Lý thuyết lý 12

CHUYÊN ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Chu kì, tần số, tần số góc: ω = 2πf = 2π t ; T= (t l{ thời gian để vật thực n dao động) T n Dao động: a Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi l{ vị trí c}n b Dao động tuần ho{n: Sau khoảng thời gian gọi l{ chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hòa: l{ dao động li độ vật l{ h{m cosin (hay sin) theo thời gian Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo đơn vị độ d{i cm m + A = xmax: Biên độ (ln có gi| trị dương) + Quỹ đạo dao động l{ đoạn thẳng d{i L = 2A +  (rad/s): tần số góc;  (rad): pha ban đầu; (t + ): pha dao động + xmax = A, |x|min = Phương trình vận tốc: v = x’= - Asin(t + )  + v chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương v > 0, theo chiều }m v < 0) π + v sớm pha so với x  Tốc độ: l{ độ lớn vận tốc |v|= v + Tốc độ cực đại |v|max = A vật vị trí c}n (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 v{ ln hướng vị trí c}n π + a sớm pha so với v ; a x ngược pha + Vật VTCB: x = 0; vmax = A; amin = + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; amax = A2 C|c hệ thức độc lập: 2 x  v  2  v  a)   +   =1  A = x +  ω  A   Aω  b) a = -  x 2  a   v  a2 v 2 + = c)  A = +    ω ω  Aω   Aω  b) đồ thị (a, x) l{ đoạn thẳng qua gốc tọa độ c) đồ thị (a, v) l{ đường elip d) đồ thị (F, x) l{ đoạn thẳng qua gốc tọa độ d) F = -kx a) đồ thị (v, x) l{ đường elip  F   v  F2 v2 + = e)   A = +    m2ω4 ω2 e) đồ thị (F, v) l{ đường elip  kA   Aω  Chú ý: * Với hai thời điểm t1, t2 vật có c|c cặp gi| trị x1, v1 x2, v2 ta có hệ thức tính A & T sau: HDedu - Page 2 ω= x12 - x22 v 22 - v12  x1   v   x   v  + = +  = 2          A2 Aω  A   Aω   A   Aω  v 22 - v12 x12 - x22  T = 2π x12 - x22 v 22 - v12 x2 v - x2 v v  A = x +   = 22 22 v2 - v1 ω * Sự đổi chiều đại lượng:    C|c vectơ a , F đổi chiều qua VTCB   Vectơ v đổi chiều qua vị trí biên * Khi đi từ vị trí c}n 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 c}n 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 đ}y khơng thể nói l{ vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” dao động l{ loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hịa khơng phải gia tốc a l{ số Thời gian T T T T T T T 12 T 12 -A A A A 2 A O A A A 2 Viết phương trình dao động điều ho{ x = Acos(t + φ) (cm) - C|ch x|c định : Xem lại tất công thức đ~ học phần lý thuyết Ví dụ: v a k g g a 2 v  = = 2πf = = = max = max ω = (CLLX) ; ω = (CLĐ) = 2 A A x T m Δl l A x - C|ch x|c định A: Ngo{i c|c công thức đ~ biết như: A = x2  ( v )  = v max  = a max  = Fmax l l = max = k 2W , k - C|ch x|c định : Dựa v{o điều kiện đầu: lúc t = t0 * Nếu t = : x  cos      - x = x0, xét chiều chuyển động vật   A  v     ; v       -v x  A cos  - x = x0 , v = v0    tanφ =  φ = ? x0 ω  v0  A sin  Lưu ý : - Vật theo chiều dương v >   < ; theo chiều }m v <   > - Có thể x|c định  dựa v{o đường tròn biết li độ v{ chiều chuyển động vật t = t0: Ví dụ: Tại t = + Vật biên dương:  = HDedu - Page + Vật qua VTCB theo chiều dương:  =  / + Vật qua VTCB theo chiều }m:  =  / + Vật qua A/2 theo chiều dương:  = -  / + Vật qua vị trí –A/2 theo chiều }m:  =  / + Vật qua vị trí -A /2 theo chiều dương:  = - 3 / Tính qu~ng đường v{ tốc độ trung bình thời gian t = nT:  Qu~ng đường: S  n.4A 4A 2v max =  Tốc độ trung bình: v tb = T π HDedu - Page CHUYÊN ĐỀ 2: CON LẮC LỊ XO A TĨM TẮT LÝ THUYẾT  DẠNG 1: Đại cương lắc lò xo Phương trình dao động: x = Acos(t + ) Chu kì, tần số, tần số góc v{ độ biến dạng: + Tần số góc, chu kỳ, tần số:   k m ; T  2 m k ; f k 2 m + k = m ω Chú ý: 1N/cm = 100N/m + Nếu lò xo treo thẳng đứng: T  2 m  2 k  g Với   mg k Nhận xét: Chu kì lắc lị xo + tỉ lệ với bậc m; tỉ lệ nghịch với bậc k + phụ thuộc v{o m k; không phụ thuộc v{o A (sự kích thích ban đầu)  DẠNG 2: Lực hồi phục, lực đ{n hồi & chiều d{i lò xo vật dao động Lực hồi phục: l{ nguyên nh}n l{m cho vật dao động, ln hướng vị trí c}n v{ biến thiên điều hòa tần số với li độ Lực hồi phục CLLX không phụ thuộc khối lượng vật nặng Fhp = ma = - kx = -mω2x (Fhpmin = 0; Fhpmax = kA) Chiều d{i lò xo: Với l0 l{ chiều d{i tự nhiên lò xo * Khi lò xo nằm ngang: l0 = Chiều d{i cực đại lò xo : lmax = l0 + A Chiều d{i cực tiểu lò xo : lmin = l0 - A * Khi lắc lò xo treo thẳng đứng nằm nghiêng góc  Chiều d{i vật vị trí c}n : lcb = l0 + l0 Chiều d{i ly độ x : l = lcb  x Dấu “+” chiều dương chiều d~n lò xo Chiều d{i cực đại lò xo : lmax = lcb + A Chiều d{i cực tiểu lò xo : lmin = lcb – A Với l0 tính sau: l0  g mg   k  Lực đ{n hồi: xuất lò xo bị biến dạng v{ đưa vật vị trí lị xo khơng bị biến dạng a Lị xo nằm ngang: VTCB trùng với vị trí lị xo khơng bị biến dạng + Fđh = k l ( l : độ biến dạng; đơn vị mét) + Fđhmin = 0; Fđhmax = kA b Lò xo treo thẳng đứng: - Ở vị trí c}n (x = 0) : F = kl0 - Lực đ{n hồi cực đại (lực kéo): FKmax = k(l0 + A) (ở vị trí thấp nhất) - Lực đẩy (lực nén) đ{n hồi cực đại: FNmax = k(A - l0) (ở vị trí cao nhất) - Lực đ{n hồi cực tiểu: * Nếu A < l0  FMin = k(l0 - A) = FKmin (ở vị trí cao nhất) * Nếu A ≥ l0  FMin = (ở vị trí lị xo khơng biến dạng: x = l0) Chú ý: - Lực t|c dụng v{o điểm treo Q thời điểm có độ lớn lực đ{n hồi ngược chiều - Lực kéo l{ hợp lực lực đ{n hồi v{ trọng lực: + Khi lắc lò xo nằm ngang: Lực hồi phục có độ lớn lực đ{n hồi (vì VTCB lị xo khơng biến dạng) + Khi lắc lò xo treo thẳng đứng: Lực kéo l{ hợp lực lực đ{n hồi v{ trọng lực HDedu - Page CHUYÊN ĐỀ 3: NĂNG LƯỢNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Lưu ý: Khi tính lượng phải đổi khối lượng kg, vận tốc m/s, ly độ mét 1 a Thế năng: Wt = kx2 = mω2x2 = mω2 A2cos2(ωt + φ) 2 1 b Động năng: Wđ = mv = mω2 A2sin2(ωt + φ) 2 1 c Cơ năng: W  Wt  Wd  kA2  m A2  const 2 Nhận xét: + Cơ bảo to{n v{ tỉ lệ với bình phương biên độ + Khi tính động vị trí có li độ x thì: Wđ = W – Wt = k(A2 - x2 ) + Dao động điều ho{ có tần số góc l{ , tần số f, chu kỳ T Wđ Wt biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T/2 + Trong chu kỳ có lần Wđ = Wt, khoảng thời gian hai lần liên tiếp để Wđ = Wt là T/4 + Thời gian từ lúc Wđ = Wđ max (Wt = Wt max) đến lúc Wđ = Wđ max /2 (Wt = Wt max /2) T/8 a v A + Khi Wđ  nWt  W  Wđ  Wt  (n  1)Wt  x   ; a   max ; v   max n 1 n 1 1 n HDedu - Page CHUYÊN ĐỀ 4: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG – KHOẢNG C\CH A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Cơng thức tính biên độ v{ pha ban đầu dao động tổng hợp: A  A12  A 22  2A1A cos(2  1 ) ; tan   A1 sin 1  A sin  A1 cos 1  A cos  2 Ảnh hưởng độ lệch pha:  = 2 – 1 (với 2 > 1) - Hai dao động pha   k 2 : A  A1  A2  - Hai dao động ngược pha   (2k  1) : A  A1  A2    2 - Hai dao động vuoâng pha   (2k  1) : A  A1  A2  - Hai dao động có độ lệch pha   const : A1  A2  A  A1  A2 * Chú ý: H~y nhớ số tam gi|c vuông: 3, 4, (6, 8, 10) Dùng m|y tính tìm phương trình (dùng cho FX 570ES trở lên) Chú ý: Trước tiên đưa dạng h{m cos trước tổng hợp - Bấm chọn MODE m{n hình hiển thị chữ: CMPLX - Chọn đơn vị đo góc l{ độ bấm: SHIFT MODE m{n hình hiển thị chữ D (hoặc chọn đơn vị góc l{ rad bấm: SHIFT MODE m{n hình hiển thị chữ R) - Nhập: A1 SHIFT (-) φ1 + A2 SHIFT (-) φ2 m{n hình hiển thị : A1  1 + A2  2 ; sau nhấn = - Kết hiển thị số phức dạng: a+bi ; bấm SHIFT = hiển thị kết quả: A   Khoảng c|ch hai dao động: d = x1 – x2 = A’cos(t + ’ ) Tìm dmax: * Cách 1: Dùng công thức: d max = A12 + A22 - 2A1A 2cos(φ1 - φ2 ) * Cách 2: Nhập m|y: A1  1 – A2  2 SHIFT = hiển thị A’  ’ Ta có: dmax = A’ HDedu - Page CHUYÊN ĐỀ 5: CON LẮC ĐƠN A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Chu kì, tần số v{ tần số góc: T  2  ;   g ; f   g 2 g  Nhận xét: Chu kì lắc đơn + tỉ lệ thuận với bậc l ; tỉ lệ nghịch với bậc g + phụ thuộc v{o l g; không phụ thuộc biên độ A v{ m Phương trình dao động: s = S0cos(  t +  ) α = α0cos(t + Với s = αl, S0 = α0l  v = s’ = -S0sin(t + ) = -lα0sin(t + ) ; vmax  .s0  .l0 ; vmin  Lưu ý: + Điều kiện dao động điều ho{: Bỏ qua ma s|t, lực cản v{ 0 VK) v{ nhiệt độ(nhiệt