Những dải sáng và tối đó được gọi là những cực đại và cực tiểu giao thoa, hay các vân giao thoa; chúng tương ứng với những giá trị cực đại và cực tiểu của cường độ ánh sáng. Điều kiện đ[r]
(1)Trang
CHỦ ĐỀ 1: TƢƠNG TÁC GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH- ĐL BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH (BÀI 1: ĐỊNH LUẬT COULOMB)
- Định luật Coulomb: Lực tương tác hai điện tích điểm q1, q2 đứng yên:
1 2 . . k q q F
r
Với: k =
o
1
4 = 9.10
9
(Nm2/C2): hệ số tỉ lệ;
o = 8,85.10 – 12 (F/m): số điện
: số điện môi môi trường
- Mật độ điện khối: dq
dV
- Mật độ điện mặt: dq
dS
- Mật độ điện dài: dq
d
(2)Trang
CHỦ ĐỀ 2: VECTƠ CƢỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƢỜNG (BÀI 2: ĐIỆN TRƢỜNG)
1. Điện trƣờng vùng môi trường vật chất tồn xung quanh điện tích tác dụng lực lên điện tích
khác đặt nó: q F E
(V/m)
2. Điện trƣờng: Gây bởi:
a. Một điện tích điểm:
(V/m)
Q>0: E hướng xa Q Q<0; E hướng lại gần Q b. Vòng dây trịn, bán kính a, tích điện Q:
Điện trường M cách tâm O khoảng cách x:
3 2 2
( )
k Q x E
a x
=> Tại tâm O: x= E=0
c. Mặt rộng vô hạn, tích điện với mật độ điện tích mặt σ> 0:
Điện trường điểm M trục, cách mặt phẳng đoạn x:
o | | E
2
(với0 8.85.1012 F/m)
Chứng tỏ điện trường mặt rộng vô hạn không
phụ thuộc vào khoảng cách từ điểm khảo sát M đến mặt phẳng
d. Thanh dài (dây dài) vơ hạn, tích điện với mật độ dài λ> 0: Điện trường điểm M cách
đoạn a:
2k | | E
a
(3)Trang
CHỦ ĐỀ 3:ĐƢỜNG SỨC ĐIỆN TRƢỜNG- ĐIỆN THÔNG- ĐỊNH LÝ GAUSS BÀI 2: (TIẾP THEO)
e Khối cầu tâm O, bán kính a, tích điện với mật độ khối ρ > 0:
-Điện trường điểm M nằm khối cầu:
k Q Engoài
r
(Giống điện tích điểm đặt tâm)
-Điện trường điểm M nằm khối cầu:
0
r Etrong
3
3. Điện thông- thông lƣợng điện cảm:
- Điện thông: E E
(S) (S) (S)
d E.d S EdScos
(V.m)
Nếu E điện trường S mặt phẳng: E E S .cos với
- Điện cảm: D 0E
(C/m2)
- Thông lƣợng điện cảm :
( ) ( ) ( )
. .cos
D D
S S S
d Dd S D dS
- Định lý Gauss (Mặt kín):
( ) ( )
.
.
Trong S E
S
Q E d s
( ) ( )
.
