Đề cương Vật Lí Đại Cương 2

Xét điện trường tĩnh sinh ra xung quanh điện tích điện Q đứng yênTrong trường tĩnh điện đó, xét sự dịch cuyển của điện tích q từ M đến N Chia nhỏ MN ra thành các ds ⃗ sao cho trên quãng đường ds ⃗ thì: + ds thẳng+ phương và chiều của F không đổi =>α không đổikhi đó công A của lực tĩnh điện làm di chuyển q trên quãng đường ds ⃗ là: dA=F ⃗ds ⃗Khi đó công lực tĩnh điện làm di chuyển q trên MN là:∫_MN▒dA=∫_MN▒Fdscosα=∫_MN▒〖k Qqr2 dscosα〗

Đề cương vật lí địa cương hai trường đại học Khoa Học Huế Câu Chứng tỏ trường tĩnh điện trường Phân biệt điện trương tĩnh điện trường xoáy Trả lời Xét điện trường tĩnh sinh xung quanh điện tích điện Q đứng yên -Trong trường tĩnh điện đó, xét dịch cuyển điện tích q từ M đến N - Chia nhỏ MN thành d cho quãng đường d thì: + ds thẳng + phương chiều F khơng đổi =>α khơng đổi -khi cơng A lực tĩnh điện làm di chuyển q quãng đường d là: dA= -Khi cơng lực tĩnh điện làm di chuyển q MN là: == Theo hình vẽ ta có Dscosα=dr =>AMN= Nhận xét: cơng lực tĩnh điện làm điện tích điểm q dịch chuyển từ M đến N không phụ thuộc vào đường mà phụ thuộc vào điểm đầu điểm cuối =>trường tĩnh điện có tính chất Phân biệt điện trường tĩnh điện trường xoáy: Điện trường tĩnh: +Nguyên nhân: điện tích điểm đứng yên gây +Điện trường tĩnh có tính chất +=0 +đường sức điện trường tĩnh Xuất phát từ dương vô từ vơ đến âm Điện trường xốy +Ngun nhân: biến thiên theo thời gian từ trường + Có tính chất xốy + =+đường sức điện trường xốy đương khép kín Câu Phát biểu luận điểm thứ Maxwell thiết lập phương trình MaxwellAmpère mô tả định lượng luận điểm thứ Maxwell trường điện từ Luận điểm maxwell “Bất kỳ điện trường biến đổi theo thời gian củng sinh từ trường” Dòng điện dịch : Xét phương diện sinh từ trường điện trường biến thiên theo thời gian tương đương với dòng điện gọi dòng điện dịch Cường độ dòng điện dịch: phương trình Maxwell- ampe Theo định luật ampe dòng điện tồn phần ta có =∑Ii=∑Idẫn +∑Idịch với Idẫn= Idịch= =+ => Câu 3: Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: a Hiện tượng nhiễu xạ gì? b Trình bày nguyên lý Huygen-Fresnel a Hiện tượng nhiễu xạ tượng tia sang bị lệch khỏi phương thẳng gần chướng ngại vật b nguyên lý Huygen-Fresnel -nguyên lý huygen: Bất kỳ điểm môi trường mà nguồn sang chiếu đến trở thành nguồn sang thứ cấp phát ánh sang phía trước -Ngun lý Frennel Biên độ pha dao động nguồn sang thứ cấp biên độ pha dao động nguồn thực gây vị trí nguồn thứ cấp Câu 5: a Phát biểu định luật Coulomb lực tương tác tĩnh điện điện tích điểm đặt mơi trường có số điện mơi b Điện trường gì? Xác định vectơ cường độ điện trường gây điện tích điểm có điện tích q, điểm cách điện tích khoảng r a.Trong mơi trường vật chất xét điện tích q1 q2 đặt cách khoảng r mơi trường vật chất tương tác với lực xác định thông số sau: + phương nằm đường thẳng nối điện tích q1 q2 + chiều phụ thuộc vào dấu điện tích q1 q2 Cùng dấu đẩy nhau, khác dấu hút + độ lớn F12=F21=k= Trong k hang số tỉ lệ k= 9.10^9 số điện môi =8,86.10^-12 độ thẩm điện môi trường b, điện trương môi trường vật chất sinh xung quanh điện tích đứng yên Điện trường tác dụng lực tĩnh điện lên điện tích điểm khác lòng vecto CDDT = Vecto cường độ điện trường điện tích q gây A với khoảng cách r Eq/A()= Gốm yếu tố sau: +điểm đặt: A +phương: đường thẳng nối q A +chiều: phụ thuộc vào dấu q q dương hướng âm hướng vào +độ lớn E=k Câu 6: Định nghĩa đới cầu Fresnel Sử dụng phương pháp đới cầu Fresnel để khảo sát tượng nhiễu xạ qua lỗ tròn gây nguồn điểm gần Định nghĩa đới cầu Fresnel xét nguồn điểm O điểm chiếu sáng M +dựng mặt cầu(S) tâm O bán kính RM *nhiễu xạ qua lỗ tròn gây nguồn điểm gần AM = Khơng có chắn p lỗ tròn AB chứa vơ số đới(an=0) AM => IM=a2M= Lỗ trò AB chứa số lẻ đới AM = I1M=a2M=)2 >I0M N=1: aM==a1 => I1M=a21=4I0M Lỗ tròn AB chứa số chẵn đới AM = IM=a2M=)2 = Tính chất vật dẫn mang điện trạng thái cân 1.Vật dẫn vật đẳng thế, mặt vật dẫn mặt đẳng thế.( chứng minh Đối với vật dẫn rỗng trạng thái cân bằng, điện trường phần rỗng thành vật dẫn rỗng không.(chứng minh vật dẫn trạng thái cân tĩnh điện phân bố điện tích bề mặt vật dẫn phụ thuộc vào hình dạng vật dẫn Câu 8: Trình bày hệ phương trình Maxwell sóng điện từ tính chất tổng qt sóng điện từ Hệ phương trình Maxwell gồm: Song điện trường lan truyền trường điện từ không gian(với f=0,) Phương trình O-G điện trường Phương trình O-G từ trường Phương trình Maxwell-faraday Phương trình Maxwell-ampe Hệ phương trình macwell dạng vi phân -dạng tích phân O-G O-G M-F =M-A Dạng vi phân O-G div==0 O-G div=0 M-F rot= M-A rot= -3 phương trình liên hệ *Những tính chất tổng quát song điện từ +sóng điện từ sóng ngang ( phương vng góc vs ) +sóng điện từ truyền chân không môi trường vật chất +trong môi trường vật chất sóng truyền với vận tốc v= vs nlaf chiết suất môi trường n= Câu 9: Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: Trình bày nguyên lý Huygen- Fresnel Hãy sử dụng phương pháp đới cầu Fresnel để nghiên cứu tượng nhiễu xạ qua đĩa tròn nguyên lý Huygen-Fresnel -nguyên lý huygen: Bất kỳ điểm môi trường mà nguồn sang chiếu đến trở thành nguồn sang thứ cấp phát ánh sang phía trước -Ngun lý Frennel Biên độ pha dao động nguồn sang thứ cấp biên độ pha dao động nguồn thực gây vị trí nguồn thứ cấp Câu 10: Hãy trình bày thí nghiệm Faraday tượng cảm ứng điện từ Sử dụng định luật tượng cảm ứng điện từ để giải thích thí nghiệm Thí nghiệm faraday Xét mạch điện kín gồm có cuộn dây kim điện kế G, phía có đặt nam châm -nếu đưa nam châm lại gần vòng dây kim bị lệch chứng tỏ cuộn dây xuất dòng điện, dòng điện cảm ứng -Nếu đưa nam châm theo chiều ngược lại dòng điện có chiều ngược lại -Nếu nam châm dịch chuyển nhanh dòng điện lớn -Nếu nam châm dịch chuyển mà dừng lại dòng điện biến -Nếu giữ nguyên nam châm mà dịch chuyển vòng dây tượng tương tự xảy Kết luận: Sự biến thiên từ thông qua mặt kín ngun nhân gây dòng điện cảm ứng Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên từ thơng Dòng điện cảm ứng xuất thời gian từ thông biến thiên Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào tăng giảm từ thông Câu 11: Hãy sử dụng định lý Ostrogradsky-Gauss điện trường để xác định vectơ cường độ điện trường gây cầu có bán kính R, tích điện có điện tích dương q, gây điểm nằm bên cầu Giải: chọn mặt cầu S tâm O bán kính OA mặt Gauss Do tính đối xứng nên vecto cảm ứng điện điểm mặt Gauss có độ lớn Khi điện thơng gửi qua mặt Gauss =DScos α góc D S (α=0) = DS=DA.4πRA2 (RA=OA) Tổng đại số điện tích chuwastrong mặt Gauss ∑qi=Q Áp dụng định lý O-G ta có DA4πR2=Q =>DA==>EA== Câu 12: Hiện tượng phân cực ánh sáng: Ánh sáng tự nhiên Ánh sáng phân cực phần Ánh sáng phân cực toàn phần Cách phân biệt ánh sáng phân cực ánh