Đang tải... (xem toàn văn)
Tóm tắt các công thức giải nhanh trắc nghiêm vật lý12 từ chương 1 đến chương 7. Tài liêu gồm các công thức ngắn gọn, dễ nhớ giúp học sinh giải nhanh các bài tập trong đề thi THPT quốc gia mon vậy lý. Ngoài ra, tài liêu cũng bổ sung thêm các công thức bổ trợ môn toán để giải các bài tập khó
Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) MỤC LỤC CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ CHƯƠNG II: SÓNG CƠ .23 CHƯƠNG III: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 31 CHƯƠNG IV: DÒNG ĐIÊN XOAY CHIỀU 35 CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG 48 CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 55 CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 61 PHỤ LỤC 65 Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 1/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Chu kì, tần số, tần số góc: ; (t thời gian để vật thực n dao động) Dao động: a Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hoàn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật trở l ại vị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hòa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) theo th ời gian Phương trình dao động điều hòa (li độ): + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m + A = xmax: Biên độ (ln có giá trị dương) + Quỹ đạo dao động đoạn thẳng dài L = 2A + (rad/s): tần số góc; (rad): pha ban đầu; (t + ): pha dao động + xmax = A, |x|min = Phương trình vận tốc: + v ln chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < 0) + v sớm pha so với x Tốc độ: độ lớn vận tốc |v|= v + Tốc độ cực đại |v|max = A vật vị trí cân (x = 0) + Tốc độ cực tiểu |v|min= vật vị trí biên (x= A ) Phương trình gia tốc: a = v’= - 2Acos(t + ) = - 2x + a có độ lớn tỉ lệ với li độ ln hướng vị trí cân + a sớm pha so với v ; a x ngược pha + Vật VTCB: x = 0; + Vật biên: x = ± A; |v|min = 0|a|max = Aω2 Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): + F có độ lớn tỉ lệ với li độ ln hướng vị trí cân + Dao động đổi chiều hợp lực đạt giá trị cực đại + Fhpmax = kA = mω2A: vị trí biên + Fhpmin = 0: vị trí cân Các hệ thức độc lập: 2 x v v 2 a) a) đồ thị (v, x) đường elip 1 A = x + A A b) a = - ω2x b) đồ thị (a, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ 2 2 a v a v c) c) đồ thị (a, v) đường elip 1 A A A d) F = -k.x d) đồ thị (F, x) đoạn thẳng qua gốc tọa độ 2 2 F v F v e) e) đồ thị (F, v) đường elip 1 A m kA A Chú ý: * Với hai thời điểm t1, t2 vật có cặp giá trị x1, v1 x2, v2 ta có hệ thức tính A & T sau: Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 2/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) 2 2 x12 x 22 v 22 v 12 x1 v x v 2 → A2 A A A A A v 22 v 12 x12 x 22 T x12 x 22 v 22 v12 x12 v 22 x 22 v 12 v1 A x v 22 v12 * Sự đổi chiều đại lượng: Các vectơ a , F đổi chiều qua VTCB Vectơ v đổi chiều qua vị trí biên * Khi từ vị trí cân O vị trí biên: Nếu a v chuyển động chậm dần Vận tốc giảm, ly độ tăng động giảm, tăng độ lớn gia tốc, lực kéo tăng * Khi từ vị trí biên vị trí cân O: Nếu a v chuyển động nhanh dần Vận tốc tăng, ly độ giảm động tăng, giảm độ lớn gia tốc, lực kéo giảm * Ở khơng thể nói vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” dao động loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hòa khơng phải gia tốc a s ố Mối liên hệ dao động điều hòa (DĐĐH) chuyển động tròn (CĐTĐ): a) DĐĐH xem hình chiếu vị trí chất điểm CĐTĐ lên trục nằm mặt phẳng quỹ đạo & ngược l ại với: b) Các bước thực hiện: Bước 1: Vẽ đường tròn (O ; R = A) Bước 2: Tại t = 0, xem vật đâu bắt đầu chuyển động theo chiều âm hay dương: + Nếu 0: vật chuyển động theo chiều âm (về biên âm) + Nếu 0: vật chuyển động theo chiều dương (về biên dương) Bước 3: Xác định điểm tới để xác định góc quét Δφ, từ xác định thời gian quãng đường chuyển động c) Bảng tương quan DĐĐH CĐTĐ: Chuyển động tròn (O, R = A) Dao động điều hòa x = Acos(t+) A biên độ R = A bán kınh ı la tần số góc la tốc độ góc (t+) la pha dao động (t+) tọa độ góc vmax = A la tốc độ cực đại v = R tốc độ dài amax = A2 la gia tốc cực đại aht = R2 gia tốc hướng tâm Fphmax = mA2 hợp lực cực đại tác dụng lên Fht = mA2 lực hướng tâm tác dụng lên vật vật Các dạng dao động có phương trình đặc biệt: độ A Biên T a x = a ± Acos(t + φ) với a = const Biên độ: ọa độ VTCB: x =A T ọa độ vị trí biên x = A b) x = a ± Acos (t + φ) với a = const Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 3/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) B PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: Tính thời gian đường dao động điều hòa a) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 đến x2: * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ T 360 t ? * Cách 2: Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay Nếu từ VTCB đến li độ x ngược lại: Nếu từ VT biên đến li độ x ngược lại: b) Tính quãng đường thời gian t: Biểu diễn t dạng: t = nT + Δt ; n số dao động nguyên; Δt khoảng thời gian lẻ ( Δt < T) Tổng quãng đường vật thời gian t: S = n.4A + Δs Với Δs quãng đường vật khoảng thời gian Δt, ta tính việc vận dụng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ: Ví dụ: Với hình vẽ bên Δs = 2A + (A - x1) + (A- |x2|) Neu t T thi s 4 A Các trường hợp đặc biệt: T Neu t thi s 2 A Neu t n.T thi s n.4 A T Neu t nT thi s n.4A A DẠNG 2: Tính tốc độ trung bình vận tốc trung bình Tốc độ trung bình: vtb = với S quãng đường vật khoảng thời gian Δt Tốc độ trung bình n chu kì là: x x x Vận tốc trung bình: v với Δx độ dời vật thực khoảng thời t t gian Δt Độ dời n chu kỳ Vận tốc trung bình n chu kì DẠNG 3: Xác định trạng thái dao động vật sau (trước) thời điểm t khoảng Δt Với loại toán này, trước tiên ta kiểm tra xem Δt = Δ nhận giá trị nào: Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 4/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) - Nếu Δ = 2k x2 = x1 v2 = v1 ; - Nếu Δ = (2k + 1) x2 = - x1 v2 = - v1 ; - Nếu Δ có giá trị khác, ta dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ để giải tiếp: Bước 1: Vẽ đường tròn có bán kính R = A (biên độ) trục Ox nằm ngang Bước 2: Biểu diễn trạng thái vật thời điểm t quỹ đạo vị trí t ương ứng c M đường tròn Lưu ý: ứng với x giảm: vật chuyển động theo chiều âm; ứng v ới x tăng: v ật chuy ển động theo chiều dương Bước 3: Từ góc Δ = Δt mà OM quét thời gian Δt, hạ hình chiếu xuống trục Ox suy vị trí, vận tốc, gia tốc vật thời điểm t + Δt t – Δt DẠNG 4: Tính thời gian chu kỳ để |x|, |v|, |a| nhỏ ho ặc lớn m ột giá tr ị (Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay) a) Thời gian chu kỳ vật cách VTCB khoảng nhỏ x1 lớn x1 b) Thời gian chu kỳ tốc độ nhỏ v1 lớn v1 (Hoặc sử dụng công thức độc lập từ v1 ta tính x1 tính trường hợp a) c) Tính tương tự với toán cho độ lớn gia tốc nhỏ lớn a1 !! DẠNG 5: Tìm số lần vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, W t, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 Trong chu kỳ, vật qua vị trí biên lần v ị trí khác l ần (ch ưa xét chi ều chuy ển động) nên: Bước 1: Tại thời điểm t1, xác định điểm M1 ; thời điểm t2, xác định điểm M2 Bước 2: Vẽ chiều chuyển động vật từ M1 tới M2, suy số lần vật qua xo a + Nếu Δt < T a kết quả, Δt > T Δt = n.T + to số lần vật qua xo 2n + a + Đặc biệt: vị trí M1 trùng với vị trí xuất phát số lần vật qua xo 2n + a + DẠNG 6: Tính thời điểm vật qua vị trí biết x (hoặc v, a, W t, Wđ, F) lần thứ n Bước 1: Xác định vị trí M0 tương ứng vật đường tròn thời điểm t = & số l ần vật qua vị trí x đề yêu cầu chu kì (thường 1, l ần) Bước 2: Thời điểm cần tìm là: t = n.T + t0 ; Với: + n số nguyên lần chu kì xác định phép chia hết số lần “gần” số lần đề yêu cầu với số lần qua x chu kì lúc vật quay vị trí ban đầu M 0, thiếu số lần 1, 2, đủ số lần đề cho + to thời gian tương ứng với góc qt mà bán kính OM0 quét từ M0 đến vị trí M1, M2, lại để đủ số lần Ví dụ: ta xác định số lần qua x chu kì l ần tìm số nguyên n lần chu kì để vật quay vị trí ban đầu M 0, góc M 0OM1 góc M 0OM T , thiếu lần to = T thiếu lần to = 360 360 DẠNG 7: Tính quãng đường lớn nhỏ Trước tiên ta so sánh khoảng thời gian Δt đề cho với nửa chu kì T/2 Trong trường hợp Δt < T/2: * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên (VTB) nên khoảng thời gian quãng đường lớn vật gần VTCB nhỏ gần VTB Do có tính đối xứng nên quãng đường lớn gồm Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 5/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) phần đối xứng qua VTCB, quãng đường nhỏ gồm ph ần b ằng đối xứng qua VTB Vì cách làm là: Vẽ đường tròn, chia góc quay Δφ = .Δt thành góc nhau, đối xứng qua trục sin thẳng đứng ( Smax đoạn P1P2) đối xứng qua trục cos nằm ngang (Smin lần đoạn PA) * Cách 2: Dùng cơng thức tính & máy tính cầm tay Trước tiên xác định góc quét Δφ = Δt, thay vào công thức: Quãng đường lớn nhất: Quãng đường nhỏ nhất: Trong trường hợp Δt > T/2: tách Δt n Δt', n N * ; Δt ' - Trong thời gian n quãng đường 2nA - Trong thời gian Δt’ quãng đường lớn nhất, nhỏ tính cách Chú ý: + Nhớ số trường hợp Δt < T/2 để giải nhanh toán: A A S A neu vat di tu x x T max 2 t S A neu vat di tu x A x A x A 2 A A S max A neu vat di tu x x T 2 t A A S A ( ) neu vat di tu x x A x 2 A A S max A neu vat di tu x x T 2 t A A S A( ) neu vat di tu x x A x + Tính tốc độ trung bình lớn nhỏ : vtbmax = vtbmin = ; với Smax Smin tính Bài tốn ngược: Xét quãng đường S, tìm thời gian dài ngắn nhất: - Nếu S < 2A: (tmin ứng với Smax) ; (tmax ứng với Smin) - Nếu S > 2A: tách S n.2A S ', thời gian tương ứng: t n t' ; tìm t’max, t’min Ví dụ: Nhìn vào bảng tóm tắt ta thấy, quãng đường S = A, thời gian dài tmax = T/3 ngắn tmin = T/6, trường hợp xuất nhiều đề thi!! Từ cơng thức tính Smax Smin ta có cách tính nhanh quãng đường thời gian từ t1 đến t2: Ta có: S S - Độ lệch cực đại: ΔS = max 0,4A - Qng đường vật sau chu kì ln 4A nên quãng đường ‘‘trung bình’’ là: - Vậy quãng đường được: S S ΔS hay S ΔS S S ΔS hay S 0,4A S S 0,4A DẠNG 8: Bài toán hai vật dao động điều hòa Bài tốn 1: Bài tốn hai vật gặp * Cách giải tổng quát: - Trước tiên, xác định pha ban đầu hai vật từ điều kiện ban đầu - Khi hai vật gặp thì: x1 = x2 ; giải & biện luận tìm t thời điểm & vị trí hai vật gặp * Cách 2: Dùng mối liên hệ DĐĐH CĐTĐ (có trường hợp) - Trường hợp 1: Sự gặp hai vật dao động biên độ, khác t ần s ố Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 6/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) Tình huống: Hai vật dao động điều hoà với biên độ A, có vị trí cân b ằng trùng nhau, với tần số f1 ≠ f2 (giả sử f2 > f1) Tại t = 0, chất điểm thứ có li độ x1 chuyển động theo chiều dương, chất điểm thứ hai có li độ x chuyển động ngược chiều dương Hỏi sau chúng gặp lần đầu tiên? Có thể xảy hai khả sau: + Khi gặp hai chất điểm chuyển động chiều Tại t = 0, trạng thái chuyển động chất điểm tương ứng với bán kính đường tròn hình vẽ Góc tạo b ởi hai bán kính D α α Trên hình vẽ, ta có: ε = α2 - α1 + Khi gặp nhau, chất điểm chuyển động ngược chiều nhau: Trên hình vẽ: α1 = a + a' ; α2 = b + b' Với lưu ý: a' + b' = 1800 Ta có: α1 + α2 = a + b +1800 Trong đó: a, b góc quét bán kính từ t = cho đ ến thời điểm vật tương ứng chúng qua vị trí cân Đặc biệt: lúc đầu hai vật xuất phát từ vị trí x theo chiều chuyển động D nên vật nhanh vật 1, chúng gặp x1, suy thời điểm hai vật gặp nhau: + Với < (Hình 1): |φ| - ω1t = ω2 t -|φ| + Với > (Hình 2) (π - φ) - ω1t = ω2t - (π - φ) - Trường hợp 2: Sự gặp hai vật dao động tần số, khác biên đ ộ Tình huống: Có hai vật dao động điều hòa hai đường thẳng song song, sát nhau, với chu kì Vị trí cân chúng sát Biên độ dao động tương ứng chúng A1 A2 (giả sử A1 > A2) Tại thời điểm t = 0, chất điểm thứ có li độ x chuyển động theo chiều dương, chất điểm thứ hai có li độ x chuyển động theo chiều dương Hỏi sau hai chất điểm gặp nhau? Chúng gặp li độ nào? Với điều kiện gặp nhau, hai vật chuyển động chiều? ngược chiều? Tại biên? Có thể xảy khả sau (với Δφ = , C độ dài cạnh MN): Trường Gặp chuyển Gặp chuyển Gặp biên hợp động ngược chiều động chiều Điều A2 A2 A2 kiện cosΔφ < cosΔφ > cosΔφ = A1 A1 A1 xảy Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 7/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) Hình vẽ Cơng h12 x A12 x h A 22 thức cần C h12 x A 22 x h A12 nhớ Bài toán 2: Hai vật dao động tần số, vuông pha (độ lệch pha Δφ = 2k + 1) - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc chúng có dạng elip nên ta có: 2 - Kết hợp với: v1 A1 x1 , suy ra: * Đặc biệt: Khi A = A1 = A2 (hai vật có biên độ vật hai thời điểm khác nhau),ta có: (lấy dấu + k lẻ dấu – k chẵn) Bài toán 3: Hiện tượng trùng phùng Hai vật có chu kì khác T T’ Khi hai vật qua vị trí cân chuyển động chiều ta nói xảy tượng trùng phùng Gọi Δt thời gian hai lần trùng phùng liên tiếp - Nếu hai chu kì xấp xỉ - Nếu hai chu kì khác nhiều đó: = phân số tối giản = Chú ý: Cần phân biệt khác toán hai vật gặp toán trùng phùng! DẠNG 9: Tổng hợp dao động Cơng thức tính biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp: A1 sin A sin A A12 A 22 A1A cos( ) ; tan A1 cos A cos 2 Ảnh hưởng độ lệch pha: (với 2 > 1) - Hai dao động pha: Δφ = k.2π: A = A1 + A2 - Hai dao động ngược pha: Δφ = (2k+1)π: A = |A1 - A2| - Hai dao động vuông pha: Δφ = (2k+1) ; A A12 A 22 - Khi A1 = A2 A = 2A1cos ; + Khi Δφ = = 1200 A = A1 = A2 + Khi Δφ = = 600 A = A1 = A2 - Hai dao động có độ lệch pha Δφ = const: |A1 - A2| A A1 + A2 * Chú ý: Hãy nhớ số tam giác vuông: 3, 4, (6, 8, 10) Dùng máy tính tìm phương trình (dùng cho FX 570ES trở lên) Chú ý: Trước tiên đưa dạng hàm cos trước tổng hợp - Bấm chọn hình hiển thị chữ: CMPLX - Chọn đơn vị đo góc độ bấm: hình hiển thị chữ D (hoặc chọn đơn vị góc rad bấm: hình hiển thị chữ R) - Nhập: hình hiển thị: A1 + A2 ; sau nhấn - Kết hiển thị số phức dạng: a+bi ; bấm hiển thị kết quả: A Khoảng cách hai dao động: d = x1 – x2 = A’cos(t + ’ ) Tìm dmax: 2 * Cách 1: Dùng cơng thức: d max A1 A 2A1A cos( ) Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 8/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) * Cách 2: Nhập máy: A1 - A2 hiển thị A’ ’ Ta có: dmax = A’ Ba lắc lò xo 1, 2, đặt thẳng đứng cách nhau, biết phương trình dao động lắc 2, tìm phương trình dao động l ắc thứ để trình dao đ ộng c ả ba vật thẳng hàng Điều kiện: Nhập máy: 2(A2 2) – A1 hiển thị A3 Một vật thực đồng thời dao động điều hòa có phương trình x 1, x2, x3 Biết phương trình x12, x23, x31 Tìm phương trình x1, x2, x3 x x x x x x x ( x x ) x12 x13 x 23 * x1 1 2 * Tương tự: & & Điều kiện A1 để A2max: Nếu cho A2, thay đổi A1 để Amin: Các dạng toán khác ta vẽ giản đồ vectơ kết hợp định lý hàm số sin ho ặc hàm số cosin (xem ph ần phụ lục) CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO DẠNG 1: Đại cương lắc lò xo Phương trình dao động: Chu kì, tần số, tần số góc độ biến dạng: + Tần số góc, chu kỳ, tần số: ; ; + k = mω2 Chú ý: 1N/cm = 100N/m + Nếu lò xo treo thẳng đứng: với Nhận xét: Chu kì lắc lò xo + tỉ lệ với bậc m; tỉ lệ nghịch với bậc k + phụ thuộc vào m k; khơng phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu) Trong khoảng thời gian, hai lắc thực N1 N2 dao động: Chu kì thay đổi khối lượng: Gắn lò xo k vào vật m chu kỳ T1, vào vật m2 T2, vào vật khối lượng m3 = m1 + m2 chu kỳ T3, vào vật khối lượng m = m1 – m2 (m1 > m2) chu kỳ T4 Ta có: (chỉ cần nhớ m tỉ lệ với bình phương T ta có cơng thức này) Chu kì thay đổi độ cứng: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l cắt thành lò xo có độ cứng k1, k2, chiều dài tương ứng l1, l2… có: (chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với l lò xo) Ghép lò xo: * Nối tiếp: treo vật khối lượng thì: * Song song: treo vật khối lượng thì: (chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với bình phương T ta có cơng thức này) DẠNG 2: Lực hồi phục, lực đàn hồi & chiều dài lò xo vật dao động Lực hồi phục: nguyên nhân làm cho vật dao động, hướng vị trí cân biến thiên điều hòa tần số với li độ Lực hồi phục CLLX không ph ụ thu ộc khối lượng vật nặng Chiều dài lò xo: Với l0 chiều dài tự nhiên lò xo * Khi lò xo nằm ngang: Δl0 = Chiều dài cực đại lò xo: lmax = l0 + A Chiều dài cực tiểu lò xo: lmin = l0 - A * Khi lắc lò xo treo thẳng đứng nằm nghiêng góc Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 9/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) Chiều dài vật vị trí cân bằng: lcb = l0 + Δl0 Chiều dài ly độ x: l = lcb x Dấu “+” chiều dương chiều dãn lò xo Chiều dài cực đại lò xo: lmax = lcb + A Chiều dài cực tiểu lò xo: lmin = lcb – A Với Δl0 tính sau: g + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng: Δl0 + Khi lắc nằm mặt phẳng nghiêng góc α: Δl0 = Lực đàn hồi: xuất lò xo bị biến dạng đưa vật vị trí lò xo khơng bị biến dạng a Lò xo nằm ngang: VTCB trùng với vị trí lò xo khơng bị biến dạng + (x = Δl: độ biến dạng; đơn vị mét) + b Lò xo treo thẳng đứng: - Ở ly độ x bất kì: F = k (Δ0 x) Dấu “+” chiều dương chiều dãn lò xo Ví dụ: theo hình bên F = k(Δl0 - x) - Ở vị trí cân (x = 0): F = kΔl0 - Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FKmax = k(Δl0 + A) (ở vị trí thấp nhất) - Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - Δl0) (ở vị trí cao nhất) - Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < Δl0 FMin = k(Δl0 - A) = FKmin (ở vị trí cao nhất) * Nếu A ≥ Δl0 FMin = (ở vị trí lò xo không biến dạng: x = Δl0) Chú ý: - Lực tác dụng vào điểm treo Q thời điểm có độ lớn b ằng l ực đàn hồi ngược chiều - Lực kéo hợp lực lực đàn hồi trọng lực: + Khi lắc lò xo nằm ngang: Lực hồi phục có độ lớn lực đàn hồi (vì VTCB lò xo khơng biến dạng) + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng: Lực kéo hợp lực l ực đàn hồi trọng l ực Tính thời gian lò xo dãn - nén chu kì: a Khi A > Δl (Với Ox hướng xuống): Trong chu kỳ lò xo dãn (hoặc nén) l ần - Thời gian lò xo nén tương ứng từ M1 đến M2: với Hoặc dùng công thức: - Thời gian lò xo dãn tương ứng từ M2 đến M1: b Khi Δl ≥ A (Với Ox hướng xuống): Trong chu kỳ td = T; tn = DẠNG 3: Năng lượng dao động điều hoà CLLX Lưu ý: Khi tính lượng phải đổi khối lượng kg, vận tốc m/s, ly độ mét a Thế năng: b Động năng: c Cơ năng: Nhận xét: + Cơ bảo toàn tỉ lệ với bình phương biên độ + Khi tính động vị trí có li độ x thì: + Dao động điều hồ có tần số góc , tần số f, chu kỳ T W đ Wt biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T/2 Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 10/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) Tính chất vân sáng (tối) điểm M cách vân trung tâm đoạn x: x OM Tại M có tọa độ xM vân sáng khi: M k , điểm M vân sáng bậc k i i x Tại M có tọa độ xM vân tối khi: M k 0,5 , điểm M vân tối thứ (k + 1) i Thí nghiệm tiến hành mơi trường suốt có chiết suất n thì: Bước sóng khoảng vân i giảm n lần: ’ = ; i’ = Xác định số vân sáng - tối miền giao thoa có bề rộng L: Cách 1: (nhanh nhất) Lập tỉ số N = , lấy phần nguyên ta có: Nếu N lẻ thì: số vân sáng N, số vân tối N + 1, vân ngồi vân tối Nếu N chẵn thì: số vân tối N, số vân sáng N + 1, vân vân sáng Cách 2: Lập tỉ số N = Số vân sáng là: Ns = 2N + 1; với N Z Số vân tối là: Nt = 2N phần thập phân N < 0,5; Nt = 2N + phần thập phân N 0,5 Cách 3: (tổng quát nhất) Số giá trị k Z số vân sáng (vân tối) cần tìm Vân sáng: - ki Vân tối:- (k+0,5)i Xác định số vân sáng, vân tối hai điểm M, N có toạ độ x M, xN (giả sử xM < xN): Vân sáng: xM ki xN Vân tối: xM (k + 0,5)i xN Số giá trị k Z số vân sáng (vân tối) cần tìm Lưu ý: M N phía với vân trung tâm x1 x2 dấu; M N khác phía với vân trung tâm x1 x2 khác dấu Đặt mỏng trước khe Young ** Nếu ta đặt trước khe S1 thủy tinh có chiều dày e, chiết suất n Hệ vân bị lệch đoạn phía S1 Tịnh tiến khe sáng S đoạn y ** Tịnh tiến nguồn sáng S theo phương S1S2 phía S1 đoạn y hệ thống vân giao thoa di chuyển theo chiều ngược lại đoạn: Với d khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chứa hai khe S1; S2 DẠNG 2: Giao thoa với ánh sáng trắng Bề rộng quang phổ liên tục bậc k: hay khoảng cách vân tím bậc k đến vân đỏ bậc k Tìm xạ cho vân sáng (tối) M có tọa độ xM: a.x M Tại M xạ cho vân sáng khi: xM = k λ = (1) k D Kết hợp với t đ ta tìm giá trị k (với k Z) Thay k vào (1) để xác định xạ cho vân sáng M a.x M Tại M xạ cho vân tối khi: xM = (k+0,5) λ = (2) (k 0,5).D Kết hợp với t đ ta tìm giá trị k (với k Z) Thay k vào (2) để xác định xạ cho vân tối M Cách khác: dùng máy tính bấm ; nhập hàm f(x) = (1) (2) theo ẩn x = k ; cho chạy nghiệm từ đến chọn (vì k nguyên), nhận nghiệm f(x) khoảng t đ DẠNG 3: Giao thoa với nhiều ánh sáng đơn sắc Chú ý: Hiện tượng giao thoa ánh sáng khe thứ cấp S 1, S2 xảy ánh sáng có Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 42/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) bước sóng xuất phát từ nguồn sáng sơ cấp điều có nghĩa là: * Hai đèn dù giống hệt giao thoa ánh sáng t ng ọn đèn khơng thể pha * Khi tốn cho giao thoa với nhiều xạ ta phải hi ểu t ượng giao thoa c xạ riêng biệt, giao thoa xạ với b ức x có b ước sóng khác khơng thể giao thoa * Khi nguồn S phát hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 2: + Trên có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng 1 bước sóng 2 + Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng xS1 = xS2 = + Tại vị trí M, N … hai vân lại trùng x S1 = xS2 k1λ1 = k2λ2: Màu vân sáng M, N…giống màu vân sáng O a) Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ hai vân màu với vân trung tâm) i1 * xạ : i12 = BCNN i1, i2 Cách tìm: lấy = phân số tối giản = , suy ra: i12 = b.i1 = a.i2 i2 * xạ: i123 = BCNN i1, i2, i3 Thực thao tác tương tự giữa: i12 i3 → i123 b) Số vân sáng trùng số vân sáng quan sát đ ược b ức x toàn b ộ tr ường giao thoa L đoạn MN (xM < xN) k p p.n D D Vị trí vân sáng trùng nhau: x1 = x2 k 1 k 2 k1λ1 = k2λ2 k 1 q q.n a a ( phân số tối giản số giá trị nguyên n số lần trùng nhau, tốn ln có nghiệm) D D Vị trí trùng: x = k 1 p.n a a Cho x nằm vùng khảo sát ( - x xM x xN ) tìm n ; ta biết số vân sáng trùng ( N ) vị trí trùng Do trùng N≡ vạch nên số vân sáng quan sát Với (N1 + N2) tổng số vân sáng hai xạ c) Số vân tối trùng số vân tối quan sát đ ược b ức x toàn b ộ tr ường giao thoa L đoạn MN (xM < xN) k ,5 p p.(n 0.5) D D Tương tự câu a) ta có: x = (k 0.5) p.(n 0.5) k 0,5 1 q q.(n 0.5) a a (Bài tốn có nghiệm p ; q đồng thời hai số nguyên l ẻ gi ữa hai vân sáng trùng vân tối trùng hệ vân ngược lại) Cho x nằm vùng khảo sát (- x xM x xN) tìm n ; ta biết số vân tối trùng ( N ) vị trí trùng Số vân tối quan sát là: Với (N1 + N2) tổng số vân tối hai xạ d) Số vị trí trùng vân sáng vân t ối b ức x toàn b ộ tr ường giao thoa L đoạn MN (xM < xN) D + Vị trí vân sáng xạ trùng với vân t ối b ức x 2: x = k 1 a 2D (k ,5) a Bài tốn có nghiệm p số nguyên chẵn) D D + Vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ 1: x = (k ,5) k 2 a a (Bài tốn có nghiệm q số nguyên chẵn ) - - CHỦ ĐỀ 3: CÁC LOẠI QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA BỨC XẠ Máy quang phổ: Là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng phức tạp tạo thành nh ững Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 43/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) thành phần đơn sắc Máy quang phổ gồm có phận chính: + Ống chuẩn trực: để tạo chùm tia song song + Hệ tán sắc: để tán sắc ánh sáng + Buồng tối: để thu ảnh quang phổ Các loại quang phổ loại tia xạ: QP liên tục Định nghĩa Ứng dụng QP vạch hấp thụ Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Là hệ thống vạch tối riêng rẽ quang phổ liên tục Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng dài bước sóng tia đỏ (dài 0,76m) Là sóng điện từ có bước sóng ngắn, từ 10-8 m ÷ 10-11m Do chiếu chùm ánh sáng qua khối khí hay nung nóng nhiệt độ thấp nhiệt độ nguồn sáng trắng Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng ngắn bước sóng tia tím (ngắn hơ n 0,38m) Mọi vật có nhiệt độ cao nhiệt độ mơi trường lò than, lò điện, đèn dây tóc… Các vật bị nung nóng đến 20000C; đèn thủy ngân, hồ quang điện Ống rơnghen, ống cu-lít-giơ Các vạch tối xuất vị trí vạch màu quang phổ vạch phát xạ - Tác dụng nhiệt - Gây số phản ứng hóa học - Có thể biến điệu sóng cao tần - Gây tượng quang điện số chất bán dẫn - Tác dụng lên phim ảnh, Làm ion hóa khơng khí, gây phản ứng quang hóa, quang hợp, gây tượng quang điện - Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào da, diệt khuẩn… - Bị nước thủy tinh hấp thụ mạnh - Khả đâm xuyên mạnh - Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa khơng khí, làm phát quang nhiều chất, gây tượng quang điện hầu kết kim loại - Tác dụng diệt vi khuẩn, hủy diệt tế bào Xác định thành phần (nguyên tố), hàm lượng thành phần vật - Sấy khô, sưởi ấm - Điều khiển từ xa - Chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh - Quân (tên lửa tự động tìm mục tiêu, camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại…) - Khử trùng nước uống, thực phẩm - Chữa bệnh còi xương - Xác định vết nức bề mặt kim loại - Chiếu điện, chụp điện dùng y tế để chẩn đoán bệnh - Chữa bệnh ung thư - Kiểm tra vật đúc, dò bọt khí, vết nứt kim loại - Kiểm tra hành lí hành khách máy bay Là hệ thống Là dải vạch màu màu biến riêng rẽ nằm thiên liên tục từ đỏ đến tím tối Các chất rắn, chất lỏng Nguồn chất khí áp phát suất lớn bị nung nóng Tính chất QP vạch phát xạ - Khơng phụ thuộc chất vật, phụ thuộc nhiệt độ vật - Nhiệt độ cao, miền phát sáng vật mở rộng vùng ánh sáng có bước sóng ngắn Đo nhiệt độ vật Các chất khí hay áp suất thấp bị kích thích nóng sáng Nguyên tố khác có quang phổ vạch riêng khác số lượng, vị trí màu sắc, độ sáng tỉ đốigiữa vạch (vạch quang phổ bề rộng) Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 44/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) Chú ý: Mặt trời nguồn phát quang phổ liên tục quang ph ổ c m ặt tr ời mà ta thu mặt đất lại quang phổ vạch hấp thụ khí mặt trời Thang sóng điện từ: Miền SĐT (m) Sóng vơ Tia hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy tuyến 3.104 10-4 10- 3 7,6.10-7 7,6.10- 7 3,8.10-7 Tia tử ngoại Tia X Tia Gamma 3,8.10-7 10-9 10-8 10- 11 Dưới 10- 11 DẠNG 1: Tia Rơn-ghen Ở ta xét tốn xi, ngược liên quan đến điện áp U AK, động elecron, bước sóng ngắn (hoặc tần số lớn nhất) mà ống Rơn-ghen phát 1/ Tính bước sóng ngắn tia X phát ra: - Theo định luật bảo toàn lượng: Năng lượng dòng electron = lượng tia X + Nhiệt + (nhiệt lớn so với lượng tia X) hc X hc ε = εX + Q εX X - Ta có: Năng lượng dòng electron = động chùm F electron đập vào đối Katốt hc X e.U AK eU AK Suy bước sóng ngắn tia X phát là: tần số lớn fmax = h 2/ Tính nhiệt lượng làm nóng đối Katốt: Nhiệt lượng làm nóng đối Katốt tổng động quang electron đến đ ập vào đ ối Katốt: với với N = tổng số quang electron đến đối Katốt Kết hợp với Q = m.c.(t2 - t1) ; với c nhiệt dung riêng kim loại làm đối Katốt Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 45/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 1: QUANG ĐIỆN NGOÀI Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim lo ại g ọi hi ện tượng quang điện (hay gọi tượng quang điện ngồi) Các electron b ị b ật hi ện t ượng gọi electron quang điện hay quang electron Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ giới hạn quang điện kim loại ( 0) gây tượng quang điện Chú ý: Nếu chiếu đồng thời xạ λ1, λ2 xạ gây tượng quang điện ta tính tốn với xạ có bước sóng bé Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ ho ặc phát xạ có giá trị hồn tồn xác định, gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ ε: Trong đó: h = 6,625.10-34 J.s gọi số Plăng Giới hạn quang điện: kim loại đặc trưng riêng kim lo ại bước sóng lớn ánh sáng kích thích Trong đó: A cơng êléctrơn (đơn vị: Jun) Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn) Anh-xtanh + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phơtơn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng ε = hf + Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phơtơn + Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm sáng dù y ếu chứa r ất nhiều phôtôn nhiều nguyên tử, phân tử phát Vì ta nhìn thấy chùm sáng liên tục + Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử không bị thay đ ổi, không ph ụ thu ộc kho ảng cách t ới nguồn sáng Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - h ạt Trong tượng quang học, tính chất sóng thể rõ tính ch ất h ạt l ại m ờ, ngược lại Thể tính chất sóng Thể tính chất hạt ● Hiện tượng giao thoa ● Hiện tượng quang điện ● Hiện tượng nhiễu xạ ● Hiện tượng gây phát quang ● Hiện tượng tán sắc… ● Tınh ı đam xun, gây ion hóa chất Cơng suất xạ nguồn sáng: Với nf số phôtôn nguồn phát 1s * * MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO Động lượng photon: ; Với mph khối lượng tương đối tính photon Công thức Anh-xtanh: → ; với h.c = 1,9875.10-25 10 Định lí động năng: → Bài tốn 1: Tính điện cầu lập điện Trường hợp chiếu xạ có bước sóng vào cầu kim lọai cô lập, êléctrôn quang điện bứt khỏi qu ả cầu, điện tích dương cầu tăng dần nên điện V qu ả cầu tăng dần Điện V = Vmax êléctrôn quang điện b ứt khỏi cầu bị lực điện trường hút trở lại cầu Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 46/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) - Áp dụng định lí động với lưu ý vt = 0, VM = Vmax, VN = V∞ = 0, ta có: - Áp dụng cơng thức Anh-xtanh, ta có: - Đối với cầu kim loại bán kính R, ta tính điện tích cực đại Qmax cầu: ; với k = 9.109 (Nm2/C2 ) → Bài toán 2: Cho hiệu điện UAK đặt vào tế bào quang điện, tính vận tốc e đ ập vào Anot - Khi electron tăng tốc: vận tốc v - Khi electron bị giảm tốc: vận tốc v Lưu ý đổi đơn vị: MeV = 106 eV ; eV = 1,6.10-19 J ; MeV = 1,6.10-13 J ; A0 = 10-10 m 12 Cường độ dòng quang điện bão hòa: ; Với ne số eléctron bứt khỏi K 1s 13 Hiệu suất lượng tử: 14 Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu: UAK Uh (Uh < 0), Uh gọi hiệu điện hãm Lưu ý: Trong số toán người ta lấy Uh > độ lớn 15 Tính khoảng cách xa mà mắt trơng thấy nguồn sáng Gọi P công suất nguồn sáng phát b ức xạ đẳng hướng, d đường kính ngươi, n độ nhạy mắt (số photon lọt vào mắt mà mắt phát ra) Ta có: - Số photon nguồn sáng phát giây: nλ = = - Gọi D khoảng cách từ mắt đến nguồn sáng, số photon phân b ố đ ều m ặt hình cầu có bán kính D h P - Số photon qua đơn vị diện tích hình cầu giây là: k 4D hc.4D2 d P Pd d - Số photon lọt vào giây là: N k hc.4D2 16hc.D2 2 - Để mắt nhìn thấy nguồn sáng thì: Pd d P N n n D nhc 16hc.D 16 Khi electron quang điện bay điện trường + Lực điện trường tác dụng lên electron: FE = e.E ; với điện trường thì: E = + Khi quang electron bật khỏi catot chịu l ực điện trường thu gia t ốc F e.E e U a E m m m d → Bài tốn: Tính khoảng cách s tối đa mà electron rời xa cực Nếu điện trường cản có cường độ E electron bay dọc theo đường sức ện quãng đường tối đa mà electron rời xa Katot là: → Bài tốn: Tính bán kính lớn vòng tròn bề mặt anot mà electron t ới đ ập vào Electron bị lệch nhiều vận tốc ban đầu v vng góc với bề mặt Katot (vng góc với đường sức điện), ta qui toán chuyển động ném ngang Xét trục tọa độ xOy: + Trục Ox: x = v0maxt = Rmax + Trục Oy: y = at2= t2 = d (với d khoảng cách hai cực) t Rmax = v0maxt e U - Nếu ta thay a = AK thì: m d mv - Nếu thay tiếp v0max từ biểu thức e.U h 0max 17 Khi electron quang điện bay từ trường + Lực Lorenxơ tác dụng lên electron: FL = e.B.v0max.sinα + Nếu v B quỹ đạo electron đường tròn R: F ht = FL Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 47/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) v 02 e v 0B R Nếu electron có v0max thì: + Nếu v xiên góc với B quỹ đạo electron đường ốc với bán kính vòng ốc: 18 Khi electron quang điện bay theo phương ngang mi ền có ện tr ường t trường, để electron không bị lệch khỏi phương ban đầu FE = FL = B.vomax - m CHỦ ĐỀ 2: MẪU BO Tiên đề (Tiên đề trạng thái dừng): Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi tr ạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ khơng h ấp th ụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử ): Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái d ừng có l ượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu E n – Em: Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có hấp thụ xạ lượng Em mà hấp thụ phôtôn có lượng hiệu En – Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Chú ý: Nếu phơtơn có lượng hfmn mà En < hfmn < Em ngun tử khơng nhảy lên mức lượng mà trạng thái dừng ban đầu Hệ quả: Ở trạng thái dừng electron nguyên tử chuyển động quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng - Đối với nguyên tử Hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ l ệ v ới bình ph ương c s ố nguyên liên tiếp: với n số nguyên r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo K (n = 1) L (n = 2) M (n = 3) N (n = 4) O (n = 5) P (n = 6) Bán kính 4r0 r0 9r0 16r0 25r0 Hấp thụ lượng Trạng thái (Tồn bền vững) 36r0 Trạng thái kích thích (Chỉ tồn thời gian cỡ 10-8 s) Bức xạ lượng Tính lượng electron quỹ đạo dừng thứ n: Với n N* → Năng lượng ion hóa nguyên tử hi đrô từ trạng thái bản: E0 = 13, 6(eV) = 21, 76.10-19 J Quỹ đạo K (n = 1) 13,6 Năng lượng L (n = 2) 13,6 22 M (n = 3) 13,6 32 N (n = 4) O (n = 5) P (n = 6) 13,6 42 Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: 13,6 52 13,6 52 hc hc Em E n mn mn Em E n 1 ; f = f + f (như cộng véctơ) 13 12 23 13 12 23 Hoặc dùng công thức: với R = 1, 09.107 m-1 (máy tính fx 570 ES: bấm ) Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: ; với r0 = 5,3.10-11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Khi electron chuyển mức lượng, tìm số vạch phát ra: - Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm - Hoặc dùng công thức: ; với n số vạch mức lượng Cho bước sóng tính bước sóng khác: Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 48/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) n! n(n 1) Chứng minh: N C n ; C n2 tổ hợp chập n (n 2)!2! 