Đang tải... (xem toàn văn)
Trên cơ sở tập bài giảng này các bạn sinh viên tìm đọc thêm các tài liệu tham khảo, các giáo trình vật lý của các tác giả khác trong và ngoài nƣớc để có thêm nhiều th[r]
(1)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA – KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN - VẬT LÝ
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2
(2)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
GIỚI THIỆU
(3)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TRƢỜNG TĨNH ĐIỆN
I MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU
II NỘI DUNG
§1 TƢƠNG TÁC ĐIỆN - ĐỊNH LUẬT COULOMB
1 Tƣơng tác điện
2 Thuyết điện tử - Định luật bảo tồn điện tích
3 Định luật Coulomb
4 Nguyên lý chồng chất lực điện
§2 ĐIỆN TRƢỜNG 11
1 Khái niệm điện trƣờng 11
2 Vectơ cƣờng độ điện trƣờng 11
3 Vectơ cƣờng độ điện trƣờng gây điện tích điểm 12
4 Véctơ cƣờng độ điện trƣờng gây hệ vật mang điện - Nguyên lý chồng chất điện trƣờng 13
§3 ĐIỆN THƠNG 16
1 Đƣờng sức điện trƣờng 16
2 Véctơ cảm ứng điện 17
3 Điện thông 18
§5 ĐỊNH LÝ ƠXTRƠGRATXKI - GAUSS (O - G) 20
1 Thiết lập định lý 20
2 Phát biểu định lý 21
3 Ứng dụng định lý O-G 21
4 Dạng vi phân định lý O – G 23
§6 CƠNG CỦA LỰC TĨNH ĐIỆN - ĐIỆN THẾ 24
1 Công lực tĩnh điện 24
2 Thế điện tích điện trƣờng 25
3 Điện – Hiệu điện 26
CÂU HỎI LÝ THUYẾT 28
(4)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
CHƢƠNG 2: TỪ TRƢỜNG 35
I MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU 35
II NỘI DUNG 36
§1 TƢƠNG TÁC TỪ CỦA DÕNG ĐIỆN - ĐỊNH LUẬT AMPÈRE 36
1 Thí nghiệm tƣơng tác từ 36
2 Định luật Ampe (Ampère) tƣơng tác hai dòng điện 37
§2 VECTƠ CẢM ỨNG TỪ, VECTƠ CƢỜNG ĐỘ TỪ TRƢỜNG 39
1 Khái niệm từ trƣờng 39
2 Các đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng 39
3 Xác định vectơ cảm ứng từ vectơ cƣờng độ từ trƣờng 41
§3 TỪ THƠNG - ĐỊNH LÝ ÔXTRÔGRATSKI- GAUSS ĐỐI VỚI TỪ TRƢỜNG 44
1 Đƣờng cảm ứng từ 44
2 Từ thông 46
3 Định lý Oxtrogratxki - Gauss từ trƣờng 47
§4 ĐỊNH LÝ AMPÈRE VỀ DÕNG ĐIỆN TOÀN PHẦN 48
1 Lƣu số vectơ cƣờng độ từ trƣờng 48
2 Định lý Ampère dịng điện tồn phần 49
3 Ứng dụng định lý Ampère 52
§5 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƢỜNG LÊN DÕNG ĐIỆN 54
1 Lực Ampère 54
2 Tƣơng tác hai dòng điện thẳng song song dài vô hạn 54
3 Tác dụng từ trƣờng lên mạch điện kín 55
4 Cơng lực từ 56
§6 TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƢỜNG LÊN HẠT ĐIỆN CHUYỂN ĐỘNG 57
1 Lực Lorentz 57
2 Chuyển động hạt điện từ trƣờng 58
CÂU HỎI LÝ THUYẾT 60
BÀI TẬP 61
CHƢƠNG 3: DAO ĐỘNG 67
I MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU 68
II NỘI DUNG 68
§1 DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HÕA 68
1 Hiện tƣợng 68
2 Phƣơng trình dao động điều hịa 69
3 Khảo sát dao động điều hòa 70
4 Năng lƣợng dao động điều hịa 71
§ DAO ĐỘNG CƠ TẮT DẦN 72
(5)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
2 Phƣơng trình dao động tắt dần 72
3 Khảo sát dao động tắt dần 73
§3 DAO ĐỘNG CƠ CƢỠNG BỨC 74
1 Hiện tƣợng 74
2 Phƣơng trình dao động cƣỡng bức 74
§4 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ ĐIỀU HÕA 76
1 Mạch dao động điện từ LC 76
2 Thiết lập phƣơng trình dao động điện từ điều hịa 77
§5 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TẮT DẦN 78
1 Mạch dao động điện từ RLC 78
2 Phƣơng trình dao động điện từ tắt dần 78
§6 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ CƢỠNG BỨC 80
1 Hiện tƣợng 80
2 Phƣơng trình dao động điện từ cƣỡng 80
§7 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 81
1 Biểu diễn dao động điều hòa vectơ quay 82
2 Tổng hợp hai dao động điều hòa phƣơng tần số 82
CÂU HỎI LÝ THUYẾT 83
BÀI TẬP 83
CHƢƠNG 4: THUYẾT TƢƠNG ĐỐI HẸP EINSTEIN 89
I MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU 89
II NỘI DUNG 89
§1 CÁC TIÊN ĐỀ EINSTEIN 89
1 Nguyên lí tƣơng đối 89
2 Nguyên lí bất biến vận tốc ánh sáng 90
§2 ĐỘNG HỌC TƢƠNG ĐỐI TÍNH – PHÉP BIẾN ĐỔI LORENTZ 90
1 Sự mâu thuẫn phép biến đổi Galileo với thuyết tƣơng đối Einstein 90
2 Phép biến đổi Lorentz 91
§3 CÁC HỆ QUẢ CỦA PHÉP BIẾN ĐỔI LORENTZ 92
1 Khái niệm tính đồng thời quan hệ nhân 93
2 Sự co lại độ dài (sự co ngắn Lorentz) 93
3 Sự giãn thời gian 94
4 Phép biến đổi vận tốc 95
§ ĐỘNG LỰC HỌC TƢƠNG ĐỐI 96
1 Phƣơng trình chuyển động chất điểm 96
2 Động lƣợng lƣợng 97
3 Các hệ 98
CÂU HỎI LÍ THUYẾT 99
(6)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
10 Hạt vi mơ có độ bất định động lƣợng 1% động lƣợng Xác định tỷ số
giữa bƣớc sóng de Broglie độ bất định toạ độ hạt
Đáp số: x 100
11 Viết phƣơng trình Schrodinger hạt vi mơ:
a Chuyển động chiều trƣờng
2
kx U b Chuyển động trƣờng tĩnh điện Coulomb
0 Ze U r
Đáp số: a
2
2
2
( )
2
d m kx
E dx b 2 2
( )
4
d m Ze
E dx r
12 Dịng hạt có lƣợng E xác định
chuyển động theo phƣơng x từ trái sang phải đến gặp hàng rào xác định bởi: 0 0 khi x U
U x E U
Xác định hệ số phản xạ hệ số truyền qua hàng rào electron
Hƣớng dẫn giải
Giải phƣơng trình Schrodinger hai miền I II Trong miền I hàm sóng 1( )x thoả
mãn: 1 2 e d m E dx
Đặt 2
2m E k
, nghiệm phƣơng
trình: 1 ikx ikx
Ae Be
Số hạng Aeikx mô tả sóng truyền từ trái sang phải (sóng tới), số hạng Be-ikx mơ tả sóng truyền từ phải sang trái (sóng phản xạ miền I)
Trong miền II, hàm sóng thoả mãn:
(7)Bài giảng môn học: Vật lý đại cương A2
Đặt
1
2me
k E U
phƣơng trình có nghiệm tổng qt:
ikx ikx
Ce De
Trong
miền II có sóng truyền từ trái sang phải nên D = Vậy
ikx
Ce
Để tìm A, B, C ta viết điều kiện liên tục hàm sóng đạo hàm cấp hàm sóng:
1
1
(0) (0) (0) (0), d d
dx dx
Ta đƣợc:
1
, ( ) A B k
A B C k A B k C
A B k
Hệ số phản xạ:
2 2 2 1 1
1 1 1
U k
B k k k E
R
k
k k U
A k E
Hệ số truyền qua: