tóm tắt công thức và lý thuyết vật lý 11

Tài liệu đã tổng hợp toàn bộ các công thức và lý thuyết trong chương trình vật lí lớp 11. Tài liệu này giúp các em học sinh có thể tra cứu các công thức một cách nhanh chóng theo từng bài và có sự chắt lọc các kiến thức cần thiết.

TĨM TẮT CƠNG THỨC VÀ LÍ THUYẾT HỒN CHỈNH CHƢƠNG I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƢỜNG I Các cách nhiễm điện Có cách nhiễm điện vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng II Định luật Cu lơng: Lực tương tác điện tích điểm q ;1q đặt cách khoảng r mơi trường có số điện   mơi ε F12 ; F21 có: - Điểm đặt: điện tích - Phương: đường nối điện tích - Chiều: + Hướng xa + Hướng vào - Độ lớn: Fk q1q2 .r - Biểu diễn:  F21 r q1.q2 > (q1; q2 dấu) q1.q2 < (q1; q2 trái dấu)  N.m2  ; k = 9.10  C    (ghi chú: F lực tĩnh điện)  F12 F21 r  F12 q1.q2 < q1.q2 >0 Vật dẫn điện, điện mơi: + Vật (chất) có nhiều điện tích tự → dẫn điện + Vật (chất) có chứa điện tích tự → cách điện (điện mơi) III Định luật bảo tồn điện tích: Trong hệ lập điện (hệ khơng trao đổi điện tích với hệ khác) tổng đại số điện tích hệ số Điện trƣờng + Khái niệm: Là mơi trường tồn xung quanh điện tích tác dụng lực lên điện tích khác đặt + Cường độ điện trường:Là đại lượng đặc trưng cho điện trường khả tác dụng lực    F E = q ⇒ F = q.E  Đơn vị: E(V/m)  q > : phương, chiều với E F q<  : F phương, ngược chiều với E + Đường sức điện trường: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tưyến điểm đường trùng với hướng véc tơ CĐĐT điểm Tính chất đường sức: - Qua điểm đ.trường ta vẽ đường sức điện trường - Các đường sức điện đường cong khơng kín,nó xuất phát từ điện tích dương,tận điện tích âm - Các đường sức điện khơng cắt - Nơi có CĐĐT lớn đường sức vẽ mau ngược lại + Điện trường đều: - Có véc tơ CĐĐT điểm - Các đường sức điện trường đường thẳng song song cách  + Véctơ cường độ điện trường điện tích điểm Q gây điểm M cách Q đoạn r E có: - Điểm đặt: Tại M - Phương: - Chiều: đường nối M Q Hướng xa Q Q > Hướng vào Q Q 0 ; k = 9.10  C    - Biểu diễn :  r EM  q C1, C2, C3 Q - Năng lƣợng tụ điện: W = U = C.U 2 =Q 2C - Năng lƣợng điện trƣờng: Năng lượng của2tụ điện lượng điện trường tụ điện Tụ điện phẳng W= ε.E2 V 9.10 với V=S.d thể tích khoảng khơng gian tụ điện phẳng Mật độ lượng điện trường: CHƢƠNG II I DÕNG ĐIỆN W E w  Vk8 DÕNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI • Dòng điện dòng điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng Chiều quy ước dòng điện chiều dịch chuyển có hướng điện tích dương • Dòng điện có: * tác dụng từ (đặc trưng) (Chiếu quy ước I) * tác dụng nhiệt, tác dụng hố học tuỳ theo mơi trường • I= Cường độ dòng điện đại lượng cho biết độ mạnh dòng điện tính bởi: q: điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn ∆t: thời gian di chuyển (∆t→0: I cường độ tức thời) Δq Δt Dòng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian gọi dòng điện khơng đổi (cũng gọi dòng điệp chiều) Cường độ dòng điện tính bởi: I= q IA t q điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn thời gian t Ghi chú: a) Cường độ dòng điện khơng đổi đo ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc xen vào mạch điện (mắc nối tiếp) b) Với chất dòng điện định nghĩa cường độ dòng điện ta suy ra: * cường độ dòng điện có giá trị điểm mạch khơng phân nhánh * cường độ mạch tổng cường độ mạch rẽ II ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VƠI ĐOẠN MẠCH CHỈ CĨ ĐIÊN TRỞ 1) Định luật: • Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có có điện trở R: - tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu đoạn mạch - tỉ lệ nghịch với điện trở I= • • U R I (A) R Nếu có R I, tính hiệu điện sau : A B U ; I.R: gọi độ giảm (độ sụt hay sụt áp) điện trở UAB = VA - VB = I.R Cơng thức định luật ơm cho phép tính điện trở: R= I U (Ω) I 2) Đặc tuyến V - A (vơn - ampe) Đó đồ thị biểu diễn I theo U gọi đường đặc trưng vơn - ampe Đối với vật dẫn kim loại (hay hợp kim) nhiệt độ định đặc tuyến V –A đoạn đường thẳng qua gốc trục: R có giá trị khơng phụ thuộc U (vật dẫn tn theo định luật ơm) Ghi : Nhắc lại kết tìm hiểu lớp a) Điện trở mắc nối tiếp: điện trở tương đương tính bởi: Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn Im = Il = I2 = I3 =… = In Um = Ul + U2+ U3+… + Un b) Điện trở mắc song song: điện trở tương đương anh bởi: 1 1 + +⋅⋅⋅+ = R3 Rn Rm R1 + R2 R1 Im S R2 U R3 Rn = Um m R Im = Il + I2 + … + In Um = Ul = U2 = U3 = … = U n c) Điện trở dây đồng chất tiết diện đều: ρ: điện trở suất (Ωm) l R=ρ O Im = Um m R R1 R2 R3 Rn l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây dẫn (m ) III NGUỒN ĐIỆN: • Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện để trì dòng điện Mọi nguồn điện có hai cực, cực dương (+) cực âm (-) Để đơn giản hố ta coi bên nguồn điện có lực lạ làm di chuyển hạt tải điện (êlectron; Ion) để giữ cho: * cực ln thừa êlectron (cực âm) * cực ln thiếu ẽlectron thừa êlectron bên (cực dương) • Khi nối hai cực nguồn điện vật dẫn kim loại êlectron từ cực (-) di chuyển qua vật dẫn cực (+) Bên nguồn, êlectron tác dụng lực lạ di chuyển từ cực (+) sang cực (-) Lực lạ thực cơng (chống lại cơng cản trường tĩnh điện) Cơng gọi cơng nguồn điện • Đại lượng đặc trưng cho khả thực cơng nguồn điện gọi suất điện động E tính bởi:  A q (đơn vị E V) : A cơng lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực sang cực nguồn điện |q| độ lớn điện tích di chuyển Ngồi ra, vật dẫn cấu tạo thành nguồn điện có điện trở gọi điện trở r nguồn điện IV PIN VÀ ACQUY Pin điện hố: • Khi nhúng kim loại vào chất điện phân kim loại chất điện phân hình thành hiệu điện điện hố Khi hai kim loại nhúng vào chất điện phân hiệu điện điện hố chúng khác nên chúng tồn hiệu điện xác định Đó sở để chế tạo pìn điện hố • Pin điện hố chế tạo pin Vơn-ta (Volta) gồm Zn Cu nhúng vào dung dịch H2SO4 lỗng Chênh lệch hiệu điện điện hố suất điện động pin: E = 1,2V Acquy • Acquy đơn giản chế tạo acquy chì (còn gọi acquy axit để phân biệt với acquy kiềm chế tạo sau) gồm: * cực (+) PbO2 * cực (-) Pb nhúng vào dung dịch H2SO4 lỗng Do tác dụng axit, hai cực acquy tích điện trái dấu hoạt động pin điện hố có suất điện động khoảng 2V • Khi hoạt động cực acquy bị biến đổi trở thành giống (có lớp PbSO4 Phủ bên ngồi) Acquy khơng phát điện Lúc phải mắc acquy vào nguồn điện để phục hồi cực ban đầu (nạp điện) Do acquy sử dụng nhiều lần • Mỗi acquy cung cấp điện lượng lớn gọi dung lượng thường tính đơn vị ampegiờ (Ah) 1Ah = 3600C ĐIỆN NĂNG VÀ CƠNG SUẤT ĐIỆN - ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ I CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA DÕNG ĐIỆN CHẠY QUA MỘT ĐOẠN MẠCH Cơng: Cơng dòng điện cơng lực điện thực làm di chuyển điện tích tự đoạn mạch Cơng điện mà đoạn mạch tiêu thụ tính bởi: A = U.q = U.I.t (J) I U : hiệu điện (V) A B I : cường độ dòng điện (A); q : điện lượng (C); t : thời gian (s) U Cơng suất Cơng suất dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực cơng Đây cơng suất điện tiêu thụ đoạn mạch Ta có : P = A t = U.I (W) Định luật Jun - Len-xơ: Nếu đoạn mạch có điện trở R, cơng lực điện làm tăng nội vật dẫn Kết vật dẫn nóng lên toả nhiệt Kết hợp với định luật ơm ta có: A  Q  R.I t  U  t R (J) Đo cơng suất điện điện tiêu thụ đoạn mạch Ta dùng ampe - kế để đo cường độ dòng điện vơn - kế để đo hiệu điện Cơng suất tiêu thụ tính hởi: P = U.I (W) - Người ta chế tạo ốt-kế cho biết P nhờ độ lệch kim thị - Trong thực tế ta có cơng tơ điện (máy đếm điện năng) cho biết cơng dòng điện tức điện tiêu thụ tính kwh (1kwh = 3,6.10 J) II CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN Cơng Cơng nguồn điện cơng lực lạ làm di chuyển điện tích hai cực để trì hiệu điện nguồn Đây điện sản tồn mạch Ta có : = qξ = ξA: suất điện động (V) ξIt (J) I: cường độ dòng điện (A) q : điện tích (C) Cơng suất Ta có : P= A ξ.I= t (W) III CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện: * dụng cụ toả nhiệt * máy thu điện Cơng cơng suất dụng cụ toả nhiệt: - Cơng (điện tiêu thụ): A  R.I t  U t (định luật Jun - Len-xơ) R - Cơng suất : P  R.I  U R Cơng cơng suất máy thu điện a) Suất phản điện - Máy thu điện có cơng dụng chuyển hố điện thành dạng lượng khác khơng phải nội (cơ năng; hố ; ) Lượng điện (A’) tỉ lệ với điện lượng truyền qua máy thu điện A′ = ξ p q = ξ p I.t ξ p : đặc trưng cho khả biến đổi điện thành năng, hố năng, máy thu điện gọi suất phản điện - Ngồi có phần điện mà máy thu điện nhận từ dòng điện chuyển thành nhiệt máy có điện trở rp Q   rp I t - Vậy cơng mà dòng điện thực cho máy thu điện tức điện tiêu thụ máy thu điện là: A  A  Q  p I.t  rp.I t2 - Suy cơng suất máy thu điện: P  A   I  r I p p t ξ p I: cơng suất có ích; r p I : cơng suất hao phí (toả nhiệt) b) Hiệu suất máy thu điện Tổng qt : H(%) = Điện có ích = Điện tiêu thụ cơng suất có ích cơng suất tiêu thụ Với máy thu điện ta có:  p I.t p rp I U hai chi số: (Ví dụ: 100W-220V) Ghi : Trên dụngU.I.tU cụ tiêu thụ điện có ghi H  1 * Pđ: cơng suất định mức * Uđ: hiệu điện định mức ĐỊNH LUẬT ƠM TỒN MẠCH, CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH I ĐỊNH LUẬT ƠM TỒN MẠCH Cường độ dòng điện mạch kín: - tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện - tỉ lệ nghịch với điện trở tồn phần mạch I= Ghi chú: ξ ξ ,r r+R I ξ = (R + r).I = UAB + Ir Nếu I = (mạch hở) r : C h i ề u d ò n g đ i ệ n c ù n g chiề ch I < 0: Chiều dòng điện ngượ chiều chọn  R: Tổ điện t mạch ngồi ∑r: Tổng đ nguồn má ∑rp: Tổng nguồn má Từ trƣờng - Khi niệm từ trƣờng: Xung quanh nam chm hay xung quanh dịng điện cĩ từ trường Tổng qut: Xung quanh điện tích chuyển động cĩ từ trường - Tính chất từ trƣờng: Gy lực từ tc dụng ln nam chm hay dịng điện đặt nĩ - Cảm ứng từ : Để đặc trưng cho từ trường mặt gy lực từ, người ta đưa vo đại lượng vectơ gọi l cảm ứng  từ v kí hiệu l B  từ Phương nam chm thử nằm cn điểm từ trường l phương vectơ cảm ứng từ  B trường điểm đĩ Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc nam chm thử l chiều B Đƣờng sức từ Đường sức từ l đường vẽ cho hướng tiếp tuyến điểm no trn đường trng với hướng vectơ cảm ứng từ điểm đĩ Cc tính chất đƣờng sức từ: - Tại điểm từ trường, cĩ thể vẽ đường sức từ qua v m thơi - Cc đường sức từ l đường cong kín Trong trường hợp nam chm, ngồi nam chm cc đường sức từ từ cực Bắc, vo cực Nam nam chm - Cc đường sức từ khơng cắt - Nơi no cảm ứng từ lớn cc đường sức từ đĩ vẽ mau (dy hơn), nơi no cảm ứng từ nhỏ cc đường sức từ đĩ vẽ thưa Từ trƣờng Một từ trường m cảm ứng từ điểm gọi l từ trường II PHƢƠNG, CHIỀU VÀ ĐỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DỊNG ĐIỆN Phƣơng : Lực từ tc dụng ln đoạn dịng điện cĩ phương vuơng gĩc với mặt phẳng chứa đoạn dịng điện v cảm ứng điểm khảo st Chiều lực từ : Quy tắc bn tay tri Quy tắc bn tay tri : Đặt bn tay tri duỗi thẳng để cc đường cảm ứng từ xuyn vo lịng bn tay v chiều từ cổ tay đến ngĩn o tay trng với chiều dịng điện Khi đĩ ngĩn tay ci chỗi 90 chiều lực từ tc dụng ln đoạn dy dẫn Độ lớn (Định luật Am-pe) Lực từ tc dụng ln đoạn dịng điện cường độ I, cĩ chiều di l hợp với từ trường B gĩc α F= B Độ lớn cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ l tesla, kí hiệu l T III NGUN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƢỜNG Giả sử ta cĩ hệ n nam chm( hay dịng điện ) Tại điểm M, Từ trường nam chm thứ l B1 , nam chm thứ hai l B2 , …, nam chm thứ n l Bn Gọi B l từ trường hệ M thì: B = B1 + B2 + + Bn TỪ TRƢỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CO HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT Từ trƣờng d ịng điện chạy dy dẫn thẳng di  Vectơ cảm ứng từ B điểm xc định: - Điểm đặt điểm xt - Phương tiếp tuyến với đường sức từ điểm xt - Chiều xc định theo quy tắc nắm tay phải −7 - Độ lớn B = 2.10 I r  B Từ trƣờng dịng điện chạy dy dẫn uốn thnh vịng trịn Vectơ cảm ứng từ tm vịng dy xc định: - Phương vuơng gĩc với mặt phẳng vịng dy - Chiều l chiều đường sức từ: Khum bn tay phải theo vịng dy khung dy sa o cho chiều từ cổ tay đến cc ngĩn tay trng với chiều dịng điện khung , ngĩn tay ci choảy chiều đương sức từ xuyn qua mặt phẳng dịng điện - Độ lớn R: Bn kính khung dy dẫn I: Cường độ dịng điện N: Số vịng dy Từ trƣờng dịng điện chạy ống dy dẫn Từ trường ống dy l từ trường Vectơ cảm ứng từ xc định - Phương song song với trục ống dy - Chiều l chiều đường sức từ  B -Đ ộ n=  : Số vịng dy trn 1m l n N N l số vịng dy,  l chiều di ống dy TƢƠNG TÁC Ơ GIỮA HAI DÕNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG LỰC LORENX Lực tƣơng tc hai dy dẫn song song mang dịng điện cĩ: M P - Điểm đặt trung điểm đoạn dy xt - Phương nằm mặt phẳng hình vẽ v vuơng gĩc với dy dẫn I2 - Chiều hướng vo dịng điện cng chiều, hướng xa hai dịng I1 ngược chiều điện C - Độ lớn : l: Chiều di đoạn dy dẫn, r Khoảng cch hai dy dẫn Lực Lorenxơ cĩ: B - Điểm đặt điện tích chuyển động F - Phương vuơng gĩc với mặt phẳng nchứa tay vvectơ chiềuvận tốc hạt mang điện v vectơ cảm -ren-xơ D ứng từ điểm xtB A - Chiều tun theo quy tắc bn tay tri: Đặt bn tay tri duỗi thẳng để cc đường cảm ứng từ xuyn vo lịng b  F1 N Q từ cổ tay đến ngĩn tay trng với chiều dịng điện Khi o đĩ ngĩn tay ci chỗi 90 I chiều lực Lo hạt mang điện dương v hạt mang điện m chiều ngược lại   - Độ lớn lực Lorenxơ α : Gĩc tạo v, B F1 KHUNG A DÂY MANG BDỊNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƢỜNG ĐỀU Trƣờng hợp đƣờng sức từ nằm mặt phẳng +    khun g dy  B F Xt khung dây mang dòng điện đặt trongFtừ trường B nằm mặt phẳng khung D dy C F3 -Cạnh AB, DC song song với đường sức từ nn ln lực từ tc dng ln   chng khơng -Gọi F1 , F2 l lực từ tc dụng ln cc cạnh DA v BC   Theo cơng thức Ampe ta thấy F1 , F2 cĩ - điểm đặt trung điểm cạnh - phương vuơng gĩc với mặt phẳng hình vẽ - chiều hình vẽ(Ngược chiều nhau) - Độ lớn F1 = F2 Vậy: Khung dy chịu tc dụng ngẫu lực Ngẫu lực ny lm cho khung dy quay vị trí cn bền Trƣờng hợp đƣờng sức từ vuơng gĩc với mặt phẳng k dy  Xt khung dy