So tay vat ly 12 LTDH

gÇn nhau nhÊt trªn cïng mét ph−¬ng truyÒn sãng mµ dao ®éng t¹i hai ®iÓm ®ã cïng pha.. gÇn nhau nhÊt mµ dao ®éng t¹i hai ®iÓm ®ã cïng pha.[r]

1

Nguyễn Quang Đông

Sỉ tay

vËt lý 12

hƯ thống lý thuyết phơng pháp giảI

các dạng tập vật lý 12

2

Môc lôc

Trang Hớng dẫn chuẩn bị thi thi trắc

nghiệm m«n vËt lý

3

CHƯƠNG I: dao động 5 CHƯƠNG II: sóng học sóng âm 15 CHƯƠNG III: dịng điện xoay chiều 19 CHƯƠNG IV: dao động sóng điện từ 26 CHƯƠNG V: sóng ánh sáng 29 CHƯƠNG VI: l−ợng tử ánh sáng 33 CHƯƠNG VII: vật lý hạt nhân 37 CHƯƠNG VIII: từ vi mô đến vĩ mô 43 Cấu trúc đề thi TNTHPT TSĐH 47

Trên sở bám sát ch−ơng trình, nội dung thi tốt nghiệp THPT Thi tuyển sinh vào ĐH, CĐ môn Vật lý Bộ giáo dục đào tạo, tổng hợp soạn tập sách nhỏ với hy vọng giúp em học sinh chuẩn bị tốt cho kỳ thi

Trên sở nội dung này, em hÃy tìm ví dụ, tự viết lại, thống kê, bổ sung thêm công thức dạng tập tóm tắt khác cho phù hợp với riêng

i với hình thức thi trắc nghiệm, ngồi việc nắm vững ph−ơng pháp giải dạng tập, em cần suy nghĩ theo h−ớng làm để giải dạng tập xác nhanh nhất, để làm đ−ợc điều em cần th−ờng xuyên luyện tập, rèn luyện t− giải tập

để tập sách đ−ợc hoàn thiện hơn, chúng tơi mong bạn đọc, em học sinh đóng góp ý, đóng góp ph−ơng pháp giải hay Đồng thời có câu hỏi cần giải đáp chúng tơi sẵn sàng giúp đỡ em ý kiến đóng góp vấn đề cần giải đáp xin gửi theo địa chỉ;

nguyenquangdongtn@gmail.com

Chúc em thành công dự định tốt đẹp!

3

Hớng dẫn chuẩn bị thi thi trắc nghiệm môn vật lý

I Chuẩn bị kiến thức quan träng nhÊt

Có thể nói hình thức thi trắc nghiệm khách quan, phần chuẩn bị kiến thức quan trọng nhất, nói khâu định: “Có kiến thức có tất cả”, cịn việc làm quen với hình thức trắc nghiệm đơn giản Học sinh nên dùng 99% thời gian cho chuẩn bị kiến thức cần 1% làm quen với hình thức thi trắc nghiệm

1 C©u trắc nghiêm đợc sử dụng loại câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn, loại câu trắc nghiêm gồm

phÇn:

Phần mở đầu (câu dẫn): Nêu nội dung vấn đề câu hỏi phải trả lời

Phần thông tin: Nêu câu trả lời để giải vấn đề Trong ph−ơng án này, có ph−ơng án đúng, học sinh phải đ−ợc ph−ơng án

Trong năm gần sử dụng loại câu trắc nghiệm có lựa chọn: A, B, C D có ph−ơng án Các ph−ơng án khác đ−ợc đ−a vào có tác dụng “gây nhiễu” thí sinh

2 Nội dung câu trắc nghiệm lý thuyết toán

3 thi gồm nhiều câu, rải khắp ch−ơng trình Vật lý lớp 12, khơng có trọng tâm, cần học tồn nội

dung ch−ơng trình mơn học (Theo h−ớng dẫn ôn tập Bộ giáo dục đào tạo), không đ−ợc bỏ qua nội dung nào, tránh đốn “tủ”, học “tủ” Tuy nhiên khơng phải học thuộc lịng tồn lý thuyết, thuộc câu chữ nh− việc thi tự luận tr−ớc Học để thi trắc nghiệm phải hiểu kĩ nội dung kiến thức bản, ghi nhớ định luật, định nghĩa, ngun lý, cơng thức, tính chất, ứng dụng Phải nắm vững kĩ giải dạng tập sách giáo khoa sỏch bi

4 Một số loại câu trắc nghiệm môn vật lý thờng gặp:

a Câu lý thuyết yêu cầu nhận biết

õy câu trắc nghiệm yêu cầu thí sinh nhận công thức, định nghĩa, định luật, tính chất, ứng dụng hc

Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Bớc sóng khoảng cách hai điểm

A trờn ph−ơng truyền sóng mà dao động hai điểm ng−ợc pha

B gần ph−ơng truyền sóng mà dao động hai điểm pha C gần mà dao động hai điểm pha

D ph−ơng truyền sóng mà dao động hai điểm pha

PP: Đối với câu trắc nghiệm loại này, sau đọc xong phần dẫn thí sinh cần đọc tất ph−ơng

án phần lựa chọn để nhận ph−ơng án

Từ ví dụ cho thấy để chuẩn bị thi trắc nghiệm phải học thuộc nhớ kiến thức đơn “hiểu đủ” nh− số ng−ời lầm t−ởng

b C©u lý thuyết yêu cầu phải hiểu vận dụng đợc kiến thức vào tình mới:

õy câu trắc nghiệm địi hỏi thí sinh khơng nhớ kiến thức mà phải hiểu vận dụng đ−ợc kiến thức vào tình cụ thể

Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một mạch dao động điện từ LC lí t−ởng gồm cuộn cảm độ tự cảm L tụ điện có điện dung thay đổi đ−ợc từ C1 đến C2 Mạch dao động có chu kì dao động riêng thay đổi đ−ợc

A từ 4π LC1đến 4π LC2 B từ 2π LC1đến 2π LC2 C từ LC1 đến LC2 D từ LC1 đến LC2

Khi tìm lời giải, nhớ cơng thức tính chu kì dao động lắc lị xo T = 2π LC ch−a đủ, phải hiểu đ−ợc mối quan hệ định l−ợng đại l−ợng có mặt cơng thức tìm đ−ợc ph−ơng án

PP: Với loại câu này, có u cầu tính tốn đơn giản nh− ví dụ sau đọc xong phần dẫn, không

nên đọc phần lựa chọn mà nên thực phép tính để tìm ph−ơng án trả lời, sau so sánh ph−ơng án với ph−ơng án phần lựa chọn câu trắc nghiệm để định phng ỏn cn chn

c Bài toán:

Khác với toán đề tự luận, câu trắc nghiệm th−ờng toán cần từ dùng đến phép tính, cơng thức tìm đáp số

Ví dụ (Đề TSĐH 2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ dao động điều hòa theo ph−ơng ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động (mốc vị trí cân vật) vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc

4

PP: Với loại câu trắc nghiệm sau đọc xong phần dẫn, đọc phần lựa chọn có

đáp số sai “hấp dẫn” thí sinh, làm ảnh h−ởng đến cách giải nh− cách tính tốn thí sinh dẫn đến làm sai câu trắc nghiệm Do nên tiến hành theo quy trình sau:

- Đọc đầu toán phần dẫn - Giải tốn để tìm đáp số

- So sánh đáp số tìm đ−ợc với đáp số có phần lựa chọn - Chọn ph−ơng án

II Hớng dẫn làm kiểm tra, thi phơng pháp trắc nghiệm nêu số điểm cách làm trắc nghiệm môn vËt lý:

1 Cần chuẩn bị bút chì, bút mực (bi), gọt bút chì, tẩy, máy tính đồng hồ để theo dõi làm Nên dùng

loại bút chì mềm (2B đến 6B), khơng nên gọt đầu bút chì nhọn, đầu bút chì nên để dẹt, phẳng để nhanh chóng tơ đen ô trả lời Khi tô đen ô chọn, cần cầm bút chì thẳng đứng để tơ đ−ợc nhanh Nên có vài bút chì gọt sẵn để dự trữ làm

2 Đừng nghĩ đến việc mang “tài liệu” vào phịng thi trơng chờ vào giúp đỡ thí sinh khác

trong phịng thi, đề có hình thức khác dài, câu có phút để trả lời nên phải tận dụng toàn thời gian làm kịp

3 Khi nhận đề, cần kiểm tra xem: đề thi có đủ số câu trắc nghiệm nh− ghi đề không, nội dung đề có

đ−ợc in rõ ràng khơng(Có từ thiếu chữ, nét không ) Tất trang có mã đề khơng

4 Khi làm câu trắc nghiệm, thí sinh cần đọc kĩ nội dung câu trắc nghiệm, phải đọc hết trọn vẹn

câu trắc nghiệm, phần dẫn lựa chọn A, B, C, D để lựa chọn ph−ơng án dùng bút chì tơ kín t−ơng ứng với chữ A B, C, D phiếu trả lời trắc nghiệm

5 Làm đợc câu trắc nghiệm thí sinh nên dùng bút chì tô ô trả lời phiếu trả lời trắc nghiệm, tơng

ng vi câu trắc nghiệm Tránh làm tồn câu đề giấy nháp đề thi tơ vào phiếu trả lời, dễ bị thiếu thời gian, tô vội vàng dẫn đến nhầm lẫn! Tránh việc tô ô trở lên cho câu trắc ngiệm tr−ờng hợp câu khơng đ−ợc chấm khơng có điểm

6 Thêi gian thử thách làm trắc nghiệm Thí sinh phải khẩn trơng, tiết kiệm thời gian,

phải tập trung cao, vận dụng kiến thức, kĩ để nhanh chóng định câu trả lời

7 Nên để phiếu trả lời trắc nghiệm phía tay cầm bút (th−ờng bên phải), đề thi trắc nghiệm phía (bên trái),

tay trái giữ vị trí câu trắc nghiệm làm, tay phải dị tìm số câu trả lời t−ơng ứng phiếu trả lời trắc nghiệm có ph−ơng án tơ vào trả lời đ−ợc lựa chọn (tránh tơ nhầm sang dịng câu khác)

8 Nên bắt đầu làm từ câu trắc nghiệm số Lần l−ợt “l−ớt qua” nhanh, định làm câu

cảm thấy dễ chắn, đồng thời đánh dấu đề thi câu ch−a làm đ−ợc Lần l−ợt thực đến câu trắc nghiệm cuối đề Sau quay trở lại giải câu tạm thời bỏ qua Khi thực vòng hai khẩn tr−ơng: nên làm câu t−ơng đối dễ hơn, lần bỏ qua câu khó để giải đợt thứ ba, cịn thời gian Khơng nên dành nhiều thời gian cho câu đó, ch−a giải đ−ợc nên chuyển sang câu khác, tránh để xảy tình trạng “mắc” câu mà bỏ qua hội giành điểm câu hỏi khác khả phía sau

9 Khi làm câu trắc nghiệm, phải đánh giá để loại bỏ ph−ơng án sai tập trung cân nhắc

ph−ơng án cịn lại ph−ơng án Thơng th−ờng ph−ơng án nhiễu có ph−ơng án dễ nhầm với ph−ơng án khó phân biệt Do cần loại hai ph−ơng án sai dễ nhận thấy, phải lựa chọn hai ph−ơng án xác suất cao (tăng từ 25% lên 50%) Cần ý có câu hỏi phần tập, có câu khơng thiết phải tính tốn đ−ợc ph−ơng án tỉnh táo loại ph−ơng án sai

10 Cố gắng trả lời tất câu trắc ngiệm đề thi để có hội giành điểm cao nhất; không nên để trống

một câu không trả lời

11 tránh sơ suất làm môn Vật lý, không sa vào “bẫy” ph−ơng án nhiễu chọn c ỳng

câu cần chọn, cần lu ý:

- Đọc thật kĩ, khơng bỏ sót từ phần dẫn để nắm thật nội dung mà đề thi yêu cầu trả lời

- Khi đọc phần dẫn cần đặc biệt ý từ phủ định nh− “không”, “không đúng”, “sai”