độ môi trường tăng tốc độ lan truyền c{ng nhanh) c Bước sóng: λ = vT = v Với v(m/s); T(s); f(Hz) ( m) Qu~ng đường truyền sóng: S = v.t f - ĐN1: Bước sóngl{ khoảng c|ch hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha - ĐN2: Bước sóngl{ qu~ng đường sóng lan truyền chu kì Chú ý: + Khoảng c|ch hai sóng liên tiếp l{  ; Khoảng c|ch n sóng l{ (n – 1)  Phương trình sóng Ph­¬ng trun sãng O a Phương trình sóng M N dM  OM d N  ON  Tập hợp c|c điểm c|ch nguồn sóng dao động 2d N uo  a cos(t  ) 2d M u N  a cos(t    ) u M  a cos(t    )  pha!  b Độ lệch pha dao độngtại điểm c|ch nguồn: Δφ = 2π d1 - d λ Nếu hai điểm nằm phương truyền sóng v{ c|ch khoảng d thì: Δφ = 2π d λ + Cùng pha:  = 2k d  k (k = 1, 2, 3…) + Ngược pha:  = (2k + 1) d  (k  ) (k = 0, 1, 2…) HDedu - Page CHUYÊN ĐỀ 2: SÓNG ]M A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Sóng âm l{ sóng truyền c|c mơi trường khí, lỏng, rắn (]m không truyền chân không) - Trong chất khí sóng }m l{ sóng dọc - Trong chất lỏng v{ rắn, sóng }m gồm sóng ngang v{ sóng dọc ]m nghe có tần số từ 16Hz đến 20 000Hz m{ tai người cảm nhận ]m n{y gọi âm - Siêu âm: l{ sóng }m có tần số > 20 000Hz - Hạ }m: l{ sóng }m có tần số < 16Hz Nguồn }m vật dao động ph|t }m Dao động }m dao động cưỡng có tần số tần số nguồn ph|t Tốc độ truyền }m: - Trong môi trường định, tốc độ truyền }m không đổi - Tốc tốc truyền }m phụ thuộc v{o tính đ{n hồi, mật độ nhiệt độ môi trường - Tốc độ: vrắn > vlỏng> vkhí Khi sóng âm truyền từ khơng khí vào nước vận tốc tăng bước sóng tăng C|c đặc trưng vật lý }m (tần số, cường độ (hoặc mức cường độ }m), lượng v{ đồ thị dao động }m) a Tần số }m: L{ đặc trưng quan trọng Khi }m truyền từ môi trường n{y sang mơi trường khác tần số khơng đổi, tốc truyền }m thay đổi, bước sóng sóng }m thay đổi W P = : điểm l{ đại lượng đo lượng m{ sóng }m b Cường độ }m I(W/m2) I = t.S S tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vng góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian + W (J), P (W) l{ lượng, công suất ph|t }m nguồn; S (m2) l{ diện tích miền truyền }m + Với sóng cầu S l{ diện tích mặt cầu S = 4πR2  Khi R tăng k lần I giảm k2 lần I= P 4πR c Mức cường độ }m: L I I  1010 với I0 = 10-12W/m2 l{ cường độ }m chuẩn   L(dB)  10 lg I0 I0 I I  L(dB)  L2  L1  10 lg   10 10  Khi I tăng 10n lần L tăng thêm 10n (dB) I1 I1 L Chú ý:Khi hai }m chêch lệch L2 – L1 = 10n (dB) I2 = 10n.I1 = a.I1 ta nói: số nguồn }m b}y đ~ tăng gấp a lần so với số nguồn }m lúc đầu L2  L1 R1 I2 I2 R1   10 10   L2  L1  10 lg  20 lg R2 I1 I1 R2 Chú ý c|c công thức to|n: lg10x = x; a = lgx  x = 10a ; lg a  lga  lg b b Đặc trưng sinh lí }m: (3 đặc trưng l{ độ cao, độ to v{ }m sắc) - Độ cao }m gắn liền với tần số }m (Độ cao }m tăng theo tần số }m) - Độ to }m l{ đặc trưng gắn liền với mức cường đô }m (Độ to tăng theo mức cường độ }m) - ]m sắc gắn liền với đồ thị dao động }m, giúp ta ph}n biệt c|c }m ph|t từ c|c nguồn }m, nhạc cụ kh|c ]m sắc phụ thuộc v{o tần số v{ biên độ c|c hoạ }m HDedu - Page 10 CHỦ ĐỀ 4: M\Y PH\T ĐIỆN v{ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều Tạo dòng điện xoay chiều m|y ph|t điện dựa tượng cảm ứng điện từ: Từ thông:  = NBScos(t + ) = 0cos(t + ) d  Suất điện động: e = = - ’ = NBSsin(t + ) = E0cos(t +  - ) dt 2.Tần số dòng điện xoay chiều pha: M|y ph|t có cuộn d}y v{ cặp cực v{ rơto quay n vịng gi}y tần số dịng điện l{ f = n M|y có p cặp cực rơ to quay n vịng gi}y thì: f = np M|y ph|t điện xoay chiều ba pha: - Cấu tạo: + Phần ứng gồm ba cuộn d}y bố trí v{nh trịn lệch góc 1200, tạo suất điện động:   2π  2π  e1 = Eocosωt; e2 = Eocos  ωt -  ; e3 = E ocos  ωt +      + Phần cảm: nam ch}m giữa, tạo từ trường - Nguyên tắc hoạt động: cảm ứng điện từ Động điện không đồng ba pha, - Cấu tạo: + Stato gồm ba cuộn d}y bố trí v{nh trịn lệch góc 1200, cung cấp ba pha điện + Roto: giữa, truyền động bên ngo{i - Nguyên tắc hoạt động: dựa v{o từ trường quay tạo từ pha điện l{ roto quay - Ứng dụng: chuyển hóa điện th{nh * Công