mang dịng điện đặt từ trường B vuơng gĩc với mặt phẳng khung dy     -Gọi F1 , F2 , F3 , F4 l lực từ tc dụng ln cc cạnh AB, BC, CD, DA     Theo cơng F1 = −F3 , F2 = −F4 thức Ampe ta thấy Vậy: Khung dy chịu tc dụng cc cặp lực cn Cc lực ny khung lm quay khung c Momen ngẫu lực từ tc dụng ln khung dy mang dịng điện  Xt khung dy mang dịng điện đặt từ trường B nằm mặt phẳng khung dy M : Momen ngẫu lực từ (N.m) I: Cường độ dịng điện (A) B: Từ trường (T) S: Diện tích khung dy(m2) Tổng qut   Với α = (B, n) M = IBSsin α Ch•¬ng V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ T th«ng qua diƢn tÝch S: Ư = BS.cos ; φ = Li (Wb) Với L l độ tự cảm cuộn dy −7 L = 4π10 N : số vịng dy trn đơn vị chiều di n=  (H) Sut ®iƢn ®ng c¶m ng m¹ch ®iƢn kÝn: c    t (V) - § lín sut ®iƯn ®ng c¶m ng mt ®o¹n d©y chuyĨn ®ng: c  Blv sin - Sut ®iƯn ®ng t c¶m:  (V) α = (B,v)   L i c t (V) (dấu trừ đặc trưng cho định luật Lenx) W = N¨ng lỵng t trng ng d©y: Mt ® n¨ng lỵng t trng: w= 10 B 2 Li (J) (J/m ) Chƣơng VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I Hiện tƣợng khc xạ nh sng Hiện tượng khc xạ nh sng l tượng nh sng truyền qua mặt phn cch hai mơi trường suốt, tia sng bị bẻ gy khc (đổi hướng đột ngột) mặt phn cch Định luật khc xạ nh sng + Tia khc xạ nằm mặt phẳng tới v bn php tuyến so với tia tới (Hình 33) + Đối với cặp mơi trường suốt định tỉ số sin gĩc tới (sini) với sin gĩc khc xạ (sinr) luơn luơn l số khơng đổi Số khơng đổi ny phụ thuộc vo chất hai mơi trường v gọi l chiết suất tỉ đối mơi trường chứa tia khc xạ (mơi trường 2) mơi trường chứa tia tới (mơi trường N S 1); kí hiệu l n21 Biểu thức: sin i sin r i  n21 I (1 (2 + Nếu n21 > gĩc khc xạ nhỏ gĩc tới Ta nĩi mơi trường (2) r chiết quang km mơi trường (1) + Nếu n21 < gĩc khc xạ lớn gĩc tới Ta nĩi mơi trường (2) chiết quang mơi trườngN(1) K / + Nếu i = r = 0: tia sng chiếu vuơng gĩc với mặt phn cch truyền thẳng + Nếu chiếu tia tới theo hướng KI tia khc xạ theo hướng IS (theo nguyn lí tính thuận nghịch chiều truyền nh sng) Do đĩ, ta cĩ n 21 n12 Chiết suất tuyệt đối – Chiết suất tuyệt đối mơi trường l chiết suất nĩ chn khơng – Vì chiết suất khơng khí xấp xỉ 1, nn khơng cần độ xc cao, ta cĩ thể coi chiết suất chất khơng khí chiết suất tuyệt đối nĩ – Giữa chiết suất tỉ đối n21 mơi trường mơi trường v cc chiết suất tuyệt đối n2 v n1 chng cĩ hệ thức: n21 = n2 n1 – Ngồi ra, người ta đ chứng minh rằng: Chiết suất tuyệt đối cc mơi trường suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền nh sng cc mơi trường đĩ: n2 v1 n1 = v2 Nếu mơi trường l chn khơng ta cĩ: n1 = v v1 = c = 3.10 m/s Kết l: c v2 hay v2 = c n2 – Vì vận tốc truyền nh sng cc mơi trường nhỏ vận tốc truyền nh sng chn khơng, nn chiết suất tuyệt đối cc mơi trường luơn luơn lớn Ý nghĩa chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối mơi trường suốt cho biết vận tốc truyền nh sng mơi trường đĩ nhỏ vận tốc truyền nh sng chn khơng bao nhiu lần HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TÕAN PHẦN VÀ NHỮNG ĐIỀU KIỆN ĐỂ HIỆN TƢỢNG XẢY RA Hiện tƣợng phản xạ tồn phần Hiện tượng phản xạ tồn phần l tượng m đĩ tồn tia phản xạ m khơng cĩ tia khc xạ n 2= Điều kiện để cĩ tƣợng phản xạ tồn phần S K – Tia sng truyền theo chiều từ mơi trường cĩ chiết suất lớn sang mơi trường cĩ r chiết suất nhỏ (Hình 34) H J – Gĩc tới lớn gĩc giới hạn phản xạ tồn phần (i gh) Phn biệt phản xạ tồn phần v phản xạ thơng thƣờng i i/ Giống I R – Cũng l tượng phản xạ, (tia sng bị hắt lại mơi trường cũ) G – Cũng tun theo định luật phản xạ nh sng (Hình 34) Khc – Hiện tượng phản xạ thơng thường xảy tia sng gặp mặt phn cch hai mơi trường v khơng cần thm điều kiện Trong đĩ, tượng phản xạ tồn phần xảy thỏa mn hai điều kiện trn – Trong phản xạ tồn phần, cường độ chm tia phản xạ cường độ chm tia tới Cịn phản xạ thơng thường, cường độ chm tia phản xạ yếu chm tia tới Lăng kính phản xạ tồn phần Lăng kính phản xạ tồn phần l khối thủy tinh hình lăng trụ cĩ tiết diện thẳng l tam gic vuơng cn Ứng dụng Lăng kính phản xạ tồn phần dng thay gương phẳng số dụng cụ quang học (như ống nhịm, kính tiềm vọng …) Cĩ hai ưu điểm l tỉ lệ phần trăm nh sng phản xạ lớn v khơng cần cĩ lớp mạ gương phẳng Chƣơng VII MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG Lăng kính Định nghĩa Lăng kính l khối chất suốt hình lăng trụ đứng, cĩ tiết diện thẳng l hình tam gic Đƣờng tia sng đơn sắc qua lăng kính – Ta khảo st đường tia sng tiết diện thẳng ABC lăng kính – Nĩi chung, cc tia sng qua lăng kính bị khc xạ v tia lĩ luơn bị lệch phía đy nhiều so với tia tới Gĩc lệch tia sng đơn sắc qua lăng kính Gĩc lệch D tia lĩ v tia tới l gĩc hợp phương tia tới A v tia lĩ, (xc định theo gĩc nhỏ hai đường thẳng) C¸c c«ng thc cđa l¨ng kÝnh: I sin i  n sin r sin i'  n sin r' A  r  r'  D  i  i'A A  2igh   i0 i sin  i0  nsin( A   ) §iỊu kiƯn ®Ĩ c tia l i1 r1 D i2 r2 J R S B C Khi tia s¸ng c gc lƯch cc tiĨu: r’ = r = A/2; i’ = i = (Dm + A)/2 Khi gĩc lệch đạt cực tiểu: Tia lĩ v tia tới đối xứng qua mặt phẳng phn gic gĩc chiết quang A Khi gĩc lệch đạt cực tiểu Dmin : sin Dmin + A = n sin A THẤU KÍNH MỎNG Định nghĩa Thấu kính l khối chất suốt giới hạn hai mặt cong, thường l hai mặt cầu Một hai mặt cĩ thể l mặt phẳng Thấu kính mỏng l thấu kính cĩ khoảng cch O1O2 hai chỏm cầu nhỏ so với bn kính R v R2 cc mặt cầu (a) Phn loại Cĩ hai loại: – Thấu kính rìa mỏng gọi l thấu kính hội tụ F O F/ (b) – Thấu kính rìa dy gọi l thấu kính phn kì (c) Đường thẳng nối tm hai chỏm cầu gọi l trục thấu kính Coi O1 ≡ O2 ≡ O gọi l quang tm thấu kính (Hình 36) Tiu điểm / / – Với thấu kính hội tụ: Chm tia lĩ hội tụ điểm F trn trục F gọi l tiu điểm thấu kính hội tụ / – Với thấu kính phn kì: Chm tia lĩ khơng hội tụ thực m cĩ đường ko di chng cắt điểm F trn trục / F gọi l tiu điểm thấu kính phn kì Mỗi thấu kính mỏng cĩ hai tiu điểm nằm đối xứng qua quang tm Một tiu điểm gọi l tiu điểm vật (F), / tiu điểm cịn lại gọi l tiu điểm ảnh (F ) Tiu cự / Khoảng cch f từ quang tm đến cc tiu điểm gọi l tiu cự thấu kính: f = OF = OF Trục phụ, cc tiu điểm phụ v tiu diện – Mọi đường thẳng qua quang tm O khơng trng với trục gọi l trục phụ – Giao điểm trục phụ với tiu diện gọi l tiu điểm phụ ứng với trục phụ đĩ – Cĩ vơ số cc tiu điểm phụ, chng nằm trn mặt phẳng vuơng gĩc với trục chính, tiu điểm Mặt phẳng đĩ gọi l tiu diện thấu kính Mỗi thấu kính cĩ hai tiu diện nằm hai bn quang tm Đƣờng cc tia sng qua thấu kính hội tụ Cc tia sng qua thấu kính hội tụ bị khc xạ v lĩ khỏi thấu kính Cĩ tia sng thường gặp (Hình 36): – Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia lĩ qua tiu điểm ảnh – Tia tới (b) qua tiu điểm vật, cho tia lĩ song song với trục – Tia tới (c) qua quang tm cho tia lĩ truyền thẳng Đƣờng cc tia sng qua thấu kính phn kì Cc tia sng qua thấu kính phn kì bị khc xạ v lĩ khỏi thấu kính Cĩ tia sng thường gặp (Hình 37): – Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia lĩ cĩ đường ko di qua tiu điểm ảnh – Tia tới (b) hướng tới tiu