- Đọc ph−ơng án lựa chọn, không bỏ ph−ơng án Hết sức tránh tình trạng vừa đọc xong ph−ơng án thí sinh cảm thấy dừng không đọc tiếp ph−ơng án lại

5

CHƯƠNG I: DAO Động

I cỏc loại dao động

1 Dao động: chuyển động lặp đI lặp lại quanh vị trí cân (Th−ờng vị trí vật đứng yên)

2 Dao động tuần hoàn: Dao động vật gọi tuần hoàn sau khoảng thời gian nhau (Gọi chu kỳ) vật trở lại vị trí cũ theo h−ớng cũ

3 Dao động điều hoà:

a Định nghĩa: Dao động diều hồ dao động li độ vật hàm cos (hoặc sin) thời gian

- Phơng trình: x = Acos(ωt + ϕ) (1)

+ x : Li độ dao động, khoảng cách từ gốc toạ độ (VTCB) đến vị trí vật thời điểm t xét (cm) Giá trị: A− ≤ ≤x A

+ A: Biên độ dao động, li độ cực đại, số d−ơng Biên độ lớn l−ợng dao động lớn Năng l−ợng vật dao động điều hồ tỉ lệ với bình ph−ơng biên độ Biên độ A phụ thuộc kích thích ban đầu

+ ω: Tần số góc dđ (rad/s), số d−ơng Đặc tr−ng cho biến thiên nhanh chậm trạng thái dao động điều hồ Tần số góc dao động lớn trạng thái dao động biến đổi nhanh ω phụ thuộc đặc tính hệ dao động Biết ω ta tính đ−ợc chu kỳ T tần số f:

ω

- Chu kì T: Là khoảng thời gian ngắn để vật trở lại vị trí cũ theo h−ớng cũ, thời gian để vật thực đ−ợc dao động toàn phần

T = 2πω = n (trong n số dao động toàn phần vật thực thời gian t) t Đơn vị chu kì giây (s)

- Tần số f: Là số dao động toàn phần thực đ−ợc giây Đơn vị Héc (Hz)

f = ω

2π

+ (ωt + ϕ) : Pha dao động thời điểm t xét Pha dao động d−ơng, âm Nó cho phép xác định trạng thái dao động thời điểm t

+ ϕ: Pha ban đầu dao động (rad) ϕ số d−ơng, âm Dùng để xác định trạng thái ban đầu dđ ϕ phụ thuộc việc chọn mốc thời gian

Chú ý: Dao động điều hoà tr−ờng hợp riêng dao động tuần hồn, dao động tuần hồn khơng điều hồ

b Vận tốc vật dao động điều hoà:

v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ +π/2) (2)

=> |v|max = ωA ë VTCB |v|min = vị trí biên

=> So sánh (1) (2) thấy v biến đổi điều hồ với tần số góc ω nh−ng ln nhanh pha

2

π

so víi x vµ

rút hệ thức độc lập thời gian:

ω A = ω x + v2 2 2

Chú ý: vr chiều với chiều chuyển động, vật chuyển động theo chiều d−ơng v > 0, theo chiều âm v <

c Gia tốc vật dao động điều hoà:

6 => |a|max = 2A vị trí biên, |a|

min = ë VTCB

=> lu«n hớng vị trí cân ar

=> So sánh (1) (2) (3) thấy a nhanh pha so với x (tức ngợc pha x), a lu«n nhanh pha

2

π so

với v Từ (2) (3) có hệ thức độc lập thời gian:

2

2 2

2

ω A = a + v

ω

d Cơ (năng l−ợng) vật dao động điều hoà: W Wđ W 2

2

t m Aω

= + = = (W®)max = (Wt)max = const

Víi Wđ 2 2sin (2 ) Wsin (2 )

2mv 2m Aω ω ϕt ω ϕt

= = + = +

W 2 2 2( ) W

2

t = m xω = m A cosω ω ϕt+ = cos (ωt+ϕ)

Chú ý: Dao động điều hoà có tần số góc ω, tần số f, chu kỳ T động biến thiên

với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2 Nếu chọ gốc VTCB động cực đại (ở VTCB) cực đại (ở vị trí biên)

- Khoảng thời gian hai lần liên tiếp động T/4

- Động trung bình thời gian nT/2 ( n∈N*, T chu kỳ dao động) là:

2

W

2 =4m Aω

e Tổng hợp dao động điều hoà:

* Độ lệch pha hai dao động tần số:

x1 = A1sin(ωt + ϕ1) x2 = A2sin(ωt + ϕ2) + Độ lệch pha dao động x1 so với x2: ∆ϕ = ϕ1 - ϕ2

NÕu ∆ϕ > ⇔ ϕ1 > 2 x1 nhanh pha x2 Nếu < < x1 chậm pha x2

+ Các giá trị đặc biệt độ lệch pha:

∆ϕ = 2kπ với k ∈ Z : hai dao động pha ∆ϕ = (2k+1)π với k ∈ Z : hai dao động ng−ợc pha ∆ϕ = (2k + 1)

2 π

với k ∈ Z : hai dao động ng−ợc pha * Tổng hợp hai dao động điều hoà ph−ơng tần số: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) x2 = A2cos(ωt + ϕ2) đ−ợc dao động điều hoà ph−ơng tần số x = Acos(ωt + ϕ)

Trong đó: A2 =A12+A22+2A A c1 2 os(ϕ ϕ2− 1)

1

1

sin sin

tan

os os

A A

Ac A c

2

ϕ ϕ

ϕ

ϕ ϕ

+ =

+ víi ϕ1 # ϕ # ϕ2 (nÕu ϕ1 # ϕ2 )

* NÕu ∆ϕ = 2kπ (x1, x2 cïng pha) ⇒ AMax = A1 + A2

` * NÕu ∆ϕ = (2k+1)π (x1, x2 ng−ỵc pha) ⇒ AMin = |A1 - A2|

⇒ |A1 - A2| A ≤ A≤ 1 + A2

Chú ý: Khi viết đ−ợc ph−ơng trình x = Acos(ωt + ϕ) việc xác định vận tốc, gia tốc vật giống nh− với dao động điều hồ bình th−ờng

* Tr−ờng hợp tổng hợp nhiều dao động điều hoà ph−ơng tần số x1; x2;…; xn x = x1 + x2 + …+ xn = Acos(ω ϕt+ )

7 => Biên độ dao động tổng hợp: A= Ax2+Ay2

Pha ban đầu dao động tổng hợp: tg Ay

Ax ϕ =

Một số dạng tập dao động điều hồ: Dạng 1: Tính thời gian để vật chuyển động từ vị trí x1 đến x2:

B1: Vẽ đờng tròn tâm O, bán kÝnh A vÏ trơc Ox n»m ngang h−íng sang ph¶i trục vuông góc với Ox O

B2: Xác định vị trí t−ơng ứng vật chuyển động tròn đều: Khi vật dao động điều hòa x1 vật chuyển động trịn M đ−ờng tròn Khi vật dao động điều hòa x2 vật chuyển động trịn N đ−ờng trịn

B3: Xác định góc qt

Góc quét ϕ = MON (theo chiều ng−ợc kim đồng hồ) Sử dụng kiến thức hình học để tìm giá trị ϕ (rad) B4: Xác định thời gian chuyển động

t ϕ=

ω với ω tần số gốc dao động điều hòa (rad/s)

Dạng 2: Qu∙ng đ−ờng vật đ−ợc từ thời điểm t1 đến t2

Xác định: 1 2

1

Acos( ) Acos( )

à

sin( ) sin( )

x t x t

v

v A t v A t

ω ϕ ω ϕ

2

ω ω ϕ ω ω ϕ

= + = +

⎧ ⎧

⎨ = − + ⎨ = − +

⎩ ⎩ (v1 v2 cần xác định dấu)

Ph©n tÝch: t2 – t1 = nT + ∆t (n ∈N; < t < T)

QuÃng đờng đợc thời gian nT lµ S1 = 4nA, thêi gian ∆t S2 QuÃng đờng tổng cộng S = S1 + S2

Chó ý : + NÕu ∆t = T/2 th× S2 = 2A

+ Tính S2 cách định vị trí x1, x2 chiều chuyển động vật trục Ox

+ Trong số tr−ờng hợp giải tốn cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà chuyển động tròn đơn giản

+ Tốc độ trung bình vật từ thời điểm t1 đến t2:

2

tb

S v

t t

=

− víi S quÃng đờng tính nh

trên

+ QuÃng đờng chu kỳ 4A; 1/2 chu kỳ 2A

Quãng đ−ờng l/4 chu kỳ A vật từ VTCB đến vị trí biên ng−ợc lại Quãng đ−ờng từ x =0 đền x= ± A/2 ng−ợc lại T/12

Quãng đ−ờng từ x =± A/2 đền x= ± A ng−ợc lại l T/6

Dạng 3: Bài toán tính qung đờng lớn nhỏ vật đợc khoảng thêi gian <

∆t < T/2

- Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên nên khoảng thời gian quãng đ−ờng đ−ợc lớn vật gần VTCB nhỏ gần vị trí biên - Sử dụng mối liên hệ dao động điều hồ

và chuyển đ−ờng trịn

A M

M2 1

O P

x O x

2

1 M

M

-A

A

P2 P1

2

ϕ

∆

2

ϕ

∆ P

- Gãc quÐt ∆ϕ = ω∆t

- Quãng đ−ờng lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1)

-A ax 2A sin

2

M

S = ∆ϕ

- Quãng đ−ờng nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2)

H×nh H×nh

2 (1 os )

Min

8 Chó ý :: + Trong tr−êng hợp t > T/2

Tách '

2

T

t n t

∆ = + ∆

*;0 '

2

T n N∈ < ∆ <t

Trong thêi gian

2

T

n quÃng đờng 2nA

Trong thời gian ∆t’ quãng đ−ờng lớn nhất, nhỏ tính nh− + Tốc độ trung bình lớn nhỏ khoảng thời gian ∆t:

ax

ax M

tbM

S v

t

=

∆ vµ tbMin Min

S v

t

=

∆ víi SMax; SMin tÝnh nh− trªn

Dạng 4: Viết ph−ơng trình dao động điều hồ

+ B−ớc 1: Viết ph−ơng trình dạng tổng quát: x = Acos(ωt + ϕ) + B−ớc 2: Xác định A, ω, ϕ

* TÝnh ω: ax ax ax

max

2

A A v

m m m

v a a

f T

π

ω= = π = = =

* TÝnh A:

2

2 ax ax ax

2

2 chieu dai quy dao

2

m m m

v a l l

v E

A x

k

ω ω ω

− ⎛ ⎞

= ⎜ ⎟ + = = = = =

⎝ ⎠

* TÝnh ϕ dùa vµo ®iỊu kiƯn ®Çu: lóc t = t0 (th−êng t0 = 0)

0

Acos( )

sin( )

x t

v A t ω ϕ

ϕ ω ω ϕ

= +

⎧

⇒

⎨ = − +

⎩

Chú ý : + Vật chuyển động theo chiều d−ơng v > 0, ng−ợc lại v <

+ Tr−ớc tính ϕ cần xác định rõ ϕ thuộc góc phần t− thứ đ−ờng tròn l−ợng giác (th−ờng lấy -π ≤ < ϕ ≤π)

* Chun d¹ng sin => cos ngợc lại: + Đổi thành cos: - cosα = cos(α + π)

± sinα = cos(α /2) m + Đổi thành sin: cos = sin( ± π/2)

- sinα = sin(α + π)

Dạng 5: Tính thời điểm vật qua vị trí đ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n

* Giải phơng trình lợng giác lÊy c¸c nghiƯm cđa t (Víi t > ⇒ phạm vi giá trị k ) * Liệt kê n nghiệm (thờng n nhỏ)

* Thời điểm thứ n giá trị lớn thứ n

Chú ý :+ Đề th−ờng cho giá trị n nhỏ, cịn n lớn tìm quy luật để suy nghiệm thứ n

+ Có thể giải tốn cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà chuyển động trịn

Dạng 6: Tìm số lần vật qua vị trí đ∙ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) từ thời điểm t1 đến t2 * Giải ph−ơng trình l−ợng giác đ−ợc nghiệm

* Tõ t1 < t < t2 ⇒ Ph¹m vi giá trị (Với k Z)

