Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Môn Vật lý

Đặc điểm, tính chất: Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát.. Nhiệt độ của bề Mặt Trời khoảng 6000K , ánh sáng của[r]

- Trang1 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH PHẦN1: *TÓM TẮT LÝ THUYÊT, CÔNG THỨC THEO TỪNG CHƯƠNG * MỘT SỐ LƯU Ý ĐỂ VẬN DỤNG CÔNG THỨC Chương 1: CƠ HỌC VẬT RẮN (Dành cho chương trình nâng cao) Chuyển động quay Tốc độ góc:   const Gia tốc góc:   Tọa độ góc:   0   t Chuyển động quay biến đổi a Tốc độ góc  2  1 d    '(t ) Tốc độ góc trung bình: tb  Tốc độ góc tức thời:   t t2  t1 dt Chú ý:  có thể dương; có thể âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn b Công thức chuyển động quay biến đổi Gia tốc góc:   const Tốc độ góc:   0   t Tọa độ góc:   0  0t   t 2 Phương trình độc lập với thời gian:     2 (  0 ) c Gia tốc góc Gia tốc góc trung bình:  tb    2  1 t t2  t1 Gia tốc góc tức thời:   d   '(t ) dt Vật quay nhanh dần :    Vật quay chậm dần :    Chú ý:  Liên hệ tốc độ dài với tốc độ góc; gia tốc dài và gia tốc góc v2 dv d v  r att    r a  r 2  r   r     r   r a ht  r dt dt     Gia tốc tiếp tuyến att : Đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm độ lớn véc tơ vận tốc v; att  v    v; att  v   Gia tốc pháp tuyến an (hay gia tốc hướng tâm aht ) : Đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm hướng    véc tơ vận tốc v; aht  v   Vật quay đều: a  aht Chú ý:     Vật biến đổi đều: a  att  aht Mô men a Mô men lực trục: M  F.d n b Mô men quán tính trục: I   mi ri2 i 1 Chú ý: Mô men quán tính số dạng hình học đặc biệt:  Hình truï roãng hay vaønh troøn: I  m.R ( với R: là bán kính)  Hình truï ñaëc hay ñóa troøn: I  m.R  Hình caàu ñaëc: I  m.R  Thanh mảnh có trục quay là đường trung trực thanh: I  m.l (với l: là chiều dài thanh)  Thanh mảnh có trục quay qua đầu thanh: I  m.l , Lop12.net 12 - Trang2 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH c Định lí trục song song: I   I G  m.d ; đó d là khoảng cách từ trục bất kì đến trục qua G d Mô men động lượng trục: L  I  Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định M  I  M  dL d  I dt dt Neáu M  thì L  const Định luật bảo toàn mô men động lượng: Heä vaät: L  L   const Vật có mô men quán tính thay đổi: I11  I 22  Định lí biến thiên mômen động lượng: L  M t hay I 22  I11  M t Động vật rắn Động quay vật rắn: Wñ  I  2 2 I   mvc 2 Trong đó m là khối lượng, vc là vận tốc khối tâm Động vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến: Wñ  Định lí động năng: Wñ  AF hay Wñ  Wñ  AF Chương 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC I CON LẮC LÒ XO Phương trình dao động: x  A cos( t   ) Phương trình vận tốc: v  dx  x '; v   A sin(t   )   A cos(t     ) dt dv d x  v '; a   x ''; a   A cos( t   ); a   x Hay a   A cos( t     ) dt dt Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: Phương trình gia tốc: a  a Tần số góc:   2 f  2 (rad / s);   k  g ; T m b Tần số: f   N (Hz); f    T t 2 l l  mg (m ) k k m 2 c Chu kì: T   t (s); T  2  2 m f N  k d Pha dao động: ( t   ) e Pha ban đầu:  Chú ý: Tìm  , ta dựa vào hệ phương trình  x0  A cos  v0   A sin  Lop12.net lúc t0  - Trang3 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua VTCB x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu     Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua VTCB x0  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu    Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua biên dương x0  A : Pha ban đầu     2  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua biên âm x0   A : Pha ban đầu     Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu     A A  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0   theo chiều dương v0  : Pha ban đầu    2  A  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0   theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   2 A  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu    A 3  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu    A   theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A 3  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0   Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0     Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0   A 5 theo chiều dương v0  : Pha ban đầu      Chọn gốc thời gian t0  là lúc vật qua vị trí x0  A theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   Goùc Hslg sin  00 300  cos  tg  3 450 600 900    2 2 2 1200 1350 2 2  kxñ  Lop12.net 3  -1 2 1500 1800 3600  2 0 5  -1  3 0 - Trang4 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH  Chọn t0  là x0   cotg  kxñ 3 -1 3   kxñ kxñ gốc thời gian lúc vật qua vị trí A theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   5 Giá trị các hàm số lượng giác các cung (góc y t - - /3 -1 u' 2/3 3/4 5/6 x'  -1 B /3 /2 u /3 /4 /2 /2 /6 /3 1/2 1/2 - /2 - /2 -1/2 /2 /2 A (Ñieåm goác) x O -1/2 -/6 - /2 - /3 -/4 - /2 -1 -/2 -1 -/3 y' t' - Phương trình độc lập với thời gian: v2 a2 v2 v   A: Vaät qua vò trí caân baèng a A2  x  ; A2   Chú ý:  M   M    vM aM   A: Vật biên  FñhM  k (l  A) Lực đàn hồi, lực hồi phục:a Lực đàn hồi: Fñh  k (l  x )   Fñhm  k (l  A) neáu l  A  F  neáu l  A  ñhm  FhpM  m A  FhpM  kA F  kx  F  ma  b Lực hồi phục: hp hay hp lực hồi phục luôn hướng vào vị trí cân    Fhpm   Fhpm  Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là Fñh  Fhp Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình a Thời gian: Giải phương trình xi  A cos( ti   ) tìm ti Chú ý: Lop12.net - Trang5 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Gọi O là trung điểm quỹ đạo CD và M là trung điểm OD; thời gian từ O đến M là thời gian từ M đến D là tMD  T Từ vị trí cân x  vị trí tOM  T , 12 x  A 2 khoảng thời gian t  T Từ vị trí cân x  vị trí x   A khoảng thời gian t  T  6 Chuyển động từ O đến D là chuyển động chậm dần ( av  0; a  v ), chuyển động từ D đến O là   chuyển động nhanh dần ( av  0; a  v ) Vận tốc cực đại qua vị trí cân (li độ không), không biên (li độ cực đại) T  Neáu t  thì s  A  b Quãng đường:  suy T Neáu t  thì s  A  Neáu t  T thì s  A    Neáu t  nT thì s  n4 A  T  Neáu t  nT  thì s  n4 A  A  T  Neáu t  nT  thì s  n4 A  A Chú ý:    T t        t  T         T  t       T  t  12     2  x  A  sM  A vật từ x   A 2    s  A vật từ x  O  x   A   s  A  vật từ x   A  x   A  x   A m   2  2 vật từ x   x   A  sM  A 2   s  A    vật từ x   A  x   A   m A       3 vật từ x   x   A  sM  A 2   A A  s  vật từ x    x  A 2   3  x  A  x  A  sm  A  vật từ x   A  2 A A   sM  vật từ x   x       sm  A    vật từ x   A  x   A        c Tốc độ trung bình: vtb  s t Năng lượng dao động điều hòa: E  Eñ  Et 2 a Động năng: Eñ  mv  m A2 sin ( t   )  E sin ( t   ) 2 b Thế năng: Et  kx  kA2 cos2 (t   )  E cos2 (t   ); k  m Lop12.net T  A  A T   A  A T 12 A A  A T x - Trang6 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH 1  2  E  m A  kA  Chú ý:  E  mv  m A2 : Vaät qua vò trí caân baèng  ñM M 2    EtM  kA : Vật biên  Thế và động vật biến thiên tuấn hoàn với f   f Chu kì hệ lò xo ghép: 1 a Ghép nối tiếp:    T  T12  T22 k k1 k2 T  T    2 dao động b Ghép song song: k  k1  k2  1  2 2 T T1 T2 c Ghép khối lượng: m  m1  m2  T  T12  T22 Chú ý: Lò xo có độ cứng k0 cắt làm hai phần thì k1  k2  k  2k0 II CON LẮC ĐƠN Phương trình li độ góc:    cos( t   ) (rad) Phương trình li độ dài: s  s0 cos( t   ) ds  s '; v   s0 sin( t   ) Phương trình vận tốc dài: v  dt Phương trình gia tốc tiếp tuyến: at  dv d 2s  v '; at   s ''; at   s0 cos( t   ); at   s dt dt s s Chú ý:   ;   l l Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: 2 g mgd (rad / s);    a Tần số góc:   2 f  T l I N   ( Hz); f   T t 2 2 d Pha dao động: ( t   ) e Pha ban đầu:  b Tần số: f  g t 2 l  2 c Chu kì: T   (s); T  l f N  g  s  s0 cos  Chú ý: Tìm  , ta dựa vào hệ phương trình  lúc t0  v   s0 sin  Phương trình độc lập với thời gian: s02  s2  v2 2 ; s02  a2 4  v2 2 vM   s0 : Vaät qua vò trí caân baèng a   M Chú ý:  vM aM   s0 : Vật biên Lực hồi phục: g  g  FhpM  m s0 Lực hồi phục: Fhp  m s   lực hồi phục luôn hướng vào vị trí cân l l  Fhpm   Lop12.net - Trang7 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Năng lượng dao động điều hòa: E  Eñ  Et 1 a Động năng: Eñ  mv  m s02 sin ( t   )  E sin ( t   ) 2 b Thế năng: Et  mgl(1  cos  )  g g g m s  m s0 cos2 ( t   )  E cos2 ( t   );   l l l 1 g  2  E  m s0  m l s0  mgl(1  cos  )  Chú ý:  E  mv  m s2 : Vaät qua vò trí caân baèng ñM M 2  g   EtM  m l s0  mgl(1  cos  ): Vật biên  Thế và động vật dao động điều hòa với f   f T  T    2 Vận tốc: v   v02  gl(1  cos  )   gl(cos   cos  ) Lực căng dây:   mg(3cos   cos  ) Sự thay đổi chu kì dao động lắc đơn: l Rh  R  a Theo độ cao (vị trí địa lí): gh  g0   nên Th  2 g  T R h  Rh b Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ): l  l0 (1  t ) nên Tt  2 Thời gian lắc chạy nhanh (chậm 1s): Độ lệch ngày đêm:   86400 c Nếu l  l1  l2 thì T  T12  T22 ; l t  T(  1) g T T2  T1  T1 T1 T T1 l  l1  l2 thì T  T12  T22      F  P hay a  g  ghd  g  a  l       l  Thd  2 d Theo lực lạ Fl :  Fl  P hay a  g  ghd  g  a ghd      g 2  Fl  P hay a  g  ghd  g  a  cos     Chú ý: Lực lạ có thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính ( aqt  a ) III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi x1  A1 cos( t  1 ) vaø x2  A2 cos( t  2 ) Dao động tổng hợp x  x1  x2  A cos( t   ) có biên độ và pha xác định: a Biên độ: A  A12  A22  A1 A2 cos(1  2 ) ; điều kiện A1  A2  A  A1  A2 Lop12.net  A - Trang8 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH b Pha ban đầu  : tan   A1 sin 1  A2 sin 2 ; điều kiện 1    2 2    1 A1 cos 1  A2 cos 2 Hai dao động cùng pha   k 2 : A  A1  A2  Hai dao động ngược pha   (2k  1) : A  A1  A2 Chú ý:   2 Hai dao động vuông pha   (2k  1) : A  A1  A2  Hai dao động có độ lệch pha   const : A1  A2  A  A1  A2 IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG Dao động tắt dần: a Phương trình động lực học: kx  Fc  ma Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên lượng dao động giảm Dao động cưỡng bức: fcưỡng  fngoại lực Cĩ biên độ phụ thuộc vào biên độ ngoại lực cưỡng bức, lực cản hệ, và chênh lệch tần số dao động cưỡng và dao động riêng Dao động trì: Có tần số tần số dao động riêng, có biên độ không đổi  f  f0 Sự cộng hưởng cơ: Điều kiện T  T0 làm A  A Max  lực cản môi trường     Lực tác dụng Biên độ A Chu kì T (hoặc tần số f) Hiện tượng đặc bieät DÑ Ưùng dụng DAO ĐỘNG TỰ DO DAO ĐỘNG DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC SỰ CỘNG HƯỞNG *Do t/d ngoại lực tuần hoàn *Phụ thuộc biên độ ngoại lực và hiệu số ( fcb  f0 ) *Do t/d nội lực tuần hoàn * Phụ thuộc đk ban đầu *Do t/d lực cản ( ma sát) * Giảm dần theo thời gian * Chæ phuï thuoäc ñaëc tính rieâng cuûa heä, khoâng phuï thuoäc caùc yeáu toá beân ngoài Khoâng coù *Không có chu kì taàn soá khoâng tuaàn hoàn Sẽ không dao động masat quá lớn * Seõ xaõy HT coäng hưởng (biên độ A đạt max)khi taàn soá fcb  f0 *Chế tạo đồng hồ laéc *Đo gia tốc trọng trường trái đất *Cheá taïo loø xo giaûm xoùc oâtoâ, xe maùy *Cheá taïo khung xe, beä maùy phaûi coù taàn soá khaùc xa taàn soá cuûa maùy gaén vaøo noù *Chế tạo các loại nhạc cụ *Bằng với chu kì ( tần số) ngoại lực tác duïng leân heä