Sổ tay vật lý luyện thi đại học hay nhất

Tng hp kin thc Vt lý 12 MC LC MC LC CHNG I : DAO NG C CHNG II : SểNG C 26 CHNG III : DONG IEN XOAY CHIEU 35 CHNG IV : DAO ONG VA SONG IEN T 49 CHNG V : SểNG NH SNG 54 CHNG VI : LNG T NH SNG 61 CHNG VII : HT NHN NGUYấN T 67 PH LC 71 - Trang 1/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 MC LC - Trang 2/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C CHNG : DAO NG C CH 1: I CNG DAO NG IU HềA A TểM TT L THUYT Chu kỡ, tn s, tn s gúc: t = 2f = ; T= (t l{ thi gian vt thc hin n dao ng) T n Dao ng: a Dao ng c: Chuyn ng qua li quanh mt v trớ c bit, gi l{ v trớ c}n bng b Dao ng tun ho{n: Sau nhng khong thi gian bng gi l{ chu k, vt tr li v trớ c theo hng c (trng th|i c) c Dao ng iu hũa: l{ dao ng ú li ca vt l{ mt h{m cosin (hay sin) theo thi gian Phng trỡnh dao ng iu hũa (li ): x = Acos(t + ) + x: Li , o bng n v d{i cm hoc m + A = xmax: Biờn (luụn cú gi| tr dng) (khụng i) + Qu o dao ng l{ mt on thng d{i L = 2A + (rad/s): tn s gúc, (rad): pha ban u (khụng i) +(t + ): pha ca dao ng (rad) + xmax = A, |x|min = Phng trỡnh tc: v = x= - Asin(t + ) + v luụn cựng chiu vi chiu chuyn ng (vt chuyn ng theo chiu dng thỡ v > 0, theo chiu õm thỡ v < 0) v luụn sm pha so vi x v Tc : l{ ln ca tc |v|= v + Tc cc i |v|max = A vt v trớ cõn bng (x = 0) + Tc cc tiu |v|min= vt v trớ biờn (x= A ) a Phng trỡnh gia tc: a = v= - 2Acos(t + ) = - 2x + a cú ln t l vi li v luụn hng v v trớ cõn bng a luụn sm pha so vi v ; a v x luụn ngc pha + Vt VTCB: x = 0; vmax = A; amin = + Vt biờn: x = A; vmin = 0; amax = A2 Hp lc t|c dng lờn vt (lc hi phc): F = ma = - m 2x =- kx F cú ln t l vi li v luụn hng v v trớ c}n bng Dao ng c i chiu hp lc t gi| tr cc i Fhpmax = kA = m A : ti v trớ biờn Fhpmin = 0: ti v trớ c}n bng C|c h thc c lp: 2 x v v 2 a) + =1 A = x + A A a) th ca (v, x) l ng elip - Trang 3/73 - x Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C b) a = - 2x b) th ca (a, x) l on thng i qua gc ta 2 a2 v a v c) A = + + = A A c) th ca (a, v) l ng elip d) th ca (F, x) l on thng i qua gc ta d) F = -kx 2 F2 v2 F v e) A = + + = m24 kA A e) th ca (F, v) l ng elip * Chỳ ý: Vi hai thi im t1, t2 vt cú cỏc cp giỏ tr x1, v1 v x2, v2 thỡ ta cú h thc tớnh A & T nh sau: 2 2 x12 - x22 v 22 - v 12 x1 v x v + = + = 2 A2 A A A A A = v 22 - v12 x12 - x22 T = x12 - x22 v 22 - v 12 x2 v - x2 v v A = x + = 22 22 v2 - v1 S i chiu c|c i lng: C|c vect a , F i chiu qua VTCB Vect v i chiu qua v trớ biờn Khi i t v trớ c}n bng O v trớ biờn: Nu a v chuyn ng chm dn Vn tc gim, ly tng ng nng gim, th nng tng ln gia tc, lc kộo v tng Khi i t v trớ biờn v v trớ c}n bng O: Nu a v chuyn ng nhanh dn Vn tc tng, ly gim ng nng tng, th nng gim ln gia tc, lc kộo v gim }y khụng th núi l vt dao ng nhanh dn u hay chm dn u vỡ dao ng l loi chuyn ng cú gia tc a bin thiờn iu hũa ch khụng phi gia tc a l hng s Mi liờn h gia dao ng iu hũa (DH) v{ chuyn ng trũn u (CT): a) DH c xem l{ hỡnh chiu v trớ ca mt cht im CT lờn mt trc nm v mt phng qu o & ngc li vi: A = R; = R b) C|c bc thc hin: Bc 1: V ng trũn (O ; R = A) Bc 2: Ti t = 0, xem vt ang }u v{ bt u chuyn ng theo chiu }m hay dng : + Nu : vt chuyn ng theo chiu }m (v biờn }m) + Nu : vt chuyn ng theo chiu dng (v biờn dng) Bc 3: X|c nh im ti x|c nh gúc quột , t ú x|c nh c thi gian v{ qu~ng ng chuyn ng c) Bng tng quan gia DH v CT: Chuyn ng trũn u (O, R = A) Dao ng iu hũa x = Acos(t+) A la bien o R = A la ban k nh la tan so goc la toc o goc - Trang 4/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C (t+) la pha dao ong vmax = A la toc o cc amax = A2 la gia toc cc Fphmax = mA2 la hp lc cc tac dung len vat (t+) la toa o goc v = R la toc o dai aht = R2 la gia toc hng tam Fht = mA2 la lc hng tam tac dung len vat C|c dng dao ng cú phng trỡnh c bit: Biờn : A a) x = a Acos(t + ) vi a = const Ta VTCB: x = A Ta vt biờn: x = a A b) x = a Acos2(t + ) vi a = const Biờn : A ; =2; = 2 10 DH: x = Acos(2ft + ) Mi giõy i chiu 2f ln Nu vt v trớ biờn lỳc t = thỡ ch giõy u tiờn i chiu 2f-1 ln 11 Mt s s * S thi gian: T/12 T/24 T/24 T/12 Lu ý: - Nu vt i t A/2 n A thỡ ly thi gian vt i t O n A tr thi gian vt i t O n A/2 Tng t cỏc trng hp cng vy - Tng t nh trng hp vt i v bờn trc dng thỡ vt i bờn trc õm cng vy * S quan h gia li , tc v s bin i nng lng: v= vmax Wmax=W Wt = v= vmax W= 3Wt v= 2 vmax W = Wt - Trang 5/73 - v= vmax Wt = 3W v=0 Wtmax=W W = Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C B PH]N DNG V[ PHNG PH\P GII C\C DNG B[I TP DNG 1: Tớnh thi gian v{ ng i dao ng iu hũa a) Tớnh khong thi gian ngn nht vt i t v trớ x1 n x2: * Cỏch 1: Dựng mi liờn h DH v{ CT T 3600 t = = T 3600 t ? * Cỏch 2: Dựng cụng thc tớnh & m|y tớnh cm tay Nu i t VTCB n li x hoc ngc li: t = x arcsin A hay bm m|y l{ t = x sin A Nu i t VT biờn n li x hoc ngc li: t = x x 1 arccos hay bm m|y l{ t = cos1 A A b) Tớnh qu~ng ng i c thi gian t: t ; ú n l{ s dao ng nguyờn; t l{ khong thi Biu din t di dng: t nT gian cũn l ( t T ) s Tng qu~ng ng vt i c thi gian t: S n.4A Vi s l{ qu~ng ng vt i c khong thi gian t , ta tớnh nú bng vic dng mi liờn h gia DH v{ CT: Vớ d: Vi hỡnh v bờn thỡ s = 2A + (A - x1) + (A- x ) Neỏu t T thỡ s A C|c trng hp c bit: ; suy T Neỏu t thỡ s A Neỏu t nT thỡ s n4 A T Neỏu t nT thỡ s n4 A A DNG 2: Tớnh tc trung bỡnh v{ tc trung bỡnh S vi S l qu~ng ng vt i c khong thi gian t t 4A 2v max = Tc trung bỡnh hoc n chu kỡ l : v tb = T Tc trung bỡnh: v tb = - Trang 6/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C Vn tc trung bỡnh: v = x x2 - x1 vi x l{ di vt thc hin c khong = t t thi gian t di hoc n chu k bng Vn tc trung bỡnh hoc n chu kỡ bng DNG 3: X|c nh trng th|i dao ng ca vt sau (trc) thi im t mt khong t -Tỡm li x = x0 ti thi im t0 -Th t = t0+ t vo pt xỏc nh t Nu t =k2 (hay t = n.T) thỡ x = x0 v v = v0 Nu t = (2k +1) (hay t = (2n+1).T/2) thỡ x= -x0 v v= - v0 + k (hay t = (2n+1).T/4) thỡ x A2 x02 v v2 = 2(A2-x2) - Nu cú gi| tr kh|c, ta dựng mi liờn h DH v{ CT gii tip: Bc 1: V ng trũn cú b|n kớnh R = A (biờn ) v{ trc Ox nm ngang Bc 2: Biu din trng th|i ca vt ti thi im t trờn qu o v{ v trớ tng ng ca M trờn ng trũn Lu ý: ng vi x ang gim: vt chuyn ng theo chiu õm ; ng vi x ang tng: vt chuyn ng theo chiu dng Bc 3: T gúc = t m{ OM quột thi gian t, h hỡnh chiu xung trc Ox suy v trớ, tc, gia tc ca vt ti thi im t + t hoc t t Nu t = DNG 4: Tớnh thi gian mt chu k |x|, |v|, |a| nh hn hoc ln hn mt gi| tr n{o ú (Dựng cụng thc tớnh & m|y tớnh cm tay) a) Thi gian mt chu k vt c|ch VTCB mt khong nh hn x1 l t = 4t1 = hay bm m|y t = 4t1 = x arcsin A x sin A ln hn x1 l t = 4t = x arccos A hay bm m|y t = 4t1 = x cos1 A b) Thi gian mt chu k tc nh hn v1 l t = 4t1 = hay bm m|y t = 4t1 = v arcsin A v sin A - A V1 V1 A v v v 4 arccos hay bm m|y t = 4t1 = cos1 A A (Hoc s dng cụng thc c lp t v1 ta tớnh c x1 ri tớnh nh trng hp a) c) Tớnh tng t vi b{i to|n cho ln gia tc nh hn hoc ln hn a1 !! ln hn v1 l t = 4t = - Trang 7/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C DNG 5: Tỡm s ln vt i qua v trớ ~ bit x (hoc v, a, Wt, W, F) t thi im t1 n t2 Trong mi chu k, vt qua mi v trớ biờn ln cũn c|c v trớ kh|c ln (cha xột chiu chuyn ng) nờn: Bc 1: Ti thi im t1, x|c nh im M1 ; ti thi im t2, x|c nh im M2 Bc 2: V ỳng chiu chuyn ng ca vt t M1 ti M2, suy s ln vt i qua xo l k + Nu t < T thỡ k l{ kt qu, nu t > T t = n.T + t thỡ s ln vt qua xo l 2n + k + c bit: nu v trớ M1 trựng vi v trớ xut ph|t thỡ s ln vt qua xo l 2n + k + * Cỏch khỏc: - Xỏc nh v trớ x1, x2 v du ca v1, v2 tng ng vi t1 v t2 x1 A cos(t1 ) x2 A cos(t2 ) v v1 A sin(t1 ) v2 A sin(t2 ) t2 t1 n Xột t s: T (n nguyờn) t2 t1 nT t ' ( n N , t T ) s ln vt i qua x = x0 t thi im t1 t2 : m = 2n + k vi k = {0,1,2} xỏc nh k ta ch cn v hỡnh mụ t VD: -A x0 x2 O x1 A i qua ln: k = -A x2 O x0 x1 A -A i qua ln: k = x2 O x1 x0 A i qua ln: k = DNG 6: Tớnh thi im vt i qua v trớ ~ bit x (hoc v, a, Wt, W, F) ln th n * Cú xột chiu C: t = (n 1) T + t1 theo chiu C) (vi t1 l thi im vt qua x ln th * Khụng xột chiu: n )T t1 n2 )T t2 n l s chn : t ( Chỳ ý: xỏc nh t1 v t2 bng hỡnh v n l s l: t ( (vi t1 l thi im vt qua x ln th nht) (vi t2 l thi im vt qua x ln th hai) - Trang 8/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C DNG 7: Tớnh qu~ng ng ln nht v{ nh nht Trc tiờn ta so sỏnh khong thi gian t bi cho vi na chu kỡ T/2 * Trong trng hp t < T/2 : * Cỏch 1: Dựng mi liờn h DH v{ CT Vt cú tc ln nht qua VTCB, nh nht qua v trớ biờn (VTB) nờn cựng mt khong thi gian qu~ng ng i c c{ng ln vt c{ng gn VTCB v{ c{ng nh c{ng gn VTB Do cú tớnh i xng nờn qu~ng ng ln nht gm phn bng i xng qua VTCB, cũn qu~ng ng nh nht cng gm phn bng i xng qua VTB Vỡ vy c|ch l{m l{: V ng trũn, chia gúc quay = t thnh gúc bng nhau, i xng qua trc sin thng ng (Smax l{ on P1P2) v i xng qua trc cos nm ngang (Smin l{ ln on PA) * Cỏch 2: Dựng cụng thc tớnh & m|y tớnh cm tay Trc tiờn x|c nh gúc quột = t, ri thay v{o cụng thc: t Qu~ng ng ln nht : Smax = 2Asin 2Asin 2 t Qu~ng ng nh nht : S )= 2A(1- cos ) = 2A(1- cos * Trong trng hp t > T/2 Trong thi gian n T : tỏch t n T t ' , ú n N* ; t ' 2 T quóng ng luụn l 2nA Trong thi gian t thỡ qu~ng ng ln nht, nh nht tớnh nh mt cỏch trờn S S + Tớnh tc trung bỡnh ln nht v{ nh nht: v tbmax max v v tbmin ; vi Smax , Smin t t tớnh nh trờn * B{i to|n ngc: Xột cựng qu~ng ng S, tỡm thi gian d{i nht v{ ngn nht: Nu S < 2A: S = 2Asin .t (tmin ng vi Smax) ; S = 2A(1- cos .t max ) (tmax ng vi Smin) Nu S > 2A: tỏch S n.2A S' , thi gian tng ng: t n T t ' ; tỡm tmax , tmin nh trờn * T cụng thc tớnh Smax v Smin ta cú c|ch tớnh nhanh qu~ng ng i c thi gian t t1 n t2: Ta cú: - lch cc i: S = Smax Smin 0, 4A - Quóng ng vt i sau mt chu kỡ luụn l 4A nờn quóng ng i c trung bỡnh l: S = t t1 4A T Vy quóng ng i c: S S S hay S S S S S hay S 0,4A S S 0,4A - Trang 9/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 DAO NG C DNG 8: B{i to|n hai vt cựng dao ng iu hũa Bi toỏn 1: B{i to|n hai vt gp * Cỏch gii tng qu|t: - Trc tiờn, x|c nh pha ban u ca hai vt t iu kin ban u - Khi hai vt gp thỡ: x1 = x2 ; gii & bin lun tỡm t thi im & v trớ hai vt gp * Cỏch 2: Dựng mi liờn h DH v{ CT (cú trng hp) - Trng hp 1: S gp ca hai vt dao ng cựng biờn , khỏc tn s Tỡnh hung: Hai vt dao ng iu ho vi cựng biờn A, cú v trớ cõn bng trựng nhau, nhng vi tn s f1 f2 (gi s f2 > f1) Ti t = 0, cht im th nht cú li x1 v chuyn ng theo chiu dng, cht im th hai cú li x2 chuyn ng ngc chiu dng Hi sau bao lõu thỡ chỳng gp ln u tiờn? Cú th xy hai kh nng sau: + Khi gp hai cht im chuyn ng cựng chiu Ti t = 0, trng thỏi chuyn ng ca cỏc cht im s tng ng vi cỏc bỏn kớnh ca ng trũn nh hỡnh v Gúc to bi hai bỏn kớnh ú l D Trờn hỡnh v, ta cú: = - + Khi gp nhau, cht im chuyn ng ngc chiu nhau: Trờn hỡnh v: = a + a ' ; = b + b ' Vi lu ý: a' + b' = 1800 Ta cú: + = a + b +1800 Trong ú: a, b l cỏc gúc quột ca cỏc bỏn kớnh t t = cho n thi im u tiờn cỏc vt tng ng ca chỳng i qua v trớ cõn bng c bit: nu lỳc u hai vt cựng xut ph|t t v trớ x0 theo cựng chiu chuyn ng D nờn vt i nhanh hn vt 1, chỳng gp ti x1, suy thi im hai vt gp : + Vi < (Hỡnh 1): M1OA M2OA - 1t = 2t - t= + + Vi > (Hỡnh 2) ( - )- 1t = 2t -( - ) t= 2( - ) + - Trng hp 2: S gp ca hai vt dao ng cựng tn s, khỏc biờn Tỡnh hung: Cú hai vt dao ng iu hũa trờn hai ng thng song song, sỏt nhau, vi cựng mt chu kỡ V trớ cõn bng ca chỳng sỏt Biờn dao ng tng ng ca chỳng l A1 v A2 (gi s A1 > A2) Ti thi im t = 0, cht im th nht cú li x1 chuyn ng theo chiu dng, cht im th hai cú li x2 chuyn ng theo chiu dng Hi sau bao lõu thỡ hai cht im gp nhau? Chỳng gp ti li no? - Trang 10/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 SểNG NH SNG ca ngun sỏng trng Tớnh cht ng dng Nguyờn t khỏc cú quang ph vch riờng kh|c v s lng, v trớ mu sc, sỏng t i gia cỏc vch (vch quang ph khụng cú b rng) - Khụng ph thuc bn cht ca vt, ch ph thuc nhit ca vt - Nhit cng cao, phỏt sỏng