b/ Định nghĩa giao thoa sóng ánh sáng: Là hiện tượng đan xen của hai nguồn sáng kết hợp, tại vị trí tăng cường lẫn nhau thành vân sáng (max) - triệt tiêu lẫn nhau thành vân tối(min). c/ [r]
(1)TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM
CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ BÀI 1: MẠCH DAO ĐỘNG LC
I – TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Phương trình điện tích q = Q0.cos(t +φ) (C) Trong đó:
+ q (C) điện tích tức thời tụ; + Q0 điện tích cực đại tụ 2 Phương trình dịng điện
i = q’ = .Q0.cos(t + + ) (A) = I0.cos(t + + )(A) Trong đó:
+ i (A) cường độ dòng điện tức thời mạch; + I0 = .Q0 cường độ dòng điện cực đại mạch 3 Phương trình điện áp
u = \f(q,C =
Q0
C cos(t + ) = U0.cos(t + ) (V)
Trong đó:
+ u (V) điện áp tức thời hai đầu tụ; + U0 điện áp cực đại hai đầu tụ 4 Chu kỳ - Tần số:
a) Tần số góc: (rad/s)
= \f(1, Trong đó:
+ L gọi ℓà độ tự cảm cuộn dây (H); + C ℓà điện dung tụ điện (F);
b) Chu kỳ T(s)
T = \f(, = 2π
c) Tần số: f (Hz)
f = \f(, = \f(1, 5 Công thức độc ℓập thời gian:
a Q = q2 +
i2
ω2 b (
q Q0)
2 +( i
I0)
2 =1
c (
i I0)
2 +( u
U0)
2 =1
d u =
q C
I0 = ω.Q0 U0 =
Q0
C I0 = U0 √
C
L U0 = I0 √
L C
6 Quy tắc ghép tụ điện - cuộn dây
a) Ghép nối tiếp
- +C
L
(2)- Tụ điện:
C=
1
C1+
1
C2 C=
C1C2
C1+C2 ; C < (C1; C2) - Cuộn dây: L = L1 + L2
Khi hai tụ mắc nối tiếp
1
T2=
1
T12+
1
T22 T =
T1T1
√T12+T22
f2 = f12+f22
b) Ghép song song
- Tụ điện: C = C1 +C2; C > (C1; C2)
- Cuộn dây:
L=
1
L1+
1
L2 L= L1L2 L1+L2 Khi hai tụ mắc song song:
T
2
=4π2LC1+4π2LC2 T2 = T12+T22
1
f2=
1
f12+
1
f22 f =
f1f1
√f12+f22
7 Bảng qui đổi đơn vị
Stt Kí hiệuQui đổi nhỏ (ước)Qui đổi Kí hiệuQui đổi lớn (bội)Qui đổi
1 m (mili) 10-3 K (kilo) 103
2 μ (micro) 10-6 M (mêga) 106
3 n (nano) 10-9 G (giga) 109
4 A0 (Angstrom) 10-10
5 p (pico) 10-12 T (têga) 1012
6 f (fecmi) 10-15
(3)1 Năng ℓượng mạch LC.
Năng ℓượng mạch LC: W = Wđ + Wt Trong đó:
- W: Năng ℓượng mạch dao động (J)
- Wđ: Năng ℓượng điện trường (J) tập trung tụ điện - Wt: Năng ℓượng từ trường tập trung cuộn dây
+ Wđ = \f(1,2Cu2 = \f(1,2qu =
q2
2C = Q2
2C .cos2(t + φ)
=
Q02
4C+ Q02
4Ccos(2ωt+2ϕ)
0
2
2
đmax
W
C Q CU
+ Wt = \f(1,2Li2 = \f(1,2L
2Q2cos2(t + φ +
π
2 ) =
LI02
4 +
LI02
4 cos(2ωt+2ϕ+π)
2
tmax
W LI
+
2
2
0
1
2 2
đ t đmax tmax
W W W W CU Q W LI const
C
SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TRUYỀN THƠNG BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN
Cơng thức xác định bước sóng sóng điện từ: \f(c,f
Trong đó: : gọi ℓà bước sóng sóng điện từ; c = 3.108 m/s; T: chu kỳ sóng 3 Truyền thơng sóng vơ tuyến
a) Các khoảng sóng vơ tuyến
Mục Loại sóng Bước sóng Đặc điểm/ứng dụng
1 Sóng dài > 1000 m -- Không bị nước hấp thụThông tin ℓiên ℓạc nước Sóng trung 100 1000 m
- Bị tầng điện ℓy hấp thụ ban ngày, phản xạ ban đêm ℓên ban đêm nghe radio rõ ban ngày
- Chủ yếu thông tin phạm vi hẹp Sóng ngắn 10 100 m
- Bị tầng điện ℓy mặt đất phản xạ
- Máy phát sóng ngắn cơng suất ℓớn truyền thông tin xa mặt đất
4 Sóng cực ngắn 0,01 10 m - Có thể xun qua tầng điện ℓy- Dùng để thơng tin ℓiên ℓạc vũ trụ b) Truyền thông sóng điện từ.
(4)fmáy = \f(1, = fsóng = \f(c, Bước sóng máy thu được: = c.2π c) Sơ đồ máy thu - phát sóng vơ tuyến
Trong đó:
Bộ phận Máy phát Bộ phận Máy thu
1 Máy phát sóng cao tần 1 Ăng ten thu
2 Micro (Ống nói) 2 Mạch chọn sóng
3 Mạch biến điệu 3 Mạch tách sóng
4 Mạch khuếch đại cao tần 4 Mạch khuếch đại âm tần
5 Ăng ten phát 5 Loa
CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG
BÀI 1: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG
CÁC LOẠI QUANG PHỔ - CÁC BỨC XẠ KHƠNG NHÌN THẤY 1 Hiện tượng tán sắc ánh sáng
Thí nghiệm: Chiếu tia sáng trắng qua ℓăng kính, phía sau ℓăng kính ta đặt hứng M. Trên M ta quan sát dải màu biến thiên ℓiên tục từ đỏ đến tím
Kết ℓuận: Hiện tượng tán sắc ánh sáng ℓà tượng mà chùm sáng qua ℓăng kính bị phân tích thành nhiều ánh sáng đơn sắc khác
*Ánh sáng đơn sắc ℓà ánh sáng qua ℓăng kính chỉ bị ℓệch mà khơng bị tán sắc λ
[0,38 0,76] μm
*Ánh sáng đa sắc ℓà ánh sáng gồm hai ánh sáng đơn sắc trở ℓên.
- Công thức xác định bước sóng ánh sáng: = \f(c,f = c.T λt < < λd 5 Các ℓoại quang phổ
Các ℓoại qua ng phổ
Định nghĩa Nguồnphát điểmĐặc dụngỨng
Qua ng phổ ℓiên
Do chất rắn, ℓỏng,
Quang phổ ℓiên tục chất
(5)tục ℓà dải màu có màu từ đỏ đến tím nối ℓiền cách ℓiên tục
khí có áp suất ℓớn phát bị nụng nóng
khác nhiệt độ hồn tồn giống phụ thuộc vào nhiệt độ chúng
vật có nhiệt độ cao, xa, ngơi
Quang phổ vạch phát xạ
ℓà hệ thống vạch sáng riêng ℓẻ, ngăn cách khoảng tối
Quang phổ vạch chất khí áp suất thấp phát bị kích thích nhiệt hay điện
Quang phổ vạch nguyên tố khác khác số ℓượng vạch, vị trí độ sáng tỉ đối vạch Mỗi nguyên tố hóa học có quang phổ vach đặc trưng
Dùng để nhận biết, phân tích định ℓượng định tính thành phần hóa học chất
Quang phổ vạch hấp thụ
ℓà vach tối nằm nằm sáng quang phổ ℓiên tục
Quang phổ vạch chất khí áp suất thấp phát bị kích thích nhiệt hay điện chắn quang phổ liên tục
- Để thu quang phổ hấp thụ điều kiện nhiệt độ nguồn phải thấp nhiệt độ quang phổ liên tục
- Trong điều kiện nhiệt độ, áp suất Nguyên tố có phát quang phổ phát xạ màu hấp thụ màu
Dùng để nhận biết, phân tích thành phần hóa học chất
BÀI 3: GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG - PHẦN 1 GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
b/ Định nghĩa giao thoa sóng ánh sáng: Là tượng đan xen hai nguồn sáng kết hợp, vị trí tăng cường lẫn thành vân sáng (max) - triệt tiêu lẫn thành vân tối(min) c/ Nguồn kết hợp: hai nguồn có tần số độ lệch pha khơng đổi theo thời gian 3 Xây dựng công thức
Gọi d ℓà hiệu quang ℓộ từ hai nguồn S1 S2 tới
(6)d = d2 - d1 = \f(ax,D
Trong đó:
+ d2 khoảng cách từ nguồn đến M; + d khoảng cách từ nguồn đến M; + a khoảng cách hai khe S1S2;
+ D khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến M; + x khoảng cách từ M đến vân sáng trung tâm
Nếu M ℓà vân sáng
d2 - d1 = k. với k ℓà vân sáng bậc k k (0; ± 1; ± 2; …)
Nếu M ℓà vân tối.
d2 - d1 = (k + \f(1,2) với k ℓà vân tối thứ (k + 1) k (0; ± 1; ± 2…) - Nếu k ≥ 0: k ℓà vân tối thứ (k + 1) Vd: k = vân tối thứ (5 + 1) =
- Nếu k < k ℓà vân tối thứ |k| Vd: k = -5 ℓà vân tối thứ
a) Vị trí vân sáng:
Δd = d2 - d1 = \f(ax,D = k. xs = k \f(,a Trong đó:
xs: vị trí vân sáng
k ℓà vân sáng bậc k (k = 0, ± 1, ± 2, ± 3….)
b) Vị trí vân tối
d2 - d1 = (k + \f(1,2) = \f(ax,D xt = (k+ \f(1,2)\f(,a (k = 0, ± 1, ± 2, ± …)
- Nếu k ≥ 0: k ℓà vân tối thứ (k + 1) - Nếu k < k ℓà vân tối thứ |k|
- Đối với vân tối khái niệm bậc vân tối
c) Khoảng vân: Khoảng vân i ℓà khoảng cách hai vân sáng hai vân tối ℓiên tiếp i = \f(,a vị trí vân sáng xs = k.i vị trí vân tối xt = (k + \f(1,2)i
4 - CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN
Dạng 1: Xác định khoảng vân, vị trí vân sáng - vân tối; điều kiện vân sáng - vân tối. + Khoảng vân: i = \f(λD,a; Vị trí vân sáng: xs = k.\f(λD,a = k.i; Vị trí vân tối: xt = (k+ \f(1,2)\f(,a = (k+ \f(1,2)i
+ Điều kiện vân sáng: Δd = d2 - d1 = k.λ; Điều kiện vân tối: Δd = d2 - d1 = (k + \f(1,2)λ Dạng 2: Giao thoa Young mơi trường có chiết suất n.
(7)+ Mơi trường có chiết suất n: vận tốc v; bước sóng λ'; khoảng vân i '; * Vận tốc truyền sóng: v = \f(c,n n = \f(c,v
* Bước sóng ánh sáng λ' : λ' = \f(v,f = \f(c,nf = \f(λ,n n = \f(λ,λ’ * Khoảng vân i': i ' = \f(λ’D,a = \f(λD,na = \f(i,n n = \f(i,i’
Dạng 3: xác định số vân sáng - vân tối đoạn MN Loại 1: Số vân sáng - vân tối giao thoa trường
(Cơng thức cịn áp dụng cho BÀI TOÁN xác định số vân sáng vân tối giữa hai điểm MN có vân sáng giữa:)
+ Số vân sáng: ns = 2[ \f(L,2i ] +1 + Số vân tối: nt = 2[\f(L,2i + \f(1,2 ]
Tổng số vân sáng vân tối thu n = ns + nt; [ a]: phép ℓấy phần nguyên a Loại 2: Số vân sáng - vân tối hai điểm MN (Giả sử xM< xN)
- Số vân sáng:
Ta có xs = k.i xM x = k.i xN
xM i ≤k≤
xN i
- Số vân tối trên MN
Ta có: xt = (k + 0,5)i xM x = (k + 0,5) i xN
xM
i −0,5≤k≤ xN
i −0,5
Loại 3: Xác định số vân sáng - vân tối biết hai đầu ℓà hai vân sáng:
ns = \f(L,i +1 nt = \f(L,i i =
L ns−1=
L nt
Loại 4: Xác định số vân sáng - vân tối biết đầu sáng - đầu tối.
ns = nt = \f(L,i + \f(1,2 i =
L ns−0,5
BÀI 4: GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG - PHẦN 2 ÁNH SÁNG ĐA SẮC
1 Bề rộng quang phổ bậc k.
Gọi xKd ℓà vị trí vân sáng thứ k ánh sáng đỏ xkđ = k \f(,a = kiD Gọi xkt ℓà vị trí vân sáng thứ k ánh sáng tím xkt = k \f(,a = kiT
Gọi ΔRk bề rộng quang phổ bậc k( khoảng cách từ vân đỏ bậc k đến vân tím bậc k) ΔRk = xđ - xt = k\f(D,a(đ - t) = k(iD - iT)
2 Bề rộng
(8)+ Gọi xkD vị trí vân sáng bậc k ánh sáng đơn sắc đỏ: xkđ = k \f(,a = kiD
+ Gọi x(k + 1)T vị trí vân sáng bậc k ánh sáng đơn sắc tím: x(k+1)T = (k+1) \f(,a = (k+1)iT
+ Gọi ΔXk - k + bề rộng vùng đan xen quang phổ bậc k k + (khoảng cách từ vân đỏ bậc k đến vân tím