Chương 3: SÓNG CƠ HỌC I HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG Lop12.net uM  a cos(2 ft  2 f x ) v - Trang9 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Phương trình dao động sóng: u  a cos  t Phương trình dao động sóng điểm M cách nguồn có toạ độ x : 2   u  a cos   t  x phụ thuộc vào không gian và thời gian    Phương trình truyền sóng: Phương trình dao động sóng nguồn O: u  a cos  t Phương trình truyền sóng từ O đến M ( d  OM ) với vận tốc v khoảng thời gian tOM  dOM là: v  d  d uM  a cos  (t  tOM )  a cos 2 f (t  OM )  a cos(2 ft  2 f OM ) v  v  d So với sóng O thì sóng M chậm pha góc   2 f OM , v phương trình sóng M có dạng: uM  a cos( t   ) Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp nguồn phát có dạng u  a cos  t Phương trình truyền sóng từ O1 đến M ( d1  O1 M ): u1M  a cos(2 ft  2 f 1  2 f d1 d  2 v  Phương trình truyền sóng từ O2 đến M ( d2  O2 M ): u2 M  a cos(2 ft  2 f 2  2 f d2 d  2 v  Phương trình sóng tổng hợp M: uM  u1M  u2 M  2a cos( f d1 ) ; pha ban đầu v d2 ) ; pha ban đầu v d2  d1 d d ) cos(2 ft   f ) ; v v d2  d1 d d ) ;    f thì uM  A cos( t   ) v v a Hiệu quang trình (hiệu đường đi): d  d2  d1 d d d d v b Độ lệch pha:   2  1  2 f  2 ; với   v  f   k 2 c Hai dao động cùng pha: Biên độ dao động tăng cường (biên độ cực đại) d  k  Đặt A  2a cos( f d Hai dao động ngược pha: Chú   (2k  1) d  (2k  1)  Biên độ dao động bị triệt tiêu (biên độ khơng)  Hai dñ cuøng pha:   2k  d  k ; hai ñieåm gaàn nhaát k  ý:   Hai dđ ngược pha:   (2k  1)  d  (2k  1) ; hai điểm gần k      Hai dñ vuoâng pha:   (2k  1)  d  (2k  1) ; hai ñieåm gaàn nhaát k  Bước sóng là khoảng cách gần trên cùng phương truyền sóng dao động cùng pha Số điểm cực đại, cực tiểu: a Số điểm cực đại trên đoạn O1O2 : Lop12.net - Trang10 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH O1O2  d  d  O1O2  Ta có:  với d1   k   O1O2  k  O1O2   d1  d2  k  0  d1  O1O2 b Số điểm cực tiểu trên đoạn O1O2 : d1  d2  O1O2 O1O2    Ta có:   với d1   (2k  1)   O1O2   k  O1O2    d1  d2  (2k  1) 0  d1  O1O2  c Số vị trí đứng yên hai nguồn O1; O2 gây M:  d1  d2  O 1O2  d Ta có:   d1  d2  (2k  1)   d   d k   d Số gợn sóng hai nguồn O1; O2 gây M:  d1  d2  O 1O2  d d d  k  d    k  Ta có:    d1  d2  k v Liên hệ:   vT  f II SÓNG DỪNG Vị trí bụng, vị trí nút: a Vị trí bụng: d  d2  d1  k  b Vị trí nút: d  d2  d1  (2k  1)  2 Khoảng cách hai bụng hai nút: d  d2  d1  k  Khoảng cách từ nút đến bụng: d  d2  d1  (2k  1)  4 Sóng dừng trên dây dài l (hai đầu là nút): l  k  ; k laø soá muùi soùng (soá buïng soùng  k; soá nuùt soùng  k  1) Sóng trên sợi dây mà đầu là nút đầu là bụng: l  (2k  1) k laø soá muùi soùng (soá buïng soùng  soá nuùt soùng  k  1) III SÓNG ÂM  ; P E (W m 2 ); P  S t P(W): Công suất truyền sóng (năng lượng dao động sóng truyền sóng 1s) S(m2): Diện tích Cường độ âm (công suất âm): I  Lop12.net Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Mức cường độ âm: - Trang11 - I   L ( B)  lg I  ; I  1012 Wm 2 : cường độ âm chuẩn  I  L (dB)  10 lg  I0 Độ to âm: I  I  I ; I : Ở ngưỡng nghe Độ to tối thiểu mà tai còn phân biệt gọi là phoân : I  phoân  10 lg I  1dB I1 Hiệu ứng Doppler: (Dành cho chương trình nâng cao) a Tần số âm tiến lại gần người quan sát: f  b Tần số âm tiến xa người quan sát: f  v  c Tần số âm người quan sát tiến lại gần: f  d Tần số âm người quan sát tiến xa: f  ( v : là vận tốc âm nguồn đứng yên) v    v fs ; v  vs v fs ; v  vs v   v      fs : taàn soá nguoàn phaùt  vs : vaän toác cuûa nguoàn phaùt  fs : taàn soá nguoàn phaùt  vs : vaän toác cuûa nguoàn phaùt v  fs ; v  fs : taàn soá nguoàn phaùt  vn : vận tốc người  f : taàn soá nguoàn phaùt v  fs ;  s v vn : vận tốc người  fs : taàn soá nguoàn phaùt v  vM  fs ; vs : vaän