3 Cảm ứng từ Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng di[r]
(1)PHẦN I: ĐIỆN HỌC-ĐIỆN TỪ HỌC CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG Định luật Cu-lông Lực hút hay đẩy hai diện tích điểm đặt chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng |q q | F = k 2 ; k = 9.109 Nm2/C2 r Đơn vị điện tích là culông (C) Định luật bảo toàn điện tích Trong hệ vật cô lập điện, tổng đại số các điện tích là không đổi Thuyết electron + Bình thường tổng đại số tất các điện tích nguyên tử không, nguyên tử trung hoà điện Nếu nguyên tử bị số electron thì tổng đại số các điện tích nguyên tử là số dương, nó là ion dương Ngược lại nguyên tử nhận thêm số electron thì nó là ion âm + Khối lượng electron nhỏ nên chúng có độ linh động cao Do đó electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật bị nhiễm điện Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron; Vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron Điện trường Điện trường là dạng vật chất bao quanh các điện tích và gắn liền với điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt nó Định nghĩa Cường độ điện trường Cường độ điện trường điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực điện trường điện trường điểm đó Nó xác định thương số độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt điểm đó và độ lớn q F E= q Đơn vị cường độ điện trường là N/C người ta thường dùng là V/m 5.iệu điện Định nghĩa Hiệu điện hai điểm M, N điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích từ M đến N Nó xác định thương số công lực điện tác dụng lên điện tích q di chuyển q từ M đến N và độ lớn q A UMN = VM – VN = MN q Đo hiệu điện Đo hiệu điện tĩnh điện tĩnh điện kế Hệ thức liên hệ hiệu điện và cường độ điện trường U E= d Lop11.com (2) 6.Điện dung tụ điện Định nghĩa Điện dung tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện định Nó xác định thương số điện tích tụ điện và hiệu điện hai nó Q C= U Đơn vị điện dung là fara (F) Điện dung tụ điện phẵng : S C= 9.10 9.4d Năng lượng điện trường tụ điện Năng lượng điện trường tụ điện đã tích điện 1 Q2 W = QU = = CU2 2 C Chương II DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu dòng điện Nó xác định thương số điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó q I= t Dòng điện không đổi Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian q Cường độ dòng điện dòng điện không đổi: I = t Đơn vị cường độ dòng điện và điện lượng Đơn vị cường độ dòng điện hệ SI là ampe (A) Suất điện động nguồn điện Định nghĩa Suất điện động nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện và đo thương số công A lực lạ thực dịch chuyển điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn điện tích đó Công thức A = q Đơn vị Đơn vị suất điện động hệ SI là vôn (V) Công nguồn điện Công nguồn điện điện tiêu thụ toàn mạch Ang = qE = E Tt 6.Công suất nguồn điện Lop11.com (3) Công suất nguồn điện công suất tiêu thụ điện toàn mạch Ang P ng = =ET t 7.nh luật Ôm toàn mạch E I= RN r Bộ nguồn ghép nối tiếp Eb = E + E2 + … + E n R b = r + r2 + … + r n Trường hợp riêng, có n nguồn có suất điện động e và điện trở r ghép nối tiếp thì : Eb = ne ; rb = nr 29Bộ nguồn song song Nếu có m nguồn giống cái có suất điện động e và điện trở r ghép song r song thì : Eb = e ; rb = m 10Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng Nếu có m dãy, dãy có n nguồn nguồn có suất điện động e, điện trở r ghép nối tiếp thì : Eb = ne ; nr rb = m CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG Từ trường Định nghĩa Lop11.com (4) Từ trường là dạng vật chất tồn không gian mà biểu cụ thể là xuất của lực từ tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt nó Hướng từ trường Từ trường định hướng cho cho các nam châm nhỏ Qui ước: Hướng từ trường điểm là hướng Nam – Bắc kim nam châm nhỏ nằm cân điểm đó Đường sức từ Định nghĩa Đường sức từ là đường vẽ không gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ trường điểm đó Qui ước chiều đường sức từ điểm là chiều từ trường điểm đó Các ví dụ đường sức từ + Dòng điện thẳng dài - Có đường sức từ là đường tròn nằm mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện - Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và theo chiều dòng điện, đó các ngón tay khum lại chiều đường sức từ + Dòng điện tròn - Qui ước: Mặt nam dòng điện tròn là mặt nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại - Các đường sức từ dòng điện tròn có chiều vào mặt Nam và mặt Bắc dòng điện tròn Các tính chất đường sức từ + Qua điểm không gian vẽ đường sức + Các đường sức từ là đường cong khép kín vô hạn hai đầu + Chiều đường sức từ tuân theo qui tắc xác định + Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) chổ có từ trường mạnh, thưa chổ có từ trường yếu Cảm ứng từ Cảm ứng từ điểm từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường và đo thương số lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ điểm đó và tích cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó F B= Il Đơn vị cảm ứng từ Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T) 1N 1T = 1A.1m Véc tơ cảm ứng từ Véc tơ cảm ứng từ B điểm: + Có hướng trùng với hướng từ trường điểm đó F + Có độ lớn là: B = Il Lop11.com (5) Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài I B = 2.10-7 r 5Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn I B = 2.10-7 R 6Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ N B = 4.10-7 I = 4.10-7nI l 6.Biểu thức tổng quát lực từ Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện I l đặt từ trường đều, đó có cảm ứng từ là B : + Có điểm đặt trung điểm l; + Có phương vuông góc với l và B ; + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái; + Có độ lớn F = IlBsin PHAÀN HAI: QUANH HÌNH HOÏC CHÖÔNG VI KHUÙC XAÏ AÙNH SAÙNG 1.khuùc xaï aùnh saùng Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng + Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới và pháp tuyến) và phía bên pháp tuyến so với tia tới + Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi: sin i = haèng soá sin r Chiết suất tỉ đối sin i Tỉ số không đổi tượng khúc xạ gọi là chiết suất tỉ đối n21 sin r môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới): sin i = n21 sin r Chiết suất tuyệt đối - Chiết suất tuyệt đối môi trường là chiết suất tỉ đối môi trường đó chân không n - Mối liên hệ chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21 = n1 Lop11.com (6) Tính thuận nghịch truyền ánh sáng - Aùnh sáng truyền theo đường nào thì truyền ngược lại theo đường đó - Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = n21 Hiện tượng phản xạ toàn phần Ñònh nghóa Phản xạ toàn phần là tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt Điều kiện để có phản xạ toàn phần + Aùnh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang kém + i igh 3Caùp quang Caáu taïo Cáp quang là bó sợi quang Mỗi sợi quang là sợi dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần Sợi quang gồm hai phần chính: + Phần lỏi