điểm vật, cho tia lĩ song song với trục (a) – Tia tới (c) qua quang tm cho tia lĩ truyền thẳng Qu trình tạo ảnh qua thấu kính hội tụ Vật thật ảo thường cho ảnh thật, cĩ trường hợp vật thật nằm khoả ng F/ O F từ O đến F cho ảnh ảo (c) Qu trình tạo ảnh qua thấu kính phn kì (b) Vật thật ảo thường cho ảnh ảo, cĩ trường hợp vật ảo nằm khoảng từ O (Hìnhđế3n7) F cho ảnh thật 10 Cơng thức thấu kính =1 + f d d/ Cơng thức ny dng cho thấu kính hội tụ v thấu kính phn kì 11 Độ phĩng đại ảnh Độ phĩng đại ảnh l tỉ số chiều cao ảnh v chiều cao vật: k  A' B'   d ABd * k > : Ảnh cng chiều với vật * k < : Ảnh ngược chiều với vật Gi trị tuyệt đối k cho biết độ lớn tỉ đối ảnh so với vật – Cơng thức tính độ tụ thấu kính theo bn kính cong cc mặt v chiết suất thấu kính: D   (n 1    ) R R  f  12  Trong đĩ, n l chiết suất tỉ đối chất lm thấu kính mơi trường đặt thấu kính R v R2 l bn kính hai mặt thấu kính với qui ước: Mặt lm: R > ; Mặt lồi: R < ; Mặt phẳng: R = ∞ MẮT_CÁC TẬT CỦA MẮT a/ Định nghĩa phương diện quang hình học, mắt giống my ảnh, cho ảnh thật nhỏ vật trn vng mạc b/ cấu tạo • thủy tinh thể: Bộ phận chính: l thấu kính hội tụ cĩ tiu cự f thay đổi • vng mạc:  mn ảnh, st dy mắt nơi tập trung cc tế bo nhạy sng dầu cc dy thần kinh thị gic Trn vng mạc cĩ điển vng V nhạy sng ’ • Đặc điểm: d = OV = khơng đổi: để nhìn vật cc khoảng cch khc (d thay đổi) => f thay đổi (mắt phải điều tiết ) d/ Sự điều tiết mắt – điểm cực viễn Cv- điểm cực cận Cc • Sự điều tiết Sự thay đổi độ cong thủy tinh thể (v đĩ thay đổi độ tụ hay tiu cự nĩ) để lm cho ảnh cc vật cần quan st ln trn vng mạc gọi l điều tiết • Điểm cực viễn Cv Điểm xa trn trục mắt m đặt vật đĩ mắt cĩ thể thấy r m khơng cần điều tiết ( f = f max) • Điểm cực cận Cc Điểm gần trn trục mắt m đặt vật đĩ mắt cĩ thể thấy r đ điều tiết tối đa ( f = f min) Khoảng cch từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv : Gọi giới hạn thấy r mắt - Mắt thường : fmax = OV, OCc = Đ = 25 cm; OCv = ∞ e/ Gĩc vật v suất phn ly mắt Gĩc trơng vật : tgα = AB  α = gĩc trơng vật ; AB: kích thườc vật ;  = AO = khỏang cch từ vật tới quang tm O mắt - Năng suất phn ly mắt L gĩc trơng vật nhỏ α hai điểm A v B m mắt cịn cĩ thể phn biệt hai điểm đĩ αmin ≈ 1' ≈ rad 3500 - lưu ảnh trn vng mạc l thời gian ≈ 0,1s để vng mạc hồi phục lại sau tắt nh sng kích thích Cc tật mắt – Cch sửa a Cận thị l mắt khơng điều tiết cĩ tiu điểm nằm trước vng mạc fmax < OC; OCc< Đ ; OCv < ∞ => Dcận > Dthường - Sửa tật : nhìn xa mắt thường : phải đeo thấu kính phn kỳ cho ảnh vật ∞ qua kính ln điểm cực viễn mắt k ính AB   → A′B′ d=∞ d′ = −(OCV − ) D  1  1 V fddOC   V l = OO’= khỏang cch từ kính đến mắt, đeo st mắt l =0 f k = -OV b Viễn thị L mắt khơng điề tiết cĩ tiu điểm nằm sau vng mạc fmax >OV; OCc > Đ ; OCv : ảo sau mắt => Dviễn < Dthường Sửa tật : cch : + Đeo thấu kính hội tụ để nhìn xa vơ cực mắt thương m khơng cần điều tiết(khĩ thực hiện) + Đeo thấu kính hội tụ để nhìn gần mắt thường cch mắt 25cm (đy l cch thương dng ) k ính AB   → A′B′ d = 0,25 d′ = −(OCC − ) f d d′ ∞ OCC −  KÍNH LÚP a/ Định nhgĩa: L dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trơng việc quang st cc vật nhỏ Nĩ cĩ tc dụng lm tăng gĩc trơng ảnh cch tạo ảnh ảo, lớn vật v nằm trơng giới hạn nhìn thấy r mắt b/ cấu tạo Gồm thấu kính hội tụ cĩ tiu cự ngắn(cỡ vi cm) c/ cch ngắm chừng k ínhO k m atO AB   1 → AB   2 → A B d1’ d2 d2’ ’d1 ’ ’ ’ d1 < O F ; d1 nằm giới hạn nhìn r mắt: d1 + d1 = OKO ; d2 = OV • fK = d1 + 