toác cuûa nguoàn phaùt ; Tổng quát: f '  v  vs v : vaän toác cuûa maùy thu  M   Với vM  Với vS    (  ) : Maùy thu laïi gaàn (  ) : Maùy thu xa (  ) : Nguoàn thu laïi gaàn (  ) : Nguoàn thu xa   l  k c Cộng hưởng âm:   f  v  nv  ch  2l Chú ý: Dao động học các môi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng (dao động sóng, dao động âm) IV ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM Sóng âm, dao động âm: a Dao động âm: Dao động âm là dao động học có tần số từ 16Hz đến 20KHz mà tai người có thể cảm nhận Sóng âm có tần số nhỏ 16Hz gọi là sóng hạ âm; sóng âm có tần số lớn 20KHz gọi là sóng siêu âm b Sóng âm là các sóng học dọc lan truyền các môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí Không truyền chân không Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng có tần số tần số nguồn phát Vận tốc truyền âm: Vận tốc truyền âm môi trường rắn lớn môi trường lỏng, môi trường lỏng lớn môi trường khí Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ môi trường Trong môi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng môi trường đó Đặc trưng sinh lí âm: a Nhạc âm: Nhạc âm là âm có tần số hoàn toàn xác định; nghe êm tai tiếng đàn, tiếng hát, … b Tạp âm: Tạp âm là âm không có tần số định; nghe khó Lop12.net Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí - Trang12 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH chịu tiếng máy nổ, tiếng chân đi, … c Độ cao âm: Độ cao âm là đặc trưng sinh lí âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí âm là tần số Âm cao có tần số lớn, âm trầm có tần số nhỏ d Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có cùng độ cao, nó phụ thuộc vào biên độ và tần số âm e Độ to: Độ to là đặc trưng sinh lí âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí là mức cường độ âm và tần số Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số âm Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau ( I  10W/m ứng với L  130dB với tần số) Miền nghe là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau Chú ý: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động chỗ Chương 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Sự biến thiên điện tích mạch dao động: q  Q0 cos( t   ) (C ) dq  q' ; Sự biến thiên cường độ dòng điện mạch dao động: i  dt i  Q0 sin( t   ) ( A)   I sin( t   ); I  Q0   C i  Q0 cos( t    ) ( A)  I cos( t    ); I  Q0  CU  U 2 L di d 2q   Li '; u   q '' ; dt dt 2 u  L Q0 cos( t   ) (V )  U cos( t   ); U  L Q0  L I Sự biến thiên hiệu điện mạch dao động: u   L q Q0  cos( t   ); với   C C LC Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu:   (Hz) a Tần số góc:   b Tần số: f  2 2 LC LC d Pha dao động: ( t   ) Hoặc u  c Chu kì: T  2   2 LC (s) q0  Q0 cos  luùc t0  e Pha ban đầu  : Tìm  cách giải hệ phương trình  i    Q sin  0 Phương trình độc lập với thời gian: i2 u2 i2 i2 q2   Q02 ;   Q02 ; u2C   Q02  L   Năng lượng dao động điện từ: E  EC  EL a Năng lượng điện trường: EC  b Năng lượng từ trường: EL  q2 Q02  cos2 ( t   )  E cos2 ( t   ) 2C C 1 Li  L 2Q02 sin ( t   )  E sin ( t   );  L 2 C Lop12.net - Trang13 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH  1Q 2  const  E  L Q0  2 C  Chú ý:  E  Q0 : Điện cực đại CM C  1  2  ELM  L Q0 = LI : Cường độ dòng điện cực đại  Năng lượng điện và lượng từ mạch biến thiên tuần hoàn với f   f T  T    2 dao động Mạch dao động LC lí tưởng thực dao động điện từ Khoảng thời gian, hai lần liên tiếp, lượng điện trường trên tụ điện lượng từ trường cuộn dây Khi lượng điện trường trên tụ lượng từ trường cuộn cảm, ta có: 1 q  Q 02    q  Q Wđ  Wt  W hay   C 22 C  2 trên trục Oq, tương ứng với vị  trí trên đường tròn, các vị trí này cách các cung Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wñ = Wt , pha dao động đã biến Với hai vị trí li độ q  Q  3 thiên lượng là   2  T : Pha dao động biến thiên 4 2 sau thời gian chu kì T Tóm lại, sau thời gian T lượng điện lại -Q0  Q0 lượng từ II ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SÓNG ĐIỆN TỪ Bước sĩng:   c  cT ; v  c ; n : Chiết suất môi trường f  2 O 3 Q0 Q0 q 2   n Điện từ trường: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa cho nhau, liên hệ mật thiết với Chúng là hai mặt trường thống gọi là điện từ trường Giả thuyết Maxwell: a Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất điện trường xoáy b Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường xoáy c Dòng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường xoáy Điện trường này tương đương dòng điện gọi là dòng điện dịch Sóng điện từ: Sóng điện từ là quá trình truyền kh/ gian điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian a Tính chất: Sóng điện từ truyền với vận tốc lớn ( v  c ) Sóng điện từ mang lượng Sóng điện từ truyền môi trường vật chất và chân không Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, … Sóng điện từ là sóng ngang Sóng điện từ truyền các môi trường vật chất khác có vận tốc khác b Phân loại và đặc tính sóng điện từ: Loại Tần số sóng Sóng dài - 300 KHz Bước sóng 105 - 103 m Lop12.net Đặc tính Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ - Trang14 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Sóng trung 0,3 - MHz Sóng ngắn Sóng cực ngắn 103 - 102 m Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản xạ - 30 MHz 102 - 10 m Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần 30 - 30000 MHz 10 - 10-2 m Có lượng lớn, không bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường thẳng Mạch chọn sóng: a Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn:   2 c LC ; c  3.108 (m/s) C1 || C2 : f  b Một số đặc tính riêng mạch dao động: C1ntC2 : f  2 LC 2 LC   2 L (C1  C2 ) 2  1  2 2 f f1 f2 1 (  )  f  f12  f22 L C1 C2 SỰ TƯƠNG TỰ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ DAO ĐỘNG CƠ Đại Đại lượng lượng Dao động Dao động điện điện x q x” +  2x = q” +  2q = k m  LC v i  m L x = Acos(t + ) q = Q0cos(t + ) k C v = x’ = -Asin(t + ) i = q’ = -Q0sin(t + ) F u v A2  x  ( ) i Q02  q  ( ) µ R W=Wđ + Wt Wđ WL (WC) Wđ = mv2 Wt WC (WL)   W=WC + WL Wt = kx2 2 Li q2 WC = 2C WL = Chương 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Từ thông:   NBS cos( t   )   cos( t   ) (Wb) Suất điện động tức thời: e   d   ' ; e   NBS sin( t   ) (V )  E0 sin( t   ) dt   e  E0 sin( t   )  E0 cos( t    ) ; sin   cos(  ) 2 Hiệu điện tức thời: u  U cos( t  u ) II DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Cường độ dòng điện tức thời: i  I cos( t  i ) (A) Lop12.net - Trang15 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Các giá trị hiệu dụng: I  I0 U E ; U 0; E 2 2 (rad/s) T Chú ý: Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì 1s đổi chiều f lần Nam châm điện tạo dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần số f '  f Hoặc từ trường nó biến thiên tuần hoàn với tần số f '  f Tần số góc dòng điện xoay chiều:   2 f  Các phần tử tiêu thụ điện a Điện trở: R () Định luật Ohm: U R  IR; U R  I R uR cùng pha với i:   b Cảm kháng: Z L  L  L 2 f () Định luật Ohm: U L  IZ L ; U L  I Z L uL nhanh pha với i:   1  () c Dung kháng: ZC  C C 2 f Định luật Ohm: UC  IZC ; U 0C  I ZC uC chậm pha với i:   Đặc điểm đoạn mạch RLC nối tiếp: • a Tổng trở: Z  R  ( Z L  ZC )2 L R   C •  Z L  ZC : u sớm pha i Z  Z U  U  L C L C b Độ lệch pha (u so với i): tan      Z L  ZC : u cùng pha với i R UR  Z  Z : u treã pha hôn i C  L c Định luật Ohm: I  U0 U ;I Z Z R UR  Z U Chú ý: Với mạch chứa L, chứa C, chứa LC không tiêu thụ công suất ( P  ) Neáu i  I cos t thì u  U cos( t+ ) ;  u i  u  i  i u  Neáu u  U cos t thì i  I cos( t- ) d Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch: P  UI cos  ; Heä soá coâng suaát:cos   u  uR  uL  uC e Giản đồ véc tơ: Ta có:      U  U R  U L  U 0C   U0L U0L   U LC U AB  O   I0  U0R O i  I0    U0R U0L i O   U LC U AB U 0C  U 0C Lop12.net  U 0C  I0  U0R  U AB i - Trang16 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Liên hệ các hiệu điện hiệu dụng đoạn mạch RLC nối tiếp: Từ Z  R  ( Z L  ZC )2 suy U  U R2  (U L  UC )2 • R L C Tương tự Z RL  R  Z L2 suy U RL  U R2  U L2 Tương tự Z RC  R  ZC2 suy U RC  U R2  UC2 ng tự Z LC  Z L  ZC suy U LC  U L  UC III BÀI TOÁN CỰC TRỊ Hiện tượng cộng hưởng: Z  Z C  L U U Điều kiện cộng hưởng  thì Z  R  I Max     Z R  LC   u i  PMax  I M2 R  Suy cos   U2  UI M R R 1 Z   U R  U Chú ý    U  I Khi L,C không đổi R thay đổi:  ( Z L  zC )2  U2 Công suất P  I R   P  R  M   ( Z  ZC )2 R  m R L R ( Z L  zC )2 ( Z  ZC )2  ( Z L  ZC )2  const, neân R  L R R 2 U U U  R  Z L  ZC suy PM   ; cos   đó U R = R Z L  ZC 2 Maø R Khi R,L không đổi C thay đổi: U Hiệu điện UC  IZC  R  ( Z L  ZC ) ZC2 U Khi (UC )M   U R Z 2Z  L 1 ZC2 ZC L L  R  Z L2 Z   C ZL Suy  U R  Z L2  ( U )   C M R R Z 2Z  L  1)m ZC ZC Khi R,C không đổi L thay đổi: : U  Hiệu điện U L  IZ L  R  ( Z L  ZC )2 Z L2 ( 2 U R Z 2Z  C 1 ZL ZL 2 C Lop12.net • - Trang17 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Khi (U L )M  U Suy R  ZC2 ZC (   1)m Z L2 ZL  R  ZC2 ZL  ZC   U R  ZC2  ( U )   L M  R Liên quan độ lệch pha: a Trường hợp 1: 1  2  b Trường hợp 2: 1  2    tan 1 tan 2    tan 1 tan 2  1 c Trường hợp 3: 1  2    tan 1 tan 2  1 IV BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN) Mạch điện đơn giản: C L R A N • • a Nếu U NB cùng pha với i suy X c Nếu U NB trễ pha với i góc Mạch điện phức tạp: a Mạch C R A •  X suy chứa L0 suyXra Nếu U AN và U NB tạo với góc b Mạch chứa C0 B • X Nếu U AB cùng pha với i VậyX chứa L0 suyXra N •  X suy chứa ( R0 , L ) A • R L Nếu U AB cùng pha với i B • chứa R0  b Nếu U NB sớm pha với i góc X N • X suyXra B • chứa C0 Lop12.net chứa R0 Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH Nếu U AN và U NB tạo với góc Vậy X chứa ( R0 , C0 )  - Trang18 - X suy chứa R0 V SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Dòng điện xoay chiều pha, máy phát điện xoay chiều pha: d   ' ; e   NBS cos(t     ) (V )  E0 cos(t     ) a Suất điện động tức thời: e   2 dt  f  np; n (voøng/s) ; np f  ; n (voø n g/phuù t )  60 b Tần số dao động:  p: số cặp cực từ Chú ý: Một máy phát điện có cặp cực từ muốn phát với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n  50 voøng/s ; có 10 cặp cực từ muốn phát với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n  voøng/s Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm nhiêu lần Dòng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha: Dòng điện: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, tạo bỡi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ lệch pha đôi một góc 2  e1  E0 cos  t  Các biểu thức suất điện động: e  E cos(t  2 )   2  e3  E0 cos( t  ) Mắc I d  I p  I   U d  3U p  I d  3I p Mắc tam giác  U d  U p Máy biến thế, truyền tải điện năng: a Máy biến thế: Biến đổi hiệu điện U1 N1  k U2 N b Hao phí truyền tải: P  Biến đổi dòng điện I N1  k I1 N P2 l R maø R   2 S U cos  Pr Pt Ur   Pv Pc U v Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây có điện trở công thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số công suất, liên hệ các hiệu điện hiệu dụng, … Hiệu suất: H  Chương 6: SÓNG ÁNH SÁNG Lop12.net - Trang19 - Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH I GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Khoảng vân: i  xk 1  xk ; i  D a Vị trí vân D  saùng: xks  ki  k a ; với k  0; 1; 2; 3;  1 D toái: x  ( k  ) i  ( k  ) ( k 1) t  2 a Hiệu quang trình(Hiệu đường đi) :   d2  d1;   ax D Khoảng cách n vân sáng liên tiếp là l : l  (n  1)i x  k : Vân sáng thứ k Tại vị trí M mà  i  x  k  : Vân tối thứ (k  1)  i MN 2i b Số vân tối: N s  2n  Số vân sáng (vân tối) có bề rộng trường giao thoa MN: n = a Số vân sáng: N s  2n  ( n: lấy phần nguyên) Dịch chuyển hệ vân giao thoa: a Đặt mặt song song trên đường truyền tia sáng: Trước có mặt song song; vân sáng trung tâm là:   S2O  S1O  Khi có mặt song song có chiết suất n , bề dày e : Đường từ S1 đến M : d1'  d1  (n  1)e Đường từ S2 đến M : d2'  d2 Hiệu quang trình:  e  d2  d1'  d2  d1  (n  1)e; d2  d1  Khi có mặt song song (có chiết suất n , bề dày e ) ax D vân sáng trung tâm dịch phía khe bị chắn bỡi mặt song song đoạn: x  b Nguồn sáng dịch chuyển đoạn y : Hiệu quang trình:   (S ' S2  S2O ')  (S ' S1  S1O ')  (S ' S2  S ' S1 )  (S2O ' S1O ')  Vị trí vân sáng:   ay ax   k d D Vân sáng trung tâm: k0  x Vị trí vân tối:   (n  1)eD a ay ax  d D ay ax    (2k  1) d D yD d Chú ý: Vân sáng trung tâm dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển nguồn II GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP) Ñ  0,76  m  T  0,40  m Mắt nhìn thấy ánh sáng cĩ bước sĩng  : T    Đ với  Bề rộng quang phổ bậc k : xk  k (iÑ  iT )  k D (Ñ  T ) a Lop12.net Tài liệu Ôn thi TNPT- Luyện thi CĐ,ĐH - Trang20 - Vị trí vân sáng bậc k1 xạ 1 trùng với vị trí vân sáng bậc k2 xạ 2 : k11  k2 2 Vị trí vân sáng bậc k1 xạ 1 trùng với vị trí vân tối bậc k2 xạ 2 : k11  (k2  )2 c Chú ý: Trong không khí (chân không):   ; môi trường có chiết suất n: f c  v  n    v  c f nf  Chú ý: Khoảng vân không khí là i ; môi trường có chiết suất n khoảng vân imt  i n III QUANG PHỔ Máy quang phổ: a Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành thành phần đơn sắc khác b Cấu tạo: Ống chuẩn trực là tạo chùm tia song song Lăng kính để phân tích song song thành thành phần đơn sắc song song khác Buồng ảnh là kính ảnh đặt tiêu điểm ảnh thấu kính L2 để quan sát quang phổ c Nguyên tắc hoạt động: Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh hội tụ trên kính ảnh Quang phổ liên tục: a Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục ánh sáng là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím b Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát quang phổ liên tục c Đặc điểm, tính chất: Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học nguồn phát mà phụ thuộc vào nhiệt nguồn phát Ở nhiệt độ 5000 C , các vật bắt đầu phát ánh sáng màu đỏ; nhiệt độ 2500K đến 3000K các vật phát quang phổ liên tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím Nhiệt độ bề Mặt Trời khoảng 6000K , ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng Quang phổ vạch phát xạ: a Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm vạch màu đơn sắc nằm trên tối b Các chất khí hay có áp suất thấp bị kích thích phát c Đặc điểm: Các chất khí hay áp suất thấp khác cho quang phổ vạch khác số lượng vạch, vị trí, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối các vạch Mổi chất khí hay áp suất thấp có quang phổ vạch đặc trưng Quang phổ vạch hấp thụ: a Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối nằm trên quang phổ liên tục b Cách tạo: Chiếu vào khe máy quang phổ ánh sáng trắng ta nhận quang phổ liên tục Đặt đèn Natri trên đường truyền tia sáng trước đến khe máy quang phổ, trên quang phổ xuất các vạch tối đúng vị trí các vạch vàng quang phổ vạch phát xạ Natri d Điều kiện: Nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải thấp nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục Lop12.net