suất tiêu thụ động điện: Pcơ + I2r = UIcos A t Phao phí = R.I2 Ptồn phần = UIcosφ Ptồn phần =Phao phí + Pcó ích Ptoan phan  Phao phi H= 100 % Ptoan phan Pcó ích = Trong đó: A: Cơng học (cơng mà động sản ra) ĐV: kWh Pcó ích: (công suất mà động sản ra) ĐV:kW t: thời gian ĐV: h R: điện trở dây ĐV:Ω Phao phí: cơng suất hao phí ĐV:kW Ptồn phần: cơng suất tồn phần ( cơng suất tiêu thụ động cơ)ĐV: kW cosφ: Hệ số công suất động U: Điện áp làm việc động ĐV: V I: Dòng điện hiệu dụng qua động ĐV: A HDedu - Page 21 CHUYÊN ĐỀ 1: T\N SẮC ÁNH SÁNG A TĨM TẮT LÍ THUYẾT * Hiện tượng t|n sắc |nh s|ng: L{ tượng |nh s|ng bị t|ch th{nh nhiều m{u kh|c qua mặt ph}n c|ch hai môi trường suốt * \nh s|ng đơn sắc l{ |nh s|ng có m{u định, có bước sóng định v{ khơng bị t|n sắc truyền qua lăng kính   c v c Bước sóng |nh s|ng đơn sắc   , truyền ch}n không 0        v n f f * Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc v{o m{u sắc |nh s|ng Trong môi trường : nđỏ< n < ntím  vđỏ> v > vtím *Khi truyền qua c|c môi trường suốt kh|c vận tốc |nh s|ng thay đổi, bước sóng |nh s|ng thay đổi cịn tần số |nh s|ng khơng thay đổi nên m{u sắc không đổi * \nh s|ng trắng l{ tập hợp vô số |nh s|ng đơn sắc có m{u biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Bước sóng |nh s|ng trắng: 0,4 m  0,76 m * Cầu vồng l{ kết t|n sắc |nh s|ng Mặt Trời chiếu qua c|c giọt nước mưa * Góc khúc xạ – phản xạ to{n phần - Khi chùm |nh s|ng trắng hẹp từ không khí v{o mơi trường có chiết suất n thì: rđỏ> r > rtím - Khi chùm |nh s|ng trắng hẹp từ mơi trường có chiết suất n khơng khí thì: igh đỏ> igh > igh tím Có trường hợp xảy ra: + Khi i < igh tím: Tất c|c tia ló ngo{i khơng khí với rđỏ< r< rtím + Khi i > igh đỏ: Tất c|c tia phản xạ to{n phần mặt ph}n c|ch, chùm tia phản xạ l{ chùm |nh s|ng trắng + Khi i = igh lục: Tia Lục s|t mặt ph}n c|ch C|c tia ló ngo{i khơng khí l{: Đỏ, Cam, V{ng C|c tia phản xạ to{n phần: Lam, Ch{m, Tím HDedu - Page 22 CHUYÊN ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Hiện tượng giao thoa |nh s|ng Kh|i niệm: Hiện tượng giao thoa |nh s|ng l{ tượng chồng chất hai (hay nhiều) sóng kết hợp, kết l{ trường giao thoa xuất xen kẽ miền s|ng, miền tối Điều kiện: Cũng sóng có c|c sóng |nh s|ng kết hợp tạo tượng giao thoa Nguồn s|ng kết hợp l{ nguồn ph|t |nh s|ng có tần số v{ có độ lệch pha không đổi theo thời gian - Đối với |nh s|ng đơn sắc: V}n giao thoa l{ vạch s|ng tối xen kẽ c|ch - Đối với |nh s|ng trắng: V}n s|ng trung t}m có m{u trắng, quang phổ bậc có m{u cầu vồng, tím trong, đỏ ngo{i Từ quang phổ bậc trở lên khơng rõ nét có phần c|c m{u chồng chất lên Giao thoa khe Young với |nh s|ng đơn sắc H M Trong đó: a = S1S2 l{ khoảng c|ch hai khe s|ng D = OI l{ khoảng c|ch từ hai khe s|ng S1, S2 đến d1 x S1 m{n quan s|t Điều kiện : D >> a d S1M = d1; S2M = d2 a O D I x = OM l{ (toạ độ) khoảng c|ch từ v}n trung t}m S2 đến điểm M ta xét Thí nghiệm giao thoa Young ax - Hiệu đường đi: Δd = d2 - d1 = D Tối thứ 5, k=  -Tại M l{ vị trí v}n s|ng:d = k  Sáng thứ 4, k=4, bậc λD i Tối thứ 4, k=3  ; kZ  xs = k iñ a  Sáng thứ 3, k=3, bậc k = 0: Vân sáng trung tâm  Tối thứ 3, k=2 k = 1: V}n s|ng bậc  Sáng thứ 2, k=2, bậc k = 2: V}n s|ng bậc Tối thứ 2, k=1  - Tại M l{ vị trí v}n tối:  Sáng thứ 1, k=1, bậc d = (k + 0,5) Tối thứ 1, k=  λD  x t = (k +0,5) ; k  Z  Vân sáng TT, k= a Tối thứ 1, k= -1  k = 0, k = -1: V}n tối thứ  Sáng thứ 1, k= -1, bậc k = 1, k = -2: V}n tối thứ hai i Tối thứ 2, k= -2  k = 2, k = -3: V}n tối thứ ba  Sáng thứ 2, k= -2, bậc iñ -Khoảng v}n: l{ khoảng c|ch Tối thứ 3, k= -3  hai v}n s|ng (hoặc tối) liên tiếp  Sáng thứ 3, k= -3, bậc x s = k i λD  Tối thứ 4, k= -4  i=  i a x = k +0,5 i = (2k +1)   Sáng thứ 4, k= -4, bậc  t  Tối thứ 5, k= -5  V}n s|ng v{ v}n tối liên tiếp c|ch đoạn l{:  i  Giữa n v}n s|ng liên tiếp có (n – 1) khoảng v}n Ứng dụng: ia - Đo bước sóng |nh s|ng: λ = D - Giao thoa mỏng vết dầu loang, m{ng x{ phòng HDedu - Page 23 Một số dạng b{i tập Giao thoa với xạ X|c định vị trí v}n s|ng (tối), khoảng v}n: Xem lại c|c cơng thức phần lí thuyết Khoảng c|ch vị trí v}n m, n bất kì: Δx = x m - xn Lưu ý: m n phía với v}n trung t}m xm xn dấu; m n khác phía với v}n trung t}m xm xn khác dấu Tính chất v}n s|ng (tối) điểm M c|ch v}n trung t}m đoạn x: x OM  Tại M có tọa độ xM vân sáng khi: M = = k, điểm M l{ v}n s|ng bậc k i i x  Tại M có tọa độ xM l{ v}n tối khi: M = k + , điểm M l{ v}n tối thứ (k + 1) i Thí nghiệm tiến h{nh mơi trường suốt có chiết suất n thì: λ i Bước sóng v{ khoảng v}ni giảm n lần: ’ = ; i’ = n n X|c định số v}n s|ng - tối miền giao thoa có bề rộng L (đối xứng qua v}n trung t}m) L - Số v}n s|ng: ns      2i  L  - Số v}n tối: n t    0,5  2i  * Chú ý:   lấy phần nguyên X|c định số v}n s|ng, v}n tối hai điểm M, N có toạ độ xM, xN (giả sử xM< xN) xM x k  N i i - Số v}n s|ng: n s = số gi| trị k nguyên - Số v}n tối: n t = số gi| trị k b|n nguyên Lập hệ bpt: Lưu ý: M N phía với v}n trung t}m x1 x2 dấu; M N khác phía với v}n trung t}m x1 x2 khác dấu HDedu - Page 24 CHUYÊN ĐỀ 4: C\C LOẠI QUANG PHỔ V[ C\C LOẠI TIA BỨC XẠ 1.M|y quang phổ: L{ dụng cụ dùng để ph}n tích chùm |nh s|ng phức tạp tạo th{nh th{nh phần đơn sắc M|y quang phổ gồm có phận chính: + Ống chuẩn trực: để tạo chùm tia song song + Hệ t|n sắc: để t|n sắc |nh s|ng + Buồng tối: để thu ảnh quang phổ C|c loại quang phổ v{ c|c loại tia xạ: QP liên tục QP vạch phát xạ Định nghĩa L{ dải m{u biến thiên liên tục từ đỏ đến tím L{ hệ thống c|c vạch m{u riêng rẽ nằm tối Nguồn phát C|c chất rắn, chất lỏng v{ chất khí |p suất lớn bị nung nóng C|c chất khí hay |p suất thấp bị kích thích nóng sáng Tính chất Ứng dụng - Khơng phụ thuộc chất vật, phụ thuộc nhiệt độ vật - Nhiệt độ c{ng cao, miền ph|t sáng vật mở rộng vùng ánh sáng có bước sóng ngắn Đo nhiệt độ vật Nguyên tố khác có quang phổ vạch riêng kh|c số lượng, vị trí m{u sắc,độ s|ng tỉ đối c|c vạch (vạch quang phổ khơng có bề rộng) QP vạch hấp thụ L{ hệ thống vạch tối riêng rẽ quang phổ liên tục Do chiếu chùm ánh s|ng qua khối khí hay nung nóng nhiệt độ thấp nhiệt độ của nguồn s|ng trắng Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X L{ xạ khơng nhìn thấy có bước sóng d{i bước sóng tia đỏ (d{i 0,76m) L{ xạ khơng nhìn thấy có bước sóng ngắn bước sóng tia tím (ngắn 0,38m) Là sóng điện từ có bước sóng ngắn, từ 10-8m ÷ 10-11m Mọi vật có nhiệt độ cao nhiệt độ mơi trường.lị than, lị điện, đèn d}y tóc… C|c vật bị nung nóng đến 2000oC; đèn thủy ng}n, hồ quang điện C|c vạch tối xuất vị trí c|c vạch m{u của quang phổ vạch ph|t xạ - T|c dụng nhiệt - G}y số phản ứng hóa học - Có thể biến điệu sóng cao tần - G}y tượng quang điện số chất b|n dẫn X|c định th{nh phần (nguyên tố), h{m lượng c|c th{nh phần vật - Sấy khô, sưởi ấm - Điều khiển từ xa - Chụp ảnh bề mặt Tr|i Đất từ vệ tinh - Qu}n (tên lửa tự động tìm mục tiêu, camera hồng ngoại, ống nhịm hồng ngoại…) - Tác dụng lên phim ảnh, L{m ion hóa khơng khí, g}y phản ứng quang hóa, quang hợp, g}y tượng quang điện - T|c dụng sinh lí: hủy diệt tế b{o da, diệt khuẩn… - Bị nước v{ thủy tinh hấp thụ mạnh - Khử trùng nước uống, thực phẩm - Chữa bệnh còi xương - X|c định vết nức bề mặt kim loại Ống rơnghen, ống cu-lít-giơ - Khả đ}m xuyên mạnh T|c dụng mạnh lên phim ảnh, l{m ion hóa khơng khí, làm phát quang nhiều chất, g}y tượng quang điện hầu hết kim loại - T|c dụng diệt vi khuẩn, hủy diệt tế b{o - Chiếu điện, chụp điện dùng y tế để chẩn đo|n bệnh - Chữa bệnh ung thư - Kiểm tra vật đúc, dị bọt khí, vết nứt kim loại - Kiểm tra h{nh lí h{nh kh|ch máy bay HDedu - Page 25 Chú ý:Mặt trời l{ nguồn ph|t quang phổ liên tục quang phổ của mặt trời m{ ta thu mặt đất lại l{ quang phổ vạch hấp thụ của khí mặt trời Thang sóng điện từ: Miền SĐT Sóng vơ tuyến Tia hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia tử ngoại  (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 Dưới 10-11 HDedu - Page 26 CHUYÊN ĐỀ 1:HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Định nghĩa: Hiện tượng |nh s|ng