9* Tính vận tốc tần số quay electron chuyển động quỹ đ ạo dừng n: e2 v2 Lực Culông electron hạt nhân giữ vai trò lực hướng tâm k m e nên: rn rn k 9.10 (Nm / C ) Vận tốc electron: m/s với m e 9 ,1.10 31 kg v Tần số quay electron: ω = 2π.f = rn 10* Cường độ dòng điện phân tử electron chuyển động quỹ đạo gây ra: (vì electron chuyển động quỹ đạo tròn nên t = T) - CHỦ ĐỀ 3: QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG PHÁT QUANG & LAZE I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn tượng quang điện a) Chất quang dẫn: chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp b) Hiện tượng quang điện trong: * Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất bán dẫn, làm gi ải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo l ỗ trống tham gia vào trình dẫn điện gọi tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở pin quang điện Chú ý: ● Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới chất bán d ẫn, v ới hi ện t ượng quang điện ngồi phải kim loại ● Bức xạ hồng ngoại gây tượng quang điện số chất bán d ẫn Trong khơng thể gây tượng quang điện ngồi kim loại Quang điện trở - Quang điện trở điện trở làm chất quang d ẫn Nó có c ấu t ạo g ồm m ột s ợi dây Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 49/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) chất quang dẫn gắn đế cách điện - Quang điện trở ứng dụng mạch điều khiển tự động Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) ngu ồn ện ch ạy b ằng l ượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện * Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Được lắp đặt sử dụng miền núi, hải đảo, nơi xa nhà máy điện II HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Khái niệm phát quang Hiện tượng xảy số chất có khả hấp thụ ánh sáng có b ước sóng đ ể phát ánh sáng có bước sóng khác Chất có khả phát quang gọi chất phát quang Ví dụ: Nếu chiếu chùm ánh sáng tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung d ịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu l ục Ở đây, ánh sáng t ngo ại ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang Thành đèn ống thơng thường có phủ l ớp bột phát quang L ớp b ột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích ánh sáng giàu tia tử ngo ại h th ủy ngân đèn phát lúc có phóng điện qua Chú ý: - Ngồi tượng quang – phát quang có tượng phát quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – phát quang (ở đèn LED); phát quang catơt (ở hình ti vi) - Sự phát sáng đèn ống quang - phát quang vì: đèn ống có tia t ngo ại chi ếu vào lớp bột phát quang phủ bên thành ống đèn - Sự phát sáng đèn dây tóc, nến, hồ quang khơng phải quang - phát quang Đặc điểm tượng phát quang: bước sóng ' ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng kích thích: λ' > λ (hay ε' < ε f ' < f) III SƠ LƯỢC VỀ LAZE Định nghĩa, đặc điểm, phân loại ứng dụng laze - Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ l ớn d ựa việc ứng d ụng hi ện tượng phát xạ cảm ứng - Một số đặc điểm tia laze: + Tia laze có tính đơn sắc cao + Tia laze chùm sáng kết hợp (các phôtôn chùm có tần số pha) + Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) + Tia laze có cường độ lớn Chú ý: Tia laze khơng có đặc điểm cơng suất lớn, hiệu suất laze nhỏ - Các loại laze: + Laze rắn, laze rubi (biến đổi quang thành quang năng) + Laze khí, laze He – Ne, laze CO2 + Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As, sử dụng phổ biến (bút b ảng) - Một vài ứng dụng laze: Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực + Y học: dùng dao mổ phẩu thuật mắt, chữa bệnh ngồi da… + Thơng tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên l ạc vệ tinh, truy ền tin b ằng cáp quang… + Cơng nghiệp: khoan, cắt, tơi, xác vật liệu cơng nghiệp Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 50/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHỦ ĐỀ 1: Thuyết tương đối - Cấu trúc hạt nhân Khối lượng nghỉ (là khối lượng vật đứng yên) : m0 Khối lượng tương đối tính (là khối lượng vật chuyển động với vận tốc v) : Năng lượng nghỉ: E0 = m0c2 ; Năng lượng toàn phần: E = mc2 Động năng: Hạt nhân AZ X , có A nuclơn ; Z prôtôn (A – Z) nơtrôn Độ hụt khối: Năng lượng liên kết hạt nhân: ; với:1 uc2 931, MeV Năng lượng liên kết tính riêng:(đặc trưng cho tính bền vững hạt nhân) Số hạt nhân m gam chất: m Số proton m gam chất N p = Z.N = Z N A A m Số notron m gam chất: Nn = (A - Z).N = (A - Z) N A A 23 Với NA = 6,02.10 hạt/mol (máy tính fx 570 ES: bấm ) CHỦ ĐỀ 2: Phóng xạ DẠNG TÍNH TỐN CÁC ĐẠI LƯỢNG TỪ ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ t � t T �N N N e Số hạt nhân, khối lượng lại thời điểm t: � t � T m m0 m0 e t � Số hạt nhân, khối lượng bị phân rã thời điểm t: � � Tt � N N N N 1 � � 0� � � � � � Tt � � m m m m 1 � 0� � � � � Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm: t t Tỉ số N/N0 hay (%) Bị phân rã N0 – N (%) T Còn lại N= N0 t =T 1/2 hay ( 50%) N0/2 hay ( 50%) N0 N0 