ca vt cng m rng v vựng ỏnh sỏng cú bc súng ngn o nhit ca vt Cỏc vch ti xut hin ỳng v trớ cỏc vch mu ca quang ph vch phỏt x - T|c dng nhit - G}y mt s phn ng húa hc - Cú th bin iu c nh súng cao tn - G}y hin tng quang in mt s cht b|n dn Xỏc nh th{nh phn (nguyờn t), h{m lng c|c th{nh phn vt - Sy khụ, si m - iu khin t xa - Chp nh b mt Tr|i t t v tinh - Qu}n s (tờn la t ng tỡm mc tiờu, camera hng ngoi, ng nhũm hng ngoi) - T|c dng lờn phim nh, L{m ion húa khụng khớ, g}y phn ng quang húa, quang hp, g}y hin tng quang in - T|c dng sinh lớ: hy dit t b{o da, dit khun - B nc v{ thy tinh hp th rt mnh - Kh trựng nc ung, thc phm - Cha bnh cũi xng - X|c nh vt nc trờn b mt kim loi - Kh nng õm xuyờn mnh T|c dng mnh lờn phim nh, l{m ion húa khụng khớ, lm phỏt quang nhiu cht, g}y hin tng quang in hu ht kim loi - T|c dng dit vi khun, hy dit t b{o - Chiu in, chp in dựng y t chn o|n bnh - Cha bnh ung th - Kim tra vt ỳc, dũ bt khớ, vt nt kim loi - Kim tra h{nh lớ h{nh kh|ch i mỏy bay Chỳ ý: Mt tri l ngun phỏt quang ph liờn tc nhng quang ph ca mt tri m ta thu c trờn mt t li l quang ph vch hp th ca khớ quyn mt tri Thang súng in t: Min ST Súng vụ tuyn Tia hng ngoi nh sỏng nhỡn thy Tia t ngoi (m) 3.104 10-4 10-3 7,6.10-7 7,6.10-7 3,8.10-7 3,8.10-7 10-9 Tia X 10-8 10-11 Tia Gamma Di 10-11 DNG 1: Tia Rn-ghen }y ta xột c|c b{i to|n xuụi, ngc liờn quan n in |p UAK, ng nng ca elecron, bc súng ngn nht (hoc tn s ln nht) m{ ng Rn-ghen phỏt 1/ Tớnh bc súng ngn nht ca tia X ph|t ra: - Theo nh lut bo to{n nng lng: Nng lng dũng electron = nng lng tia X + Nhit nng + (nhit nng rt ln so vi nng lng tia X) F = X +Q X hc hc hc X X X - Ta cú: Nng lng dũng electron = ng nng ca chựm electron p v{o i Katt = Wd = e.UAK X h.c eU AK A K Nc lm ngui F Tia X - Trang 59/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 SểNG NH SNG Suy bc súng ngn nht ca tia X phỏt l: Xmin = hc e.U AK 2/ Tớnh nhit lng l{m núng i Katt: Nhit lng l{m núng i Katt bng tng ng nng ca c|c quang electron n p v{o i Katt : Q = W = N.W = N. vi N = I.t l{ tng s quang electron n i Katt e Kt hp vi Q = m.c.(t2 - t1) ; vi c l{ nhit dung riờng ca kim loi l{m i Katt - Trang 60/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG CHNG : LNG T NH SNG CH 1: QUANG IN NGO[I nh ngha: Hin tng ỏnh sỏng lm bt cỏc ờlectron mt kim loi gi l{ hin tng quang in (hay cũn gi l{ hin tng quang in ngo{i) C|c electron b bt hin tng n{y gi l{ c|c electron quang in hay quang electron nh lut v gii hn quang in: i vi mi kim loi, |nh s|ng kớch thớch phi cú bc súng nh hn hoc bng gii hn quang in ca kim loi ú ( 0) mi g}y c hin tng quang in Chỳ ý: Nu chiu ng thi bc x , v{ c bc x cựng g}y hin tng quang in thỡ ta tớnh to|n vi bc x cú bc súng hn Gi thuyt Plng: Lng nng lng m{ mi ln mt nguyờn t hay ph}n t hp th hoc ph|t x cú gi| tr ho{n to{n x|c nh, c gi l{ lng t nng lng v{ c kớ hiu bng ch : = hf = hc Trong ú: h = 6,625.10-34 J.s gi l{ hng s Plng Gii hn quang in: hc ca mi kim loi l{ c trng riờng ca kim loi ú v{ cng chớnh l{ A bc súng ln nht ca ỏnh sỏng kớch thớch Trong ú: A l{ cụng tho|t ca ờlộctrụn (n v: Jun) Thuyt lng t |nh s|ng (thuyt phụtụn) ca Anh-xtanh + nh s|ng c to th{nh bi c|c ht gi l{ phụtụn + Vi mi |nh s|ng n sc cú tn s f, c|c phụtụn u ging nhau, mi phụtụn mang nng lng = hf + Phụtụn ch tn ti trng th|i chuyn ng Trong chõn khụng, phụtụn bay vi tc c = 3.108 m/s dc theo c|c tia s|ng + Mi ln mt nguyờn t hay ph}n t ph|t x hoc hp th |nh s|ng thỡ chỳng ph|t hay hp th mt phụtụn + Nng lng ca mi phụtụn rt nh Mt chựm s|ng dự yu cng cha rt nhiu phụtụn rt nhiu nguyờn t, ph}n t ph|t Vỡ vy ta nhỡn thy chựm s|ng l{ liờn tc + Khi ỏnh sỏng truyn i, cỏc lng t khụng b thay i, khụng ph thuc khong cỏch ti ngun sỏng Lng tớnh súng - ht ca |nh s|ng nh s|ng va cú tớnh cht súng, va cú tớnh cht ht Ta núi |nh s|ng cú lng tớnh súng - ht Trong mi hin tng quang hc, tớnh cht súng th hin rừ thỡ tớnh cht ht li m, v{ ngc li Th hin tớnh cht súng Hin tng giao thoa Hin tng nhiu x Hin tng t|n sc Th hin tớnh cht ht Hin tng quang in Hin tng g}y ph|t quang Tớnh }m xuyờn, g}y ion húa cht khớ Cụng sut bc x ca ngun s|ng: P = nf Vi nf l{ s phụtụn ngun ph|t 1s * * MT S DNG B[I TP N]NG CAO ng lng ca photon: p = mphc = Cụng thc Anh-xtanh: h = ; Vi mph l{ lng tng i tớnh ca photon c = A + mv 20max 10 nh lớ ng nng: Wd = A FE 2hc v 0max = 1 m ; vi h.c = 1,9875.10-25 1 mv 2t - mv 02 = q.UMN = q.(VM - VN ) 2 - Trang 61/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG B{i to|n 1: Tớnh in th ca qu cu cụ lp v in Trng hp chiu bc x cú bc súng v{o qu cu kim lai cụ lp, c|c ờlộctrụn quang in c bt qu cu, in tớch dng ca qu cu tng dn nờn in th V ca qu cu tng dn in th V = Vmax c|c ờlộctrụn quang in bt qu cu u b lc in trng hỳt tr li qu cu - p dng nh lớ ng nng vi lu ý vt = 0, VM = Vmax , VN = V = , ta cú: m.v 20max = e.Vmax - p dng cụng thc Anh-xtanh, ta cú: Vmax = h c -A e - i vi qu cu kim loi b|n kớnh R, ta cú th tớnh c in tớch cc i Qmax ca qu cu: Vmax k Q max ; vi k = 9.109 (Nm2 / C2 ) R Bi toỏn 2: Cho hiu in th UAK t v{o t b{o quang in, tớnh tc ca e p v{o Anot - Khi electron c tng tc: - Khi electron b gim tc: 1 mv - mv 20 = e.U AK mv -( - A) = e.U AK tc v 2 1 mv2 - mv 02 = -e U AK tc v 2 Lu ý i n v: MeV = 106 eV ; eV = 1,6.10-19 J ; MeV = 1,6.10-13 J ; A = 10-10 m 12 Cng dũng quang in b~o hũa: Ibh 13 Hiu sut lng t: H q t ne e ; Vi ne l{ s elộctron bt K 1s ne nf 14 iu kin dũng quang in trit tiờu: UAK Uh (Uh < 0), Uh gi l{ hiu in th h~m eU h = mv0Max e.U h = hf A Uh = hc 1 ( - ) e Lu ý: Trong mt s b{i to|n ngi ta ly Uh > thỡ ú l{ ln 15 Tớnh khong c|ch xa nht m{ mt cũn trụng thy ngun s|ng Gi P l{ cụng sut ca ngun s|ng ph|t bc x ng hng, d l{ ng kớnh ca ngi, n l{ nhy ca mt (s photon ớt nht lt v{o mt m{ mt cũn ph|t hin ra) Ta cú: - S photon ca ngun s|ng ph|t gi}y: n = P P = hc - Gi D l{ khong c|ch t mt n ngun s|ng, thỡ s photon trờn c ph}n b u trờn mt hỡnh cu cú bỏn kớnh l D n P = 4D hc.4D2 d d2 P Pd2 k = = - S photon lt v{o ngi gi}y l{: N = hc.4D2 16hc.D2 - S photon qua n v din tớch ca hỡnh cu gi}y l{: k = - mt cũn nhỡn thy c ngun s|ng thỡ N n P d2 16hc.D2 - Trang 62/73 - nD d P Dmax nhc d P nhc Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG 16 Khi electron quang in bay in trng + Lc in trng t|c dng lờn electron: FE = e.E ; vi in trng u thỡ: E = U d + Khi c|c quang electron bt catot chu lc in trng thỡ thu gia tc a = FE e.E e U = = m m m d Bi toỏn: Tớnh khong c|ch s ti a m{ electron ri xa c bn cc Nu in trng cn l{ u cú cng E v{ electron bay dc theo ng sc in thỡ qu~ng ng mv0max A 2 ti a m{ electron cú th ri xa c Katot l{: mv0max e.E.Smax Smax = e.E e.E Bi toỏn: Tớnh b|n kớnh ln nht ca vũng trũn trờn b mt anot m{ c|c electron ti p v{o Electron s b lch nhiu nht tc ban u v0 vuụng gúc vi b mt Katot (vuụng gúc vi c|c ng sc in), ta qui v b{i to|n chuyn ng nộm ngang Xột trc ta xOy: + Trc Ox: x = v0maxt = Rmax + Trc Oy: y = e.E t = d (vi d l{ khong c|ch gia hai bn cc) t Rmax = v0maxt at = 2 m - Nu ta thay a = e U AK thỡ: R max m d - Nu thay tip v0max t biu thc v 0max t mv 20Max v 0max d 2me e.U AK eUh thỡ: R max 2d Uh U AK 17 Khi electron quang in bay t trng + Lc Lorenx t|c dng lờn electron: FL = e.B.v0max.sin + Nu v0 B thỡ qu o electron l{ ng trũn R: Fht = FL m v 02 = e v 0B R R mv eB Nu electron cú v0max thỡ: R R max m.v0max eB + Nu v xiờn gúc vi B thỡ qu o electron l{ ng c vi b|n kớnh vũng c: R = mv e B.sin 18 Khi electron quang in bay theo phng ngang cú c in trng v{ t trng, electron khụng b lch phng ban u thỡ FE = FL E = B.v omax - - CH 2: MU NGU ấN T BO Tiờn (Tiờn v trng thỏi dng): Nguyờn t ch tn ti mt s trng th|i cú nng lng x|c nh, gi l{ c|c trng th|i dng Khi c|c trng th|i dng thỡ nguyờn t khụng bc x v{ cng khụng hp th nng lng Tiờn (Tiờn v s bc x v hp th nng lng ca nguyờn t ): Khi nguyờn t chuyn t trng th|i dng cú nng lng En sang trng th|i dng cú nng lng Em nh hn thỡ nguyờn t ph|t mt phụtụn cú nng lng ỳng bng En hiu En Em: = hfnm = En Em hp th bc x Ngc li, nu nguyờn t ang trng th|i dng cú nng lng Em m{ hp th c mt phụtụn cú nng lng ỳng hfmn hfnm bng hiu En Em thỡ nú chuyn lờn trng th|i dng cú nng Em lng cao En Chỳ ý: Nu phụtụn cú nng lng hf mn m E n < hf mn < E m thỡ nguyờn t khụng nhy lờn mc nng lng n{o m{ trng th|i dng ban u - Trang 63/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG H qu: nhng trng th|i dng c|c electron nguyờn t ch chuyn ng trờn qu o cú b|n kớnh ho{n to{n x|c nh gi l{ qu o dng - i vi nguyờn t Hirụ, b|n kớnh qu o dng tng t l vi bỡnh phng ca c|c s nguyờn liờn tip: rn = n2r0 , vi n l{ s nguyờn v{ r0 = 5,3.10-11 m, gi l bỏn kớnh Bo Qu o Bỏn kớnh K (n = 1) r0 L (n = 2) r0 M (n = 3) r0 N (n = 4) 16 r0 Hp th nng lng Trng thỏi c bn (tn ti bn vng) O (n = 5) 25 r0 P (n = 6) 36 r0 Trng thỏi kớch thớch (ch tn ti thi gian c 10-8s) Bc x nng lng 13,6 (eV) Vi n N* n2 Nng lng ion húa nguyờn t hi rụ t trng th|i c bn: E0 = 13,6(eV) = 21,76.10-19 J Tớnh nng lng electron trờn qu o dng th n: En = - Qu o Nng lng K (n = 1) 13,6 12 L (n = 2) M (n = 3) 13,6 22 N (n = 4) 13,6 32 13,6 42 Tớnh bc súng dch chuyn gia hai mc nng lng: Cho bc súng n{y tớnh bc súng kh|c: Hoc dựng cụng thc: = O (n = 5) 1 = + ; 13 12 23 hc = Em - En mn 13,6 52 mn = P (n = 6) 13,6 62 hc Em - En f13 = f12 + f23 (nh cng vộct) vi RH = 1,09.107 m-1 (m|y tớnh fx 570 ES: bm SHIFT 16 ) 1 RH( - ) n m Tớnh b|n kớnh qu o dng th n: rn = n2r0 ; vi r0 = 5,3.10-11m l{ b|n kớnh Bo ( qu o K) Khi electron chuyn mc nng lng, tỡm s vch ph|t ra: - V s mc nng lng, v c|c vch cú th ph|t x ri m n(n -1) ; vi n l{ s vch mc nng lng n! n(n 1) ; ú C2n l{ t hp chp ca n n !2! - Hoc dựng cụng thc: N = Chng minh: N C2n 9* Tớnh tc v{ tn s quay ca electron chuyn ng trờn qu o dng n: Lc Culụng gia electron v{ ht nh}n gi vai trũ lc hng t}m k k 2,2.106 = Vn tc ca electron: v = e (m / s) ; vi me rn n Tn s quay ca electron: = 2.f = v rn f e2 v2 = m nờn: e rn2 rn 2 k = 9.10 (Nm / C ) -31 me = 9,1.10 kg v 2.rn 10* Cng dũng in ph}n t electron chuyn ng trờn qu o g}y ra: I = (vỡ electron chuyn ng trờn qu o trũn nờn t = T) - Trang 64/73 - q e e = = t T Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG - - CH 3: QUANG IN TRONG, QUANG PH\T QUANG & LAZE I HIN TNG QUANG IN TRONG Cht quang dn v{ hin tng quang in a) Cht quang dn: l{ cht dn in kộm khụng b chiu s|ng v{ tr th{nh cht dn in tt b chiu |nh s|ng thớch hp b) Hin tng quang in trong: * Khỏi nim: Hin tng chiu |nh s|ng thớch hp v{o cht b|n dn, l{m gii phúng c|c ờlectron liờn kt cho chỳng tr th{nh c|c ờlectron dn ng thi to c|c l trng cựng tham gia v{o qu| trỡnh dn in gi l{ hin tng quang in * ng dng: Hin tng quang in c ng dng quang in tr v{ pin quang in Chỳ ý: Khi núi n hin tng quang in thỡ luụn nh ti cht b|n dn, cũn vi hin tng quang in ngo{i thỡ phi l{ kim loi Bc x hng ngoi cú th g}y hin tng quang in mt s cht b|n dn Trong ú nú khụng th g}y hin tng quang in ngo{i bt k kim loi n{o Quang in tr - Quang in tr l{ mt in tr l{m bng cht quang dn Nú cú cu to gm mt si d}y bng cht quang dn gn trờn mt c|ch in - Quang in tr c ng dng c|c mch iu khin t ng Pin quang in - Pin quang in (cũn gi l{ pin Mt Tri) l{ mt ngun in chy bng nng lng |nh s|ng Nú bin i trc tip quang nng th{nh in nng * ng dng: Pin quang in c ng dng c|c m|y o |nh s|ng, v tinh nh}n to, m|y tớnh b tỳi c lp t v{ s dng nỳi, hi o, nhng ni xa nh{ m|y in II HIN TNG QUANG PHT QUANG Kh|i nim v s ph|t quang Hin tng xy mt s cht cú kh nng hp th ỏnh sỏng cú bc súng ny phỏt ỏnh sỏng cú bc súng khỏc Cht cú kh nng ph|t quang gi l{ cht ph|t quang - Trang 65/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 LNG T \NH S\NG Vớ d: Nu chiu mt chựm |nh s|ng t ngoi v{o mt ng nghim ng dung dch fluorexờin (cht dip lc) thỡ dung dch n{y s ph|t |nh s|ng m{u lc }y, |nh s|ng t ngoi l{ |nh s|ng kớch thớch, cũn |nh s|ng m{u lc l{ fluorexờin ph|t l{ ỏnh sỏng phỏt quang Th{nh