l{m bật c|c êlectron khỏi mặt kim loại gọi l{ tượng quang điện (hay gọi l{ tượng quang điện ngo{i) C|c electron bị bật tượng n{y gọi l{ c|c electron quang điện hay quang electron Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, |nh s|ng kích thích phải có bước sóng  nhỏ giới hạn quang điện 0 kim loại (0) g}y tượng quang điện Chú ý: Nếu chiếu đồng thời xạ λ1 , λ v{ xạ g}y tượng quang điện ta tính to|n với xạ có bước sóng bé Giả thuyết Plank: Lượng lượng m{ lần nguyên tử hay ph}n tử hấp thụ ph|t xạ có gi| trị ho{n to{n x|c định, gọi l{ lượng tử lượng v{ kí hiệu chữ ε : hc ε = hf = λ Trong đó: h = 6,625.10-34 J.s gọi l{ số Plank hc kim loại l{ đặc trưng riêng kim loại v{ A bước sóng lớn của |nh s|ng kích thích Trong đó: A l{ công tho|t electron (đơn vị: Jun) Thuyết lượng tử |nh s|ng (thuyết phôtôn) Anh-xtanh + \nh s|ng tạo th{nh c|c hạt gọi l{ phôtôn + Với |nh s|ng đơn sắc có tần số f, c|c phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng ε = hf + Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Trong chân không, phôtôn bay với tốc độc = 3.108 m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay ph}n tử ph|t xạ hấp thụ |nh s|ng chúng ph|t hay hấp thụ phôtôn + Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm s|ng dù yếu chứa nhiều phôtôn nhiều nguyên tử, ph}n tử ph|t Vì ta nhìn thấy chùm s|ng l{ liên tục + Khi |nh s|ng truyền đi, c|c lượng tử không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng c|ch tới nguồn sáng Lưỡng tính sóng - hạt |nh s|ng \nh s|ng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói |nh s|ng có lưỡng tính sóng - hạt Trong tượng quang học, tính chất sóng thể rõ tính chất hạt lại mờ, v{ 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… ● Tính đ}m xun, gây ion hóa chất khí… Giới hạn quang điện: λ  Công suất xạ nguồn s|ng: P = nf ε Với nf l{ số phôtôn nguồn ph|t 1s Bài toán tia X max  hfmax  hc  mv  eUAK  HDedu - Page 27 CHỦ ĐỀ 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Tiên đề (Tiên đề trạng th|i dừng): Nguyên tử tồn số trạng th|i có lượng x|c định, gọi l{ c|c trạng th|i dừng Khi c|c trạng th|i dừng ngun tử khơng xạ v{ không hấp thụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ v{ hấp thụ lượng của nguyên tử ): Khi nguyên tử chuyển từ trạng th|i dừng có lượng En sang trạng th|i dừng có lượng Em nhỏ ngun tử ph|t phơtơn có En lượng hiệu En – Em:  = hfnm = En – Em hấp thụ xạ Ngược lại, nguyên tử trạng th|i dừng hfmn hfnm có lượng Em m{ hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En – Em chuyển lên trạng th|i Em dừng có lượng cao En Chú ý:Nếu phơtơn có lượng hf mn mà En < hf mn < E m nguyên tử không nhảy lên mức lượng n{o m{ trạng th|i dừng ban đầu Hệ quả: Ở trạng th|i dừng c|c electron nguyên tử chuyển động quỹ đạo có b|n kính ho{n to{n x|c định gọi l{ quỹ đạo dừng - Đối với ngun tử Hiđrơ, b|n kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương c|c số nguyên liên tiếp: rn = n2r0 , với n l{ số nguyên v{ r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo Bán kính K (n = 1) r0 Trạng thái L (n = 2) r0 M (n = 3) r0 N (n = 4) 16 r0 Hấp thụ lượng O (n = 5) 25 r0 P (n = 6) 36 r0 Trạng thái kích thích (chỉ tồn thời gian cỡ 10-8s) (tồn bền vững) Bức xạ lượng 13,6 (eV) Với n  N* n2 → Năng lượng ion hóa nguyên tử hi đrô từ trạng th|i bản: E0 = 13,6(eV)= 21,76.10-19 J Tính lượng electron quỹ đạo dừng thứ n: En = - Quỹ đạo Năng lượng K (n = 1) 13,  L (n = 2) 13,  2 M (n = 3) 13,  N (n = 4) 13,  O (n = 5) 13,  P (n = 6) 13,  Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: 1 hc  ε  hfmn   Em  En  13,6eV     n λ mn m  Cho bước sóng n{y tính bước sóng kh|c: 1 ; f13 = f12 + f23 (như cộng véctơ) = + λ 13 λ 12 λ 23 Tính b|n kính quỹ đạo dừng thứ n:rn = n2r0 ; với r0 = 5,3.10-11m l{ b|n kính Bo (ở quỹ đạo K) Số loại vạch ph|t tối đa: Cho khối Hidro quỹ đạo dừng thứ n Số loại vạch ph|t tối đa l{ N= n(n -1) HDedu - Page 28 Một số tỉ lệ:Nguyên tử Hidro có electron quỹ đạo dừng thứ n: - Lực Cu-lông electron v{ hạt nh}n: F  n - Tốc độ chuyển động tròn electron quanh hạt nh}n: v  n HDedu - Page 29 CHỦ ĐỀ 3: QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG PH\T QUANG & LAZE A TÓM TẮT LÝ THUYẾT I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn v{ tượng quang điện a) Chất quang dẫn: l{ chất dẫn điện không bị chiếu s|ng v{ trở th{nh chất dẫn điện tốt bị chiếu |nh s|ng thích hợp b) Hiện tượng quang điện trong: * Kh|i niệm: Hiện tượng chiếu |nh s|ng thích hợp v{o khối chất b|n dẫn, l{m giải phóng c|c êlectron liên kết chúng trở th{nh c|c êlectron dẫn đồng thời tạo c|c lỗ trống tham gia v{o qu| trình dẫn điện gọi l{ tượng quang điện * Ứng dụng: Hiện tượng quang điện ứng dụng quang điện trở v{ pin quang điện Chú ý: ● Khi nói đến tượng quang điện ln nhớ tới chất b|n dẫn, với tượng quang điện ngo{i phải l{ kim loại ● Bức xạ hồng ngoại g}y tượng quang điện số chất b|n dẫn Trong khơng thể g}y tượng quang điện ngo{i kim loại n{o Quang điện trở - Quang điện trở l{ điện trở l{m chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm sợi d}y chất quang dẫn gắn đế c|ch điện - Quang điện trở ứng dụng c|c mạch điều khiển tự động Pin quang điện - Pin quang điện (còn gọi l{ pin Mặt Trời) l{ nguồn điện chạy lượng |nh s|ng Nó biến đổi trực tiếp quang th{nh điện * Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng c|c m|y đo |nh s|ng, vệ tinh nh}n tạo, m|y tính bỏ túi… Được lắp đặt v{ sử dụng miền núi, hải đảo, nơi xa nh{ m|y điện II HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG Kh|i niệm ph|t quang Hiện tượng xảy số chất có khả hấp thụ |nh s|ng có bước sóng n{y để ph|t |nh s|ng có bước sóng kh|c Chất có khả ph|t quang gọi l{ chất ph|t quang Ví dụ: Nếu chiếu chùm |nh s|ng tử ngoại v{o ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch n{y ph|t |nh s|ng m{u lục (hình vẽ) Ở đ}y, |nh s|ng tử ngoại l{ ánh sáng kích thích, cịn |nh s|ng m{u lục l{ fluorexêin ph|t l{ ánh sáng phát quang Th{nh c|c đèn ống thơng thường có phủ lớp bột ph|t quang Lớp bột n{y ph|t quang |nh s|ng trắng bị kích thích |nh s|ng gi{u tia tử ngoại thủy ng}n đèn ph|t lúc có phóng điện qua Chú ý: ☻ Ngo{i tượng quang – ph|t quang cịn có c|c tượng ph|t quang sau: hóa – phát quang (ở đom đóm); điện – ph|t quang (ở đèn LED); ph|t quang catơt (ở m{n hình ti vi) ☻ Sự ph|t s|ng đèn ống l{ quang - ph|t quang vì: đèn ống có tia tử ngoại chiếu v{o lớp bột ph|t quang phủ bên th{nh ống đèn ☻ Sự ph|t s|ng đèn d}y tóc, nến, hồ quang khơng phải l{ quang - phát quang Đặc điểm tượng ph|t quang: bước sóng  ' |nh s|ng phát quang lớn bước sóng  |nh s|ng kích thích: λ' > λ (hayε' < ε  f ' < f) III SƠ LƯỢC VỀ LAZE Định nghĩa, đặc điểm, ph}n loại v{ ứng dụng laze -Laze l{ nguồn s|ng ph|t chùm s|ng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng ph|t xạ cảm ứng -Một số đặc điểm tia laze: + Tia laze có tính đơn sắc cao + Tia laze l{ chùm s|ng kết hợp (c|c phơtơn chùm có tần số v{ pha) + Tia laze l{ chùm s|ng song song (có tính định hướng cao) + Tia laze có cường độ lớn HDedu - Page 30 Chú ý:Tia laze khơng có đặc điểmcơng suất lớn, hiệu suất của laze nhỏ -C|c loại laze: + Laze rắn, laze rubi (biến đổi quang th{nh quang năng) + Laze khí, laze He – Ne, laze CO2 + Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As, sử dụng phổ biến (bút bảng) - Một v{i ứng dụng laze: Laze ứng dụng rộng r~i nhiều lĩnh vực + Y học: dùng dao mổ phẩu thuật mắt, chữa bệnh ngo{i da… + Thông tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin c|p quang… + Công nghiệp: khoan, cắt, tôi, x|c c|c vật liệu cơng nghiệp HDedu - Page 31 Chuyên đề 1: CẤU TRÚC HẠT NH]N- THUYẾT TƯƠNG ĐỐI Cấu tạo, lượng hạt nh}n A - Hạt nh}n Z X , có A nuclơn ; Z prôtôn (A – Z) nơtrôn - Độ hụt khối: m = Zmp + (A – Z)mn – mhn - Năng lượng liên kết hạt nh}n: Wlk = m.c2 ; với: uc2  931,5 MeV - Năng lượng liên kết tính riêng:   Wlk (đặc trưng cho tính bền vững hạt nhân) A m N A A Với NA = 6,02.1023hạt/mol (m|y tính fx 570 ES: bấm