sáng tự nhiên thực nghiệm Ánh sáng từ nhiên ánh sáng có vecto cường độ điện trường dao động đặn theo phương vng góc tia sáng Ánh sáng phân cực phần ánh sáng có vecto CDDT dao động theo tất phương vng góc tia sáng có phương dao động yếu có phương dao động mạnh Ánh sáng phân cực toàn phần ánh sáng có vecto CDDT dao động theo phương xác định Câu 13: Phát biểu luận điểm thứ Maxwell thiết lập phương trình Maxwell- Faraday mô tả định lượng luận điểm thứ Maxwell trường điện từ Luận điểm thứ maxwell :” từ trường biến đổi theo thời gian sinh điện trường xoáy” Xây dựng Phương trình Maxwell-faraday Theo định luật cảm ứng điện từ, ta có: ԑcư= (1) Theo ddinhj nghĩa suất điện động, ta có: ԑcư==> = (2) Từ =>== () Dạng vi phân rot= Câu 14: Đới cầu Fresnel gì? Sử dụng phương pháp đới cầu Fresnel để khảo sát tượng nhiễu xạ qua đĩa tròn Định nghĩa đới cầu Fresnel xét nguồn điểm O điểm chiếu sáng M +dựng mặt cầu(S) tâm O bán kính RM - Khảo sát tượng nhiễu xạ qua đĩa tròn Cho ánh sáng truyền từ O đến điểm quan sát M Trên đương ánh sáng ta đặt đĩa tròn AB chắn sáng Giả sử đĩa tròn che n đới Biên độ giao động ánh sáng tổng hợp M AM =am+1 –am+2+am+3-aM+4+…… =… = Nếu đĩa che đới am+1a1 hay nói cách khác cường độ ánh sáng M giống trường hợp khơng có chướng ngại vật O M Trường hợp đĩa che vơ số đới am+10 cường độ sáng M=0 Câu 15: Giải thích tượng tương hỗ đường điện thẳng song song, dài vô hạn, có dòng điện chạy ngược chiều Cho dòng điện song song dài vô hạn nằm cách khoảng d có cường độ I1 I2 Vì dòng điện nằm từ trường dòng điện nên dòng điện có tác dụng từ lên Ta xác định lực tương tác dòng điện ngược chiều Theo định luật bioxavanlaplax vecto cảm ứng từ dòng điện I1 gây điểm M dòng I2 có phương vng góc với mặt phẳng chứa I M có chiều tờ giấy ( quy tắc nắm tay phải) có độ lớn B1= Dưới tác dụng từ trường B1,dòng điện I2 chịu lực từ:=I2 có phương chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái có trị số F= Như dong I1 đẩy dòng điện I2 Bằng lý luận tương tự ta thấy dòng I2 đẩy dòng I1 Hai dòng điện song song ngược chiều đẩy Câu 17: Hãy trình bày liên hệ vectơ cường độ điện trường điện Xét điểm MN trường điện thế: Giả sử điện M V Điện N V+dV (dV >0) Công làm dịch chuyển q từ M->N + dA=q(vM-vN)=q[v-(v+dv)]=-dqv + dA=q=> =>Edscosα=-dvcosαα góc tù =>Cường độ điện trường hướng theo chiều giảm điện Ecosαds=-dv Eds=-dv =>Es= Tọa độ Decac Ex== Ey== Ez== gradV= Câu 18: Trường điện từ gì? Viết hệ phương trình Maxwell trường điện từ dạng tích phân Trường điện từ môi trường vật chất sinh xung quanh điện tích điểm trường thống điện trường từ trường hay nói cách khác điện trường từ trường mặt thống trường điện từ Hệ phương trình Maxwell dạng tích phân Phương trình O-G điện trường Phương trình O-G từ trường Phương trình Maxwell-faraday =Phương trình Maxwell-ampe -3 phương trình liên hệ Câu 19: Đới cầu Fresnel gì? Sử dụng phương pháp đới cầu Fresnel để khảo sát tượng nhiễu xạ qua đĩa tròn Định nghĩa đới cầu Fresnel xét nguồn điểm O điểm chiếu sáng M +dựng mặt cầu(S) tâm O bán kính RM Tính chất đới cầu Tất dới cầu Fresnel có = -Bán kính đới cầu thứ K rk= Biên độ dao động đới cầu gây M a1, a2,an Ta có a1>a2>….an biên độ dao dộng tổng hợp điểm M AM=a1-a2+a3-……an - Khảo sát tượng nhiễu xạ qua đĩa tròn Cho ánh sáng truyền từ O đến điểm quan sát M Trên đương ánh sáng ta đặt đĩa tròn AB chắn sáng Giả sử đĩa tròn che n đới Biên độ giao động ánh sáng tổng hợp M AM =am+1 –am+2+am+3-aM+4+…… =… = Nếu đĩa che đới am+1a1 hay nói cách khác cường độ ánh sáng M giống trường hợp khơng có chướng ngại vật O M Trường hợp đĩa che vơ số đới am+10 cường độ sáng M=0 Câu 20: Xác định lượng từ trường ống dây điện Câu 21:Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: Trình bày nguyên lý Huyghen- Fresnel Hãy sử dụng phương pháp đới cầu Fresnel để nghiên cứu tượng nhiễu xạ qua lỗ tròn nguyên lý Huygen-Fresnel -nguyên lý huygen: Bất kỳ điểm môi trường mà nguồn sang chiếu đến trở thành nguồn sang thứ cấp phát ánh sang phía trước -Ngun lý Frennel Biên độ pha nguồn sang thứ cấp biên độ pha nguồn thực gây vị trí nguồn thứ cấp Xét nguồn sáng O chiếu ánh sáng đến điểm M, đường truyền OM đặt chán có lỗ tròn cho OM qua tâm lỗ tròn vng góc với Khi có N đới cầu nhận ánh sáng từ O truyền đến điểm M ->biên độ dao động M N đới cầu gây aM=a1-a2+a3-a4+….an(+an n lẻ,-an n chẵn) Biên độ giao động ánh sáng tổng hợp M AM =a1 –a2+a3-a4+…an =…=(+ n lẻ, - n chẵn) Nếu khơng có chắn n= ->an=0->aM= Cường độ sáng M khơng có chắn I0=aM2= Câu 22: Dao động điện từ gì? Giải thích tượng dao động điện từ mạch LC Dao động điện từ dao động mà đại lượng điện từ biến đổi theo thời gian Dao động điện từ điều hòa dao động mà đại lượng điện từ biến đổi tuần hoàn theo thời gian Dao động điện từ mạch LC Xét mạch điện hình vẽ gồm nguồn, khóa k, tụ điện C cuộn dây L +ban đầu đóng khóa K tụ C nguồn tích điện đến điện tích q0, hiệu điện U0 Sau mở khóa K bỏ nguồn đi, lúc ta bắt đầu xét q trình dao động mạch LC +Tại thời điểm ban đầu điện tích tụ q0 điện dung C lượng điện trường tụ là: We = +Tụ bắt đầu phong điện qua cuộn dây L, dòng diện mạch bắt đầu tăng điện tích tụ giảm dần=>năng lượng điện trường giảm dần: We= giảm dần Năng lượng từ trường WM=i2 tăng dần, lượng điện trường chuyển hóa thành lượng từ trường + tụ phóng hết điện lượng điện trường 0, dòng điện mạch đạt giá trị cực đại I0, lượng từ trường đạt max WM=I2 +cuộn dây đóng vai trò nạp điện cho tụ C theo chiều ngược lại dòng điện mạch lúc giảm dần tương ứng lượng từ trương giảm dần, lượng điện trường tăng dần giai đoạn Có chuyển hóa lượng từ trường sang điện trường +khi vòng dây giải phóng hết lượng điện tích tụ đặt max=q0 mà đổi dấu tụ, lượng điện trường đạt giá trị cực đại We= =>quá trình trình dao động nửa chu kỳ chu kỳ hồn tồn tương tự Trong q trình dao động tổng lượng điện trường lương từ trường không đổi W=We+Wm Câu 24: a Phát biểu định luật Biot-Savart-Laplace vectơ cảm ứng từ gây phần tử dòng điện b Xác định vectơ cảm ứng từ gây dòng điện Định luật biot-sava laplat: Vecto cam ứng điện từ phân tử dòng điện Idl gây râ A cách khoảng r xác định theo công thức d gồm yếu tố sau: +điểm đặt A +phương vuông góc vs mặt phẳng chứa Idl r +chiều cho () theo thứ tự tạo thành tam diện thuận +độ lớn dB= b vecto cảm ứng từ B dòng điện I gây A a (d vecto cảm ứng từ gây tạ A) a= ... IM=a2M= Lỗ trò AB chứa số lẻ đới AM = I1M=a2M= )2 >I0M N=1: aM==a1 => I1M=a21=4I0M Lỗ tròn AB chứa số chẵn đới AM = IM=a2M= )2 = Tính chất vật dẫn mang điện trạng thái cân 1 .Vật dẫn vật. .. dấu điện tích q1 q2 Cùng dấu đẩy nhau, khác dấu hút + độ lớn F 12= F21=k= Trong k hang số tỉ lệ k= 9.10^9 số điện môi =8,86.10^- 12 độ thẩm điện môi trường b, điện trương môi trường vật chất sinh xung