ca c|c ốn ng thụng thng cú ph mt lp bt ph|t quang Lp bt n{y s ph|t quang |nh s|ng trng b kớch thớch bi |nh s|ng gi{u tia t ngoi hi thy ng}n ốn ph|t lỳc cú s phúng in qua nú Chỳ ý: Ngo{i hin tng quang ph|t quang cũn cú c|c hin tng ph|t quang sau: húa phỏt quang ( om úm); in ph|t quang ( ốn LED); ph|t quang catụt ( m{n hỡnh ti vi) S ph|t s|ng ca ốn ng l{ s quang - ph|t quang vỡ: ốn ng cú tia t ngoi chiu v{o lp bt ph|t quang c ph bờn th{nh ng ca ốn S ph|t s|ng ca ốn dõy túc, ngn nn, h quang khụng phi l{ s quang - phỏt quang c im ca hin tng ph|t quang: bc súng ' ca |nh s|ng phỏt quang bao gi cng ln hn bc súng ca |nh s|ng kớch thớch: ' > (hay ' < f ' < f) III S LC V LAZE nh ngha, c im, ph}n loi v{ ng dng ca laze - Laze l{ mt ngun s|ng ph|t mt chựm s|ng cng ln da trờn vic ng dng hin tng ph|t x cm ng - Mt s c im ca tia laze: + Tia laze cú tớnh n sc cao + Tia laze l chựm s|ng kt hp (c|c phụtụn chựm cú cựng tn s v{ cựng pha) + Tia laze l chựm s|ng song song (cú tớnh nh hng cao) + Tia laze cú cng ln Chỳ ý: Tia laze khụng cú c im cụng sut ln, hiu sut ca laze nh hn - C|c loi laze: + Laze rn, nh laze rubi (bin i quang nng th{nh quang nng) + Laze khớ, nh laze He Ne, laze CO2 + Laze b|n dn, nh laze Ga Al As, s dng ph bin hin (bỳt ch bng) - Mt v{i ng dng ca laze: Laze c ng dng rng r~i rt nhiu lnh vc + Y hc: dựng nh dao m phu thut mt, cha bnh ngo{i da + Thụng tin liờn lc: s dng vụ tuyn nh v, liờn lc v tinh, truyn tin bng c|p quang + Cụng nghip: khoan, ct, tụi, chớnh x|c c|c vt liu cụng nghip - Trang 66/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 HT NH]N NGUYấN T CHNG : HT NHN NGUYấN T DNG 1: Thuyt tng i - Cu trỳc ht nh}n - Khi lng ngh: m0 ; Khi lng tng i tớnh: m0 m m0 v2 c2 - Nng lng ngh: W0 = m0c2 ; Nng lng to{n phn: W = mc2 - ng nng: W = K = W W0 = (m m0)c2 A - Ht nh}n Z X , cú A nuclụn ; Z prụtụn v (A Z) ntrụn - ht khi: m = Zmp + (A Z)mn mhn - Nng lng liờn kt ca ht nh}n: Wlk = m.c2 ; vi: uc2 931,5 MeV - Nng lng liờn kt tớnh riờng: Wlk (c trng cho tớnh bn v ng ca ht nh}n) A m N A A Vi NA = 6,02.1023ht/mol (m|y tớnh fx 570 ES: bm SHIFT 24 ) - S ht nh}n m gam cht n nguyờn t: N DNG 2: Phúng x t , ta cú: m m k m0 e t ; N N0 k N0 e t T S ht nguyờn t b phõn ró bng s ht nh}n c to thnh v bng s ht * C|c cụng thc c bn: t k c to thnh: N N0 N N0 e t Khi lng cht b phúng x sau thi gian t: m m0 m0 m Phn trm cht phúng x cũn li: Phn trm cht phúng x b phõn ró: T l s nguyờn t ca ht nhõn v ht nhõn m ti thi im t: N t N m = = 2-k = e-t N m0 Chỳ ý: Nu t 0: phn ng ta nng lng + Nu E < 0: phn ng thu nng lng b) B{i to|n dng c|c nh lut bo to{n: * Tng qu|t: dựng tớnh gúc gia phng chuyn ng ca c|c ht P3 * O P1 E = K3 + K - K1 * P42 = P12 + P32 - 2P1P3cos1 * P12 = P32 + P42 - 2P3P4cos P4 * TH1: Hai ht bay theo phng vuụng gúc P3 P1 * * P12 P4 O E = K3 + K - K1 P32 P42 m1K1 m3K3 m4K * TH2: Hai ht sinh cú cựng vect tc E = K3 + K - K1 * K3 m3 K m4 * m1v1 = m3.v3 + m4.v4 * * TH3: Hai ht sinh ging nhau, cú cựng ng nng P3 * O P1 E = 2K3 K1 2K4 K1 * P1 = 2P3cos = 2P4cos 2 P4 * TH4: Phúng x (ht m ng yờn, v th{nh ht con) E = K3 K K v m4 * K v m3 * Chỳ ý: Khi tớnh tc ca c|c ht thỡ: - ng nng ca c|c ht phi i n v J (Jun) (1MeV = 1,6.10-13J) - Khi lng c|c ht phi i kg (1u = 1,66055.10-27kg) - Trang 69/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 HT NH]N NGUYấN T DNG 4: Nng lng phõn hch nhit hch * So s|nh ph}n hch v{ nhit hch Ph}n hch L{ phn ng ú mt ht nh}n nh ngha nng v thnh hai ht nhõn nh hn (so khoi trung b nh) v vi ntron c im L{ phn ng ta nng lng iu kin u v{ nhc Nhit hch L{ phn ng ú hay nhiu ht nh}n nh tng hp li thnh mt ht nhõn nng hn v vi ntron L phn ng to nng lng - Nhit cao khong 100 triu k1 - Mt ht nh}n plasma phi + k = 1: kim so|t c ln + k > 1: khụng kim so|t c, g}y - Thi gian trỡ trng th|i plasma bựng n (bom ht nh}n) nhit cao 100 triu phi ln G}y ụ nhim mụi trng (phúng x) Khụng g}y ụ nhim mụi trng * Mt s dng b{i tp: - Cho lng ca c|c ht