1 N = N0 = 2 t =2T 1/4 hay (25%) 3N0/4 hay (75%) N N 2 0 N = N0 = t =3T 1/8 hay (12,5%) 7N0/8 hay (87,5%) N0 N0 3 N = N0 = t =4T 1/16 hay (6,25%) 15N0/16 hay (93,75%) N0 N0 4 N = N0 = 16 t =5T 1/32 hay (3,125%) 31N0/32 hay (96,875%) N0 N0 5 N = N0 = 32 t =6T 1/64 hay (1,5625%) 63N0/64 hay (98,4375%) N0 N0 6 N = N0 = 64 Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Tỉ số (N0- N)/N0 Tỉ số (N0- N)/N 1/2 3/4 7/8 15/16 15 31/32 31 63/64 63 Trang - 51/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) t =7T 1/128 hay (0,78125%) N0 N0 27 128 t =8T 1/256 N0 N0 8 N = N0 = hay(0,390625%) 256 PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHẨM: N = N0 7 = 127N0/128 hay (99,21875%) 127/128 127 255N0/256 hay (99,609375%) 255/256 255 Chỉ áp dụng t=n.T (n số nguyên) Tính: 2n Suy ra: lại: 2n 2n - Phân rã: 2n DẠNG KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN TẠO THÀNH SAU PHĨNG XẠ Xét phản ứng phóng xạ: X �Y Z Số hạt nguyên tử bị phân rã = số hạt nhân tạo thành = số hạt tạo thành: -t T N Y =ΔN X = N 0(1 - ) Tỉ lệ số nguyên tử hạt nhân hạt nhân mẹ thời điểm t : t NY = 2T - NX Tỉ số khối lượng hạt nhân khối lượng hạt nhân mẹ t mY A T = (2 - 1) X mX AY * Tính thời gian tính tuổi: a) Tính thời gian cho biết N0 m0 kiện khác mà ta tìm N m → Cơng thức dùng để tính tuổi thực vật nhờ định vị C14: lúc ta xem N0 số nguyên tử có mẫu sống, N số nguyên tử mẫu cổ Nc mc b) Tính thời gian cho biết tỉ số Nm mm → Công thức dùng để tính tuổi khống vật: đá, quặng Poloni, * Tính chu kì máy đếm xung: Một mẫu phóng xạ AZ X ban đầu t1 phút có ΔN1 hạt nhân bị phân rã, sau t phút (kể từ lúc t = 0) t2 phút có ΔN2 hạt nhân bị phân rã Ta có chu kì bán rã chất phóng xạ: Nếu t2 = t1 thì: * Bài tốn hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác tốn khác: Viết biểu thức số hạt khối lượng lại chất phóng xạ Thiết lập tỉ số số hạt khối lượng chất phóng xạ DẠNG 3: NĂNG LƯỢNG CỦA PHÓNG XẠ 1.Tỉ số động vận tốc hạt nhân Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 52/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) K v1 m = = K v m1 Động hạt nhân tỉ lệ thuận với vận tốc tỉ lệ nghịch với kh ối l ượng c chúng CHỦ ĐỀ 3: Phản ứng hạt nhân 1) Hệ thức động lượng động vật: A A A A A 2) Xét phản ứng: Z X1 Z X Z X Z X Giả thiết hạt Z X đứng yên Ta có: a) Năng lương tỏa thu vào phản ứng hạt nhân: 2 + Nếu ΔE > 0: phản ứng tỏa lượng + Nếu ΔE < 0: phản ứng thu lượng b) Bài toán vận dụng định luật bảo toàn: * Tổng quát: dùng để tính góc phương chuyển động hạt * ΔE =(K3+K4)-K1 2 * P4 P1 P3 2P1P3 cos 1 2 * P1 P3 P4 2P4P4 cos * TH1: Hai hạt bay theo phương vng góc * ΔE =(K3+K4)-K1 2 * P1 P3 P4 m1K1 m 3K m 4K * TH2: Hai hạt sinh có vectơ vận tốc * ΔE =(K3+K4)-K1 K m3 * K m4 * m1v1 m 3m m v * TH3: Hai hạt sinh giống nhau, có động * ΔE =2K3 - K1 = 2K4 - K1 * P1 = 2P3cos = 2P4cos * TH4: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành hạt con) * ΔE =K3+K4 K3 v m4 * K v m3 Chú ý: Khi tính vận tốc hạt thì: - Động hạt phải đổi đơn vị J (Jun) (1MeV = 1,6.10 -13J) - Khối lượng hạt phải đổi kg (1u = 1,66055.10 -27kg) Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 53/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) DẠNG 4: Năng lượng phân hạch – nhiệt hạch * Một số dạng tập: - Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng: M0 M Tìm l ượng to ả xảy phản ứng: ΔE = (M0 – M).c2 MeV - Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ): E = Q.N = Q N (MeV) Pci - Hiệu suất nhà máy: H = (%) Ptp - Năng lượng thời gian t: P t - Số phân hạch: ΔN = = E - Nhiệt lượng toả ra: ; với q suất tỏa nhiệt nhiên liệu - Gọi P cơng suất phát xạ Mặt Trời ngày đêm kh ối l ượng Mặt Tr ời gi ảm m ột lượng Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 54/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) CƠNG LƯỢNG GIÁC ĐƠN VỊ ĐO – GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CÁC CUNG 10 60' phút, 1’= 60” (giây); 10 = (rad ) ; 1(rad ) (độ) Bảng giá trị lượng giác cung đặc biệt Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 55/67- Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) CÁC HẰNG ĐẲNG THỨC LƯỢNG GIÁC sin2( ) cos2( ) tan() cot() 1; 1 1 cot 1 tan 2 sin cos CƠNG THỨC BIẾN ĐỔI a) Cơng thức cộng Sin sin.cos, cos,sin Cos cos.cos, sin.sin dấu trừ tan a �tan b sin(a b) sina.cosb sinbcosa tan(a b) = mtan a.tan b cos(a b) cosa.cosb sinasinb; b) Công thức nhân đôi, nhân ba sin2a 2sinacosa sin3a 3sina 4sin3a (hay sin – sỉn) cos2a cos2a sin2a 2cos2a 2sin2a; cos3a 4cos3a 3cosa ( hay cổ - cô) c) Công thức hạ bậc: cos 2a cos 2a cos2a sin2a 2 Dạng ngược 1+cos2a = 2cos2a 1-cos2a = 2sin2a d) Công thức biến đổi tổng thành tích sin + sin = 2sin.cos sin – sin = 2cos.sin cos + cos = 2cos.cos cos – cos = -2sin.sin a b a b a b a b cos cos sina sinb 2sin cosa cosb 2cos a b a b a b a b sin sin sina sinb 2cos cosa cosb 2sin CÔNG THỨC NGHIỆM CỦA PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN: a k 2 sin sina cos cosa a k.2 a k 2 Word hóa: Trần Văn Hậu - THPT U Minh Thượng - Kiên Giang - tranvanhauspli25gvkg@gmail.com Trang - 56/67- ... Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HOÀNG MINH TÂN (0973518581) 2 2 x12 x 22 v 22 v 12 x1 v x v 2 → A2 A A A A A v 22 v 12 x12 x... A A A A v 22 v 12 x12 x 22 T x12 x 22 v 22 v12 x12 v 22 x 22 v 12 v1 A x v 22 v12 * Sự đổi chiều đại lượng: Các vectơ a , F đổi chiều... Tổng hợp kiến thức Vật lí 12 - LTĐH GV: ĐINH HỒNG MINH TÂN (0973518581) Hình vẽ Cơng h12 x A12 x h A 22 thức cần C h12 x A 22 x h A12 nhớ Bài toán 2: Hai vật