1' d1 Ngắm chừng cực cận ’ Điều chỉnh để ảnh A1B1 l ảnh ảo hiệm CC : d1 = - (OCC - l) (l l khoảng cch vị trí đặt kính v mắt) k ính AB   → A′B′ d′ = −(OCC − ) d D  1 1 C fdddOC   C • Ngắm chừng CV ’ Điều chỉnh để ảnh A1B1 l ảnh ảo hiệm CV : d1 = - (OCV - l) AB   → A′B′ k ính d′ = −(OCV − ) d f d d′ d OCV −  d/ Độ bội gic kính lp * Định nghĩa: Độ bội gic G dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt l tỉ số gĩc trơng ảnh α vật qua dụng cụ quang học đĩ với gĩc trơng trực tiếp α0 vật đĩ đặt vật điểm cực cận mắt G    tan 0tan0 (vì gĩc α v α0 nhỏ) AB Đ * Độ bội gic kính lp: Với: tgα0 = Gọi l l khoảng cch từ mắt đến kính v d’ l khoảng cch từ ảnh A’B’ đến kính (d’ < 0), ta cĩ : tg  A' B'  A' B' OAd'   Đ suy ra: G = tgα = A' B' AB d' +  tgα0 Hay: G = k Đ d' +  k l độ phĩng đại ảnh - Khi ngắm chừng cực cận: G CC k (1) d'    Đ đĩ:   d d - Khi ngắm chừng cực viễn: d ′ +  = đĩ: OCV GV tgα =   d  Đ dOC V AB OF = AB f - Khi ngắm chừng vơ cực: ảnh A’B’ vơ cực, đĩ AB CC nn: Suy ra: G∞ = Đ f G∞ cĩ gi trị từ 2,5 đến 25 • ngắm chừng vơ cực + Mắt khơng phải điều tiết + Độ bội gic kính lp khơng phụ thuộc vo vị trí đặt mắt Gi trị G∞ ghi trn vnh kính: X2,5 ; X5 Lưu ý: - Với l l khoảng cch từ mắt tới kính lp khi: ≤ l < f ⇒ GC > GV l=f ⇒ GC = GV l>f ⇒ GC < GV - Trn vnh kính thường ghi gi trị G  Ví dụ: Ghi X10 G 25 f (cm) 25  f (cm) 10  f  2,5cm KÍNH HIỂN VI a) Định nghĩa: Kính hiển vi l dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt lm tăng gĩc trơng ảnh vật nhỏ, với độ bội gic lớn lơn nhiều so với độ bội gic kính lp b) Cấu tạo: Có hai phận chính: - Vật kính O1 l thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vi mm), dùng để tạo ảnh thật lớn vật cần quan st - Thị kính O2 thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vi cm), dùng kính lúp để quan sát ảnh thật nĩi trn Hai kính có trục trùng khoảng cách chúng khơng đổi Bộ phận tụ sng dng để chiếu sng vật cần quan st d) Độ bội gic kính ngắm chừng vơ cực: AB AB AB tgα = 1 = 1 v tgα = - Ta cĩ: O2 f2 G ∞ = F2 Do đĩ: A1B1 xf tgα = Đ AB Hay tgα0 Đ (1) G∞ = k1 × G2 Độ bội gic.Đ G∞ kính hiển vi trường hợp ngắm chừng vơ cực tích độ phĩng đại k ảnh G  vật kính với độ bội gic G2 thị kính A1B1 qua f1.f2 Hay / Với: δ = F1 F2 gọi l độ di quang học kính hiển vi Người ta thường lấy Đ = 25cm KÍNH THIÊN VĂN a) Định nghĩa: Kính thiên văn l dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt lm tăng gĩc trơng ảnh vật xa (cc thin thể) b) Cấu tạo: Cĩ hai phận chính: - Vật kính O1: l thấu kính hội tụ cĩ tiu cự di (vi m) - Thị kính O2: l thấu kính hội tụ cĩ tiu cự ngắn (vi cm) Hai kính lắp cng trục, khoảng cch chng cĩ thể thay đổi c) Độ bội giác kính ngắm chừng vơ cực: - Trong cách ngắm chừng vơ cực, người quan st điều chỉnh để ảnh A1B2 vơ cực Lc đĩ tgα = A1B1 v tgα0 = f2 A1B1 f1 Do đĩ, độ bội gic kính thin văn ngắm chừng vơ cực l : G  tg  f1 tgf02 ... * Ghi chú: cơng thức chung cho phần 6, 7, 8: U =V − A = E.d V M = N MN M MN N q U d V .Vật dẫn điện trƣờng - Khi vật dẫn đặt điện trường mà khơng có dòng điện chạy vật ta gọi vật dẫn cân điện... (b) Vật thật ảo thường cho ảnh ảo, cĩ trường hợp vật ảo nằm khoảng từ O (Hìnhđế3n7) F cho ảnh thật 10 Cơng thức thấu kính =1 + f d d/ Cơng thức ny dng cho thấu kính hội tụ v thấu kính phn kì 11. .. cao ảnh v chiều cao vật: k  A' B'   d ABd * k > : Ảnh cng chiều với vật * k < : Ảnh ngược chiều với vật Gi trị tuyệt đối k cho biết độ lớn tỉ đối ảnh so với vật – Cơng thức tính độ tụ thấu