nh}n trc v{ sau phn ng : M0 v M Tỡm nng lng to xy phn ng: E = ( M0 M ).c2 MeV m - Suy nng lng to m gam ph}n hch (hay nhit hch ): E = Q.N = Q .N A (MeV) A Pci (%) - Hiu sut nh{ m|y: H = Ptp - Tng nng lng tiờu th thi gian t: A = Ptp t A Ptp t = - S ph}n hch: N = E E - Nhit lng to ra: Q = m.q ; vi q l{ nng sut ta nhit ca nhiờn liu - Gi P l{ cụng sut ph|t x ca Mt Tri thỡ mi ng{y ờm lng Mt Tri gim i mt E P.t lng bng m c c2 ** MT S DNG TON NNG CAO: * Tớnh phúng x H: H N Ho e t H o t T i lng c trng cho tớnh phúng x mnh hay yu ca cht phúng x n v: 1Bq(Becoren) = 1phõn ró/s Hoc: 1Ci(curi) = 3,7.1010 Bq * Th tớch ca dung dch cha cht phúng x: V0 = H0 t V ; Vi V l{ th tớch dung dch cha H T H - - CHC CC EM HC TT V U I HC ! - Trang 70/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 PH LC PH LC A - KIN THC TO\N C BN I LNG GI\C N V O GI\ TR LNG GIC CC CUNG 10 60' phỳt, 1= 60 (gi}y); 10 (rad ) ; 1(rad ) 180 180 Bng gi| tr lng gi|c c|c cung c bit y () t - - /3 -1 u' /3 u /4 /2 5/6 /3 /2 3/4 /2 2/3 x' B /6 /3 1/2 1/2 - /2 - /2 -1/2 -1 /2 /2 O -1/2 -/4 - /2 -1 - /2 Gi| tr sin( ) cos( ) tan( ) cot an( ) 300 450 600 900 2 2 2 3 3 3 -1 -/3 y' 00 - /3 -/6 - /2 Gúc x A (ẹieồm goỏc) t' 1200 1350 2 - 2 2 -1 3 - Trang 71/73 - -1 - 1500 - - 3 - 3600 2700 -1 -1 1800 Tng hp kin thc Vt lý 12 Cung i ( ; ) Cung bự ( ; ) PH LC Cung hn kộm ( ; ) cos(- ) cos( ) cos( - ) cos( ) cos( ) cos( ) sin( ) sin( ) sin( ) sin( ) sin( ) sin( ) tan( ) tan( ) tan( ) tan( ) cot an( ) cot an( ) tan( ) tan( ) cot an( ) cot an( ) cot an( ) cot an( ) Cung ph ( ; cos( sin( tan( 2 ) cos( ) cos( ) ) cot an ( ) cot an ( ( ; - ) sin ( ) Cung hn kộm ) tan( ) tan( 2 ) ) sin ( ) sin( ) cos( ) ) cot an ( ) cot an ( ) tan( ) C\C HNG NG THC LNG GI\C sin ( ) cos ( ) 1; tan( ).cot an( ) 1; 1 cot an2 ( ); tan ( ) sin ( ) cos ( ) CễNG THC BIN I a) Cụng thc cng sin(a b) sin(a) cos b sin b cos a ; cos(a b) cos(a) cos b sin a sin b ; tan(a b) b) Cụng thc nh}n ụi, nh}n ba sin 2a 2sin a cos a ; tan a tan b ; tan a tan b sin 3a 3sin a 4sin a ; cos 2a cos a sin a 2cos a 2sin a ; cos 3a 4cos3 a 3cos a ; cos 2a cos 2a ; sin a 2 d) Cụng thc bin i tng th{nh tớch ab a b a b a b sin a sin b 2sin cos ; cos a cos b cos cos a b a b a b a b sin a sin b cos sin ; cos a cos b 2sin sin CễNG THC NGHIM CA PHNG TRèNH C BN: a k sin sin a cos cos a a k a k c) Cụng thc h bc: cos a II KHI GII B[I TP CN CH í MT S KIN THC TO\N HC SAU : o h{m Nguyờn hm ca mt s h{m c bn s dng Vt Lớ: H{m s o h{m Nguyờn hm Y = sinx cosx - cosx Y = cosx - sinx sinx Bt ng thc Cụsi: |p dng cho s dng a v{ b (a b)min ab a + b ab ; du = xy a = b ( ab) a b max Khi tớch s khụng i, tng nh nht s bng Khi tng s khụng i, tớch s ln nht s bng - Trang 72/73 - Tng hp kin thc Vt lý 12 PH LC Tam thc bc hai: y = f(x) = ax2 + bx + c + a > thỡ ymin ti nh Parabol + a < thỡ ymax ti nh Parabol b ; y + To nh: x = ( = b2 - 4ac) 2a 4a + Nu = thỡ phng trỡnh y = ax2 + bx + c = cú nghim kộp + Nu > thỡ phng trỡnh cú nghim ph}n bit nh lý Viet: x x.y y b a S P x,y c a l{ nghim ca phng trỡnh: X2 SX + P = H thc lng tam giỏc - Tam giỏc thng: a b c a nh lý hm s sin: sin A sin B sin C b nh lý hm s cosin: a b2 c2 2bccos A - Tam giỏc vuụng: Cho tam giỏc ABC vuụng ti A cú AH = h, BC = b, AC = b, AB = c, CH = b, BH = c, ta cú cỏc h thc sau: 1 b2 ab '; c2 ac '; h b 'c '; b.c a.h; h b c a c a b c d a c a +c a -c = = Tớnh cht ca ph}n thc: = = v = b d b d b d b +d b-d Cỏc gi| tr gn ỳng: 10; 314 100 ; 0,318 ; 0,636 ; 1,41 - C|ch c tờn mt s i lng vt lý : ờta A : anpha : ipxilon : xicma : beta B : tờta : rụ : Gamma : nuy : pi : muy : enta : omikron : epxilon : lamda : kappa : zeta : kxi : iụta : T : tụ : fi : omega Tin t Tera Ký hiu T Tha s 10 12 Tin t dexi Ký hiu d Tha s 10 -1 BNG QUY I THEO LY THA 10 Giga Mega Kilo Hecto G 10 M 10 K 10 H 10 BNG QUY I THEO LY THA 10 centi mili micro nano c 10 m -2 10 -3 - Trang 73/73 - 10 -6 n 10 -9 Deca D 10 pico p 10 -12 2; 1,73