D Trong S
S
D d s Q
(E; n)
(4)Trang
CHỦ ĐỀ 4: ĐIỆN THẾ- HIỆU ĐIỆN THẾ- QUAN HỆ GIỮA E VÀ V (BÀI 3)
1. Công lực điện trƣờng:
2. Điện thế:
a. Điện điểm M điện tích Q gây ra: M
M
kQ
V C
r
Nếu gốc điện vô C 0=> M
M
kQ V
r
b. Mặt rộng vơ hạn, tích điện với mật độ mặt 𝝈 :
- Điện trường M cách mặt phẳng khoảng cách x: (1mp)
o
| | E
2
- Điện M cách mặt phẳng khoảng cách x: (1 )
0
mp
V x
3. Mối liên hệ E V :
dV E
dn
(5)Trang
CHỦ ĐỀ 5: VẬT DẪN- TỤ ĐIỆN- NĂNG LƢỢNG ĐIỆN TRƢỜNG (BÀI 4: VẬT DẪN)
0 Vật dẫn là vật có hạt mang điện tự do. Kim loại là vật dẫn điển hình
1. Tính chất vật dẫn:
Trong lịng vật dẫn khơng có điện trường Etrong=0 Toàn vật dẫn khối đẳng
Vectơ cường độ điện trường E bề mặt vật dẫn có phương vng góc với bề mặt vật dẫn, có độ lớn
0
E
Điện tích phân bố bề mặt vật dẫn
2. Điện dung vật dẫn cô lập phụ thuộc vào hình dạng, kích thƣớc vật dẫn Tụ phẳng:
0 .S C
d
6 12
1F10 F10 nF10 pF
Với S: diện tích hai cực (m2)
d :khoảng cách hai cực (m),
12 8,85.10 F m/
E U
d QC U
3. Ghép tụ:
Ghép nối tiếp:
1 n
QQ Q Q Q Ghép song song:
1 n
U U U U U
4. Năng lƣợng tụ điện:
1
(6)Trang
BÀI 5: SO SÁNH ĐIỆN TRƢỜNG VÀ TỪ TRƢỜNG TĨNH
0. Từ trƣờng môi trường vật chất tồn xung quanh dòng điện tác dụng lực từ lên dòng điện
khác đặt
1 Từ thơng cho biết số lượng đường sức từ gởi qua mặt (S)
m m
(S) (S) (S)
d BdScos α B.d S
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông vêbe (Wb)
2. So sánh Điện trƣờng E
Từ trƣờng H
Điện trƣờng Từ trƣờng
-Xung quanh điện tích có điện trường
-Đặc trưng cho điện trường điểm vectơ cường độ điện trường E
-Vectơ cường độ điện trường gây điện tích điểm: E k Q2
r
-Hằng số điện: 0 = 8,85.10 – 12 F/m -Hệ số điện môi:
-Vectơ cảm ứng điện: D 0E
-Đường sức điện
-Điện thông E:cho biết số lượng đường sức điện trường E gửi qua mặt S:
E (S)
E.dS E.dS.cos
-Lực điện trường: F q E
-Định lý Gauss: trong(S)
0 (s) q E.dS
-Lưu thông vectơ cđđt: AB
(AB)
E.d U
-Xung quanh dịng điện có từ trường
-Đặc trưng cho từ trường điểm vectơ cảm ứng từ B
-Vectơ cảm ứng từ gây yếu tố dòng điện:
0 d B Id , r
4 r
-Hằng số từ: 0 = 4.10 – H/m -Hệ số từ môi:
-Vectơ cảm ứng từ: B 0H
-Đường sức từ
-Từ thông m:cho biết số lượng đường sức từ B gửi qua mặt S:
m (S)
B.dS B.dS.cos
-Lực từ: d F Id , B
-Định lý Gauss:
(s)
B.dS0
-Lưu thông vectơ cđtt: k
k (C)
Hd I
(7)Trang
CHỦ ĐỀ 6: VECTƠ CẢM ỨNG TỪ B- CƢỜNG ĐỘ TỪ TRƢỜNG H (BÀI 5: TỪ TRƢỜNG TĨNH)
1. Cảm ứng từ B: Xác định quy tắc vặn nút chai (hay Quy tắc nắm tay phải):
2. Vectơ cảm ứng từ: B 0H
3. Xác định cảm ứng từ B:
a. Cảm ứng từ dòng điện thẳng:
+ Dòng điện dài, hay điểm khảo sát nằm gần dòng điện:
+ Dòng điện dài, điểm khảo sát nằm đường
vuông góc với dịng điện tai đầu: . 0.
4 M I B h
+ Điểm khảo sát nằm đường thẳng chứa dòng điện:
0
M
B
b. Cảm ứng từ tâm O vòng dây điện trịn bán kính R:
0 I B R
+ Nếu cung trịn chắn góc α tâm : 0( )
. . . 4 I B R
c. Cảm ứng từ lòng ống dây:
với: n: mật độ dòng (vòng/m)
+ Dây Soneloid: n N L
Vậy: Từ trường lòng ống dây Soneloid làtừ trường đều.
Với: L : chiều dài ống dây (m)
N : số vòng dây quấn ống (vòng)
+ Dây Torid:
2 N n r
Vậy: Từ trường lịng ống dây Teroid từtrường khơngđều
0
1
. .
cos cos 4 I B h . . 2 M I B h
(8)Trang
CHỦ ĐỀ 7: TỪ THÔNG - ĐỊNH LÝ VỀ TỪ TRƢỜNG- LỰC TỪ F BÀI (tt)
1. Từ thông: Cho biết số lượng đường sức từ gởi qua mặt (S)
m m
(S) (S) (S)
d BdScos α B.d S
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông vêbe (Wb)
Nếu B từ trường S mặt phẳng: m B S .cos với: Định lý Gauss:
(s)
m B.dS
(Trong tự nhiên khơng có từ tích)
3 Định lý Ampre: k
k (C)
Hd I
(Cùng chiều vặn nút chai: I > 0; ngược chiều I < 0)
4. Lực từ F: Xác định theo quy tắc Bàn tay trái
a. Tác dụng từ trƣờng lên dòng điện thẳng:
sin
FBI
Với
b. Tác dụng từ trƣờng lên khung dây:
Mômen lực từ tác dụng: M N B I S .sin với
c. Lực tƣơng tác dịng điện thẳng dài vơ hạn:
0
2 I I l F
d
Lực tương tác đơn vị chiều dài:
. .
2 I I F
f
d
+ Hai dòng điện song song chiều: hút + Hai dòng điện song song ngƣợc chiều: đẩy
(B; n)
(B; n)
(B; I )
(9)Trang
CHỦ ĐỀ 8: TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƢỜNG LÊN ĐIỆN TÍCH ĐANG CHUYỂN ĐỘNG- LỰC LORENTZ (BÀI 6)
Hạt mang điện chuyển động từ trường chịu tác dụng lực từ, lực gọi lực Lotentz:
Fqv B
Các đặc điểm lực Lorentz:
Có phương vng góc với v B.
Có chiều theo quy tắc bàn tay trái điện tích dƣơng, quy tắc bàn tay phải điện tích âm:
Đặt bàn tay trái (hoặc phải) cho đường cảm ứng từ hướng xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay
chiều v, ngón tay chỗi 900 chiều lực Lorentz
Độ lớn: F q vBsin, với
Điểm đặt điện tích q
3. Chuyển động hạt điện tích từ trƣờng đều:
a. Nếu vecto vận tốc đầu v song song với B:
F =0 điện tích chuyển động thẳng theo hướng cũ
b. Nếu vecto vận tốc đầu v vng góc với B:
Điện tích chuyển động trịn với lực Lorents hướng vào tâm, có:
- Độ lớn:
2
n
v
F q Bv ma m
r
- Bán kính quỹ đạo: r mv
q B
- Chu kỳ quay:
2 m T
q B
c. Nếu vecto vân tốc ban đầu tạo với B góc 𝜽:
Quỹ đạo điện trường đường xoắn lị xo, với
- Bán kính xoắn lị xo:
0sin mv mv r
q B q B
- Chu kỳ T 2 m
q B
Bước xoắn h v T/ /. v c0 os 2 m
q B
(B; v)
(10)Trang 10
CHỦ ĐỀ 9: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (BÀI 7)
- Định luật Lenz: cho phép xác định chiều dòng điện cảm ứng Ic: “Dòng điện cảm ứng mạch kín
phải có chiều cho từ trường mà sinh chống lại nguyên sinh nó.”
Nếu mtăng
B
BC ; Nếu mgiảm
B
BC
Vẽ Bc, sau dùng quy tắc nắm tay phải suy dòng điện cảm ứng Ic
- Định luật Faraday suất điện động cảm ứng:
( cos )
m
d d B S
N N
dt dt
(Lấy đạo hàm thông số biến thiên theo thời gian)
Với từ thông: m B.S.cos
Suất điện động cực đại: 0 NBS
Tính vận tốc góc :
1 vịng
n vòng/s = N (rad/s)
- Đoạn dây dẫn chuyển động từ trƣờng đều:
m | d |
Bv sin dt
Nếu mạch hở hai đầu đoạn MN có hiệu điện thế: U
- Hệ số tự cảm: m LI
- Hệ số tự cảm ống dây:
2
m N S
L I
; (B; v)
; (B; n)
(11)Trang 11
CHỦ ĐỀ 10: GIAO THOA ÁNH SÁNG (BÀI 8+9)
- Sóng điện từ truyền chân khơng, với vận tốc c= 3.108m/s, bước sóng 0 c f
- Sóng điện từ truyền mơi trường chiết suất n, với vận tốc: v c n - Bước sóng truyền mơi trường chiết suất n là:
n
(BT 9.2-B SGK)
Khi truyền từ môi trường sang môi trường khác: Chỉ vận tốc v bước sóng λ thay đổi, chu kỳ T tần số f không đổi (BT 9.6-D; 9.7-B SGK)
a. Quang lộ:
Quang lộ ánh sáng thời gian t quãng đường mà ánh sáng truyền chân khơng khoảng thời gian đó: Lns (m) ; với n: chiết suất vùng môi trường, s: quãng đường
(BT 9.1-B SGK)
2. Giao thoa:
Hiện tượng hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau, tạo nên không gian dải sáng, tối xen kẽ gọi giao thoa ánh sáng
Những dải sáng tối gọi cực đại cực tiểu giao thoa, hay vân giao thoa; chúng tương ứng với giá trị cực đại cực tiểu cường độ ánh sáng
a. Điều kiện để có có giao thoa: hai sóng phải hai sóng kết hợp có phương truyền sóng Sóng kết hợp: sóng ánh sáng có tần số độ lệch pha không đổi theo thời gian.
b Giao thoa hai nguồn điểm: - Điều kiện để có cực đại giao thoa:
Tại điểm mà hiệu quang lộ hai sóng tới số nguyên lần bước sóng cho cực đại giao thoa: L2 – L1 = k
với k = 0, 1, 2, …, gọi bậc giao thoa
- Điều kiện để có cực tiểu giao thoa:
Tại điểm mà hiệu quang lộ hai sóng tới số bán nguyên lần bước sóng cho cực tiểu giao thoa L2 – L1 = (k + 0,5)
3. Giao thoa Young:
- Gọi khoảng cách hai vân sáng liên tiếp hai vân tối liên tiếp khoảng vân i, thì:
D i
a
(BT 9.3- SGK: Có 17 vân giao thoa nên có 16 khoảng vân: 16i= 32mm => i= 2mm => λ) (BT 9.16-A SGK:do truyền vào mơi trường có chiết suất n, thi bước sóng giảm n lần => khoảng vân i giảm)
Với: bước sóng, D: khoảng cách từ khe tới màn, a: khoảng cách hai khe Khi đó, vị trí vân sáng phải thỏa cơng thức: xs = ki
(12)Trang 12 4. Giao thoa phản xạ:
Sóng điện từ bị đảo pha 1800
phản xạ từ bề mặt mơi trường có chiết suất lớn môi trường tới Nếu phản xạ từ bề mặt mơi trường có chiết suất nhỏ chiết suất mơi trường tới tia phản xạ khơng bị đảo pha
BT 9.8-A SGK: chiết suất môi trường tới (nước) > chiết suất môi trường phản xạ (kk)
5. Giao thoa hai mỏng:
Hiệu ứng giao thoa thường quan sát lớp mỏng như: ván dầu mặt nước, bong bóng xà phịng, nước kính,…là kết giao thoa hai chùm tia phản xạ hai bề mặt mỏng
- Nêm không khí: vân giao thoa mặt nêm đoạn thẳng song song nằm mặt nêm, cách
đều khoảng vân i: i
(α: góc nghiêng nêm)
(BT 9.12A- SGK: i giảm lần)
Toạ độ vân sáng bậc k: xs (k 0,5)
Toạ độ vân tối bậc k: xt k
- Vân tròn Newton: Vân giao thoa vòng sáng tối xen kẽ, Newton khám phá nên gọi vân trịn Newton
Vị trí vân sáng thỏa điều kiện: d (k 0, 5)
(BT 9.13- SGK: vân sáng k = => d)
Vị trí vân tối thỏa điều kiện: d k
(BT 9.14- SGK: vân tối thứ 4: k = => d)
Bán kính vân sáng thứ k: rs 2Rd (k 0,5)R
Bán kính vân tối thứ k: rt 2Rd kR (BT 9.15- SGK: giải tương tự VD SGK 9.8/ 210)
6. Khử phản xạ:
Bề dày màng mỏng cần phủ lên kính là: d (k 0,5) 2n
với n ntt
(BT 9.5B- SGK: bề dày tối thiểu: dmin k= => dmin= 110nm, với n ntt )