SHIFT 24 ) Thuyết tương đối - Số hạt nh}n m gam chất đơn nguyên tử: N  - Khối lượng nghỉ: m0 ; Khối lượng tương đối tính: m  m0 v2 1 c 2 - Năng lượng nghỉ: W0 = m0c ; Năng lượng to{n phần: W = mc - Động năng: Wđ = K = W – W0 = (m – m0)c2  m0 HDedu - Page 32 Chuyên đề 2: PHĨNG XẠ Các loại phóng xạ Phóng xạ Alpha (  ) L{ dòng hạt nh}n Hêli ( 24 He ) Bản chất A Z X  ZA42Y  24 He  Rút gọn: ZA X   ZA42Y Vd: Ra  Rn  He  Rút gọn 226 Ra   222 Rn 88 86 Phương trình 226 88 222 86 Tốc độ v  2.107m/s Khả Ion Mạnh hóa  Khả đ}m xuyên Trong điện trường Lệch }m Phóng xạ Gamma () L{ sóng điện từ có  - : dòng electron ( 10 e ) ngắn (  10-11m), +: dịng pơzitron ( 10 e ) l{ dịng phơtơn có lượng cao A A  : Z X  Z 1Y  1e Sau phóng xạ   Ví dụ: 146 C  147 N  10 e xảy qu| trình chuyển + A A từ trạng th|i kích thích  : Z X  Z 1Y  1e trạng th|i  Ví dụ: 127 N  126 C  10e phát phô tôn v  c = 3.108m/s Mạnh yếu tia + Smax  8cm khơng khí; + Xun qua vài m vật rắn Chú ý Phóng xạ Bêta: có loại - + v = c = 3.108m/s Yếu tia   + Đ}m xuyên mạnh + Smax  vài m tia   khơng khí + Có thể xun qua v{i m + Xuyên qua kim loại d{y bê-tông v{i cm chì vài mm Lệch nhiều tia alpha - lệch dương + lệch }m Cịn có tồn hai Trong chuỗi phóng xạ  loại hạt thường kèm theo phóng xạ A X  AY  0e  0 nơtrinô Z Z 1  không tồn X  Y  e   phản nơtrinô đồng thời hai loại  A Z A Z 1 1 Không bị lệch Không l{m thay đổi hạt nhân 0 Định luật phóng xạ Sau chu kỳ b|n r~ (T), lượng chất phóng xạ giảm nửa * C|c công thức bản: Đặt k  t , ta có: m  m 2k  m0 et ; N  N0 2k  N0 et T ln2 T   số phóng xạ:    Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nh}n tạo thành số hạt   tạo thành: N  N0  N  N0  eλt    Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: m  m0  m  m0  eλt  Phần trăm chất phóng xạ cịn lại:  Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: N m = = 2-k = e-λt N m0 ΔN Δm    eλt   2-k N0 m0 HDedu - Page 33 Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm: Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T Còn lại: N/N0 hay m/m0 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/26 Đ~ r~: (N0 – N)/N0 1/2 3/4 7/8 15/16 31/32 63/64 Tỉ lệ % đ~ r~ 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375% Tỉ lệ (tỉ số) hạt đ~ r~ v{ lại 15 31 63 HDedu - Page 34 Chuyên đề 3: NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Phản ứng hạt nh}n A+BC+D - A, B, C, D: l{ hạt nh}n l{ c|c hạt (p, n, e+, e) - Phản ứng hạt nh}n tu}n theo định luật bảo to{n: + Bảo to{n số khối + Bảo to{n điện tích + Bảo to{n động lượng + Bảo to{n lượng to{n phần Năng lượng phản ứng hạt nh}n Q = (mtr  ms )c2 = (ms  mtr )c2 = Es  E tr = K s  K tr + Nếu Q > 0: phản ứng tỏa lượng + Nếu Q < 0: phản ứng thu lượng Năng lượng phân hạch – nhiệt hạch Định nghĩa Đặc điểm Điều kiện Ưu v{ nhược Ph}n hạch L{ phản ứng hạt nh}n nạ ng vỡ thà nh hai hạ t nhan nhẹ (so khoi trung bình) v{ v{i nơtron L{ phản ứng tỏa lượng Nhiệt hạch L{ phản ứng hay nhiều hạt nh}n nhẹ tổng hợp lại th{nh hạt nh}n nặng v{ v{i nơtron L{ phản ứng toả lượng - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ k1 - Mật độ hạt nh}n plasma phải đủ + k = 1: kiểm so|t lớn + k > 1: không kiểm so|t được, g}y - Thời gian trì trạng th|i plasma bùng nổ (bom hạt nh}n) nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn G}y ô nhiễm môi trường (phóng xạ) Khơng g}y nhiễm mơi trường HDedu - Page 35 ...2 2 ω= x12 - x22 v 22 - v12  x1   v   x   v  + = +  = 2          A2 Aω  A   Aω   A   Aω  v 22 - v12 x12 - x22  T = 2π x12 - x22 v 22 - v12 x2 v - x2 v v... Thời gian T T T T T T T 12 T 12 -A A A A 2 A O A A A 2 Viết phương trình dao động điều ho{ x = Acos(t + φ) (cm) - C|ch x|c định : Xem lại tất cơng thức đ~ học phần lý thuyết Ví dụ: v a k g... nguyên lẻ liên tiếp: 1, 3, 5, Biên độ điểm sóng dừng 2 2   12     3 5 12 HDedu - Page 13 CHUYÊN ĐỀ 1: MẠCH DAO ĐỘNG LC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Mạch dao động: Cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp