Ôn tập kiến thức vật lý 12

Biên soạn: Lê Hồng Tuấn (Lớp 12A2, THPT Lưu Tấn Phát, Tam Bình - Cai Lậy – Tiền Giang) tuan.jinchuuriki@gmail.com ninetailsfirefox_naruto@yahoo.com Chủ đề I ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐIỀU CĐ THẲNG BIẾN ĐỔI ĐIỀU a = (m/s ) a = const (m/s ) VẬT QUAY QUANH TRỤC γ = const (rad/s2) v = const (m/s) v = vo + at (m/s) ω = ωo + γ t (rad/s) x = xo + vt (m) r F = (N) x = xo + vot + 12 at (m) r r F = ma (N) dp Hay: F = (N) dt r r p = mv (kg.m/s) ϕ = ϕ o + ωot + 12 γ t (rad) 2 r r p = mv = const (kg.m/s) Wđ = mv = const (J) Wđ = Cơng thức độc lập thời gian ⇒ M = Fd = I γ (N.m) dL Hay: M = (N.m) dt L = I ω (kg.m 2/s) mv (J) Wđ = ω − ωo2 = 2γ (ϕ − ϕo ) v = rω (m/s) v − vo2 = 2a ( x − xo ) Cơng thức liên hệ tốc độ dài tốc độ góc ⇒ an = rω ; at = rγ ; Cơng thức tính gia tốc dài ⇒ Trong đó, a, v, x : gia tốc, tốc độ, ly độ dài; a = an2 + at2 = r ω + γ γ , ω , ϕ : gia tốc, tốc độ, ly độ góc; r : khoảng cách từ điểm tới trục quay Momen qn tính vật: Momen qn tính vật trục đại lượng đặc trưng cho mức qn tình vật chuyển động tự quay quanh trục: I = ∑ mi ri (kg.m 2) I ω (J) ⇒ Momen qn tính số vật quen thuộc: Vành tròn hay trụ rỗng, có trục quang trục đối xứng I = mR mR 2 I = mR I = ml 12 I = ml Đĩa tròn hay hình trụ đặc, có trục quay trục đối xứng I= i Momen lực trục quay: M = I γ = Fd (N.m) Quả cầu đặc, trục quay qua tâm Cơng lực F: Thanh mảnh, có trục quay đường trung trực Định luật bảo tồn momen động lượng: Thanh mảnh, trục quay vng góc với đầu urr A = F s = Fd cos α = I γ cos α (J) L = I ω = const (kg.m 2/s) Động vật rắn quay quanh trục cố định: Wd = L2 Iω = (J) 2 I Trục ∆ có I với trục quay qua trọng tâm I G (đổi trục) Wđ = p (J) m Vật CĐ tịnh tiến Wđ = mv (J) Định lý động năng: rr I A = F s = Wđ − Wđ = (ω22 − ω12 ) = ( L22 − L12 ) 2I ( ) Hệ người dang hai tay l  I = I o + 2m   2 Hệ người co tay lại l  I = I o + 2m   2 Đặc biệt: Vật chất điểm I ∆ = I G + md 2 Chú ý: Với hệ hai đĩa tròn lúc đầu tách rời, sau dính vào nhau, tần số góc lúc sau: ω= I1ω1 + I 2ω2 I1 + I Trang Chủ đề II DAO ĐỘNG CƠ HỌC I DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA: (dao động mơ tả định luật dạng sin (hoặc cos) thời gian) Con lắc lò xo ω= k 2π m = 2π ;T = ; f = ω m k T (x x = Acos(ωt + ϕ ) v = x ' = − Aω sin(ωt + ϕ ) = Aω cos (ωt + ϕ + π / 2) (v a = v ' = − Aω cos(ωt + ϕ ) (a = Aω cos (ω t + ϕ + π ) a = −ω x = ω v max − v 2 Các hệ dđ khác Con lắc đơn max max max ω= = A) = Aω ) = Aω ) g l ; T = 2π ; f = l T g Con lắc vật lý mgd 2π ;T = I ω ω= α = α o cos(ωt + ϕ ) (α o ≤ 10)  s = s cos(ωt + ϕ ) ( s = lα ) o  α = α o cos (ωt + ϕ ) M = −mgd sin α  s ' = − soω sin(ωt + ϕ ) vα =   gl (cos α − cos α o ) ur ur Con lắc chịu lực F phương P : ur ur ur r ur F g'= g+a = g + m Phù kế ω= ρ gS ;T = 2π m ω F = − ρ gSz v = ω ( A2 − x ) vα2 = ω ( so2 − s )  2 Wđ = mv = mω A sin (ωt + ϕ )   W = kx = mω A2cos (ωt + ϕ )  t 2  Wđ = mvα = mgl (cos α − cos α o )   Wt = mghα = mgl (1 − cos α ) Con lắc lò xo x "+ ω x = Con lắc đơn s "+ ω s = W = Wđ + Wt = mgl (1 − cos α o ) Con lắc vật lý α "+ ω 2α = Phù kế z "+ ω z = W = Wđ + Wt = 1 mω A2 = kA2 2 Lực đàn hồi lò xo đóng vai trò lực kéo về: Fđh = − k (∆l − x) = − k (lcb − lo ) ngang thẳng đứng nghiêng góc α ∆l = k | ∆l |= mg k | ∆l |= mgsinα mgl mg αo = so 2l ur ur Hợp lực trọng lực P lực căng T α o ≤ 10o : W = (| ∆l |≤ A) (| ∆l |> A) lmax = lo + ∆l + A l −l AA ' ; A = max =  2  lmin = lo + ∆l − A Nở dài α : l = lo (1 + α ∆t ) ; T = To (1 + α∆t / ) n lò xo nối tiếp n lò xo song song Cắt đoạn l 1 = + + k = k1 + + kn knt k1 kn ss Tnt2 = T12 + + Tn2 kl k= oo l 1 l = + + T = To Tnt Tnt Tnt lo O sợi dây đóng vai trò lực kéo về: Tα = mg (3cos α − 2cos α o ) ⇒ ur αo T α - VTCB: Tα max = mg (3 − 2cos α o ) - Biên:  Fđh max = k (| ∆l | + A)  0  F = đh  k (| ∆l | − A)    PT động lực học Tα = mg cos α o l  Tα max = mg (1 + α o2 )  α o ≤ 10o :   α o2  T mg = 1 −  α     ur R Phụ thuộc độ cao h: ( R ≈ 6.400 km ) gh = R2 ( R + h) g ; Th = R+h T R Thời gian đồng hồ chạy sai (T) sau t so với đồng hồ chạy (To): T  ∆t = 24.60.60  − 1 t (s)  To  R − Pn = mv l s Chú ý: Nếu α o ≤ 10o : − cos α o = 2sin ⇒ uur Pn ur P αo = α o2 Trang II CÁC LOẠI DAO ĐỘNG: Tọa độ xét theo T (dđ đh) Dao động điều hòa (dđ đh): Dao động điều hòa dao động mơ tả định luật dạng sin (hoặc cos) thời gian Dao động tự do: Dao động tự dao động có chu kỳ (hay tần số) phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, mà khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi Dao động tắt dần: - Dao động tắt dần dao động có biên độ A giảm dần theo thời gian ur uuur - Ngun nhân: lực ma sát Fms hay lực cản F c mơi trường - Nếu ta cung cấp cho dao động tắt dần lượng lượng bù lại tiêu hao lượng ma sát mà khơng làm thay đổi tần số riêng nó, dao động kéo dài mãi, dao động coi dao động trỳ Dao động cưỡng bức: Dao động cưỡng dao động chịu tác dụng ngoại lực điều hòa F = Fo cos(Ωt + Φ) Đặc điểm dao động cưỡng bức: - Thời gian đầu, hệ thực dao động phức tạp (tổng hợp dao động riêng f o dao động ngoại lực dđ riêng tắt dần, hệ dao động với tần số f ) Sau đó, f biên độ phụ thuộc vào quan hệ f fo Nếu F trỳ lâu dđ trỳ lâu - Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc tần số góc Ω ngoại lực đạt giá tri cực đại Ω = ωo Sự cộng hưởng cơ: Cộng hưởng tượng biên độ dao động cưỡng tăng nhanh đạt giá trị cực đại f = f o hay Ω = ωo Khi A = Amax III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG: Tổng hợp dao động phương, tần số Tổng hợp n dao động phương, tần số  x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) ⇒ x = A cos(ω t + ϕ )   x2 = A2 cos(ωt + ϕ )  x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 )  ⇒ x = A cos(ωt + ϕ )   x = A cos(ωt + ϕ ) n n  n  Ax = A1 sin ϕ1 + + An sin ϕn ⇒ A=   Ay = A1 cos ϕ1 + + An cos ϕn A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ Ax2 + Ay2 tan ϕ = Ax / Ay • ∆ϕ = 2kπ (đồng pha): A = A1 + A2 • ∆ϕ = (2k + 1)π (ngược pha): A =| A1 − A2 | • ∆ϕ ≠ kπ (pha bất kỳ): | A1 − A2 |< A < A1 + A2 Giản đồ Fresnen với hệ hai dao động phương, tần số: M M M O P2 P1 ∆ϕ P x uuuur  x1 = OP1 = chx OM uuuur   x2 = OP = chx OM uuuur x = x1 + x2 = OP = chx OM Trang Chủ đề III SÓNG CƠ S1S Vì: nmax ≤ λ I ĐỊNH NGHĨA: Sóng dao động học lan truyền theo thời gian mơi trường vật chất Sóng có hai loại: - Sóng ngang sóng có phương dao động vng góc với phương truyền sóng - Sóng dọc sóng có phương dao động phương với phương truyền sóng Sóng đặc trưng đại lượng sau: - Vận tốc sóng v (vt truyền pha dđ) - Chu kỳ sóng T (chu kỳ dđ = chu kỳ nguồn) tần số sóng f (tần số dao động = tần số nguồn sóng) - Bước sóng λ = vT = v / f (qng đường truyền sóng chu kỳ, khoảng cách ngắn hai dao động pha) - Biên độ sóng A = Add λ N ' = 2nmax IV SĨNG DỪNG: Sóng dừng tượng sóng tới sóng phản xạ gặp phương truyền sóng - Biên độ phần tử sóng có tượng sóng  2π d π  +  2  λ dừng dây: a = A cos  - Khoảng cách bụng sóng (hoặc nút sóng) bất kỳ: l = k λ Đây điều kiện có sóng dừng đầu cố định (nút sóng) đầu tự (bụng sóng) λ Đây điều kiện có sóng dừng có đầu V SĨNG ÂM: sóng học có 16 Hz ≤ f ≤ 2.104 Hz ε M ~ rM−2 ⇒ A ~ rM−1 ( OM ≡ ON ⇒ ∆ϕ MN = 2π • Số nút sóng S1S2: cố định (nút sóng) đầu tự (bụng sóng) Cường độ âm I : lượng âm truyền qua đơn vị diện tích S đặt vng góc với phương truyền âm đơn vị thời gian: I =  x uM = A cos ω  t −   v uO = A cos ωt ⇒  t x = A cos 2π  −  T λ  d N − dM N = nmax + l = (2k + 1) II PHƯƠNG TRÌNH SĨNG: ∆ϕ MN = 2π • Số bụng sóng S1S2: - Khoảng cách từ nút sóng tới bụng sóng bất kỳ: ε = 12 mω A2 : • Trên phương truyền: ε = const ⇒ A = const −1 −1 • Trên mặt phẳng: ε M ~ rM ⇒ A ~ rM - Năng lượng sóng • Trong khơng gian (sóng cầu): nên: P P = (W / m ) S 4π R Trong đó: P cơng suất âm (W) R khoảng cách từ nguồn đến điểm xét (m) Mức cường độ âm: L = log MN λ ) III GIAO THOA SĨNG: Giao thoa tổng hợp hai hay nhiều sóng khơng gian, có chỗ tăng cường chỗ làm suy yếu Xét: u1 = u2 = A cos ωt   t d1   u1M = A cos 2π  T − λ     ⇒ uM = u1M + u2 M  u = A cos 2π  t − d     M T λ  Biên độ dao động: AM2 = A12 + A22 + A1 A2 cos ∆ϕ ∆ϕ ⇒ AM = A cos 2 = A (1 + cos ∆ϕ ) Độ lệch pha:  d d  2π ∆ϕ = ϕ1 − ϕ = 2π  −  = ( d − d1 ) λ λ λ • ∆ϕ = k 2π ⇒ d − d1 = k λ : AM = A1 + A2 = A • ∆ϕ = (2k + 1)π 1  AM = A1 − A2 = ⇒ d − d1 =  k +  λ : 2  ( I o = 10 I I ( B) = 10log (dB) Io Io −12 W / m : cường độ âm chuẩn) Đặc trưng âm: độ cao (tăng f tăng); âm sắc (phụ thuộc đồ thị âm); độ to (tăng I tăng khơng tỉ lệ); giới hạn nghe (tùy thuộc tai người, ngưỡng nghe ÷ 50dB , ngưỡng đau 130dB ) Vận tốc phụ thuộc nhiệt độ chất mơi trường: vrắn > vlỏng > vkhí Nguồn nhạc âm: Dây đàn Ống sáo l=k f = v λ λ l = (2k + 1) =k v 2l f = v λ λ = (2k + 1) v 4l Hiện tượng Doppler: tượng tần số âm thu thay đổi có chuyển động tương đối nguồn máy thu: f '= v ± vM f v m vS Trong đó: v , vM , vS : vận tốc âm, vận tốc máy thu, vận tốc nguồn phát; f , f ' : tần số âm nguồn máy thu Chú ý: sử dụng dấu bên máy thu nguồn tiến lại gần ngược lại sử dụng dấu bên chúng xa Khi vật khơng chuyển động vận tốc lấy Trang Chủ đề IV DAO ĐỘNG SÓNG ĐIỆN TỪ u - Sóng điện từ có mang lượng - Sóng điện từ bị phản xạ, khúc xạ giao thoa sóng - Sóng điện từ có bước sóng λ = cT = c / f (m) Các sóng điện từ có bước sóng từ vài metre tới vài kilometre sử dụng thơng tin liên lạc vơ tuyến nên gọi sóng vơ tuyến điện Dãy sóng điện từ: I MẠCH DAO ĐỘNG LC: 1 ; T = 2π LC ; f = = T 2π LC LC q "+ ω q = ⇒ q = qo cos(ωt + ϕ ) (C) ω= q q u = = o cos(ωt + ϕ ) C C Hiệu điện thế: Cảm ứng từ L: λ >3000m 200 ÷ 3000m 50 ÷ 200m 10 ÷ 50m 0,01 ÷ 10m V NGUN TẮC THƠNG TIN LIÊN LẠC: Ở máy phát: Micro Máy phát cao tần Antenna phát Khuếch đại âm tần Biến điệu Khuếch đại cao tần i = q ' = −ω qo sin(ωt + ϕ ) Cường độ dòng điện: Bước sóng Tên sóng Sóng dài Sóng trung Sóng ngắn Sóng ngắn Sóng cực ngắn π = ω qo cos(ωt + ϕ + ) π  B = Bo cos  ωt + ϕ +  2  Ở máy thu: II NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH:  q2 W = = qo cos (ωt + ϕ )  C C 2C   W = Li = Lq 2ω sin (ωt + ϕ ) o  L 2 qo2 1 ⇒W = = qU o = LI = const 2C 2 Cơng suất bù phần lượng dao động điện từ trì: P = RI = RC RC U = Uo L 2L III ĐIỆN TỪ TRƯỜNG: Mỗi từ trường biến thiên theo thời gian sinh khơng gian xung quanh điện trường xốy biến thiên theo thời gian, ngược lại, biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian khơng gian xung quanh (Giả thiết Maxwell) Từ trường điện trường biến thiên theo thời gian khơng tồn độc lập mà biểu trường tổng qt, điện từ trường IV SĨNG ĐIỆN TỪ: Sóng điện từ điện từ trường biến thiên theo thời gian lan truyền khơng gian Đăc điểm sóng điện từ: - Sóng điện từ lan truyền chân khơng với tốc độ v = c ≈ 3.10 ( m / s ) , phương truyền ∆ ur ur - Sóng điện từ sóng ngang: E ⊥ B ⊥ ∆ Khuếch đại cao tần Khuếch đại âm tần Loa - Muốn sóng xa, người ta tạo dao động cao tần máy phát vơ tuyến điện dùng dđ thơng tin cần truyền (âm thanh, hình ảnh) để làm biến đổi tương ứng biên độ, tần số, pha dđ cao tần (q trình biến điệu dđ cao tần) Dđ cao tần atenna phát truyền khơng gian với vai trò “sóng mang” - Nhờ antenna thu, người ta nhận dao động cao tần biến điệu tách sóng tín hiệu khỏi sóng mang, đưa đến phận tái thơng tin (loa, hình) - Ta thu sóng điện từ tần số f ta điều chỉnh cho f = f o = 2π LC - Bước sóng sóng ĐT thu được: λ = 2π c LC - Khi hai tụ C1, C2 mắc song song thì: f = f1 f f12 + f 22 - Khi hai tụ C1, C2 mắc nối tiếp thì: λ= λ1λ2 λ12 + λ22 Trang Chủ đề V DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I ĐỊNH LUẬT OHM CHO MẠCH XOAY CHIỀU: AB Đl l S U I= R Cω U I= ZC Z L = Lω R=ρ I= ZC = U ZL Cơng suất tiêu thụ trung bình: P = UI cos ϕ = I R (W) R + r = Z L − ZC Pmax = U2 2(R + r) i I o cos ωt Io Uo R π  I o cos  ωt −  2  Uo ZL π  I o cos  ωt +  2  Uo ZC U= (U R + U r ) + (U L − U C ) Z= (R + r)   +  Lω −  Cω   ⇒I= U Z U2 R + Z L2 cos ϕ = R+r = Z R+r (R + r)   +  Lω − Cω   2 Điện tiêu thụ (nhiệt lượng tỏa mạch = nhiệt lượng vật nặng có khối lượng m điện dung c hấp thụ để nóng thêm ∆t o ): Q = Pt = mc∆t o (J) Mạch RLC nối tiếp có C thay đổi thì: UL cực đại UC cực đại Z C = Z L (CH) U L = r + Z L2 ZC = Z L + U R+r UC = (R + r) ULC cực tiểu ZC = Z L ZL UZ C Z U LC = Ur R+r Tìm đoạn mạch nối tiếp thiếu phần tử bất kỳ: U − U 0C U L − UC Z L − ZC tan ϕ = L = = U R + U 0r U R + U r R+r cos ϕ = P=R Hệ số cơng suất mạch: 2 U2 R + Z C2 L → ∞ P = ⇔  C →  f → ∞ Mạch RLC nối tiếp  Io π   uC = Cω cos  ωt −     u = U o cos ωt ⇒  u R = I o R cos ωt  u L = I o Lω cos  ωt + π  2   i = I o cos(ωt − ϕ ) với ϕ = ϕu − ϕi P=R C→∞ Cơng suất cực tiểu mạch: U o cos ω t u L=0 UR + Ur R + r Z L − ZC = ; sin ϕ = U Z Z RL Z R +Z RC L R +Z ZL ZC R R Mạch RLC song song: tgϕ C LC R L C Z L − ZC R ZL ZC ±∞ ∞ −∞  U  I = I max =  Z L = ZC R     ⇒  cos ϕ = Cộng hưởng điện: Lω = Cω    LCω =  P = U  max 2( R + r )  Đoạn mạch RLC có ω thay đổi, UC cực đại khi: ω= R − LC L 2L ) C Cơng suất tỏa nhiệt tức thời: p = ( R + r )i = ( R + r ) I cos (ωt − ϕ ) o = II NGUN TẮC TẠO DỊNG XOAY CHIỀU: - Tần số dòng điện máy có p cặp cực roto quay với tốc độ n vòng/giây phát ra: f = np (Hz) - Từ thơng qua khơng dây tiết diện S gồm N vòng quay với vận tốc ω quanh trục quay ∆ từ ur B ⊥ ∆ : Φ = BS cos(ωt + ϕ ) (Tesla) r ur (từ thơng cực đại: Φ o = BS (Wb); ϕ = n, B ) trường (với LC − R C > R <  1  1   − = + −  ; tan ϕi / u = R   Z R  ZC Z L   ZC Z L  U U I= ; Io = o (ϕ = ϕ i − ϕ u ) Z Z ( R + r ) I o2 ( R + r ) I o2 + cos ( 2ωt − 2ϕ ) 2 ( ) - Suất điện động cảm ứng mạch: ∆Φ = NBSω sin(ω t + ϕ ) ( Eo = NBSω (V ) ) ∆t = NBSω cos(ωt + ϕ − π / 2) e = −N - U mạch: u = U o cos(ωt + ϕu ) ( r = ⇒ u = e ) Trang - Cường độ mạch ngồi: i = I o cos(ω t + ϕi ) Chủ đề VI SÓNG ÁNH SÁNG - Độ lệch pha: ∆ϕ = ϕu − ϕi - Các giá trị hiệu dụng: E= Eo U= ; I TÁN SẮC NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG: Uo I= ; Io = Uo 2R III DỊNG ĐIỆN BA PHA CÁC MÁY ĐIỆN: Máy phát điện xoay chiều ba pha: - Ngun tắc tạo dòng điện xoay chiều: từ thơng qua vòng dây biến thiên điều hòa vòng dây xuất suất điện động cảm ứng xoay chiều (hiện tượng cảm ứng điện từ) - Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha, gồm: phần cảm (nam châm), phần ứng (cuộn dây) Trong máy phát điện xoay chiều ba pha, có phần đứng n (stato, thường cuộn dây) phần quay (roto, thường nam châm điện) Dòng điện xoay chiều ba pha: - Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống ba dòng điện xoay chiều tần số, biên độ lệch pha o 120 :  e1 = Eo cos (ω t − 2π / 3)  e2 = Eo cos (ωt )  e = E cos (ωt + 2π / 3) o  Tán sắc ánh sáng: phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc - Chùm sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng hồ quang điện ) bị phân tách thành nhiều chùm sáng khác qua lăng kính: chùm đỏ lệch nhất, chùm tím bị lệch nhiều Chùm sáng đơn sắc khơng bị phân tích qua lăng kính mà bị lệch - Trên ảnh sau lăng kính có dải cầu vồng, quang phổ ánh sáng Mặt Trời (hồ quang điện ) - Bản chất tán sắc ánh sáng biến thiên chiết suất mơi trường chùm sáng đơn sắc khác chiết suất tăng dần từ đỏ tới tím Nhiễu xạ ánh sáng: tượng ánh sáng khơng tn theo định luật truyền thẳng, quan sát ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hay gần mép vật suốt khơng suốt - Ánh sáng có tính chất sóng, lỗ nhỏ (hoặc khe hở) có vai trò nguồn phát sóng - Mỗi chùm sáng đơn sắc (chùm xạ đơn sắc) có tần số bước sóng (trong chân khơng) xác định Chân khơng: Hình (Y) Id = I p U d = 3U p Tam giác (Δ) I d = 3I p Ud = U p Động khơng đồng bộ: - Ngun tắc hoạt động: đặt khung dây (có thể quay tự do) từ trường quay (nam châm vĩnh cửu chữ U quay quanh trục với tốc độ góc ω ), khung dây quay nhanh dần theo nam châm đạt ωo < ω - Với động khơng đồng ba pha, từ trường quay tạo dòng điện ba pha - Cảm ứng từ tâm khung dây động khơng đồng ba pha có độ lớn 1,5 lần cảm ứng từ cực đại cuộn dây gây ra: B = 1,5 Bo - Hai sóng ánh sáng kết hợp hai nguồn sáng kết hợp phát ra, giao thoa gặp nhau, tạo nên vân sáng (cực đại giao thoa) vân tối (cực tiểu giao thoa) quan sát Hiệu đường hai sóng: Tại vân sáng Tại vân tối Tại M d − d1 = k λ e1 u1 + i1r1 N1 = = e2 u2 + i2 r2 N d − d1 = ( 2k + 1) - Khoảng vân: i = trường, λD a = λo D na λ d − d1 ≈ λo : bước sóng chân khơng) λD P2 U I cos ϕ2 = P1 U1 I1 cos ϕ1  H = 100% N U I ⇒ = =  N U I1 cos ϕ1 = cos ϕ a 1   λD  - Vân tối thứ k+1: xtk =  k +  i =  k +  2  2 a  M Hiệu suất H= ax D (n: chiết suất mơi - Vị trí vân sáng bậc (thứ) k: xsk = ki = k Máy biến áp: r=0 N1 U1 = N2 U2 c λ Mơi trường: λ ' = f n II GIAO THOA ÁNH SÁNG: - Có hai cách mắc nguồn tải ba pha bản: Tổng qt λ= d1 x S1 a S2 d2 I O D IV TRUYỀN TẢI ĐIỆN: Cơng suất hao phí đường dây tải điện: ∆P = I R = P2 (U cos ϕ ) Độ giảm đường dây: ∆U = IR R - Tại điểm cách vân sáng trung tâm khoảng x , có chồng chất nhiều vân sáng có bước sóng khác (nk bậc vân sáng λk x): x = n1i1 = = nk ik hay x = n1 λ1 D a = = nk λk D a Trang Nếu có hai chùm sáng đơn sắc thì: Lúc đó, tắt nguồn sáng, QPLT bị mất, vạch QP tối sáng lên có màu QPVPX (hiện tượng đảo sắc) Ở nhiệt độ xác định, vật hấp thụ xạ mà hấp thụ ngược lại QPVHT đặc trưng cho ngun tố nên dùng để nhận biết ngun tố n1 i λ = k = k (n chiết suất với λ) n2 i1 λ1 - Một số hệ giao thoa thường gặp: Lưỡng gương Lưỡng lăng kính phẳng Prenen Prenen a = 2d (n − 1) A a = 2dα D=d +d' D=d +d' d' d' MN = a MN = a d d - d , d ' : kh.c từ - d , d ' : kh.c từ Lưỡng thấu kính Bier d +d' a= e d D = Do − d D +d MN = e o d e, d , d ', f , Do : S, E tới giao S, E tới lăng kh.c nửa kính tuyến gương - α : góc - A : góc chiết th.k, vật – th.k, ảnh – th.k, tiêu hai gương quang cự; th.k – -4 - 1’=2,9.10 rad - n : chiết suất - Số vân quan sát miền giao thoa MN m + , với m phần ngun thương MN 2i - Cơng thức thấu kính: d'= 1  = ( n − 1)  +  f  R1 R2  df ; d−f - Với mơi trường suốt định, chiết suất bước sóng dài nhỏ: n = A+ B λ2 IV SĨNG ĐIỆN TỪ: Tia hồng ngoại: - sóng điện từ có bước sóng dài xạ đỏ ngắn sóng vơ tuyến điện: 0, 76 µ m ≤ λ ≤ 1mm - vật phát (50% lượng Mặt Trời) - tác dụng nhiệt, xúc tác phản ứng hh, tác dụng lên kính ảnh, tạo biến điệu điện từ, gây ht quang điện - để sưởi, sấy; chụp ảnh vệ tinh; camera đêm, Tia tử ngoại: - sóng điện từ có bước sóng ngắn xạ tím dài tia X: 1nm ≤ λ ≤ 0,38µ m o - vật bị nung 200 C phát (đèn thủy ngân) - tác dụng lên kính ảnh, ion hóa chất khí chất khác, làm phát quang nhiều chất, gây tượng quang điện kim loại, tác dụng sinh lý, bị thủy tinh nước hấp thụ mạnh (nhưng 0,18µ m ≤ λ ≤ 0, µ m , truyền qua thạch anh) - dùng để khử trùng nước, thực phẩm dụng cụ y tế; chữa bệnh (còi xương); tìm vết nứt bề mặt kim loại Tia X (tia Rưntgen): - sóng điện từ có bước sóng ngắn tia tử ngoại dài tia γ : 10 m ≤ λ ≤ 10 m - ống Rưntgen (ống tia cathod lắp thêm điện cực đối cathod ngun tố nặng để chặn đường chùm tia tới anod, U AK từ vài chục tới vài trăm kV áp suất ống khoảng 3mmHg) phát - đâm xun mạnh, gây phát quang, tác dụng kính ảnh, ion hóa chất khí, td quang điện, hủy diệt tế bào - y học (chiếu điện, chụp điện, diệt tế bào ); tìm khuyết tật bên vật đúc, tìm vết nứt; kiểm ta hành lý hành khách hàng khơng Tia γ : (xem mục 1, phần III, chủ đề IX trang 11) −8 n (A, B; số phụ thuộc mơi trường) nt > nđ ⇒ vđ > vt III QUANG PHỔ: Máy quang phổ: - Khái niệm: dụng cụ để phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc khác - Cấu tạo: Ống chuẩn trực (tạo chùm sáng song song); Hệ tán sắc (lăng kính – phân tách ánh sáng); Buồng ảnh (thấu kính hội tụ kính mờ hay kính ảnh – thu nhận quang phổ) - Ngun tắc hoạt động: dựa vào tượng tán sắc ánh sáng Các loại quang phổ: - Quang phổ liên tục (quang phổ phát xạ): quang phổ gồm dãy màu từ đỏ tới tím nối liền cách liên tục QPLT vật rắn, lỏng khí có khối lượng riêng lớn bị nung nóng phát QPLT khơng phụ thuộc chất chất phát xạ, mà phụ thuộc nhiệt độ (nhiệt độ tăng dãy màu tiến dài màu tím sáng thêm) QPLT để đo nhiệt độ cao nguồn nhiệt xa - Quang phổ vạch phát xạ: quang phổ gồm vạch màu riêng lẻ, phân cách với khoảng tối QPVPX khí hay áp suất thấp, bị kích thích phát QPVPX đặc trưng cho ngun tố về: số vạch, bước sóng, màu sắc vạch cường độ sáng QPVPX để nhận biết có mặt ngun tố - Quang phổ vạch hấp thụ: quang phổ liên tục thiếu số vạch bị chất khí (hay kim loại) hấp thụ Điều kiện để có QPVHT: nhiệt độ khí (hay hơi) thấp nguồn sáng, đủ cao để phát vạch −11 V THUYẾT ĐIỆN TỪ VỀ ÁNH SÁNG: Thuyết điện từ: Ánh sáng sóng điện từ có bước sóng ngắn (so với sóng vơ tuyến điện), lan truyền khơng gian Cơng thức liên hệ tính chất từ tính chất quang mơi trường: n = c / v = εµ Trong đó, c : tốc độ ánh sáng chân khơng, v : vận tốc ánh sáng mơi trường có số điện mơi ε (phụ thuộc tần số ε = F ( f ) ), độ từ thẩm µ (= khơng khí, > với chất khác), n : chiết suất ánh sáng mơi trường Thang sóng điện từ: Miền sóng Bước sóng (m) Tần số (Hz) −11 Gammar γ < 10 > 3.1019 3.1016 ÷ 3.1019 8.1014 ÷ 3.1017 As khả kiến 10−11 ÷ 10−8 3,8.10−7 ÷ 10−9 3,8.10−7 ÷ 7,6.10 −7 Hồng ngoại 3,8.10−7 ÷ 10−3 Vơ tuyến 10−4 ÷ 3.104 3.1011 ÷ 4.1014 ~ 104 ÷ 3.1012 Rưntgen (X) Tử ngoại 4.1014 ÷ 8.1014 Trang - Dòng quang điện bị triệt tiêu hồn tồn khi: Chủ đề VII LƯNG TỬ ÁNH SÁNG eU h = Wđ max = I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI: Hiện tượng quang điện ngồi: - tượng ánh sáng làm bật electron (e quang điện hay quang e) khỏi bề mặt kim loại - Tế bào quang điện bình thạch anh hút hết khơng khí, bên có hai điện cực (A nối ⊕ , K nối Θ ) Nếu chiếu vào cathod chùm sáng có bước sóng ngắn thích hợp xảy tượng quang điện mạch xuất dòng quang điện I I I bh −U O h U1 U AK Các định luật quang điện: - Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng λ nhỏ giới hạn quang điện - Với I bh = λ ≤ λo , λo kim loại đó: λ ≤ λo - Động ban đầu cực đại quang electron Wđ max = 12 mv02max khơng phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích λ chất kim loại (cơng A ) Thuyết lượng tử ánh sáng: - Giả thuyết lượng tử lượng Planck: lượng lượng mà lần ngun tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ hồn tồn xác định, gọi lượng tử lượng ε = hf ( h = 6,625.10−34 J s ) - Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết photon): • Chùm ánh sáng chùm photon ( lượng tử ánh sáng) Mỗi photon có mức lượng xác định ( ε = hf ) ln chuyển động Cường độ chùm sáng tỉ lệ số photon phát giây • Phân tử, ngun tử, e phát xạ hay hấp thụ ánh sáng có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ photon • Các photon bay dọc theo tia sáng với tốc độ ánh sáng Dù lượng photon nhỏ, chùm sáng dù u chứa nhiều photon chúng nhiều ngun tử hay phân tử phát Vì vậy, chùm sáng phát liên tục Cơng thức Einstein tượng quang điện: Hiện tượng quang điện kết va chạm photon quang electron kim loại: photon bị quang electron hấp thụ hồn tồn nhường tồn lượng cho electron: ε = hf = - Hiệu suất quang điện (h/s lượng tử): H = hc = A + Wđ 0max = A + mv02max λ ⇒ v0 max = - Cơng thốt: A = hc λo 2hc  1   −  m  λ λo  - Nhiệt độ tăng thêm đối cathod sau phút: N e' Wđ 0max ∆t = Mc ' o Trong đó, ∆t : nhiệt độ tăng ( C), N e : số e đập vào bề mặt đối cathod mà khơng tạo tia X, M : khối lượng đối cathod (kg), c : nhiệt dung riêng đối cathod (J/kg.K) - λmin tia X phát từ ống Rưntgen: hc hc − A = eU h λX ≥ λmin = với Wđ = λ Wđ - Nhiệt lượng tỏa ống Rưntgen: Q = Wđ max − hc / λmin Khi electron chuyển động vào từ trường chịu lực r rr ( r r ) Lorenz: FL = qBv sin B, v Nếu electron chuyển động tròn từ trường thì: FL = Fht = mv / R c = 3.108 m / s me = 9,1.10−31 kg h = 6,625.10−34 J s e = 1,6.10 −19 C 1eV = 10−6 MeV = 1, 6.10−19 J Lưỡng tính sóng – hạt ánh sáng: - Sóng điện từ bước sóng ngắn, photon ứng với có lượng lớn tính hạt rõ (hiện tượng quang điện, khả đâm xun, tác dụng phát quang ), tính chất sóng mờ nhạt - Sóng điện từ có bước sóng dài, photon có lượng nhỏ, tính chất sóng lại rõ (giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc ), tính chất hạt mờ nhạt II HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG: Hiện tượng quang điện trong: ht tạo thành e lỗ trống chiều vào bán dẫn ánh sáng thích hợp - Hiện tượng quang dẫn: tượng giảm điện trở suất (tăng độ dẫn điện) có as thích hợp chiếu vào - Quang điện trở: bán dẫn (đế thủy tinh hay chất dẻo, phủ lớp bán dẫn dày 20 ÷ 30 μm PbS hay CdS) có trị số điện trở thay đổi cường độ chùm sáng chiếu vào thay đổi Quang điện trở thường lắp với tranzito thiết bị điều khiển ánh sáng, máy đo ánh sáng - Pin quang điện: nguồn mà quang biến đổi thành điện Gồm: bán dẫn n phủ lớp mỏng bán dẫn p Khi chiếu as thích hợp vào lớp p, as gây ht qđ giải phóng e lỗ trống Điện trường p–n đẩy e xuống n, giữ lỗ trống p, tạo hiệu điện quang điện Mẫu ngun tử Bohr: - Tiên đề Bohr: • Ngun tử tồn trạng thái dừng có lượng xác định Khi đó, e chuyển động quanh hạt nhân với bán kính: rn = ro n = 5,3.10 Ne Np - Cơng suất dòng quang điện: P = N pε cường độ dòng quang điện bão hòa q N ee = tỉ lệ thuận với cường độ as kích thích t t mv0 max −11 n ( m) Trang • Khi ngun tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng En sang trạng thái dừng Em < En ngun tử phát photon có tần số f : En − Em = hf • Khi trạng thái dừng Em , mà hấp thụ photon tần số f chuyển lên trạng thái dừng En - Vạch quang phổ Hydro: Chủ đề VIII SƠ LƯC THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP I CÁC TIÊN ĐỀ EINSTEIN: - Các định luật vật lý có dạng hệ quy chiếu qn tính khác - Tốc độ ánh sáng chân khơng c = 3.10 m / s hệ quy chế qn tính, khơng phụ thuộc hướng truyền ánh sáng, tốc độ nguồn sáng hay máy thu II HỆ QUẢ CỦA THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP: - Độ dài co lại dọc theo phương chuyển động: l = lo − v2 c2 - Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm đồng hồ gắn với người quan sát đứng n: ∆t o ∆t = λ42 = λ43 + λ32 = λ41 En = − − λ21 1− ; f 42 = f 43 + f 32 = f 41 − f 21 - Khối lượng vật chuyển động tăng: Eo 13, = − (eV ) n n m= G Vận tốc e chuyển động quanh hạt nhân: v = e me r ( G = 9.10 : số hấp dẫn) Hấp thụ phản xạ lọc lựa: - Cường độ chùm sáng đơn sắc truyền qua mơi trường hấp thụ giảm theo định luật hàm mũ độ dài đường mo 1− nồng độ), có tính đơn sắc cao ( ∆f / f ≈ 10 −15 ) có pha neodim ( 20.10 W / xung ); He – Ne, CO2, Ar, N ; bán dẫn - Cáp quang, vơ tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ ; phẩu thuật mắt, chữa bệnh ngồi da ; đọc CD, bút trỏ bảng ; khoan, cắt, tơi vật liệu cơng nghiệp p = mv = ⇒ v c2 mo v v2 1− c - Năng lượng tương đối tính vật chuyển động: mo c E = mc = 1− −α d tia sáng d : I = I o e ( I o : cường độ chùm sáng tới, α : hệ số hấp thụ mơi trường) • Ánh sáng có bước sóng khác bị mơi trường hấp thụ nhiều khác (hấp thụ lọc lựa) • Khi chiếu chùm sáng trắng vào vật, phản xạ (tán xạ) ánh sáng từ vật có tính chọn lọc, phụ thuộc vào chất vật (phản xạ hay tán xạ lọc lựa) - Màu sắc vật phụ thuộc vào hấp thụ phản xạ lọc lựa vật chất cấu tạo nên vật, lớp phủ lên bề mặt vật với ánh sáng chiếu vào vật Hiện tượng quang phát quang: - Sự quang phát quang chất lỏng khí bị tắt nhanh (huỳnh quang, λ Lazer (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – Sự khuếch đại ánh sáng ph.x cảm ứng): - Lazer nguồn sáng phát chùm sáng song song (định hướng cao), kết hợp (photon có tần số cường độ lớn (lazer rubi: 10 W/cm ) - Các loại lazer: rubi, thủy tinh v2 c2 ; E = mo c + p c 2 v c2 2 - Động vật chuyển động với tốc độ v:     Wđ = ( m − mo ) c =  −  mo c   v2  1−  c   - Động hạt có động lượng p: Wđ = c p + ( mo c ) − mo c 2 W  ⇒ p =  đ  + 2moWđ  c  - Tốc độ hạt có động lượng p: pc v= ( mo c ) + p2 - Năng lượng tồn phần bảo tồn: E + Wđ = const Chú ý: photon, m ph = ε hf h = ; m0 ph = c c cλ ε h p ph = m ph c = = c λ = Trang 10 Chủ đề IX HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I CẤU TẠO HẠT NHÂN ĐỘ HỤT KHỐI: - Hạt nhân cấu tạo từ nuclon (notron proton) • +1 • m p = 1, 6726.10−27 kg = 1,007276u p: mn = 1,6748.10−27 kg = 1, 008665u n: - Ký hiệu hạt nhân: A Z - Bán kính hạt nhân: X R = Ro A = 1, 2.10 −15 A ( m ) - Thể tích hạt nhân: V = π R = 2,3.10−45 π A - Khối lượng riêng hạt nhân: ρ= mhn u = ≈ 1017 kg / m3 = const V 2,3.10−45 π - Đồng vị: ngun tử có Z , khác A - Đơn vị khối lượng ngun tử: 1u = 1,66055.10 −27 kg = 931,5MeV / c II ĐỘ HỤT KHỐI CỦA HẠT NHÂN: ∆m = Zm p + ( A − Z ) mn − mhn - Năng lượng liên kết hạt nhân (tức lượng cần cung cấp để tách hạt nhân thành nuclon): Wlk = ∆mc =  Zm p + ( A − Z ) mn − mhn  c Wlk lớn hạt nhân A bền vững ngược lại A = 50 ÷ 70 ⇒ Wlk / A đạt - Năng lượng liên kết riêng tia α nên vài metre khơng khí xun qua nhơm cỡ milimetre • Tia γ : sóng điện từ có bước sóng ngắn (tức photon có lượng cao), nên có khả đâm xun mạnh α β Mỗi chất phóng xạ phóng ba tia kèm theo tia γ α , β− hay β+ Định luật phóng xạ: - Trong q trình phóng xạ, số hạt nhân phóng xạ giảm theo định luật hàm mũ - Các cơng thức phóng xạ: Khối lượng (g) Số hạt nhân Độ phóng xạ (Bq) m = mo e− λ t N = Noe −λt H = H o e − λt λ= ln T T : chu kỳ (s) N= m NA A A : số khối (u) H = λN Bq = phân rã/s λ : hs phóng xạ N A = 6,022.1023 Ci = 3, 7.1010 Bq IV PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: Phản ứng hạt nhân: - Phản ứng hạt nhân q trình dẫn đến biến đổi hạt nhân (phân rã hạt nhân, tương tác hai hạt nhân ) - Phương trình: A + B → C + D - Các định luật bảo tồn phản ứng hạt nhân: • Số nuclon (số khối): AA + AB = AC + AD • Điện tích (ngun tử số): Z A + Z B = Z C + Z D r r r r giá trị cực đại (cỡ 8,8 MeV/nuclon) • Động lượng: m Av A + mB vB = mC vC + mD vD III SỰ PHĨNG XẠ: • Năng lượng tồn phần: Sự phóng xạ (phân rã phóng xạ): - Sự phóng xạ tượng hạt nhân tự phát xạ (tia phóng xạ) biến thành hạt nhân khác Sự phóng xạ ngun nhân bên chi phối hồn tồn khơng phụ thuộc vào yếu tố thuộc mơi trường (nhiệt độ, áp suất ) Phóng xạ α: A Z X → 24 He + ZA−−24 X ' Phóng xạ β−: A Z X→ A Z +1 Phóng xạ β+: A Z X→ A Z −1 Y + −01 e − +ν% ( mA + mB − mC − mD ) c2 + WđA + WđB − WđC − WđD = - Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = ( mo − m ) c = ( mA + mB ) − ( mC + mD )  c mo > m mo < m phản ứng tỏa nhiệt phản ứng thu nhiệt Y + +10 e+ +ν Chú ý: - Các loại tia phóng xạ: • Tia α : hạt nhân 24 He , vα ≈ 2.107 m / s ; có tác dụng ion hóa ngun tử đường lượng nhanh, nên cm khơng khí khơng thể xun qua bìa dày mm β : gồm β − (electron −10 e hay e−1 ) kèm hạt phản 0 +1 notrino 0ν% pozitron (electron dương +1 e hay e ) kèm hạt notrino 0ν ; ion hóa mơi trường yếu • Tia p2 Wđ = 2m Phản ứng phân hạch: - phản ứng hạt nhân tương tác, hạt nhân nặng (U235, Pu238 ) hấp thụ notron chậm ( ε ≈ 0, 01eV ) vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình - Phản ứng phân hạch Uranium: n + 235 92 U → A1 Z1 X + ZA22 X + k 01n + 185MeV ( A1 , A2 ∈ [80 ÷ 160] ; k = ÷ ) Trang 11 • Số notron sinh tiếp tục bị ngun tử phóng xạ khác phân rã tạo chuỗi phản ứng hạt nhân dây chuyền Khi đó, số notron trung bình k lại sau phản ứng phải (phản ứng dây chuyền điều khiển được) >1 (phản ứng dây chuyền khơng điều khiển được, gây vụ nổ ngun tử); đồng thời, khối lượng nhiên liệu phải khối lượng tới hạn • Lò phản ứng hạt nhân: thiết bị xảy phản ứng hạt nhân tự trì điều khiển Chất làm chậm notron nước thường, nước nặng Chất hấp thụ notron (đảm bảo cho k = ) Bo hay Cadimi • Nhà máy điện hạt điện hạt nhân có lò phản ứng hạt nhân (quan trọng nhất), chất tải nhiệt sơ cấp (nước), lò sinh hơi, tua-bin khí máy phát điện Phản ứng nhiệt hạch: phản ứng hạt nhân tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng - Ví dụ: H + H → He + n + 4MeV 2 - Điều kiện xảy ra: Detori có động lớn nhất, nên T = 107 ÷ 108 K ; mật độ hạt nhân n phải đủ lớn; thời 14 gian trì nhiệt độ ∆t phải đủ dài: n∆t ≥ 10 s / cm - Nguồn gốc lượng Mặt Trời ngơi phản ứng nhiệt hạch Con người thực được nhiệt hạch khơng kiểm sốt (như boom khinh khí) Con người cần phản ứng nhiệt hạch để trì nguồn lượng lâu dài cho Trái Đất Chủ đề X TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ I CÁC HẠT SƠ CẤP: hạt có kích thước khối lượng nói chung nhỏ hạt nhân ngun tử - Phần lớn hạt sơ cấp tạo thành cặp - hạt phản hạt (chúng có khối lượng nghỉ mo , khác dấu nhau) Trong q trình tương tác hạt sơ cấp, xảy tượng phá hủy cặp “hạt + phản hạt” thành hạt khác, lúc sinh cặp “hạt + phản hạt” - Tất hạt sơ cấp cấu tạo từ hạt nhỏ hạt quark Có hạt quark u (up), d (down), s (strange), c (charm), b (bottom), t (top); chúng có điện tích Phân loại Tên hạt NL nghỉ ε (MeV) Điện tích Q (e) Spins s Th/gian sống (s) Photon Phơtơn 0 ∞ Nơtrinơ (ν ,ν% ) 0 ± 1/2 ∞ Electron (e+; e-) 0,511 ±1 1/2 ∞ Mun (µ+; µ-) 105,64 ±1 _ 2,2.10-6 Tau (τ+; τ-) _ _ _ _ Piơn (πo) 135,01 _ 0,8.10-16 Piơn (π±) 139,60 ±1 2,6.10-8 Kn ( κ ) 497,7 0 8,8.10-11 Kn ( κ ) 493 +1 _ 1,2.10-8 Prơton (p) 938,3 +1 1/2 ∞ Nơton (n) 939,6 1/2 932 Xicma (Σ o) 1192 _ 7,4.10-20 Xicma (Σ +) 1189 +1 1/2 8,0.10-11 Ơmêga (Ω-) 1672 -1 3/2 1,3.10-10 Lepton Mezon H A D R O N o + Nuclon Barion e 2e ± ; ± ) 3 Hiperon Tương tác hạt sơ cấp: Tương tác Bản chất tương tác Cường độ tương tác Bán kích tác dụng Hạt truyền tương tác (Hạt trường) Mạnh Tương tác hadron: nuclon (lực hạt nhân), hadron va chạm hadron, hạt quark 10−15 m Gluon, mezon ảo Điện từ Tương tác hạt mang điện, vật tiếp xúc gây ma sát Cơ chế: trao đổi photon hạt ~ 10−2 ∞ Photon 10−14 10−18 m 10−39 ∞ Tương tác hạt phân rã Yếu Hấp dẫn β − : n → p + e− +ν% ; β: β + : p → n + e+ + ν Tương tác hạt có khối lượng ± Hạt W , Z Graviton Trang 12 (chú ý: đvtv = 150.106 km, năm ánh sáng = 9,5.10 12 km) II HỆ MẶT TRỜI: (số liệu 2007) Kh.c tới Mặt Trời (đvtv) Bán kính (km) Khối lượng (so với TĐ) D (kg/m ) Chu kỳ quanh trục Chu kỳ quanh Mặt Trời Số vệ tinh biết Thủy tinh 0,39 2.440 0,055 5.400 59 ngày 87,9 ngày Kim tinh 0,72 6.056 0,81 5.300 243 ngày 244,7 ngày Trái Đất 1,00 6.375 5.500 23h 56’ 365,25 ngày Hỏa tinh 1,52 3.395 0,11 3.900 24h 37’ 1,88 năm Mộc tinh 5,20 71.490 318 1.300 9h 50’ 11,86 năm 63 Thổ tinh 9,54 60.270 95 700 14h 14’ 29,46 năm 34 Thiên Vương tinh 19,19 25.760 15 1.200 17h 14’ 84,00 năm 27 Hải Vương tinh 30,07 25.270 17 1.700 16h 11’ 164,80 năm Thiên thể 13 o - Cấu tạo: a Quang cầu: khối cầu nóng sáng có r = 7.10 km, D = 1.400 kg/m , t = 6.000 K b Khí (H, He ): Sắc cầu (lớp khí sát quang cầu dày 10.000 km, to = 4.500 K) o Nhật hoa (bên ngồi, vật chất dạng ion hóa mạnh – trạng thái plasma, t = 10 K) Mặt Trời - Năng lượng: P = S xq H = 4π H ( RMT + 1đvtv ) = 3,9.1026 W Hằng số Mặt Trời H = 1360W / m lượng xạ Mặt Trời đơn vị diện tích cách 1đvtv - Năm Mặt Trời hoạt động có chu kỳ 11 năm thường kèm theo tượng vết đen (4.000 K), bùng sáng (phóng tia X với dòng hạt tích điện – “gió Mặt Trời”) tai lửa - Trục Trái Đất ngiêng 23o27’ so với quỹ đạo chuyển động quanh Mặt Trời - Trái Đất có dạng cầu (hơi dẹt hai cực), bán kính xích đạo 6.378 km (bán kính trung bình 6.375 km, khối lượng riêng trung bình D = 5.520 kg/m Trái Đất o o - Cấu tạo: lớp lõi NiFe (r = 3.000 km, t = 3.000 ÷ 4.000 C), lớp trung gian lớp vỏ (chủ yếu đá granit, dày khoảng 35 km khối lượng riêng khoảng 3.300 kg/m 3) Mặt Trăng (vệ tinh Trái Đất) - Mặt Trăng nằm cách Trái Đất 384.000 km Nó có bán kính 1.738 km, khối lượng 7,35.10 22 kg gia tốc trọng trường 1,63 m/s2 - Chu kỳ chuyển động Mặt Trăng quanh Trái Đất 27,32 ngày chu kỳ tự quay quanh trục chu kỳ tự quay quanh trục Trái Đất (khoảng 23h 56’) - Mặt Trăng khơng có khí mà bề mặt bao phủ lớp vật chất xốp Bề mặt chứa dãy núi cao vùng phẳng ( biển đá) Trên đỉnh núi có nhiều lỗ tròn (có thể miệng núi lửa tắt hố va chạm với thiên thạch) Sao chổi - Sao chổi hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời với quỹ đạo dẹt - Các chổi có kích thước khối lượng nhỏ (đ.k d vài kilometre), cấu tạo chất dễ bốc (như tinh thể băng, NH3, CH4 ) Có chổi thuộc loại thiên thể khơng bền - Chu kỳ chuyển động quanh Mặt Trời từ vài năm đến 150 năm Thiên thạch - Thiên thạch khối đá chuyển động quanh Mặt Trời với tốc độ hàng chục kilometre giây theo quỹ đạo khác - Khi thiên thạch đến gần hành tinh, bị hút thường gây va chạm Sao băng tượng thiên thạch bị ma sát, nóng sáng bốc cháy vào khí Trái Đất III THUYẾT BIGBANG: - Định luật Hubble: tốc độ chạy xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d thiên hà chúng ta: v = Hd −2 ( H = 1, 7.10 m/s.năm ánh sáng, số Hubble) Vậy, vũ trụ giản nở - Bức xạ vũ trụ: xạ 2,735 K phát xạ từ phía vũ trụ (nay nguội) Penzias Wilson phát - Thuyết Bigbang: Vũ trụ điểm Zero Bigbang (các định luật vật lý biết thuyết tương đối rộng khơng áp -43 -35 32 dụng được) Ở thời điểm Planck (tp = 10 s sau Vụ nổ lớn), kích thước vũ trụ 10 km, nhiệt độ 10 K, khối lượng riêng 91 10 kg/cm (các số cực đại cực tiểu gọi số Planck, trị số coi miêu tả đầy đủ điều kiện vật lý, hóa học ban đầu vũ trụ ngun thủy) tràn ngập hạt có lượng cao (electron, notrino, 15 quark), lượng khoảng 10 GeV Từ đây, vũ trụ dãn nở nhanh nhiệt độ giảm dần Các nuclon tạo sau vụ nổ giây ► Ba phút sau xuất hạt nhân ► 300.000 năm sau xuất ngun tử ► triệu năm sau xuất thiên hà ► Tại thời điểm t = 14 tỉ năm, vũ trụ trạng thái với nhiệt độ trung bình 2,7 K Trang 13 [...]... đầu từ điểm Zero Bigbang (các định luật vật lý đã biết và thuyết tương đối rộng khơng áp -43 -35 32 dụng được) Ở thời điểm Planck (tp = 10 s sau Vụ nổ lớn), kích thước vũ trụ là 10 km, nhiệt độ 10 K, khối lượng riêng 91 3 10 kg/cm (các con số cực đại và cực tiểu này gọi là các con số Planck, các trị số này được coi là miêu tả đầy đủ và đúng những điều kiện vật lý, hóa học ban đầu của vũ trụ ngun thủy)... Tương tác giữa các hạt mang điện, giữa các vật tiếp xúc gây ma sát Cơ chế: trao đổi photon giữa các hạt ~ 10−2 ∞ Photon 10−14 10−18 m 10−39 ∞ Tương tác giữa các hạt trong phân rã Yếu Hấp dẫn β − : n → p + e− +ν% ; β: β + : p → n + e+ + ν Tương tác giữa các hạt có khối lượng ± Hạt W , Z 0 Graviton Trang 12 (chú ý: 1 đvtv = 150.106 km, 1 năm ánh sáng = 9,5.10 12 km) II HỆ MẶT TRỜI: (số liệu 2007) Kh.c... 3 o - Cấu tạo: a Quang cầu: khối cầu nóng sáng có r = 7.10 km, D = 1.400 kg/m , t = 6.000 K b Khí quyển (H, He ): Sắc cầu (lớp khí sát quang cầu dày 10.000 km, to = 4.500 K) o 6 và Nhật hoa (bên ngồi, vật chất dạng ion hóa mạnh – trạng thái plasma, t = 10 K) Mặt Trời - Năng lượng: P = S xq H = 4π H ( RMT + 1đvtv ) = 3,9.1026 W Hằng số Mặt Trời 2 H = 1360W / m 2 là lượng bức xạ Mặt Trời trên một đơn... quanh Trái Đất là 27,32 ngày và chu kỳ tự quay quanh trục của nó đúng bằng chu kỳ tự quay quanh trục của Trái Đất (khoảng 23h 56’) - Mặt Trăng khơng có khí quyển mà bề mặt chỉ được bao phủ bởi một lớp vật chất xốp Bề mặt nó chứa các dãy núi cao và các vùng bằng phẳng ( là các biển đá) Trên các đỉnh núi có nhiều lỗ tròn (có thể là các miệng núi lửa đã tắt hoặc các hố va chạm với các thiên thạch) Sao... Mỗi chất phóng xạ chỉ có thể phóng ra một trong ba tia kèm theo tia γ α , β− hay β+ và có thể 2 Định luật phóng xạ: - Trong q trình phóng xạ, số hạt nhân phóng xạ giảm theo định luật hàm mũ - Các cơng thức trong phóng xạ: Khối lượng (g) Số hạt nhân Độ phóng xạ (Bq) m = mo e− λ t N = Noe −λt H = H o e − λt λ= ln 2 T T : chu kỳ (s) N= m NA A A : số khối (u) H = λN 1 Bq = 1 phân rã/s λ : hs phóng xạ N ... trắng vào vật, phản xạ (tán xạ) ánh sáng từ vật có tính chọn lọc, phụ thuộc vào chất vật (phản xạ hay tán xạ lọc lựa) - Màu sắc vật phụ thuộc vào hấp thụ phản xạ lọc lựa vật chất cấu tạo nên vật, ... α ) Con lắc lò xo x "+ ω x = Con lắc đơn s "+ ω s = W = Wđ + Wt = mgl (1 − cos α o ) Con lắc vật lý α "+ ω 2α = Phù kế z "+ ω z = W = Wđ + Wt = 1 mω A2 = kA2 2 Lực đàn hồi lò xo đóng vai trò... được: λ = 2π c LC - Khi hai tụ C1, C2 mắc song song thì: f = f1 f f12 + f 22 - Khi hai tụ C1, C2 mắc nối tiếp thì: λ= λ1λ2 12 + λ22 Trang Chủ đề V DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I ĐỊNH LUẬT OHM CHO MẠCH