước ). Trong vô tuyến truyền hình/thông tin vũ trụ người ta thường dùng sóng cực ngắn(có khả năng xuyên qua tầng điện li). ( xem thêm dải bước sóng vô tuyến) 6. Anten chính là một dạng dao động hở, dùng để thu và phát sóng điện từ ra không gian. Để thu được sóng điện từ có tần số f,(bước sóng λ) . Phải điều chỉnh C hoặc L của mạch chọn sóng sao cho tần số riêng của mạch bằng f (bước sóng bằng λ) . CHƯƠNG IV : DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Điện áp xoay chiều là điện áp biến đổi điều hòa theo thời gian u = U 0 cos (ωt + φ 1 ) Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian Ii = I o cos (ωt + φ 2 ) 2. Trên một đoạn mạch xoay chiều, cường độ dòng điện biến đổi điều hòa cùng tần số nhưng lệch pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện được xác đònh bằng các pha ban đầu của chúng : φ = φ 1 - φ 2 . 3. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi mà nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau . I = 2 ; 2 ; 2 000 U U P P I == 4. Mạch điện chỉ chứa điện trở thuần : Điện áp cùng pha với dòng điện. Nếu u = U 0 cos ωt thì i = U 0 /R cos ωt = I 0 cos ωt . 5. Mạch chỉ chứa tụ điện : Điện áp trễ pha π/2 so với dòng điện hay dòng điện nhanh/sớm pha π/2 so với điện áp Nếu u = U 0 cos ωt thì i = U 0 /Z c cos (ωt + π/2 ) . với Z C = C ω 1 là dung kháng của tụ điện. 6. Mạch điện chỉ chứa cuộn cảm thuần . Điện áp nhanh/sớm pha hơn dòng điện π/2 hay dòng điện chậm/trễ pha hơn π/2 so với điện áp Nếu u = U 0 cos ωt thì i = U 0 /Z L cos (ωt - π/2 ). Với Z L = ωL là cảm kháng của cuộn cảm . 7. Mạch chứa R,L,C nối tiếp a) Đònh luật m : - Cường độ dòng điện hiệu dụng : I = 22 ) 1 ( C LR U Z U ω ω −+ = - Tổng trở : Z = 22 ) 1 ( C LR ω ω −+ - Điện áp hiệu dụng : U = 22 )( CLR UUU −+ - Độ lệch pha : tan R CLCL U UU R ZZ − = − = ϕ + Nếu Z L > Z C ( U L > U C ) điện áp sớm pha hơn dòng điện. Mạch có tính cảm kháng . + Nếu Z L < Z C ( U L < U C ) điện áp trễ pha hơn dòng điện . Mạch có tính dung kháng . - Điều kiện để xảy ra cộng hưởng : LC hay C L 1 ; 1 == ω ω ω . Khi đó I đạt giá trò cực đại I max = U/R , i và u cùng pha, U L = U C , u L và u C ngược pha nhau . 8. Công suất của dòng điện xoay chiều - Công suất tức thời : p = ui - Công suất tiêu thụ : P = UIcosφ = RI 2 ( bằng công suất tỏa nhiệt trên R, nếu mạch không có điện trở thì công suất tiêu thụ = 0 , mạch không tiêu thụ điện ) - Hệ số công suất : cosφ = R/Z. Hệ số công suất càng lớn thì công suất cung cấp cho mạch càng lớn . 9. Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một 2π/3. có hai cách mắc mạch ba pha : mắc hình sao và mắc tam giác . 10. Các máy điện . - Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. Có hai bộ phận chính là phần ứng( tạo ra dòng điện) và phần cảm ( tạo ra từ thông biến thiên). Một trong hai phần đặt cố đònh(gọi là stato) phần còn lại quay quanh một trục ( gọi là rôto). Suất điện động của máy phát điện được xác đònh theo đònh luật cảm ứng điện từ . e = - dФ/dt - Tần số biến thiên của dòng điện xoay chiều của máy là f = pn, với p là số cặp cực, n là tốc độ quay (vòng/s = 60vòng/phút) . - Đối với máy phát điện xoay chiều ba pha, ba cuộn dây của phần ứng giống nhau và được đặt lệch nhau 1/3 (120 0 ) vòng tròn trên stato (gắn với vỏ máy), rôto là nam châm . - Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay. + Trong động cơ không đồng bộ ba pha, từ trường quay được tạo ra nhờ dòng điện ba pha. + Rôto gồm nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ (rôto lồng sóc ). Rôto quay với tốc độ góc nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường nên gọi là động cơ không đồng bộ . - Máy biến áp là thiết bò làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để tăng hoặc giảm áp mà không làm thay đổi tần số của nó . Máy biến áp gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau N 1 và N 2 (gọi là cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) quấn quanh một lõi sắt non pha silic (lõi biến áp) + Nếu điện trở của các cuộn sơ cấp và thứ cấp có thể bỏ qua, điện năng hao phí của biến áp không đáng kể ( hiệu suất ≈ 100%) thì : 1 2 2 1 2 1 I I U U N N == ; (Để dễ nhớ nếu không có sự hao phí : P 1 = P 2  U 1 I 1 = U 2 I 2 ) . + Nếu N 2 > N 1 => U 2 > U 1 máy tăng áp; N 2 < N 1 => U 2 < U 1 máy hạ áp . 11. Truyền tải điện năng đi xa - Gọi U là điện áp hiệu dụng và p là công suất máy phát, R là điện trở của đường dây tải điện, φ là độ lệch pha giữa điện áp truyền đi và cường độ dòng điện chạy trên dây tải điện thì công suất hao phí trên đường dây tải điện là : P hp = R 2 2 )cos( ϕ U p . - Để giảm điện năng hao phí, người ta thường tăng điện áp trước khi truyền tải bằng máy tăng áp phương pháp này tiện lợi hơn cả và giảm điện áp ở nơi tiêu thụ tới giá trò cần thiết . - Hiệu suất truyền tải điện đi xa được đo bằng tỉ số giữa công suất điện nhận được ở nơi tiêu thụ và công suất điện truyền đi từ trạm phát điện . CHƯƠNG V SĨNG ÁNH SÁNG 1. Tán sắc ánh sáng : Sự phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau gọi là sự tán sắc ánh sáng. - Dải sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời. - Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số/bước sóng của ánh sáng. nh sáng có tần số càng nhỏ/bước sóng càng dài thì chiết suất của môi trường càng bé. - nh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng/tần số và màu sắc nhất đònh. Nó không bò tán sắc mà chỉ bò lệch đi khi đi qua lăng kính. Khi từ môi trường này sang môi trường khác thì bước sóng/vận tốc ánh sáng đơn sắc thay đổi nhưng tần số không đổi. - nh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau, có màu từ đỏ đến tím . - Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính để phân tích chùm ánh sáng đa sắc do các nguồn sáng phát ra thành các thành phần đơn sắc . 2. Nhiễu xạ ánh sáng : Hiện tượng ánh sáng không tuân theo đònh luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng . 3. Giao thoa ánh sáng : Hai sóng ánh sáng kết hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau, tạo thành các vân giao thoa . - Hiệu đường đi : d 2 – d 1 = ax/D - Khoảng cách giữa hai vân sáng/ hai vân tối liên tiếp gọi là khoảng vân : i = a D λ - + Khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối cạnh nó là : i/2 ( Chú ý trong công thức trên nếu đơn vò của i; a : là mm ; D là m thì đơn vò của λ là μm) - Vò trí vân sáng thứ/bậc k : x s = k a D λ = ki ( k = 0; 2;1 ±± ) - Vò trí vân tối thứ k : x t = (k – ½) a D λ = (k – ½)i ( k = 1,2… ) - Nếu chiếu ánh sáng trắng thì vân trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc 1 có màu như cầu vòng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. - Hiện tượng giao thoa ánh sáng ứng dụng trong việc xác đònh bước sóng ánh sáng. 4. Máy quang phổ : Là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khắc nhau, dùng để nhận biết cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do nguồn sáng phát ra. 5. Các loại quang phổ + Quang phổ liên tục : là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục. Nó do chất rắn, lỏng hay khí ở áp suất lớn khi bò nung nóng phát ra. Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng . Nhiệt độ càng tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh và miền quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bước sóng ngắn. Ứng dụng để đo nhiệt độ . + Quang phổ vạch phát xạ : Là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối . Quang phổ này do chất khí/hơi ở áp suất thấp phát ra khi bò kích thích . Mỗi nguyên tố khí bò kích thích phát ra những bức xạ có bước sóng xác đònh và cho một quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó. + Quang phổ liên tục thiếu một hay một số vạch màu do bò chất khí hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí đó . Để tạo được quang phổ hấp thụ nhiệt độ của khí bay hơi phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục . Mỗi nguyên tố hóa học, chỉ hấp thụ những bức xạ mà nó có khả năng phát xạ và ngược lại nó chỉ phát ra bức xạ mà nó có khả năng hấp thụ . 6. Các loại bức xạ không nhìn thấy a) Tia hồng ngoại : là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng từ vài milimet đến 0,76μm. Mọi vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh đều phát ra tia tử ngoại. Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt rất mạnh(tác dụng nổi bật), tác dụng lên kính ảnh, gây hiệu ứng quang điện cho một số chất bán dẫn. Nó được ứng dụng để sưởi, sấy khô, chụp hình hồng ngoại, quan sát ban đêm, điều khiển từ xa trong các thiết bò nghe nhìn……… b) Tia tử ngoại : Là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38. 10 -6 m đến 10 -9 m. Tia tử ngoại được phát ra từ những vật nung nóng có nhiệt độ cao hơn 2000 0C hoặc do đèn hồ quang, đèn hơi thủy ngân ở áp suất thấp . Tia tử ngoại có tác dụng lên kính ảnh, có tác dụng sinh lí, làm ion hóa không khí, kích thích phát quang một số chất, bò nước, thủy tinh hấp thụ mạnh. Tia tử ngoại có bước sóng 0,18μm đến 0,4 μm truyền qua được thạch anh, gây ra hiện tượng quang điện với hầu hết kim loại, gây phản ứng quang hóa . Dùng để khử trùng nước, thực phẩm, để chữa bệnh(còi xương) , kích thích phát quang, phát hiện vết nứt trên sản phẩm . c) Tia X (tia Rơnghen) là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng từ 10 -8 m đến 10 -11 m. Tia được tạo ra bằng cách cho chùm electron tron vận tốc lớn đập vào kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn. Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh mạnh(tác dụng nổi bật), tác dụng lên kính ảnh, ion hóa không khí, phát quang một số chất, tác dụng sinh lí mạnh, diệt vi khuẩn, hủy diệt tế bào, gây nên hiện tượng quang điện cho hầu hết các kim loại . Tia x dùng để chụp, chiếu điện chẩn đoán bệnh, tìm khuyết tật trong sản phẩm, nghiên cứu cấu trúc tinh thế. CHƯƠNG VI : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng quanq điện (ngoài) : Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (hay hiện tượng quang điện). Các electron bò bật ra gọi là quang electron hay electron quang điện . 2. Đònh luật quang điện : * Định luật 1: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ 0 ; λ 0 gọi là giới hạn quang điện của kim loại : λ < λ 0 . * Định luật 2 : khi có a/s thích hợp 0 λλ ≤ , cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm a/s kích thích . * Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các quang e - không phụ thuộc cường độ chùm a/s kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng a/s k/thích và bản chất k/l dùng làm ca tôt 3. Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng : Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trò hoàn toàn xác đònh, gọi là lượng tử năng lượng, kí hiệu ε ; ε = hf . he = 6,625.10 -34 Js. 4. Thuyết lượng tử ánh sáng a. Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn . mỗi phôtôn có năng lượng xác đònh ε = hf ( f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một giây . b. Phân tử, nguyên tử, electron…. Phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghóa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn . c. Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/s trong chân không . 5. Các công thức về quang điện - Năng lượng của lượng tử : ε = hf = hc/λ . - Giới hạn quang điện : λ λ hc A A hc =→= 0 ; A : Công thoát của electron ( thường có đơn vò eV ; 1eV = 1,6.10 -19 J ) - Hiệu điện thế hãm và động năng cực đại : eU h = 1/2mv 2 max ( eV max = 1/2mv 2 ) 6. Hiện tượng quang điện trong : *Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống trong chất bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng có bước sóng thích hợp, gọi là hiện tượng quang điện trong . Giới hạn của nhiều chất bán dẫn nằm trong vùng hồng ngoại . *Hiện tượng quang dẫn : Hiện tượng giảm điện trở suất (tăng độ dẫn điện) của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn . Quang điện trở và pin quang điện được chế tạo dựa trên hiện tượng quang điện trong và quang dẫn . 7.Hiện tượng hấp thụ a/s là hiện tượnng môi trường vật chất làm giảm cường độ của chùm a/s truyền qua nó . Đònh luật về sự hấp thụ a/s : Cường độ I của chùm a/s đơn sắc khi truyền qua môi trường hấp thụ giảm theo đònh luật hàm số mũ của độ dài d của dường đi tia sáng : I = I 0 , d e α − ( I 0 c/độ chùm a/s tới m/trường ; α : hệ số hấp thụ của môi trường ) Hấp thụ a/s có tính lọc lựa , hê số hấp thụ của môi trường phụ thuộc b/sóng . Chùm a/s chiếu vào 1 vật gây ra phản xạ tán xạ lọc lựa a/s . Màu sắc các vật là kết quả của của sự hấp thụ và phản xạ , tán xạ lọc lựa a/s chiếu vào vật 8. Sự phát quang là một dạng phát sáng rất phổ biến. Hiện tượng quang phát quang là hiện tượng một chất hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác. Sự phát quang có đặt điểm : - Mỗi chất phát quang cho một quang phổ riêng đặc trưng cho nó . - Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang còn tiếp tục kéo dài một thời gian nào đó . Nếu thời gian phát quang ngắn dưới 10 -8 s gọi là huỳnh quang, nếu thời gian dài từ 10 -6 s trở lên gọi là lân quang. - nh sáng phát quang có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng kích thích : λ’ > λ.(ĐL Xtôc) 9. Tia laze : là một chùm sáng phát ra từ nguồn sáng đặc biệt dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng .Tia Laze là ánh sáng kết hợp, có tính đơn sắc rất cao. Chùm laze có tính đònh hướng cao, có cường độ lớn . 10. Mẫu nguyên tử Bo: Các tiên đề Bo a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái có năng lượng xác đònh gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng . Trong trạng thái dừng của nguyên tử e - c/đ trên các quỹ đạo dừng có bán kính xác đònh r n = n 2 r o ( r o = 5,3.10 -11 m gọi là bán kính Bo ) b. Tiên đề 2 : Khi chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E n sang trạng thái có năng lượng E m ; E n > E m thì nguyên tử phát ra phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m = hf (f là tần số phôtôn) Ngược lại nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng E m hấp thụ một phôtôn có năng lïng hf đúng bằng hiệu E n – E m thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E n lớn hơn . Mẫu nguyên tử Bo giải thích được quang phổ vạch của Hidro. - Dãy Laiman trong miền tử ngoại - Dãy Ban me có 1 số vạch nằm trong vùng tử ngoại và 4 vạch trong vùng nhìn thấy