Tóm Tắt Lý Thuyết Trọng Tâm Vật Lý 12

Tóm Tắt Lý Thuyết Trọng Tâm Vật Lý 12 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...

Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 1 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 1 CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1) DAO ĐỘNG TẮT DẦN  Khái niệm: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian → năng lượng dao động cũng giảm dần.  Nguyên nhân: Do ma sát, lực cản và độ nhớt của môi trường. 2) DAO ĐỘNG DUY TRÌ  Khái niệm: Là dao động tắt dần, nhưng được cung cấp năng lượng trong mỗi chu kì để bổ sung vào phần năng lượng bị mất mát do ma sát.  Đặc điểm: Chu kì dao động riêng của vật không thay đổi khi được cung cấp năng lượng. 3) DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC  Khái niệm: Là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức F = F o cos(ωt + φ).  Đặc điểm: + Dao động cưỡng bức là dao động điều hòa (có dạng hàm sin). + Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. + Biên độ của dao động cưỡng bức không đổi, tỉ lệ với F o và phụ thuộc vào tần số góc của ngoại lực ω. 4) HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG Là hiện tượng biên độ dao động đạt cực đại khi ω = ω o , với ω o là tần sô góc dao động riêng của vật. 5) CÁC CÔNG THỨC VỀ DAO ĐỘNG TẮT DẦN  Độ giảm biên độ sau một chu kì: 2 4F 4F A . k m ω ∆ = =  Quãng đường vật đi được cho đến khi dừng lại: 2 2 2 o o kA m ω A S 2F 2F = =  Số dao động vật thực hiện được đến khi dừng lại: o A N A = → ∆ số lần vật qua VTCB là n = 2N.  Thời gian vật dao động đến khi dừng lại o A t N.T .T A ∆ = = ∆ Các lực F thường gặp là lực cản: F c và lực ma sát: F ms = µmgcosα, với α là góc hợp bởi phương chuyển động và mặt phẳng ngang, nếu vật chuyển động theo phương ngang thì F ms = µmg, (µ là hệ số ma sát). CHƯƠNG 2. SÓNG CƠ HỌC 1) ĐIỀU KIỆN CÓ CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRONG GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC  Hai nguồn cùng pha : ( ) ( ) 2 1 2 1 CD : d d kλ λ CT : d d 2k 1 k 0,5 λ 2 − = − = + = +  Hai nguồn ngược pha: ( ) ( ) 2 1 2 1 λ CD : d d 2k 1 k 0,5 λ 2 CT : d d kλ − = + = + − =  Hai nguồn vuông pha: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 1 λ λ λ CD : d d 4k 1 4k 3 4k 5 4 4 4 λ λ λ CT : d d 4k 1 4k 5 4k 3 4 4 4 − = − = + = − − = + = + = − 2) SÓNG ÂM  Khái niệm: Sóng âm là sự lan truyền các dao động âm trong các môi trường rắn, lỏng, khí.  Đặc điểm + Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe được) các âm có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz. H Ệ THỐNG TRỌNG TÂM LÍ THUYẾT VẬT LÍ + Các sóng âm có f < 16 Hz được gọi là hạ âm, f > 20000 Hz được gọi là siêu âm. + Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự : rắn, lỏng, khí. Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất môi trường, nhiệt độ của môi trường và khối lượng riêng của môi trường. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm cũng tăng.  Các đặc trưng sinh lí của âm  Độ cao: phụ thuộc vào tần số âm.  Độ to: phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm. Tuy nhiên, độ to của âm không tỉ lệ thuận với cường độ âm. + Cường độ âm: là năng lượng mà sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Công thức tính : 2 A B 2 B A I R P P I S I R 4πR   = = → =     + Mức cường độ âm: 2 A A A B o o B B I R I I L lg (B) 10lg (dB) L L 10lg 10lg . I I I R   = = → − = =      Âm sắc: Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm (hay tần số và biên độ âm).  Ngưỡng nghe, ngưỡng đau, miền nghe được  Ngưỡng nghe: là giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể nghe được.  Ngưỡng đau: là giá trị lớn nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể chịu đựng được. Ngưỡng đau ứng với âm có mức cường độ 130 dB và không phụ thuộc vào tần số âm .  Miền nghe được: là giá trị của mức cường độ âm trong khoảng giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau. CHƯƠNG 3. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1) MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA  Tần số máy phát: Np f np 60 = = , với n (vòng/giây); N(vòng/phút).  Nếu máy phát nối với tải tiêu thụ là đoạn mạch RLC thì ((( ))) ωNBS U E U n . 2 === === →→→ + Nếu roto quay với tốc độ n vòng/giây thì ( ) 2 2 L C U U I Z R Z Z = = + − + Nếu roto quay với tốc độ 2n vòng/giây thì 1 1 2 1 2 C L U 2U I Z Z R 2Z 2 = =   + −     + Nếu roto quay với tốc độ 3n vòng/giây thì 2 2 2 2 2 C L U 3U I Z Z R 3Z 3 = =   + −     … 2) MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA Các biểu thức e, i: ( ) ( ) 1 o 1 o 2 o 2 o 3 o o 3 o o e E os ωt i I os ωt 2π 2π e E os ωt i I os ωt 3 3 4 π 2π 4π 2π e E os ωt E os ωt i I os ωt I os ωt 3 3 3 3 c c c c c c c c     = =         = − → = −                       = − = + = − = +                     Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 2 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 2 + Khi e, i trong một pha cực đại, thì hai pha còn lại là o o 2 2 o o 3 3 E I e i 2 2 E I e i 2 2   = − = −   ←→     = − = −     + Khi e, i trong m ộ t pha tri ệ t tiêu, thì hai pha còn l ạ i là o o 2 2 o o 3 3 3E 3I e i 2 2 3E 3I e i 2 2   = =     ←→     = − = −     CHƯƠNG 4. MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1) ĐIỆN TỪ TRƯỜNG  Các giả thuyết Macxoen  Giả thuyết 1: + Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy. + Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là đường cong kín.  Giả thuyết 2: + Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.  Điện từ trường + Phát minh của Măcxoen dẫn đến kết luận không thể có sự tồn tại riêng biệt của điện trường hoặc từ trường. Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên. + Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường duy nhất gọi là điện từ trường. 2) SÓNG ĐIỆN TỪ  Khái niệm: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn trong không gian theo thời gian.  Đặc điểm: + Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kỳ trên phương truyền, vectơ E  , vectơ B  luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. + Trong sóng đ i ệ n t ừ , ,   E B t ạ i m ộ t đ i ể m luôn dao độ ng cùng pha v ớ i nhau. + Sóng đ i ệ n t ừ truy ề n đượ c trong các môi tr ườ ng v ậ t ch ấ t và c ả trong chân không. V ậ n t ố c truy ề n sóng đ i ệ n t ừ trong chân không l ớ n nh ấ t, và b ằ ng v ậ n t ố c ánh sáng v = c = 3.10 8 m/s. + Sóng đ i ệ n t ừ có tính ch ấ t gi ố ng sóng c ơ h ọ c: ph ả n x ạ , có th ể khúc x ạ và giao thoa đượ c v ớ i nhau. + Khi lan truy ề n, sóng đ i ệ n t ừ mang n ă ng l ượ ng. 3) NGUYÊN TẮC TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ  Phải dùng các sóng điện từ cao tần: Các sóng vô tuy ế n dùng để truy ề n t ả i thông tin đượ c g ọ i là sóng mang.  Phải biến điệu các sóng mang: Âm nghe th ấ y có t ầ n s ố t ừ 16 Hz đế n 20 kHz, trong khi sóng mang có t ầ n s ố t ừ 500 kHz đế n 900 MHz, r ấ t l ớ n so v ớ i t ầ n s ố âm. Vì v ậ y ng ườ i ta c ầ n làm sao cho sóng mang truy ề n t ả i đượ c nh ữ ng thông tin có t ầ n s ố âm: + Dùng micro để bi ế n dao độ ng âm thành dao độ ng đ i ệ n có cùng t ầ n s ố . + Dùng m ộ t b ộ ph ậ n khác để tr ộ n sóng âm t ầ n v ớ i sóng mang. Vi ệ c này đượ c g ọ i là bi ế n đ i ệ u sóng đ i ệ n t ừ , b ộ ph ầ n tr ộ n sóng đượ c g ọ i là m ạ ch bi ế n đ i ệ u. Sóng mang đượ c bi ế n đ i ệ u s ẽ đượ c truy ề n t ừ đ ài phát đế n máy thu.  Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần: Ở n ơ i thu ph ả i tách sóng âm t ầ n ra kh ỏ i sóng cao t ầ n để đư a ra loa. B ộ ph ậ n làm nhi ệ m v ụ này đượ c g ọ i là m ạ ch tách sóng.  Khuếch đại âm tần: Khi tín hi ệ u thu đượ c có c ườ ng độ nh ỏ , ta ph ả i khu ế ch đạ i chúng b ằ ng m ạ ch khu ế ch đạ i. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 3 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 3 CHƯƠNG 5. SÓNG ÁNH SÁNG 1) MÁY QUANG PHỔ  Khái niệm: là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng trắng thành các thành phần đơn sắc.  Cấu tạo: Gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực → hệ tán sắc → buồng tối. 2) CÁC LOẠI QUANG PHỔ a) Quang phổ liên tục + Khái niệm: Quang phổ liên tục là một dải sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. + Nguồn phát: Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng hoặc khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng. + Đặc điểm: Đặc điểm quan trọng nhất của quang phổ liên tục là không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng. + Ứng dụng: Xác định được nhiệt độ của các vật ở xa như các vì sao, thiên hà… bằng việc nghiên cứu quang phổ liên tục do chúng phát ra. b) Quang phổ vạch phát xạ + Khái niệm: Quang phổ vạch phát xạ một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. + Nguồn phát: Quang phổ vạch do các chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện. + Đặc điểm: Quang phổ vạch phát xạ của các chất hay các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng các vạch, về vị trí (hay bước sóng) và cường độ sáng của các vạch. + Ứng dụng: Căn cứ vào quang phổ vạch phát xạ nhận biết thành phần định tính và cả định lượng của một nguyên tố trong một mẫu vật. c) Quang phổ vạch hấp thụ + Khái niệm: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục. + Nguồn phát: Các chất rắn, lỏng và khí đều cho được các quang phổ hấp thụ. + Đặc điểm: Vị trí các vạch tối nằm đúng ở vị trí các vạch màu trong quang phổ vạch phát xạ của chất khí hay hơi đó. + Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát ra quang phổ liên tục 3) CÁC LOẠI TIA a) Tia hồng ngoại + Định nghĩa: là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ (λ > 0,76 µm). + Nguồn phát  Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0K đều phát ra tia hồng ngoại. Môi trường xung quanh, do có nhiệt độ cao hơn 0K nên cũng phát ra tia hồng ngoại. Vật có nhiệt độ càng thấp thì phát càng ít tia có bước sóng ngắn, mà chỉ phát các tia có bước sóng dài. Thân nhiệt của con người có nhiệt độ khoảng 37 0 C (310 K) cũng là một nguồn phát tia hồng ngoại, nhưng chỉ phát chủ yếu là các tia có bước sóng từ 9 µm trở lên. Ngoài như những động vật máu nóng cũng phát ra tia hồng ngoại.  Bếp ga, bếp than cũng là những nguồn phát tia hồng ngoại.  Ánh sáng mặt trời có khoảng 50% năng lượng thuộc về tia hồng ngoại. + Tính chất và ứng dụng  Tính chất nổi bật nhất là có tác dụng nhiệt rất mạnh. Tia hồng ngoại dễ bị các vật hấp thụ, năng lượng của nó chuyển hóa thành nhiệt năng khiến cho vật nóng lên. Tính chất này được ứng dụng trong sấy khô hoặc sưởi ấm.  Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại. Được ứng dụng để chụp ảnh hồng ngoại ban đêm trong kĩ thuật quân sự.  Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học. Vì vậy người ta chế tạo được phim ảnh có thể chụp được tia hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh hồng ngoại của nhiều thiên thể.  Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần. Tính chất này cho phép ta chế tạo được những bộ điều khiển từ xa.  Trong quân sự, tia hồng ngoại có rất nhiều ứng dụng đa dạng: ống nhòm hồng ngoại để quan sát và lái xe ban đêm, camêra hồng ngoại, tên lửa tự động tìm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại do mục tiêu phát ra…  Tia hồng ngoại còn có khả năng gây ra hiện tượng quang điện với một số chất bán dẫn. b) Tia tử ngoại + Định nghĩa: là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng tím (λ < 0,38 µm). + Nguồn phát  Những vật có nhiệt độ cao (từ 2000 0 C trở lên) đều phát tia tử ngoại. Nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 4 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 4  Hồ quang điện có nhiệt độ trên 3000 0 C là một nguồn tử ngoại mạnh, bề mặt của Mặt Trời có nhiệt độ chừng 6000K là nguồn tử ngoại rất mạnh.  Trong các phòng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện,… nguồn tử ngoại chủ yếu là đèn hơi thủy ngân. + Tính chất  Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh.  Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất (đèn huỳnh quang).  Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học.  Tia tử ngoại làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác.  Tia tử ngoại có tác dụng sinh học.  Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh,… hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh. + Sự hấp thụ tia tử ngoại  Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh tia tử ngoại. Thạch anh, nước và không khí đều trong suốt đối với các tia có bước sóng trên 200 nm, và hấp thụ các tia có bước sóng ngắn hơn.  Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300 nm và là “tấm áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt của các tia tử ngoại của Mặt Trời. + Ứng dụng  Trong y học, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng các dụng cụ phẫu thuật, để chữa một số bệnh.  Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm trước khi đóng gói hoặc đóng hộp.  Trong công nghiệp cơ khí, tia tử ngoại được sử dụng để tìm các vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại. c) Tia X + Khái niệm tia X Tia X, (hay còn gọi là tia Rơn-ghen) là các bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn của tia tử ngoại (bước sóng nằm trong khoảng từ 10 –11 m đến 10 –8 m). Người ta phân biệt tia X làm hai loại: tia X cứng là các tia có bước sóng ngắn và tia X mềm là các tia có bước sóng dài hơn. + Tính chất  Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh, đây là tính chất nổi bật và quan trọng nhất của tia X. Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn, ta nói là nó càng cứng.  Tia X làm đen kính ảnh, nên dùng để chụp điện trong y tế.  Tia X làm phát quang một số chất.  Tia X làm ion hóa không khí.  Tia X có tác dụng sinh lí, nó hủy diệt tế bào, nên dùng chữa bệnh ung thư. + Công dụng  Ngoài một số công dụng chuẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học, tia X còn được sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể.  Được sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay.  Sử dụng trong các phòng thí nghiệm để nghiên cứu thành phần và cấu trúc của vật rắn. CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1) THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG a) Giả thuyết về lượng tử năng lượng Planck Theo nhà bác học người Đức, Planck, Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, được ký hiệu là ε và có biểu thức ε = h.f b) Sự bất lực của thuyết sóng ánh sáng Theo thuyết sóng ánh thì ánh sáng là một chùm sóng điện từ. Khi đạp vào bề mặt kim loại sẽ làm cho các e ở bề mặt kim loại dao động, cường độ chùm sáng càng lớn thì các e dao động càng mạnh và bật ra ngoài tạo thành dòng quang điện. Do đó bất kì chùm sáng nào có cường độ đủ mạnh cũng gây ra hiện tượng quang điện (trái với định luật I) và động năng ban đầu cực đại của các e chỉ phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích (trái với định luật III). c) Thuyết lượng tử ánh sáng Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính: + Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác định ε = h.f, cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây. + Phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 5 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 5 + Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn.  Chú ý: + Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt đứt quãng, mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định - Chùm sáng là một chùm hạt mỗi hạt là một phôtôn mang một năng lượng xác định. + Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử năng lượng không bị thay đổi, không phụ thuộc cách nguồn sáng xa hay gần. 2) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG DẪN, QUANG ĐIỆN TRỞ, PIN QUANG ĐIỆN a) Chất quang dẫn Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng. b) Hiện tượng quang điện trong + Khái niệm: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để chúng trở thành các electron dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong. + Đặc điểm:  Để gây được hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị λ o gọi là giới hạn quang điện trong.  Năng lượng cần thiết để giải phóng electron khỏi liên kết trong chất bán dẫn thường nhỏ hơn công thoát A của electron từ mặt kim loại nên giới hạn quang điện của các chất bán dẫn nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại + Ứng dụng: Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện. c) Hiện tượng quang dẫn Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh điện trở suất của chất bán dẫn, tức làm tăng độ dẫn điện khi chiếu ánh sáng thích hợp vào chất bán dẫn. d) Quang điện trở Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn và có giá trị điện trở giảm mạnh khi chiếu sáng. e) Pin quang điện Là một loại nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng. 3) HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG a) Sự phát quang  Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì chúng có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy. Các hiện tượng đó được gọi là sự phát quang.  Sự phát quang có khác biệt với các hiện tượng phát ánh sáng khác, hai đặc điểm quan trọng : – Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó. – Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn tiếp tục kéo dài thêm một khoảng thời gian nào đó, rồi mới ngừng hẳn. b) Các dạng quang - phát quang Sự phát quang của một số chất khi có ánh sáng thích hợp (ánh sáng kích thích) chiếu vào nó, gọi là hiện tượng quang phát quang. Người ta thấy có hai loại quang phát quang: + Huỳnh quang: là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10 –8 (s)). Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí. + Lân quang: là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10 –6 (s) trở lên), nó thường xảy ra với chất rắn.  Đặc điểm nổi bật của ánh sáng huỳnh quang là bước sóng λ’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng λ của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ : λ′ > λ, (Định luật Stocke). 4) LAZE + Định nghĩa: Là máy khuyếch đại ánh sáng bằng sự phát xạ cảm ứng. + Đặc điểm: Chùm tia laze có 4 đặc điểm quan trọng  Tính đơn sắc cao, (do độ sai lệch tỉ đối về tần số của chùm tia laze là rất nhỏ)  Tia laze là chùm sáng kết hợp, (do các photon trong chùm tia có cùng tần số và cùng pha).  Tính định hướng cao, (do tia laze là chùm sáng song song).  Cường độ lớn. + Nguyên tắc hoạt động: Có 3 nguyên tắc cơ bản:  Sử dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.  Tạo sự đảo lộn mật độ. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 6 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 6  Dùng buồng cộng hưởng. + Ứng dụng:  Trong y học: làm dao mổ trong phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu…  Trong thông tin liên lạc: dùng trong liên lạc vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh  Trong công nghiệp:dùng khoan cắt, tôi…với độ chính xác cao  Trong trắc địa: dùng đo khoảng cách, ngắm đường thẳng… CHƯƠNG 7. VẬT LÍ HẠT NHÂN, TỪ VI MÔ ĐÊN VĨ MÔ 1) NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ( ) ( ) ( ) 2 2 3 4 3 4 1 2 2 2 2 ∆ = − = + − − = ∆ + ∆ − ∆ − ∆ = o X X X X X X X X E M M c m m m m c m m m m c 3 4 1 2 3 3 4 4 1 1 2 2 ε ε ε ε . = ∆ + ∆ − ∆ − ∆ = + − − X X X X E E E E A A A A 2) PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH a) Phân hạch + Là hi ệ n t ượ ng m ộ t h ạ t nhân r ấ t n ặ ng h ấ p th ụ m ộ t n ơ tron ch ậ m v ỡ thành hai h ạ t nhân có sô kh ố i trung bình đồ ng th ờ i phóng ra m ộ t s ố n ơ tron và t ỏ a ra m ộ t n ă ng l ượ ng r ấ t l ớ n (kho ả ng 200 MeV). + N ă ng l ượ ng t ỏ a ra d ướ i d ạ ng độ ng n ă ng c ủ a các h ạ t. b) Đặc điểm + Sau m ỗ i ph ả n ứ ng phân h ạ ch đề u có h ơ n 2 notron ch ậ m đượ c sinh ra. + Ph ả n ứ ng phân h ạ ch t ỏ a n ă ng l ượ ng l ớ n, kho ả ng 200 MeV. c) Phản ứng dây chuyền: G ọ i k là s ố n ơ tron còn l ạ i sau m ỗ i phân h ạ ch. + N ế u k >1: s ố phân h ạ ch t ă ng lên r ấ t nhanh v ớ i t ố c độ k 1 , k 2 , k 3 …Ph ả n ứ ng dây chuy ề n tr ở thành thác l ũ không th ể không ch ế . H ệ th ố ng g ọ i là v ượ t h ạ n. Đ ây chính là c ơ ch ế n ổ c ủ a bom nguyên t ử . + N ế u k < 1: Ph ả n ứ ng dây chuy ề n không th ể x ả y ra. H ệ th ố ng g ọ i là d ướ i h ạ n. + N ế u k =1: Ph ả n ứ ng dây chuy ề n có th ể kh ố ng ch ế . H ệ th ố ng g ọ i là t ớ i h ạ n. Đ âychính là c ơ ch ế ho ạ t độ ng c ủ a nhà máy đ i ệ n nguyên t ử . Mu ố n k ≥ 1 thì khói l ượ ng Urani ph ả i đạ t đế n m ộ t tr ị s ố t ố i thi ể u g ọ i là kh ố i l ượ ng t ớ i h ạ n m h Đ i ề u ki ệ n để ph ả n ứ ng dây chuy ề n x ả y ra là k ≥ 1. 3) PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH a) Khái niệm Là ph ả n ứ ng k ế t h ợ p hai h ạ t nhân r ấ t nh ẹ thành h ạ t nhân n ặ ng h ơ n. b) Đặc điểm + Tuy m ộ t ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch t ỏ a ra m ộ t n ă ng l ượ ng nh ỏ h ơ n m ộ t ph ả n ứ ng ph ả n ứ ng phân h ạ ch nh ư ng n ế u tính theo kh ố i l ượ ng nhiên li ệ u thì ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch t ỏ a n ă ng l ượ ng l ớ n h ơ n. + Các ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch ch ỉ x ả y ra ở nhi ệ t độ r ấ t cao, kho ả ng 50 đế n 100 tri ệ u độ vì ch ỉ ở nhi ệ t độ cao các h ạ t nhân nh ẹ m ớ i thu đượ c độ ng n ă ng đủ l ớ n th ắ ng đượ c l ự c đẩ y Culông ti ế n l ạ i g ầ n nhau đế n m ứ c l ự c h ạ t nhân tác d ụ ng k ế t h ợ p chúng l ạ i. → Đ i ề u ki ệ n để x ả y ra ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch là nhi ệ t độ ph ả i r ấ t l ớ n (lên đế n hàng tri ệ u độ ). + Ngu ồ n g ố c n ă ng l ượ ng m ặ t tr ờ i và các sao là do ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch. + Con ng ườ i dã th ự c hi ệ n đượ c hi ệ n đượ c ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch d ướ i d ạ ng s ự n ổ c ủ a bom khinh khí. c) Lí do để con người quan tâm nhiều đến phản ứng nhiệt hạch + Có ngu ồ n nhiên li ệ u vô t ậ n + Ph ả n ứ ng nhi ệ t h ạ ch s ạ ch h ơ n ph ả n ứ ng phân h ạ ch do không có các c ặ n bã phóng x ạ . 3) CÁC HẠT SƠ CẤP a) Khái niệm hạt sơ cấp Các h ạ t có kích th ướ c và kh ố i l ượ ng r ấ t nh ỏ nh ư phôtôn, êlectron, prôtôn, n ơ tron, n ơ trinô, mêzôn, muyôn, piôn, … đượ c g ọ i là các h ạ t s ơ c ấ p. b) Các đặc trưng của hạt sơ cấp Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 7 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 7 + Khối lượng nghỉ (hay năng lượng nghỉ). b) Điện tích Q c) Spin d) Thời gian sống trung bình Bốn hạt: prôtôn, êlectron, phôtôn, nơtrinô không phân rã thành các hạt khác, gọi là các hạt bền. Tất cả các hạt còn lại là các hạt không bền. c) Phản hạt + Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, mỗi cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ m o như nhau, còn một số đặc trưng khác thì có trị số bằng nhau nhưng trái dấu. Trong mỗi cặp, có một hạt và một phản hạt của hạt đó. + Trong quá trình tương tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tượng hủy cặp hoặc sinh cặp “hạt- phản hạt” d) Phân loại hạt sơ cấp: Theo khối lượng nghỉ tăng dần. + Phôtôn: (lượng tử ánh sáng) có m o = 0. + Leptôn: gồm các hạt nhẹ như êlectron, muyôn,… + Mêzôn: gồm các hạt có khối lượng trung bình trong khoảng 200 - 900 lần m e , gồm hai nhóm: mêzôn π và mêzôn K. + Barion: gồm các hạt nặng có khối lượng bằng hoặc lớn hơn khối lượng prôtôn, gồm hai nhóm nuclôn và hipêron. e) Tương tác của các hạt sơ cấp: Có bốn loại tương tác cơ bản đối với các hạt sơ cấp: + Tương tác hấp dẫn. + Tương tác điện từ. + Tương tác yếu. + Tương tác mạnh. d) Hạt quac (quark) + Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là quac. + Có sáu hạt quac kí hiệu là u, d, s, c, b và t. Cùng với các quac, có sáu phản quac với điện tích có dấu ngược lại. Điện tích các quac và phản quac bằng e 2e ; . 3 3 ± ± . + Các barion là t ổ h ợ p c ủ a ba quac. H ạ t prôtôn đượ c c ấ u t ạ o t ừ 3 quac (u, u, d). H ạ t n ơ tron đượ c c ấ u t ạ o t ừ ba quac (u, d, d). + Các h ạ t quac t ồ n t ạ i ở tr ạ ng thái liên k ế t, ch ư a quan sát đượ c các h ạ t quac t ự do. 4) HỆ MẶT TRỜI a) Cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời: H ệ M ặ t Tr ờ i bao g ồ m + M ặ t tr ờ i ở trung tâm h ệ . + Tám hành tinh l ớ n: Thủy tinh , Kim tinh , Trái Đất , Hỏa tinh , Mộc tinh , Thổ tinh , Thiên Vương tinh và hải Vương tinh . + Các ti ể u hành tinh, các sao ch ổ i, thiên th ạ ch,… + Các hành tinh đề u chuy ể n độ ng quanh M ặ t Tr ờ i theo cùng m ộ t chi ề u (chi ề u thu ậ n) và g ầ n nh ư trong cùng m ộ t m ặ t ph ẳ ng. M ặ t Tr ờ i và các hành tinh đề u quanh quanh mình nó và đề u quay theo chi ề u thu ậ n (tr ừ Kim tinh ). + Kh ố i l ượ ng M ặ t Tr ờ i b ằ ng 1,99.10 30 kg, g ấ p 333 000 l ầ n kh ố i l ượ ng Trái Đấ t. 5) SAO - THIÊN HÀ a) Sao: là m ộ t kh ố i khí nóng sáng, gi ố ng nh ư M ặ t Tr ờ i. Ngôi sao g ầ n nh ấ t cách ta đế n hàng ch ụ c t ỉ kilômét, ngôi sao xa nh ấ t mà ta đ ã bi ế t cách ta đế n 14 t ỉ n ă m ánh sáng. b) Các loại sao + Đ a s ố các sao t ồ n t ạ i trong tr ạ ng thái ổ n đị nh, có kích th ướ c, nhi ệ t độ ,… không đổ i trong m ộ t th ờ i gian dài. + Các sao đặ c bi ệ t: - Sao bi ế n quang là sao có độ sáng thay đổ i, g ồ m hai lo ạ i: bi ế n quang do che khu ấ t và bi ế n quang do nén dãn. - Sao m ớ i là sao có độ sáng t ă ng độ t ng ộ t. - Punxa, sao n ơ tron là sao b ứ c x ạ n ă ng l ượ ng d ướ i d ạ ng nh ữ ng xung sóng đ i ệ n t ừ r ấ t m ạ nh. + Ngoài ra, trong h ệ th ố ng các thiên th ể trong v ũ tr ụ còn có l ỗ đ en và tinh vân. d) Thiên hà: Các lo ạ i thiên hà: thiên hà xo ắ n ố c; thiên hà elíp; thiên hà không đị nh hình hay thiên hà không đề u. Đườ ng kính thiên hà vào kho ả ng 100000 n ă m ánh sáng. Toàn b ộ các sao trong thiên hà đề u quay xung quanh trung tâm thiên hà. e) Thiên Hà của chúng ta. Ngân Hà Thiên Hà c ủ a chúng ta là lo ạ i thiên hà xo ắ n ố c, có đườ ng kính kho ả ng 100 000 n ă m ánh sáng và có kh ố i l ượ ng kho ả ng 150 t ỉ l ầ n kh ố i l ượ ng M ặ t Tr ờ i. T ừ Trái Đấ t, chúng ta ch ỉ nhìn đượ c hình chi ế u c ủ a Thiên hà trên vòm Tr ờ i, nh ư m ộ t d ả i sáng tr ả i ra trên b ầ u tr ờ i đ êm đượ c g ọ i là d ả i Ngân Hà. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 8 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 8 . Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 1 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 1 CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1) DAO ĐỘNG TẮT DẦN  Khái niệm: Là dao động. = + = − = +                     Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 2 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 2 + Khi e, i trong một pha cực đại, thì hai pha. khu ế ch đạ i chúng b ằ ng m ạ ch khu ế ch đạ i. Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 3 Hệ thống trọng tâm lí thuyết Vật lí - Trang 3 CHƯƠNG 5. SÓNG ÁNH SÁNG 1) MÁY QUANG PHỔ 