suốt thủy tinh siêu sach có chiết suất lớn (n1) + Phaàn voû boïc cuõng suoát, baèng thuûy tinh coù chieát suaát n2 < n1 Ngoài cùng là lớp vỏ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp có độ bền và độ dai hoïc Coâng duïng Cáp quang ứng dụng vào việc truyền thông tin với các ưu điểm: + Dung lượng tín hiệu lớn + Không bị nhiễu bở các xạ điện từ bên ngoài + Khoâng coù ruûi ro chaùy (vì khoâng coù doøng ñieän) Cáp quang còn dùng để nội soi y học CHÖÔNG VII MAÉT- CAÙC DUÏNG CUÏ QUANG HOÏC Laêng kính Các công thức lăng kính sini1 = nsinr1; A = r1 + r2 sini2 = nsinr2; D = i1 + i2 – A Thaáu kính Phân loại thấu kính + Thấu kính là khối chất suốt giới hạn hai mặt cong mặt cong vaø moät maët phaüng + Phân loại: Lop11.com (7) - Thaáu kính loài (rìa moûng) laø thaáu kính hoäi tuï - Thaáu kính loûm (rìa daøy) laø thaáu kính phaân kì Qui ước: Thấu kính hội tụ: f > ; D > Qui ước: Thấu kính phân kìï: f < ; D < Cách dựng ảnh tạo thấu kính Sử dụng hai tia sau: - Tia tới qua quang tâm -Tia ló thẳng - Tia tới song song trục chính -Tia ló qua tiêu điểm ảnh chính F’ - Tia tới qua tiêu điểm vật chính F -Tia ló song song trục chính - Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’n Các trường hợp ảnh tạo thấu kính Xét vật thật với d là khoảng cách từ vật đến thấu kính: a) Thaáu kính hoäi tuï + d > 2f: aûnh thaät, nhoû hôn vaät + d = 2f: aûnh thaät, baèng vaät + 2f > d > f: ảnh thật lớn vật + d = f: ảnh lớn, vô cực + f > d: ảnh ảo, lớn vật b) Thaáu kính phaân kì Vật thật qua thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo cùng chiều với vật và nhỏ vaät Các công thức thấu kính + Công thức xác định vị trí ảnh: 1 = f d d' + Công thức xác định số phóng đại: A' B ' d' k= =d AB + Qui ước dấu: Vaät thaät: d > Vaät aûo: d < AÛnh thaät: d’ > AÛnh aûo: d’ < k > 0: ảnh và vật cùng chiều ; k < 0: ảnh và vật ngược chiều Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách Sơ đồ tạo ảnh: L1 L2 AB A1B1 A2B2 d1 d1’ d2 d2’ Lop11.com (8) d1' d 2' Với: d2 = O1O2 – d1’; k = k1k2 = d1 d Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát Sơ đồ tạo ảnh: L1 L2 AB A1B1 A2B2 d1 d1’ d2 d2’ d 'd ' d' Với: d2 = – d1’; k = k1k2 = = - d1 d d1 1 1 ' d1 d f1 f Hệ thấu kính tương đương với thấu kính có độ tụ D = D1 + D2 Độ tụ hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát tổng đại số các độ tụ thấu kính ghép thành hệ 3.Maét Sự điều tiết mắt Điểm cực viễn Điểm cực cận 1 Ta coù: = f d d' Với mắt thì d’ = OV không đổi Khi nhìn các vật các khoảng cách khác (d thay đổi) thì f thấu kính mắt phải thay đổi để ảnh đúng trên màng lưới a Sự điều tiết Điều tiết là hoạt động mắt làm thay đổi tiêu cự mắt ảnh các vật cách mắt khoảng khác tạo màng lưới + Khi mắt trạng thái không điều tiết, tiêu cự mắt lớn (fmax, Dmin) + Khi mắt điều tiết tối đa, tiêu cự mắt nhỏ (fmin, Dmax) b Điểm cực viễn + Khi maét khoâng ñieàu tieát, ñieåm treân truïc cuûa maét maø aûnh taïo taïi màng lưới gọi là điểm cực viễn CV Đó là điểm xa mà mắt có thể nhìn rỏ Mắt không có tật CV xa vô cùng (OCV = ) c Điểm cực cận + Khi mắt điều tiết tối đa, điểm trên trục mắt mà ảnh còn tạo màng lưới gọi là điểm cực cận CC Đó là điểm gần mà mắt còn nhìn rỏ Càng lớn tuổi điểm cực câïn càng lùi xa mắt d.Khoảng cực can Lop11.com (9) + Khoảng cách CV và CC gọi là khoảng nhìn rỏ mắt OCV gọi là khoảng cực viễn, Đ = OCC gọi là khoảng cực cận Naêng suaát phaân li cuûa maét + Góc trông vật AB là góc tưởng tượng nối quang tâm mắt tới hai điểm đầu và cuoái cuûa vaät + Góc trông nhỏ = min hai điểm để mắt còn có thể phân biệt hai điểm đó gọi là suất phân li mắt Khi đó, ảnh điểm đầu và cuối vật tạo hai tế bào thần kinh thị giác kế cận Mắt bình thường = min = 1’ Caùc taät cuûa maét vaø caùch khaéc phuïc Maét caän vaø caùch khaéc phuïc a) Ñaëc ñieåm - Độ tụ lớn độ tụ mắt bình thường, chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ điểm trước màng lưới - fmax < OV - OCv hữu hạn - Cc gần mắt bình thường b) Caùch khaéc phuïc Đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để có thể nhìn rỏ vật vô cực mà mắt khoâng phaûi ñieàu tieát Tiêu cự thấu kính cần đeo (nếu coi kính đeo sát mắt) là : fk = - OCV Maét vieãn thò vaø caùch khaéc phuïc Lop11.com (10) a) Ñaëc ñieåm - Độ tụ nhỏ độ tụ mắt bình thường, chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ điểm sau màng lưới - fmax > OV - Nhìn vật vô cực phải điều tiết - Cc xa mắt bình thường b) Caùch khaéc phuïc Đeo thấu kính hội tụ có tụ số thích hợp để: - Hoặc nhìn rỏ các vật xa mà không phải điều tiết mắt - Hoặc nhìn rỏ vật gần mắt bình thường (ảnh ảo điểm gần muốn quan sát qua thấu kính điểm cực cận mắt) Maét laõo vaø caùch khaéc phuïc + Khi tuổi cao khả điều tiết giảm vì mắt yếu và thể thủy tinh cứng nên điểm cực cận CC dời xa mắt + Để khắc phục tật lão thị, phải đeo kính hội tụ tương tự người viễn thị 4.Kính luùp Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính luùp + Kính lúp là dụng cụ quang bỗ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ + Kính lúp cấu tạo thấu kính hội tụ (hoặc hệ ghép tương đương với thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (cm) Soá boäi giaùc cuûa kính luùp + Xét trường hợp ngắm chừng vô cực Khi đó vật AB phải đặt tiêu diện vật kính luùp AB AB Ta coù: tan = vaø tan 0 = OC C f OC C tan Do đó G = = f tan o Người ta thường lấy khoảng cực cận OCC = 25cm Khi sản xuất kính lúp người ta thường ghi giá trị G ứng với khoảng cực cận này trên kính (5x, 8x, 10x, …) + Khi ngắm chừng cực cận: d' Gc = |k| = | C | dC Lop11.com (11) 5.Kính hieån vi Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính hieãn vi + Kính hiễn vi là dụng cụ quang học bỗ trợ cho mắt để nhìn các vật nhỏ, cách tạo ảnh có góc trông lớn Số bội giác kính hiễn vi lớn nhiều so với số boäi giaùc cuûa kính luùp + Kính hieãn vi goàm vaät kính laø thaáu kính hoäi tuï coù tieâu raát nhoû (vaøi mm) vaø thò kính laø thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài cm) Vật kính và thị kính đặt đồng truc, khoảng cách chúng O1O2 = l không đổi Khoảng cách F1’F2 = gọi là độ dài quang học cuûa kính Ngoài còn có phận tụ sáng để chiếu sáng vật cần quan sát Đó thường là göông caàu loûm Soá boäi giaùc cuûa kính hieãn vi + Khi ngắm chừng cực cận: d' d' GC = d1 d + Khi ngắm chừng vô cực: OCC G = |k1|G2 = f1 f Với = O1O2 – f1 – f2 6.Kính thieân vaên Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính thieân vaên + Kính thiên văn là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt, có tác dụng tạo ảnh có góc trông lớn các vật xa + Kính thieân vaên goàm: Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (và dm đến vài m) Thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm) Vật kính và thị kính đặt đồng trục, khoảng cách chúng thay đổi Soá boäi giaùc cuûa kính thieân vaên Khi ngắm chừng vô cực: Lop11.com (12) A1 B1 AB ; tan = 1 f1 f2 f tan Do doù: G = tan f2 Ta coù: tan0 = Soá boäi giaùc cuûa kính thieân vaên ñieàu kieän naøy khoâng phuï thuoäc vò trí ñaët maét sau thò kính Lop11.com (13)