* Tng số giá trị k số lần vật qua vị trí

Chú ý: + Có thể giải toán cách sử dụng mối liên hệ dao động điều hoà chuyển động tròn

9 PP:

* Từ ph−ơng trình dao động điều hồ: x = Acos(ωt + ϕ) cho x = x0

Lấy nghiệm ωt + ϕ = α với 0≤ ≤ ứng với x giảm (vật chuyển động theo chiều âm α π v < 0)

ωt + ϕ = - α ứng với x tăng (vật chuyển động theo chiều d−ơng) * Li độ vận tốc dao động sau (tr−ớc) thời điểm ∆t giây

x Acos( )

A sin( )

t

v t

ω α

ω ω α

= ± ∆ +

⎧

⎨ = − ± ∆ +

⎩ hc

x Acos( )

A sin( )

t

v t

ω α

ω ω α

= ± ∆ −

⎧

⎨ = − ± ∆ −

⎩

Dạng 8: Dao động có ph−ơng trình đặc biệt: * x = a ± Acos(ωt + ϕ) với a = const

Biên độ A, tần số góc ω, pha ban đầu ϕ x toạ độ, x0 = Acos(ωt + ϕ) li độ

Toạ độ vị trí cân x = a, toạ độ vị trí biên x = a ± A Vận tốc v = x’ = x0’, gia tốc a = v’ = x” = x0”

Hệ thức độc lập: a = -ω2x

A2 x02 ( )v ω

= +

* x = a ± Acos2(ωt + ϕ) (Hạ bậc biến đổi)

Biên độ A/2; tần số góc 2ω, pha ban đầu 2ϕ 4 Dao động tắt dần:

- Định nghĩa: dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

- Nguyên nhân: Nguyên nhân ma sát môi tr−ờng làm tiêu hao lắc, làm chuyển dần thành nhiệt Ma sát lớn, dao động tắt dần nhanh

- ứng dụng: Trong giảm xóc, thiết bị đóng cửa tự động

Chú ý: Một lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát à * Quãng đ−ờng vật đ−ợc đến lúc dừng lại là:

2

2

kA A S

mg g ω

µ µ

= =

* Độ giảm biên độ sau chu kỳ là: A mg 2g k

µ µ

ω

∆ = =

* Số dao động thực đ−ợc:

2

4

A Ak A

N

A mg ω

g

µ µ

= = =

∆

* Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: (Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hồn với chu kỳ

2

T π

ω

= )

4

AkT A t N T

mg g πω

µ µ

∆ = = =

5 Dao động trì:

- Định nghĩa: dao động đ−ợc trì cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng

- Nguyên tắc trì dao động: Cung cấp l−ợng phần l−ợng tiêu hao sau nửa chu kỳ

6 Dao động c−ỡng bức, cộng h−ởng

- Định nghĩa: Dao động c−ỡng dao động chịu tác dụng lực c−ỡng tuần hồn Biểu thức lực c−ỡng có dạng: F = F0 cos(t + )

- Đặc điểm:

10

+ Tần số: Dao động c−ỡng có tần số tần số lực c−ỡng

+ Biên độ: Dao động c−ỡng có biên độ phụ thuộc vào biên độ lực c−ỡng bức, ma sát độ chênh lệch tần số lực c−ỡng tần số riêng hệ dao động Khi tần số lực c−ỡng gần tần số riêng biên độ dao động c−ỡng lớn

- Hiện t−ợng cộng h−ởng: t−ợng biên độ dao động c−ỡng tăng đến giá trị cực đại tần số (f) lực c−ỡng tần số dao động riêng (f0) h

=> Hiện tợng cộng hởng xảy khi: f = f0 hay ω = ω0 hay T = T0

Với f, ω, T f0, ω0, T0 tần số, tần số góc, chu kỳ lực c−ỡng hệ dao động II CON lắc lò xo:

* Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào lị xo có độ cứng k t− thế: - Nằm ngang:

k m

k m

- Thẳng đứng:

m

k

m

k m

- Theo mặt phẳng nghiêng:

* Điều kiện xét: Bỏ qua ma sát, lực cản, bỏ qua khối l−ợng lò xo (Coi lò xo nhẹ), xét giới hạn đàn hồi lò xo Th−ờng vật nặng coi chất điểm

Câu hỏi 1: Tính tốn liên quan đến vị trí cân bằng:

Gọi: ∆l độ biến dạng lò xo treo vật vị trí cân l0 chiều dài tự nhiên lị xo

lCB lµ chiỊu dài lò xo treo vật vị trí cân vị trí cân bằng:

+ Con lắc lò xo nằm ngang: Lò xo ch−a biến dạng ∆l= 0, lCB = l0 + Con lắc lò xo thẳng đứng: VTCB lò xo biến dạng đoạn ∆l Có: P = Fđh => mg = k ∆l

lCB = l0 + ∆l

+ Con lắc lò xo treo vào mặt phẳng nghiêng góc : VTCB lò xo biến dạng đoạn ∆l

11 Câu hỏi 2: Con lắc lị xo dao động điều hồ Tính: - Tần số góc: k

m ω = ;

- Chu kú: T m

k π

= ; Con lắc lò xo thẳng đứng: T l g π ∆

= ;

Treo vào mặt phẳng nghiêng:

sin

l T

g π

α

∆ =

Chú ý: Gọi T1 T2 chu kì lắc lần l−ợt treo vật m1 m2 vào lị xo có độ cứng k Chu kì lắc treo m1 m2: m = m1 + m2 T2 = 2+ , vào vật khối l−ợng m = m

1

T

2

T 1 – m2

(m1 > m2) đợc chu kỳ T2 = T12- T22 ,

- TÇn sè: 1

2

k f

T m

ω π π

= = =

Câu hỏi 3: Tìm chiều dài lò xo dao động + Chiều dài vị trí cân bằng: lCB = l0 + ∆ l

+ Chiều dài cực đại lò xo dao động: lmax = lcb + A

+ Chiều dài cực tiểu lò xo dao động: lmin = lcb – A

⇒ lCB = (lmin + lmax)/2; A= (lmax - lmin)/2

+ vị trí có li độ x , chiều dài lị xo là: l = lCB± x

Chú ý: Trong dao động (một chu kỳ) lò xo nén lần giãn lần

∆l

gi·n O

x A -A

nÐn ∆l

O

x A -A

Hình a (A < ∆l) Hình b (A > ∆l) Khi A< ∆l : Thời gian lò xo giãn lần thời gian ngắn để

vật từ vị t x1 = -(∆l – A) đến x2 = A Khi A >∆l (Với Ox h−ớng xuống) nh− hình

- Thời gian lò xo nén lần thời gian ngắn để vật từ vị t x1 = -∆l đến x2 = -A

- Thời gian lò xo giãn lần thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 = -∆l đến x2 = A

Câu hỏi 4: Tính động năng, năng, - Thế năng: Et =

1 2kx2

- Động năng: Eđ =

2mv2

- Cơ lắc lò xo: E = Et + E® = Et max = E® max =

1

2kA2 =

2mω2A2 = const

Chú ý: Động biến thiên điều hòa chu kì T = T

2 , tần số f = 2f tần số góc =2

Câu hỏi 5: Tính lực tổng hợp tác dụng lên vật (Lực kéo hay lực hồi phơc): C«ng thøc: Fkv = ma = -kx = -mω2x

§é lín: F = m a = k x m: kg, a: m/skv 2, k: N/m, x: m Fkv max = m.ω2.A= k.A vị trí biên

12 Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật

* Lu«n h−íng vỊ VTCB

* Biến thiên điều hoà tần số với li độ

Câu hỏi 6: Tính lực đàn hồi (là lực đ−a vật vị trí lị xo khơng biến dạng), lực mà lị xo tác dụng lên giá đỡ, điểm treo, lên vật

Tổng quát: Fđh = k.độ biến dạng

* Với lắc lò xo nằm ngang lực kéo lực đàn hồi (vì VTCB lị xo khơng biến dạng)

* Với lắc lò xo thẳng đứng đặt mặt phẳng nghiêng (Vật phía d−ới) + Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:

* F®h = k|∆l + x| với chiều dơng hớng xuống * Fđh = k|l - x| với chiều dơng hớng lên

+ Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) (lúc vật vị trí thấp nhất) + Lực đàn hồi cực tiểu:

* NÕu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A)

* NÕu A ∆l ⇒ F≥ Min = (lóc vËt qua vị trí lò xo không biến dạng)

Câu hỏi 7: Một lị xo có độ cứng k, chiều dài l đ−ợc cắt thành lị xo có độ cứng k1, k2, … chiều dài t−ơng ứng l1, l2, … Tính k1, k2,

Ta cã: l = l1 + l2 +

kl = k1l1 = k2l2 = …

Câu hỏi 8: Ghép lò xo: * Nèi tiÕp:

1

1 1

k =k +k + ⇒ cïng treo vật khối lợng nh thì: T

2 = T

2 + T

2

* Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cïng treo mét vËt khèi l−ỵng nh− th×: 2 2 2

1

1 1

T =T +T + III CON lắc đơn:

* CÊu t¹o: Vật nặng m gắn vào sợi dây có chiều dài l

* Điều kiện xét: Bỏ qua ma sát, lực cản, dây không giÃn nhẹ, vật coi chất điểm

1 Tần số gãc: g

l

ω= ; chu kú: T 2 l g

π π

ω

= = ; tÇn sè: 1

2

g f

T l

ω π π

= = =

Chú ý: Tại nơi, chu kỳ dao động điều hòa lắc đơn thay đổi chiều dài: Gọi T1 T2 chu kì lắc có chiều dài l1 l2

+ Con lắc có chiều dài l = l1 + l2 chu kì dao động là: T2 = T12+ T22 + Con lắc có chiều dài l = l1 – l2 chu kì dao động là: T2 = 2 -

1

T

2

T

2 Lùc kÐo vỊ (håi phơc):

F mgsin mg mgs m s2 l

α α ω

= − = − = − = −

3 Ph−ơng trình dao động:

s = S0cos(ωt + ϕ) hc α = α0cos(ωt + ϕ) víi s = αl, S0 = α0l

⇒ v = s’ = -ωS0sin(ωt + ϕ) = -ωlα0sin(ωt + ϕ) ⇒ a = v’ = -ω2S

0cos(ωt + ϕ) = -ω 2l

0

α cos(ωt + ϕ) = -ω2s = -ω2αl

L−u ý: S0 đóng vai trị nh− A cịn s đóng vai trị nh− x 4 Hệ thức độc lập:

* a = -ω2s = -ω2α l

* S02 s2 ( )v ω

13 *

2

2

0

v gl α =α +

5 Cơ năng:W 02 02 02 2

2 ω 2 α ω

= m S = mgS = mgl = m l

l α

- C¬ năng: W = Wt + Wđ

+ Thế năng: Wt = mgh = mgl(1 - cosα) (≈ mgl

2

2

α

, nÕu α nhỏ) + Động : Wđ = mv

2

2

- vị trí biên : W = Wtmax = mgh0 víi h0 = l (1 - cosα0)

- ë VTCB : W = W®max = mv0

2

2 với v0 vận tốc cực đại

- ë vÞ trÝ bÊt k× : W = mgl(1 - cosα) + mv

2

2

- VËn tèc cđa l¾c qua VTCB : v0 = 2gl (1 - cosα0)

- Vận tốc lắc qua vị trÝ cã gãc lÖch α : v = 2gl (cosα - cos0)

- Lực căng dây : T = mg(3cosα – 2cosα0)

Chú ý: Khi lắc đơn dao động với α0 Cơ năng, vận tốc lực căng sợi dây lắc đơn: W = mgl(1-cosα0); v2 = 2gl(cosα – cosα

0) vµ T = mg(3cosα – 2cosα0)

8 Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) ngày đêm: * Xác định xem đồng hồ chạy nhanh hay chậm:

- Viết công thức tính chu kì T đồng hồ chạy - Viết cơng thức tính chu kì T’ đồng hồ chạy sai - Lập tỉ số T'

T

NÕu T'

T > đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng lắc đơn)

NÕu T'

T < đồng hồ chạy nhanh

* Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) ngày đêm (24h = 86400s): 86400T' ( )s

T

τ = −

Chú ý: - độ cao h:

2

' R

g g

R h

⎛ ⎞

= ⎜ ⎟

+

⎝ ⎠

- độ sâu d: g' g0 R d R

−

⎛ ⎞

= ⎜ ⎟

⎝ ⎠

- Chiều dài phụ thuộc vào nhiệt độ: l = l0(1 + αt) l0: Chiều dài 00C

9 Khi lắc đơn chịu thêm tác dụng lực phụ không đổi: * Lực phụ khơng đổi th−ờng là:

- Lực qn tính: Fur= −mar, độ lớn F = ma ( Fur↑↓ar )

14

- Lực điện tr−ờng: urF =qEur, độ lớn F = |q|E (Nếu q > ⇒ Fur↑↑Eur; q < ⇒ )

F ↑↓E

ur ur

- Lực đẩy ácsimét: F = DgV (Furluông thẳng đứng h−ớng lên) Trong đó: D khối l−ợng riêng chất lỏng hay chất khí

g gia tốc rơi tự

V thể tích phần vật chìm chất lỏng hay chất khí

Khi đó: Puur ur ur'= +P F gọi trọng lực hiệu dụng hay lực biểu kiến (có vai trị nh− trọng lực Pur) g' g F

m

= + ur uur ur

gäi lµ gia tèc träng tr−êng hiƯu dơng hay gia tèc träng tr−êng biÓu kiÕn

Chu kỳ dao động lắc đơn đó: '

'

l T

g π

=

* Các trờng hợp thờng gặp:

ur

* F cã ph−¬ng ngang:

+ Tại VTCB dây treo lệch với ph−ơng thẳng đứng góc có: tan F P α =

+ g' g2 (F

m

= + )

* urF có ph−ơng thẳng đứng: Tại VTCB dây treo có ph−ơng thẳng đứng + Nếu Fur h−ớng xuống g' g F

m

= +

+ Nếu Fur hớng lên g' g F m

15

CHƯƠNG II: sóng sóng âm

I sãng c¬

1 Định nghĩa: Là dao động lan truyền môi tr−ờng Chú ý: - Sóng khơng truyền đ−ợc chân khơng

- Một đặc điểm quan trọng sóng sóng truyền mơi tr−ờng phần tử mơi tr−ờng dao động quanh vị trí cân chúng mà khơng chuyển dời theo sóng Chỉ có pha dao động chúng c truyn i

2 Các loại sóng:

- Sóng ngang: Ph−ơng dao động phần tử mơi tr−ờng vng góc với ph−ơng truyền sóng VD: Sóng truyền mặt n−ớc

Chó ý: Sóng ngang truyền đợc chất rắn bề mặt chất lỏng

- Sóng dọc: Ph−ơng dao động phần tử mơi tr−ờng trùng với ph−ơng truyền sóng VD: Sóng âm

Chú ý: Sóng dọc truyền đ−ợc chất rắn, chất lỏng chất khí 3 Các đại l−ợng đặc tr−ng cho sóng:

* Chu kỳ T, tần số f, biên độ A sóng: chu kỳ, tần số, biên độ dao động chung phần tử vật chất có sóng truyền qua chu kỳ, tần số, biên độ nguồn sóng

* Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền pha dao động (khác với tốc độ dao động phần tử vật chất)

* B−ớc sóng: khoảng cách hai điểm gần ph−ơng truyền sóng dao động pha B−ớc sóng quãng đ−ờng mà sóng truyền đ−ợc chu kỳ

C«ng thøc: λ = vT = v/f

Trong đó: λ: B−ớc sóng; T (s): Chu kỳ sóng; f (Hz): Tần số sóng

v: Tốc độ truyền sóng (có đơn vị t−ơng ứng với đơn vị λ) x

N

x M O

Chú ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n – 1) b−ớc sóng 4 Ph−ơng trình sóng

x Tại điểm O: uO = Acos(t + )

Tại điểm M cách O đoạn x phơng truyền sóng * Sóng truyền theo chiều dơng trục Ox

uM = AMcos(ωt + ϕ - x

v

ω ) = AMcos(ωt + ϕ - 2π x

λ) =AMcos2π(

t

T + ϕ -x λ ) * Sãng trun theo chiỊu ©m cđa trơc Ox th×

uN = AMcos(ωt + ϕ + x

v

ω ) = AMcos(ωt + ϕ + 2π x

λ) = AMcos2π(

t

T + ϕ + x λ ) 5 Độ lệch pha hai điểm M, N cách nguồn O mét kho¶ng x1= OM, x2 = ON

x1 x2 x1 x2

v

ϕ ω π

λ

− −

∆ = =

Nếu điểm nằm ph−ơng truyền sóng cách khoảng x thì:

x x

v

ϕ ω π

λ

∆ = =

Lu ý: Đơn vị x, x1, x2, v phải tơng ứng với

II sãng ©m

1 Định nghĩa: Sóng âm sóng truyền mơi tr−ờng rắn, lỏng, khí Nguồn âm vật dao động phát õm

- Sóng âm truyền đợc môi trờng rắn lỏng khí, không truyền đợc chân không 2 Phân loại:

16 3 đặc tr−ng vật lý âm:

- Âm có đầy đủ đặc tr−ng sóng học

- Vận tốc truyền âm: phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ nhiệt độ mơi tr−ờng: vrắn> vlỏng > vkhí Chú ý: Khi sóng âm truyền từ mơi tr−ờng sang mơi tr−ờng khác vận tốc b−ớc sóng thay đổi Nh−ng tần số chu kì sóng khơng đổi

- C−ờng độ âm: I=W P=

tS S

Trong đó: W (J), P (W) l−ợng, công suất phát âm ngun

S (m2) diện tích mặt vuông góc với phơng truyền âm (với sóng cầu S diện tích mặt cầu S=4r2)

Chú ý: Nếu lợng đợc bảo toàn:

2

1 2

1 2

2 1

I S r

W I S I S

I S r

⎛ ⎞

= = => = = ⎜ ⎟

⎝ ⎠

- Mức c−ờng độ âm:

0

( ) lg I

L B I

= Hc

0

( ) 10.lg I

L dB

I

=

Với I0 = 10-12 W/m2 f = 1000Hz: c−ờng độ âm chuẩn (C−ờng độ âm chuẩn thay đổi theo tần số)

Chó ý: Tõ c«ng thøc 10

0

10lg 10

L

I

L I I

I

= => =

2 1

1

10 lgI

L L L

I

∆ = − =

- Đồ thị dao động âm (Phổ âm):

Một nhạc cụ phát âm có tần số f (Gọi Âm hay hoạ âm thứ nhất) đồng thời phát hoạ âm có tần số 2f, 3f, 4f, (Gọi hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ t− ) Biên độ hoạ âm cúng khác Tổng hợp đồ thị dao động tất hoạ âm nhạc âm ta đ−ợc đồ thị dao động nhạc âm Đồ thị khơng cịn đ−ờng sin điều hồ mà đ−ờng phức tạp có chu kỳ

4 đặc tr−ng sinh lý âm:

- Độ cao: gắn liền với tần số Âm có f lớn cao, f cành nhỏ trầm - Độ to: gắn liền với mức c−ờng độ âm

- Âm sắc: gắn liền với đồ thị dao động âm

* Với x khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng biên độ:

III GIAO THOA SãNG

1 Định nghĩa: Là tổng hợp hai sóng kết hợp khơng gian, có chỗ biên dộ sóng tổng hợp đ−ợc tăng c−ờng hay bị giảm bớt

* Sóng kết hợp: Do hai nguồn kết hợp phát Hai nguồn kết hợp nguồn dao động ph−ơng, chu kỳ (Tần số) có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian

2 Giao thoa cña hai sãng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l: Xét điểm M cách hai nguồn lần lợt d1, d2

Phơng trình sóng nguồn u1=Acos(2ft+1) u2 =Acos(2 ft+2) Phơng trình sãng t¹i M hai sãng tõ hai ngn trun tíi:

1

1M Acos(2 1)

d

u π ft π ϕ

λ

= − + vµ u2M Acos(2πft 2π d2 ϕ2) λ

= +

Phơng trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M

1 2

2 os os

2

M

d d d d

u Ac π ϕ c πft π ϕ ϕ

λ λ

− ∆ +

⎡ ⎤ ⎡

= ⎢ + ⎥ ⎢ − +

⎣ ⎦ ⎣

17 Biên độ dao động M: os

2

M

d d

A A c π ϕ

λ

− ∆

⎛ ⎞

= ⎜ + ⎟

⎝ ⎠ víi ∆ =ϕ ϕ ϕ1−

Chú ý: * Số cực đại: (k Z)

2

l ϕ k l ϕ

λ π λ π

∆ ∆

− + < < + + ∈

* Sè cùc tiÓu: 1 (k Z)

2 2

l ϕ k l ϕ

λ π λ π

∆ ∆

− − + < < + − + ∈

1 Hai nguồn dao động pha (hai nguồn đồng bộ) (∆ =ϕ ϕ ϕ1− 2 = ) 0

* Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = kλ (k∈Z) (Tập hợp đ−ờng hypebol đ−ờng trung trực nối 2nguồn) ACĐ = 2A

Số đờng số điểm (không tính hai nguồn): l k l

λ λ

− < < * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = (2k+1)

2

λ

(kZ) (Tập hợp đờng hypebol) ACT =

Số đờng số điểm (không tÝnh hai nguån): 1

2

l k l

λ λ

− − < < −

2 Hai nguồn dao động ng−ợc pha:(∆ =ϕ ϕ ϕ1− 2 = ) π * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1)

2

λ

(k∈Z)

Sè ®−êng số điểm (không tính hai nguồn): 1

2

l l

k

λ λ

− − < < − * Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z) Số đ−ờng số điểm (không tính hai nguồn): l k l

λ λ

− < <

Chú ý: Với toán tìm số đ−ờng dao động cực đại khơng dao động hai điểm M, N cách hai nguồn lần l−ợt d1M, d2M, d1N, d2N

Đặt ∆dM = d1M - d2M ; ∆dN = d1N - d2N giả sử ∆dM < ∆dN + Hai nguồn dao động pha:

- Cực đại: ∆dM < kλ < ∆dN - Cực tiểu: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN + Hai nguồn dao động ng−ợc pha:

- Cực đại:∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN - Cực tiểu: ∆dM < k < dN

Số giá trị nguyên k thoả mÃn biểu thức số đờng cần tìm IV sóng dừng

1 nh ngha: sóng có nút bụng cố định khơng gian

* Ngun nhân: Sóng dừng kết giao thoa sóng tới sóng phản xạ, sóng tới sóng phản xạ truyền theo ph−ơng Khi sóng tới sóng phản xạ sóng kết hợp giao thoa tạo sóng dừng

Chó ý:

- Đầu cố định đầu dao động nhỏ nút sóng - Đầu tự bụng sóng

- Hai điểm đối xứng với qua nút sóng ln dao động ng−ợc pha - Hai điểm đối xứng với qua bụng sóng ln dao động pha

- Các điểm dây dao động với biên độ không đổi ⇒ l−ợng không truyền - Khoảng thời gian hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử qua VTCB) nửa chu kỳ - Bề rộng bụng 4A A biên độ sóng tới sóng phản xạ

2

λ

A P

N N N N N

B B B B

4

λ 2 Điều kiện để có sóng dừng sợi dây dài l:

* Hai đầu nút sóng: ( *)

2

18 Sè sãng = sè bã sãng = k

Sè nót sãng = k +

A

Bụng

Nút * Một đầu nút sóng đầu bụng sóng: (2 1) ( )

4

l = k+ λ k N∈

Sè bã sãng nguyªn = k P

Sè bơng sãng = sè nót sãng = k +

3 Ph−ơng trình sóng dừng sợi dây AB (với đầu A cố định dao động nhỏ nút sóng) * Đầu B cố định (nút sóng):

Phơng trình sóng tới sóng phản xạ B: uB =Acos2π ft vµ 'u B = −Acos2π ft Ac= os(2ft) Phơng trình sóng tới sóng phản xạ M cách B khoảng d là:

os(2 )

M

d

u Ac π ft π

λ

= + vµ u'M Acos(2πft 2π d π) λ

= − −

M

Phơng trình sóng dừng M: uM =uM +u'

2 os(2 ) os(2 ) sin(2 ) os(2 )

2

M

d d

u Ac c ft A c ft

2

π π π

π π π π

λ λ

= + − = −

Biên độ dao động phần tử M: os(2 ) sin(2 )

2

M

d d

A A c π π A π

λ

= + =

* Đầu B tự (bụng sóng):

Phơng trình sóng tới sóng phản xạ B: uB =u'B= Acos2 ft Phơng trình sóng tới sóng phản xạ M cách B khoảng d là:

os(2 )

M

d

u Ac π ft π

λ

= + vµ u'M Acos(2πft 2π d) λ

=

Phơng trình sóng dừng M: uM =uM +u'M

2 os(2 ) os(2

M

d

)

u Ac π c π ft

λ

=

Biên độ dao động phần tử M: AM cos(2A π d) λ

=

Chú ý: Với x khoảng cách từ M đến đầu nút sóng biên độ: AM sin(2A π x)

λ

19

CHƯƠNG III: dòng điện xoay chiều

1 Cách tạo dòng điện xoay chiều:

+ Nguyên tắc: Dựa tợng cảm ứng điện từ (Là tợng có biến thiên cđa tõ th«ng

qua khung dây kín khung xuất suất điện động cảm ứng để sinh dđ cảm ứng)

+ Cách tạo: Cho khung dây dẫn diện tích S, có N vịng dây, quay với tần số góc ω từ tr−ờng Bur ( Bur trục quay) Thì mạch có dịng điện biến thiên điều hịa với tần số góc ω gọi dịng điện xoay chiều (dđxc)

⊥

Tõ th«ng gửi qua khung dây máy phát điện = NBScos(ωt +ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ)

Với Φ0 = NBS từ thơng cực đại, N số vịng dây, B cảm ứng từ từ tr−ờng, S diện tích vịng dây, ω = 2πf

Suất điện động khung dây: e = ωNSBcos(ωt + ϕ -

2

π

) = E0cos(ωt + ϕ -

2

π ) Với E0 = ωNSB suất điện động cực đại

Chú ý: Khi khung dây quay vịng (một chu kì) dịng điện chạy khung đổi chiều lần + Biểu thức điện áp tức thời dòng điện tức thời:

u = U0cos(ωt + ϕu) vµ i = I0cos(ωt + ϕi)

Trong đó: i giá trị c−ờng độ dđ thời điểm t; I0 > giá trị cực đại i; ω > tần số góc; (ωt + ϕi) pha i thời điểm t; ϕi pha ban đầu dđ

u giá trị điện áp thời điểm t; U0 > giá trị cực đại u; ω > tần số góc; (ωt + ϕu) pha u thời điểm t; ϕu pha ban đầu điện áp

Với ϕ = ϕu – ϕi độ lệch pha u so với i, có

2

π ϕ

- Các giá trị hiƯu dơng:

+ C−ờng độ hiệu dụng dđxc đại l−ợng có giá trị c−ờng độ dđ không đổi, cho qua điện trở R, khoảng thời gian cơng suất tiêu thụ R dđ khơng đổi cơng suất tiêu thụ trung bình R dđxc nói

+ Điện áp hiệu dụng đ−ợc định nghĩa t−ơng tự

+ Giá trị hiệu dụng giá trị cực đại đại l−ợng chia cho

0 ; ;

2

U I

U = I = E=

2

E

2 Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2πft + ϕi) * Mỗi giây đổi chiều 2f lần

* Nếu pha ban đầu ϕi = ϕi = π giây đổi chiều 2f-1 lần

3 Cơng thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng chu kỳ

20 t ϕ

ω

∆

∆ = Víi

0

os U

c

U ϕ

∆ = , (0 < < /2) 4 Dòng điện xoay chiều đoạn mạch R, L, C nối tiếp

* Đoạn mạch có điện trở thn R: uR cïng pha víi i, (ϕ = ϕu – ϕi = 0) I U

R

= vµ I0 U0 R

=

L−u ý: Điện trở R cho dịng điện khơng đổi qua có I U R

=

* Đoạn mạch có cuộn cảm L: uL nhanh pha i /2, ( = u i = π/2)

L

U I

Z

= vµ 0

L

U I

Z

= với ZL = ωL cảm kháng L−u ý: Cuộn cảm L cho dịng điện khơng đổi qua hồn tồn (khơng cản trở) * Đoạn mạch có tụ điện C: uC chậm pha i π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = -π/2)

C

U I

Z

= vµ 0

C

U I

Z

= víi ZC C ω

= dung kháng L−u ý: Tụ điện C khơng cho dịng điện khơng đổi qua (cản trở hoàn toàn) * Đoạn mạch RLC không phân nhánh

2 2 2

0 0

( L C) R ( L C) R ( L C

Z= R + Z −Z ⇒ =U U + U −U ⇒U = U + U −U ) 2

tan ZL ZC ;sin ZL ZC ; osc R

R Z = Z

ϕ= − ϕ= − ϕ víi

2

π ϕ π

− ≤ ≤

+ Khi ZL > ZC hay

1

LC

ω> ⇒ ϕ > u nhanh pha i

+ Khi ZL < ZC hay

LC

ω< < u chậm pha i

+ Khi ZL = ZC hay

1

LC

ω= ⇒ ϕ = th× u cïng pha víi i

Lúc ú IMax=U

R gọi tợng cộng hởng dòng điện

Chú ý: - Nếu mạch gồm nhiều ®iƯn trë: + M¾c nèi tiÕp: R R= 1+R2+ + M¾c song song:

1

1 1

R =R +R +

1 1

C =C +C + - NÕu m¹ch gồm nhiều tụ điện:

+ Mắc song song: C C= 1+C2+ + M¾c nèi tiÕp:

1

1 1

C =C +C +

5 Công suất toả nhiệt đoạn mạch RLC: P = UIcos = I2R

6 HƯ sè c«ng st:

cosϕ = UI = P RZ = UU R

21

Chó ý: + Với mạch LC cos = , mạch không tiêu thụ điện! P = 7 Nhiệt lợng toả mạch (Điện tiêu thụ) thêi gian t:

Q = A = P.t víi A tÝnh b»ng J, P tÝnh b»ng W, t tÝnh b»ng s 8 Céng h−ëng ®iƯn:

I = Imax ⇔ ZL ZC L

C LC

ω ω

ω

= ⇔ = ⇔ =

Chó ý: Khi có cộng hởng điện thì:

- dđ đạt cực đại Imax = U

R công suất tiêu thụ đạt cực đại Pmax =

U2 R - u cïng pha víi i: ϕ = 0, ϕu = ϕi

- U = UR ; UL = UC

- cosϕ = RZ = => R = Z

9 Đoạn mạch RLC có L thay đổi:

a Zmin, Imax, URmax, UCmax, URcmax, Pmax, cosϕ cực đại, uR pha uAB: ZL = ZC => L 12 C ω = b 2 ax C LM

U R Z U

R

+

=

2 C L C R Z Z Z + =

c Víi L = L1 hc L = L2 UL có giá trị ULmax

1

1

1

2

1 1

( )

2

L L L

L L L

Z = Z +Z ⇒ = L +L

d Khi

2 C C L Z R

Z = + +Z th× ax

2 2 R RLM C C U U

R Z Z

=

+ − Chó ý: R L mắc liên tiếp

10 Đoạn mạch RLC có C thay đổi: * Khi C 12

L ω

= th× IMax ⇒ URmax; PMax

* Khi 2 L C L R Z Z Z +

= th×

2

ax

L CM

U R Z U

R

+ =

* Khi C = C1 C = C2 UC có giá trị UCmax

1

1

1 1

( )

2

C C C

C C C

Z Z Z

+ = + ⇒ = * Khi 2 L L C Z R

Z = + +Z th× ax

2 2 R RCM L L U U

R Z Z

=

+ − Chó ý: R C mắc liên tiếp

11 Mạch RLC có ω thay đổi:

* Khi

LC

ω= th× IMax ⇒ URmax; PMax ULCMin Lu ý: L C mắc liªn tiÕp

* Khi

2

1

2

C L R C ω=

−

th× ax

2 2 LM U L U

R LC R C

=

22

* Khi

2

1

2

L R L C

ω= − th× ax

2

2

CM

U L U

R LC R C

=

−

* Víi ω = ω1 hc = 2 I P UR có giá trị IMax hoặc PMax URMax

ω= ω ω1 2 ⇒ tÇn sè f = f1 2f 12 Các tập công suÊt:

a Nếu R, U = số Thay đổi C, L ω

2

2

( L C)

R U P

R Z Z

=

+ −

Pmax =

2

U

R ZL = ZC

b Nếu U, C, L, ω = số Thay đổi R áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho: Pmax =

2

2

U

R R= ZL−Zc

c Mạch R, L, C R biến đổi có hai giá trị R1, R2 cho công suất P < Pmax:

2

2 2

2

.(

( L C) L C

R U

P P R U R P Z

R Z Z Z )

= => − + − =

+ −

Theo định lý Viet:

2

1 ; L C

U

R R R R Z Z P

+ = = −

* Hai đoạn mạch R1L1C1 R2L2C2 u cïng i cã pha lƯch ∆ϕ:

Víi

1

1

tan ZL ZC

R ϕ = −

vµ

2

2

tan ZL ZC

R ϕ = −

(gi¶ sư ϕ1 > ϕ2)

Cã ϕ1 – ϕ2 = ∆ϕ ⇒

1

tan tan

tan tan tan

ϕ ϕ ϕ

ϕ ϕ

− = ∆

+

Tr−ờng hợp đặc biệt ∆ϕ = π/2 (vng pha nhau) tanϕ1.tanϕ2 = -1

13 Máy phát điện xoay chiều pha:

- Hoạt động dựa t−ợng cảm ứng điện từ, biến thành điện - Cấu tạo gồm phận :

+ Bé phËn t¹o tõ tr−êng gọi phần cảm : Là vành tròn gắn nam châm mắc xen kẽ nối tiếp

+ Bộ phận tạo dòng điện gọi phần ứng: Là khung dây

+ Bộ phận đa dđ gọi góp: Gồm vành khuyên chổi quét - Trong máy phát điện: Rôto phần cảm ; Stato phần ứng - Trong máy phát điện công suất nhỏ:

23 - Tần số dòng điện m¸y ph¸t ph¸t :

f = np60 Với p số cặp cực, n số vòng quay rôto/phút = np Với p số cặp cực, n số vòng quay rôto/giây - Từ thông gửi qua khung dây máy phát điện = NBScos(t +) = Φ0cos(ωt + ϕ)

Với Φ0 = NBS từ thơng cực đại, N số vịng dây, B cảm ứng từ từ tr−ờng, S diện tích vịng dây, ω = 2πf

- Suất điện động khung dây: e = ωNSBcos(ωt + ϕ -

2

π

) = E0cos(ωt + ϕ -

2

π )

Với E0 = ωNSB suất điện động cực đại 13 Máy phát điện xoay chiều ba pha:

- Máy phát điện xc ba pha máy tạo ba sđđ xc hình sin tần số, biên độ lệch góc 2π3 (về thời gian T/3)

- CÊu t¹o:

+ Phần ứng ba cuộn dây giống gắn cố định đ−ờng tròn tâm ba vị trí đối xứng, đặt lệch góc 1200

+ Phần cảm nc quay quanh trục với tốc độ góc ω không đổi - Hoạt động dựa t−ợng cảm ứng điện từ, biến thành điện Khi nam châm quay từ thông qua cuộn dây ba hàm số sin thời gian, tần số góc ω, biên độ lệch 1200 Kết ba cuộn dây xuất ba sđđ xc cảm ứng biên độ, tần số lệch pha góc 1200

- Dịng điện xoay chiều ba pha hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây ba suất điện động xoay chiều tần số, biên độ nh−ng độ lệch pha đôi

3

π

N

S

trong tr−ờng hợp tải đối xứng :

1

2

3

os( )

os( )

3

os( )

3

i I c t

i I c t

i I c t

ω π ω

π ω

=

= −

= +

* C¸c c¸ch mắc:

+ Mắc hình

- Gồm dây có ba dây pha dây trung hịa - Tải tiêu thụ khơng cần đối xứng A

2

B1

A3

A1

24

1

B r B2

r

(1)

+ Mắc hình tam giác

B3

A1

A2

B1

B2

A3

- HÖ thèng gåm ba d©y

- Tải tiêu thụ phải thật đối xứng

- Id = 3.Ip Br

(2) - Ud = Up

+Ưu điểm dòng xoay chiỊu ba pha

- TiÕt kiƯm d©y dÉn

- Dòng điện xoay chiều ba pha đối xứng cho hiệu suất cao so với dòng điện xoay chiều pha

- Tạo từ tr−ờng quay dùng động không đồng ba pha dễ dàng 14 Động không đồng ba pha:

- Hoạt động : Dựa t−ợng cảm ứng điện từ từ tr−ờng quay - Cấu tạo: Gồm hai phận là:

- R«to (phần cảm): Là khung dây quay dới tác dơng cđa tõ tr−êng quay

- Stato (phần ứng): Gồn cuộn dây giống hệt đặt vị trí nằm vịng trịn cho trục cuộn dây đồng qui tâm vịng trịn hợp góc 1200

- Khi cho dđxc pha vào cuộn dây từ tr−ờng tổng hợp cuộn dây tạo tâm từ tr−ờng quay B = 1,5B0 với B từ tr−ờng tổng hợp tâm 0, B0 từ tr−ờng cuộn dây tạo Từ tr−ờng quay tác dụng vào khung dây khung quay với tốc độ nhỏ tốc độ quay từ tr−ờng Chuyển động quay rôto (khung dây) đ−ợc sử dụng làm quay máy khác

15 M¸y biÕn ¸p (MBA):

- Hoạt động: Dựa t−ợng cảm ứng điện từ

- CÊu t¹o: + Lâi biến áp: Là sắt non pha silic ghép lại Tác dụng dẫn từ + Hai cuộn dây quấn:

- Cuộn dây sơ cấp D1 có hai đầu nối với nguồn điện có N1 vòng - Cuộn dây thứ cấp D2 có hai đầu nối với tải tiêu thụ có N2 vòng - Tác dụng hai cuộn dây dẫn điện

- Tỏc dng ca MBA: biến đổi điện áp (và c−ờng độ dòng điện) dđxc mà giữ nguyên tần số MBA khơng có tác dụng biến đổi l−ợng (cơng)

- Công thức máy biến áp: 1

2 2

U E I N k

U = E = I = N = + NÕu k > 1: N1 > N2 <==> U1 > U2 : MBA hạ áp + Nếu k < 1: N1 < N2 <==> U1 < U2 : MBA tăng áp

- Chú ý: MBA tăng điện áp lần làm giảm dđ nhiêu lần ngợc lại

- HiÖu suÊt MBA: H = PP2

1

= U2I2cosϕ2 U1I1cosϕ1

25

2

d d

P

P R I R

(U cos )

∆ = =

ϕ Trong đó:

P: c«ng suất truyền nơi cung cấp; U: điện áp nơi cung cấp;

cos: hệ số công suất dây tải điện (thông thờng cos = 1);

d

l R

S

= ρ điện trở tổng cộng dây tải điện (lu ý: dẫn điện dây)

Ví dụ: Chỉ cần tăng điện áp đầu đờng dây tải điện lên 10 lần giảm hao phí ®i 102 = 100

lÇn

- Độ giảm điện áp đờng dây tải điện: ∆U = RdI

- HiƯu st t¶i ®iÖn: H = P − ∆P 100%

26

CHƯƠNG IV: dao động sóng điện từ

1 Mạch dao động:

* Mạch dao động mạch điện gồm cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành mạch điện kín

+ Nếu điện trở mạch nhỏ, coi nh− khơng, mạch mạch dao động lí t−ởng

- Tụ điện có nhiệm vụ tích điện cho mạch, sau phóng điện qua lại mạch nhiều lần tạo dđxc mạch Ban đầu để mạch hoạt động phải tích cho tụ điện tích Q0

* Khi mạch hoạt động, q, u, i biến thiên tần số: - Điện tích tức thời q = q0cos(ωt + ϕ)

- HiƯu ®iƯn thÕ (®iƯn ¸p) tøc thêi u q q0 cos( t ) U c0 os( t )

C C ω ϕ ω

= = + = +

- Dòng điện tøc thêi i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ +

2

π )

Trong ú:

LC

= tần số góc riêng T=2 LC chu kỳ riêng

f

LC

= tần số riêng 0

q I q

LC ω

= =

U0 q0 I0 LI0 L

C ωC ω

= = = =I0

C

* Năng l−ợng mạch dao động: - Năng l−ợng điện tr−ờng:

2

đ

1

W

2 2

q Cu qu

C

= = = 02 os (2 )

2

q c t C ω

= +

- Năng lợng từ trờng:

2

2

1

W sin (

2

t

q

Li t

C ω ϕ)

= = +

- Năng lợng điện từ: W=W +Wt <==>

2

2

0 0

1 1

W

2 2

q

CU q U LI

C

= = = = 0

Chú ý: + Mạch dao động có tần số góc ω, tần số f chu kỳ T Wđ Wt biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f chu kỳ T/2

+ Mạch dao động có điện trở R ≠ dao động tắt dần Để trì dao động cần cung cấp cho mạch l−ợng có cơng suất:

2 2

2 C U0 U RC0

P I R R

2

ω

= = =

L + Khi tụ phóng điện q u giảm ngợc lại

27 - Sự t−ơng tự dao động điện dao động

Đại l−ợng Đại l−ợng điện Dao động Dao động điện

x q x” + ω 2x = q” + ω 2q =

v i k

m

ω=

LC ω=

m L x = Acos(ωt + ϕ) q = q0cos(ωt + ϕ)

k

C v = x’ = -ωAsin(ωt + ϕ) i = q’ = -ωq0sin(ωt + ϕ)

F u A2 x2 ( )v

ω

= + 2

0 ( )

i

q q

ω

= +

µ R F = -kx = -mω2

x u q L q2

C ω

= =

W® Wt (WC) W® =1

2mv

2

Wt = 2Li

2

Wt W® (WL) Wt =

1 2kx

2

W® =

2

q C

3 Sãng ®iƯn tõ

* Khi tõ tr−êng biÕn thiªn theo thời gian sinh điện trờng xoáy (là điện trờng mà đờng sức bao quanh đờng cảm ứng từ) Ngợc lại ®iƯn tr−êng biÕn thiªn theo thêi gian nã sinh từ trờng xoáy (là từ trờng mà đờng cảm ứng từ bao quanh đờng sức điện trờng)

- Dòng điện qua cuộn dây dây dẫn dđ dẫn, dđ qua tụ điện dđ dịch (là biến thiên điện trờng tụ)

- Điện trờng từ trờng mặt thể khác loại trờng điện từ trờng * Sóng điện từ: lan truyền không gian điện từ trờng biến thiên

+ Đặc điểm:

- Vận tốc lan truyền chân không c = 3.108m/s Trong điện môi v < c

- Sóng điện từ sóng ngang vng góc với vng góc với ph−ơng truyền sóng Cúng dao động tần số pha

,

E B

uur uur

- Sóng điện từ mang l−ợng Năng l−ợng sóng tỉ lệ với bình ph−ơng biên độ, với luỹ thừa bậc tần số Nên sóng ngắn (tần số cao, λ = cf ) l−ợng sóng lớn - Sóng điện từ có tính chât phản xạ, khúc xạ, giao thoa … nh− ánh sáng

- B−íc sãng cđa sãng ®iƯn tõ c c2 LC

f

λ = = π

Với: c: vận tốc as chân không; C: điện dung tụ điện (F); L: độ tự cảm cuộn dây (H)

+ Phân loaị:

28

+ Sóng trung: dùng để thơng tin mặt đất, vào ban đêm thông tin tốt ban ngày

+ Sóng ngắn: dùng để thơng tin mặt đất, kể ngày hay đêm Do bị khơng khí hấp thụ, mặt khác sóng ngắn phản xạ tốt mặt đất tầng điện li, nên truyền xa

+ Sóng cực ngắn: dùng để thơng tin vũ trụ

Lo¹i sãng B−íc sãng Tần số

Sóng dài Sóng trung Sóng ngắn Sãng cùc ng¾n

1km-10km 100m-1.000m (1km)

10m-100m 0,3 mm-10m

30kHz – 300kHz 0,3 MHz -3 MHz MHz -30 MHz 30 MHz -106 MHz

* Nguyên tắc phát, thu sáng điện từ: Máy phát máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC tần số sóng điện từ phát thu đ−ợc tần số riêng mạch

Chú ý: Mạch dao động có L biến đổi từ LMin → LMax C biến đổi từ CMin → CMax b−ớc sóng λ

sãng ®iƯn tõ phát (hoặc thu) Min tơng ứng với LMin CMin Max tơng ứng với LMax CMax

4 Sơ đồ khối máy phát thu vô tuyến đơn giản: - Sơ đồ khối máy phát vô tuyến đơn giản:

Micrô (1) tạo dao động điện có tần số âm; Mạch phát sóng điện từ cao tần (2) phát sóng điện từ có tần số cao (cỡ MHz) ; Mạch biến điệu (3) trộn

dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần ; Mạch khuếch đại (4) khuếch đại dao động điện từ cao tần biến điệu ; anten (5) tạo điện từ tr−ờng cao tần lan truyền

trong kh«ng gian

5

3

- Sơ đồ khối máy thu vô tuyến đơn giản:

Anten (1) thu sóng điện từ cao tần biến điệu ; Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần (2) khuếch đại dao động điện từ cao tần từ anten gửi tới ;

Mạch tách sóng (3) tách dao động điện từ âm tần khỏi dao động điện từ cao tần ; Mạch khuếch đại (4) khuếch đại dao động điện từ âm tần từ mạch tách sóng gửi đến ; Loa (5) biến dao động điện thành dao động âm

4

5

- ứng dụng sóng điện từ: Sóng vơ tuyến điện đ−ợc sử dụng thơng tin liên lạc đài phát

thanh, dao động âm tần đ−ợc dùng để biến điệu (biên độ hặc tần số) dao động cao tần Dao động cao

tần đ−ợc biến điệu đ−ợc phát xạ từ ăng ten d−ới dạng sóng điện từ mát thu thanh, nhờ có ăng ten thu, thu đ−ợc dao động cao tần đ−ợc biến điệu, sau dao động âm tần lại đ−ợc tách khỏi dao động cao tần biến điệu nhờ trình tỏch súng, ri a loa

- Nguyên tắc chung thông tin liên lạc sóng vô tuyến: - Phải dùng sóng điện từ cao tần làm sóng mang - Phải biến điệu sóng mang

29

CHƯƠNG V: sóng ánh sáng

1 Hiện tợng tán sắc ánh sáng

* Đ/n: Là tợng chùm sáng phức tạp bị tách thành nhiều màu khác qua mặt phân cách hai môi trờng suốt

* ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc

ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, có màu B−ớc sóng ánh sáng đơn sắc v

f

λ = , truyền chân không 0 c

f

λ = c

v n

λ λ

λ λ

⇒ = ⇒ =

* Chiết suất môi tr−ờng suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng Đối với ánh sáng màu đỏ nhỏ nhất, màu tím lớn

* ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím B−ớc sóng ánh sáng trắng: 0,4 àm ≤ λ ≤ 0,76 àm

2 Hiện tợng nhiễu xạ ánh sáng

Hiện tợng ánh sáng bị lệch phơng truyền thẳng gặp vật cản gọi tợng nhiễu xạ ánh sáng 3 Hiện tợng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng thí nghiệm Yâng)

* /n: L tổng hợp hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp khơng gian xuất vạch sáng vạch tối xen kẽ

x

M

O

I d2

d1

S2

D S1

Các vạch sáng (vân sáng) vạch tối (vân tối) gọi vân giao thoa

* Hiệu đờng ¸nh s¸ng (hiƯu quang tr×nh) a d d2 d1 ax

D

∆ = − =

Trong đó: a = S1S2 khoảng cách hai khe sáng

D = OI khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe sáng S1, S2 đến quan sát

S1M = d1; S2M = d2

x = OM (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét

* Vị trí (toạ độ) vân sáng: ∆d = kλ ⇒ x k D; k Z a

λ

= ∈

k = 0: Vân sáng trung tâm

k = 1: Vân sáng bậc (thứ) (Kể từ trung tâm) k = 2: Vân sáng bậc (thứ)

* Vị trí (toạ độ) vân tối: ∆d = (k + 0,5)λ ⇒ x (k 0,5) D; k a

λ

= + ∈Z

k = 0, k = -1: V©n tèi thø (bËc) nhÊt k = 1, k = -2: V©n tèi thø (bËc) hai k = 2, k = -3: V©n tèi thø (bËc) ba

* Khoảng vân i: Là khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp: i D a

=

* Nếu thí nghiệm đợc tiến hành môi trờng suốt có chiết suất n bớc sóng khoảng vân:

n

n n

D i

i

n a

λ λ

λ = ⇒ = =

n

* Khi nguồn sáng S di chuyển theo ph−ơng song song với S1S2 hệ vân di chuyển ng−ợc chiều khoảng vân i không đổi

Độ dời hệ vân là: 0

1

D

x d

D

=

30 D1 khoảng cách từ nguồn sáng tới khe d độ dịch chuyển nguồn sáng

* Khi đ−ờng truyền ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) đ−ợc đặt mỏng dày e, chiết suất n hệ vân dịch chuyển phía S1 (hoặc S2) đoạn: x0 (n 1)e

a

−

= D

* Xác định số vân sáng, vân tối vùng giao thoa (tr−ờng giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tõm)

+ Số vân sáng (là số lẻ):

2 S L N i ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ = + ⎢ ⎥ ⎣ ⎦

+ Số vân tối (là số chẵn): 0,

2 t L N i ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ = + ⎢ ⎥

⎣ 5⎦

Trong [x] phần ngun x Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] =

* Xác định số vân sáng, vân tối hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2) + Vân sáng: x1 < ki < x2

+ V©n tèi: x1 < (k+0,5)i < x2

Số giá trị k Z số vân sáng (vân tối) cần tìm

Chú ý: M N phía với vân trung tâm x1 x2 dấu M N khác phía với vân trung tâm x1 x2 khác dÊu

* Xác định khoảng vân i khoảng có bề rộng L Biết khoảng L có n vân sáng + Nếu đầu hai vân sáng thì:

1 L i n = −

+ Nếu đầu hai vân tối thì: i L n

=

+ NÕu mét đầu vân sáng đầu vân tối th×:

0,5 L i n = −

* Sự trùng xạ 1, 2 (khoảng vân tơng ứng i1, i2 ) + Trùng vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ⇒ k1λ1 = k2λ2 =

+ Trïng cđa v©n tèi: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ⇒ (k1 + 0,5)λ1 = (k2 + 0,5)λ2 = L−u ý: Vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm vị trí trùng tất vân sáng xạ

* Giao thoa ánh sáng trắng (0,4 àm 0,76 àm) - BỊ réng quang phỉ bËc k: x kD( đ t

a λ λ

∆ = − ) với λđ λt b−ớc sóng ánh sáng đỏ tím - Xác định số vân sáng, số vân tối xạ t−ơng ứng vị trí xác định (đã biết x) + Vân sáng: x k D ax, k Z

a kD

λ λ

= ⇒ = ∈

Víi 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ giá trị k

+ V©n tèi: ( 0,5) ax , k

( 0,5)

D x k

a k D

λ λ

= + ⇒ = ∈

+ Z

Víi 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 àm giá trị k

- Khoảng cách dài ngắn vân sáng vân tối bậc k:

[k ( 0,5) ]

Min t

D

x k

a λ λ

∆ = − −

ax [k đ ( 0,5) ] M

D

x k

a λ λt

∆ = + − Khi vân sáng vân tối nằm khác phía vân trung tâm

ax [k đ ( 0,5) ] M

D

x k

a λ λt

31

+ ánh sáng phản xạ váng dầu, mỡ bong bóng xà phòng (có màu sặc sỡ) do tợng giao thoa ánh sáng dùng ánh sáng trắng

4 Các loại quang phæ:

a Quang phổ phát xạ: Là quang phổ ánh sáng chất rắn lỏng khí đ−ợc nung nóng nhiệt độ cao phát Quang phổ phát xạ chất chia làm hai loại: quang phổ liên tục quang phổ vạch

* Quang phỉ liªn tơc:

- Là dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím

- Tất vật rắn, lỏng, khí có áp suất lớn bị nung nóng phát quang phổ liên tục

- Đặc điểm : quang phổ liên tục không phụ thuộc chất nguồn sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ vật phát sáng Khi nhiệt độ vật cao miền quang phổ mở rộng as có b−ớc sóng ngắn

- ứng dụng: cho phép xác định nhiệt độ nguồn sáng * Quang ph vch:

- Là hệ thống vạch màu riêng rẽ ngăn cách khoảng tèi

- Khi kích thích khối khí hay áp suất thấp để chúng phát sáng chúng phát quang phổ vạch phát xạ

- Đặc điểm: Các nguyên tố khác phát qp vạch phát xạ khác nhau: khác số l−ợng vạch, độ sáng, vị trí

- ứng dụng: Dùng để phân tích thành phần mẫu vật b Quang phổ hấp thụ:

- Là hệ thống vạch hay đám vạch tối riêng rẽ nằm quang phổ liên tục

- Cần nguồn sáng trắng để phát quang phổ liên tục, nguồn sáng máy quang phổ đám khí hay đ−ợc đốt cháy để phát quang phổ vạch hấp thụ

Chú ý: Quang phổ Mặt trời mà ta thu đ−ợc trái đất quang phổ hấp thụ

- Đặc điểm: Nhiệt độ nguồn phát qp vạch hấp thụ phải nhỏ nhiệt độ nguồn phát qp liên tục

- øng dông: Trong phÐp phân tích quang phổ 5 Tia hồng ngoại , tia tử ngoại tia X: a Tia hồng ngoại:

- Định nghĩa : Là xạ khơng nhìn thấy đ−ợc có b−ớc sóng lớn b−ớc sóng ánh sáng đỏ, có b−ớc sóng từ 0,76à m n vi milimet

- Bản chất : sãng ®iƯn tõ

- Nguồn phát sinh : Tất vật có nhiệt độ lớn 0K phát tia hồng ngoại (mặt trời, thể ng−ời, bóng đèn )

32

- ứng dụng : Dùng để s−ởi ấm, sây khô, chụp ảnh hồng ngoại, điều khiển từ xa: tivi, ô tô b Tia tử ngoại:

- Định nghĩa : Là xạ không nhìn thấy đ−ợc, có b−ớc sóng nhỏ b−ớc sóng ánh sáng tím, có b−ớc sóng từ 0,38à m n vi nanomet

- Bản chất : sóng điện từ

- Nguồn phát sinh: Vật bị nung nóng 20000C phát tia tử ngoại Ví dụ: mặt trời, hồ quang điện - Đặc điểm :

+ Tác dụng mạnh lên kính ảnh, làm phát quang số chất, làm ion hóa không khí, gây phản ứng quang hóa, quang hợp

+ Bị thủy tinh nớc hấp thụ mạnh + Cã mét sè t¸c dơng sinh häc - øng dông :

+ Dùng để khử trùng, chữa bệnh còi x−ơng (ứng dụng td sinh học: hủy diệt tế bào)

+ Ph¸t hiƯn vÕt nøt, vÕt xớc bề mặt sản phẩm (ứng dụng td làm phát quang số chất) c Tia Rơnghen:

- Phát tia X: Mỗi chùm tia catơt – tức chùm tia eelectron có l−ợng lớn – đập vào vật rắn vật phát tia X

- B¶n chÊt : sóng điện từ có bớc sóng ngắn cỡ 10-11 m ÷ 10-8 m

- TÝnh chÊt :

+ Có khả đâm xuyên lớn, truyền qua giấy, gỗ nhng truyền qua kim loại khó Kim loại có khối lợng riêng lớn ngăn cản tia Rơnghen tốt (chì )

+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh + Làm phát quang số chất +Làm ion hoá chất khí

+Có tác dụng sinh lí, hủy hoại tế bào, diệt vi khuẩn - C«ng dơng :

+ Trong y học : dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa số bệnh ung th−

+ Trong công nghiệp : dùng để dò khuyết tật bên sản phẩm, chế tạo máy đo liều l−ợng tia Rơnghen

6 Thang sãng ®iƯn tõ:

- Sóng vơ tuyến: B−ớc sóng từ vài chục km đến vài mm - Tia hồng ngoại: B−ớc sóng từ vài mini mét đến 0,77ìm - ánh sáng khả kiến: B−ớc sóng từ 0,76ìm đến 0,38ìm - Tia tử ngoại: B−ớc sóng từ 3,7.10-7m đến 10-9m

- Tia X: B−ớc sóng từ 10-8m đến 10-11m

- Tia gamma: B−ớc sóng từ 10-12 m đến 10-15 m

33

CHƯƠNG VI: lợng tử ánh sáng

1 Năng lợng lợng tử ánh sáng (hạt phôtôn) - Năng lợng lợng tử ánh sáng (hạt phôtôn): ε

hf

hc

mc

2

λ

= = =

Trong đó: h = 6,625.10-34 Js số Plăng;

c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân không;

f, tần số, bớc sóng ánh sáng (của xạ) m khối lợng phôtôn

Chỳ ý: Khi ỏnh sỏng truyn l−ợng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng

- Thuyết lợng tử ánh sáng:

+ ánh đợc tạo thành hạt gọi ph«t«n

+ Với as đơn sắc có tần số f, phôtôn đếu giống nhau, phôtôn mang nng lng bng hf

+ Trong chân không phôtôn bay ®i víi vËn tèc c = 3.108 m/s däc theo tia sáng

+ Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ¸nh s¸ng th× chóng ph¸t hay hÊp thơ ph«t«n

Chú ý: phơtơn tồn trạng thái chuyển động khơng có phơtơn đứng n 2 Hiện t−ợng quang điện

- HiƯn t−ỵng quang điện ngoài: Hiện tợng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tợng quang điện

- Hiện tợng quang điện (quang dẫn): Hiện tợng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết thành êlectron dẫn lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tợng quang điện

- nh lut giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có b−ớc sóng λ ngắn giới hạn quang điện λ0 kim loại đó, gây đ−ợc t−ợng quang điện => Các t−ợng quang điện định luật quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt

- ứng dụng t−ợng quang điện tế bào quang điện, dụng cụ để biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện, quang điện trở, pin quang điện

* C«ng thøc Anhxtanh

2 ax

2

M

mv hc

hf A

ε

λ

= = = +

Trong

0

hc A

λ

= công thoát kim loại dùng làm catốt 0 giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt

34

* Để dòng quang điện triệt tiêu UAK Uh (Uh < 0), Uh gọi hiệu điện h∙m

2 ax

2

M h

mv eU =

L−u ý: Trong số tốn ng−ời ta lấy Uh > độ lớn

* Xét vật lập điện, có điện cực đại VMax khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động điện tr−ờng cản có c−ờng độ E đ−ợc tính theo cơng thức:

2

ax ax ax

1

M M

e V = mv = e EdM

* Với U hiệu điện anốt catốt, vA là vận tốc cực đại electron đập vào anốt, vK = v0Max vận tốc ban đầu cực đại electron rời catốt thì:

2

1

2 A K

e U = mv − mv

* Hiệu suất lợng tử (hiệu suất quang điện)

0

n H

n

=

Víi n vµ n0 lµ sè electron quang điện bứt khỏi catốt số phôtôn đập vào catốt khoảng thời gian t

Công st cđa ngn bøc x¹: p n0 n hf0 n h0

t t

ε

λ

= = = c

t C−ờng độ dòng quang điện bão hoà: Ibh q n e

t t

= =

bh bh bh

I I hf I H

p e p e p e

ε

λ

⇒ = = = hc

* Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc vr từ tr−ờng Buur m

, = ( ,B) sin

mv

R v

e B α α

= G JG

XÐt electron võa rêi khái catèt th× v = v0Max Khi v B sin R mv

e B

α

⊥ ⇒ = ⇒ =

G JG

L−u ý: Hiện t−ợng quang điện xảy đ−ợc chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại l−ợng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại VMax, … đ−ợc tính ứng với xạ có λMin (hoặc fMax)

* Đối với tia Rơnghen X:

- Cng độ dòng điện ống Rơnghen: i = Ne Với N số electron tới đập đối catoots giây

- Định lí động năng: Eđ – Eđo = eUAK

Với Eđ= mv2/2 động electron tr−ớc đập vào đối catôt

Eđo = mvo2/2 động electron sau bứt khỏi catôt, th−ờng Eđo = - Định luật bảo tồn l−ợng: Eđ = ε + Q = hf + Q (động electron biến thành l−ợng

tia X làm nóng đối catơt) Với ε l−ợng tia X Q nhiệt l−ợng làm nóng đối catơt

- B−ớc sóng nhỏ xạ ống Rơnghen phát ứng với tr−ờng hợp toàn động electron Eđ (ngay tr−ớc đập vào đối catôt) biến thành l−ợng ε tia X:

35

==> λmin = hc/ E® Víi: h = 6,625.10-34 Js số Plăng, c = 3.108m/s vận tốc as chân

không

3 Quang trở pin quang điện:

- Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Điện trở thay đổi từ vài mêgaôm không đ−ợc chiếu sáng xuống đến vài chục ôm đ−ợc chiếu sáng

- Pin quang điện (còn gọi pin mặt trời) nguồn điện chạy l−ợng as Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Pin hoạt động dựa vào t−ợng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn

4 Sù ph¸t quang:

- Sự phát quang số chất có khả hấp thụ as có b−ớc sóng để phát as có b−ớc sóng khác

- Đặc điểm phát quang: kéo dài thời gian sau tắt as kích thích

- Huỳnh quang: Là phát quang chất lỏng chất khí, có đặc điểm as phát quang tắt nhanh sau tắt as kích thích ánh sáng huỳnh quang có b−ớc sóng dài b−ớc sóng as kích thích: λhq > λkt

- Lân quang: Là phát quang chất rắn, có đặc điểm as phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt as kích thích ứng dụng: chế tạo loại sơn biển báo giao thông, t−ợng phát sáng

5 Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên t Hirụ

phát phôtôn nhận phôtôn

hfmn

hfmn

Em

* Tiên đề Bo

mn m n

mn

hc

hf E E

ε

λ

= = = −

En

* Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử hiđrô:

Em > En

rn = n2r

Với r0 =5,3.10-11m bán kính Bo (ở quỹ đạo K)

* Năng lợng electron nguyên tử hiđrô:

2

13, ( )

n

E e

n

= − V Víi n ∈ N*

* Sơ đồ mức l−ợng

n=2

n=1 Banme

Pasen

Hδ Hγ Hβ Hα

L O P

N M

K

n=5 n=6 - D·y Laiman: N»m vïng tư ngo¹i

ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngồi quỹ đạo K

n=4 Chó ý: Vạch dài LK e chuyển từ L

K n=3

Vạch ngắn K e chuyÓn tõ ∞

→ K

- Dãy Banme: Một phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo L

Vùng ánh sáng nhìn thấy có vạch: Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L Vạch lam Hβ ứng với e: N → L Vạch chàm Hγ ứng với e: O → L Vạch tím Hδ ứng với e: P → L

36 Chú ý: Vch di nht ML (Vch H)

Vạch ngắn nhÊt λ∞L e chuyÓn tõ ∞ → L

- D·y Pasen: N»m vïng hång ngo¹i

ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo M Chú ý: Vạch dài λNM e chuyn t N M

Vạch ngắn λ∞M e chuyÓn tõ ∞ → M

Mèi liên hệ bớc sóng tần số vạch quang phổ nguyên từ hiđrô:

13 12 23

1

1

1

λ

=

λ

+

λ

f13 = f12 +f23 (nh cộng véctơ)

6 Sơ lợc laze:

- Laze l phiờn âm LASER, nghĩa máy khuyếch đại as phát xạ cảm ứng

- Laze nguồn sáng phát chùm sáng có c−ờng độ lớn dựa ứng dụng hện t−ợng phát xạ cảm ứng

- Đặc điểm tia laze có tính đơn sắc, tính định h−ớng, tính kết hợp cao c−ờng độ lớn - Tùy vào vật liệu phát xạ ng−ời ta chế tạo laze khí, laze rắn laze bán dẫn

Đối với laze rắn, laze rubi (hồng ngọc) Al2O3 có pha Cr2O3 màu đỏ tia laze as đỏ hồng ngọc ion crôm phát chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái

7 Lỡng tính sóng hạt ánh sáng:

- ¸nh s¸ng võa cã tÝnh chÊt sãng, võa có tính chất hạt Vậy ánh sáng có lỡng tÝnh sãng h¹t

- Khi b−íc sãng cđa as ngắn (thì lợng phôtôn lớn), t/c hạt thể đậm nét: Tính đâm xuyên, td quang điện, td iôn hóa, td phát quang

37

CHƯƠNG VII Hạt nhân nguyên tử

1 Cu to ht nhõn nguyên tử, đơn vị khối l−ợng nguyên tử: a) Cấu tạo hạt nhân nguyên tử:

- CÊu tạo:

+ Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ prôtôn (mang điện tích nguyên tố dơng), nơtron (trung hoà điện), gọi chung nuclôn

+ Hạt nhân nguyên tố có nguyên tử số Z chứa Z prôton N nơtron; A = Z + N đc gọi số khối

+ Các nuclôn liên kết với lực hạt nhân Lực hạt nhân chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn; loại lực truyền tơng tác nuclôn hạt nhân (lực tơng tác mạnh) Lực hạt nhân phát huy tác dụng phạm vi kích thớc hạt nhân (cì 10-15m)

- Đồng vị: Các nguyên tử mà hạt nhân có số prơton Z nh−ng khác số nơtron N gọi đồng vị b) số đơn vị hay dùng VLHN:

- Đơn vị khối l−ợng nguyên tử: Đơn vị u có giá trị 12 khối l−ợng nguyên tử đồng vị 1 12 , cụ thể:

6C

1u = 1,66055.10-27kg ; 1u = 931,5 Mev

c2 ==> 1uc

2 = 931,5MeV

- u xÊp xØ b»ng khèi l−ỵng cđa mét nuclôn, nên hạt nhân có số khối A có khèi l−ỵng xÊp xØ b»ng A(u)

- Đơn vị l−ợng: eV = 1,6.10-19J ==> MeV = 106.1,6.10-19J = 1,6.10-13J - số đơn vị n/tử th−ờng gặp: mP = 1,67262.10

-27

kg = 1,00728 u ; mn = 1.67493.10-27 kg = 1,00866 u ;

me = 9,1.10-31 kg = 0,0005486 u

- Các ớc bội : G ↔ 109; M ↔ 106; k ↔ 103 ; m ↔ 10-3 ; µ ↔ 10-6 ; n ↔ 10-9 ; p ↔ 10-12

2 Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, l−ợng liên kết:

- Hạt nhân có khối l−ợng nghỉ m0, chuyển động với vận tốc v, có l−ợng tồn phần tính theo công thức:E = m0c2 + K (Động năng: K= m.v2/2)

- Một vật có khối l−ợng m0 trạng thái nghỉ, chuyển động với vận tốc v, khối l−ợng vật tăng lên thành m với m = m0

- v

2

c2

- HÖ thøc Anhxtanh: E = mc2 ==> K = E – E

0 ; Víi E0 = m0c

2 lµ lợng nghỉ vật

- ht khối: Khối l−ợng hạt nhân nhỏ tổng khối l−ợng nuclôn tạo thành hạt nhân đó: ∆m = [Z.mp + (A – Z).mn] – mx gọi độ hụt khối

- Sù tạo thành hạt nhân toả lợng tơng ứng ELK = mc2, gọi lợng liên kết hạt nhân

38 3 Phản ứng hạt nhân

a Phn ng ht nhõn trình biến đổi hạt nhân, Phản ứng hạt nhân đ−ợc chia làm hai loại:

+ Phản ứng hạt nhân tự phát: trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành hạt nhân khác A → C + D Trong A: hạt nhân mẹ; C: hạt nhân con; D: tia phóng xạ (α, β, )

+ Ph¶n ứng hạt nhân kích thích: trình hạt nhân tơng tác với thành hạt nhân khác

A + B → C + D

- Phơng trình phản ứng: 1 2 3

A

A A A

Z X +Z X → Z X +Z X4

JG

4

X

Trong số hạt hạt sơ cấp nh− nucl«n, electr«n, ph«t«n

- Tr−ờng hợp đặc biệt phóng xạ: X1 → X2 + X3; X1 hạt nhân mẹ, X2 hạt nhân con, X3 hạt α

hc β

b Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: + Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 + Bảo tồn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4

+ Bảo toàn động l−ợng: JJGp1+JJGp2=JJGp3+JJGp hay4 m1 1vJG+m2 2vJG=m4 3vJG+m4 4v

+ Bảo toàn lợng toàn phần:

1

X X X

K +K + ∆ =E K +K

Trong đó: ∆E l−ợng phản ứng hạt nhân

2

X

K = mx xv

X

động chuyển động hạt X

L−u ý: - Khơng có định luật bảo tồn khối l−ợng

- Mối quan hệ động l−ợng pX động KX hạt X là:

2 2

X X

p = m K

- Khi tính vận tốc v hay động K th−ờng áp dụng quy tắc hình bình hành Ví dụ: p=p1+p biết ϕ

JG JJG JJG

2 =

n

1,

p p

JJG JJG

p

JG

1

p

JJG

2

p

JJG φ

2 2

1 2

p = p +p + p p cosϕ

hay (mv)2 =(m v1 1)2+(m v2 2)2+2m m v v cos1 2 2 ϕ haymK=m K1 1+m K2 2+2 m m K K cos1 2 ϕ

T−ơng tự biết φ1=JJG JGnp p1, φ2=JJG JGnp p2, Tr−ờng hợp đặc biệt:p1⊥ p ⇒

JJG JJG

2

2

2

1

p = p +p

Tơng tự JJGp1JGp JJGp2 JGp v = (p = 0) ⇒ p1 = p2 ⇒ 1

2

K v m A

K =v = m ≈ A

2

39

Trong đó: tổng khối l−ợng hạt nhân tr−ớc phản ứng

1

0 X

M =m +mX

4

X

4

X

tổng khối lợng hạt nhân sau ph¶n øng

3

X

M=m +m

Chú ý: + Nếu M0 > M phản ứng toả l−ợng ∆E d−ới dạng động hạt X3, X4 phôtôn γ Các hạt sinh có độ hụt khối lớn nên bền vững

+ Nếu M0 < M phản ứng thu l−ợng |∆E| d−ới dạng động hạt X1, X2 phơtơn γ Các hạt sinh có độ hụt khối nhỏ nên bền vững

- Trong phản ứng hạt nhân 1 2 3

A

A A A

Z X +Z X → Z X +Z

Các hạt nhân X1, X2, X3, X4 có: Năng lợng liên kết riêng tơng ứng 1, 2, 3, 4

Năng lợng liên kết tơng ứng E1, E2, E3, E4 ; Độ hụt khối tơng ứng m1, m2, m3, m4

Năng lợng phản ứng hạt nhân : E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2 ∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2

∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2

4 Hiện tợng phóng xạ:

- Định nghĩa: Là trình phân huỷ tự phát hạt nhân không bền vững Quá trình phân huỷ kèm theo tạo hạt kèm theo phát xạ điện từ

Hạt nhân tự phân huỷ gọi hạt nhân mẹ Hạt nhân đợc tạo thành sau phân huỷ gọi hạt nhân - Quy tắc dịch chuyển sù phãng x¹

+ Phãng x¹ α (24He): ZAX→ 24He+AZ−−42Y

- So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi bảng tuần hồn có số khối giảm đơn vị

- Là hn Hêli ( ), mang điện tích dơng (+2e) nên bị lệch âm bay qua tụ ®iƯn

e

H

4

- Chuyển động với tốc độ cỡ 2.107m/s, quãng đ−ờng đ−ợc khơng khí cỡ 8cm,

trong vật rắn cỡ vài mm => khả đâm xuyên kém, có khả iôn hóa chất khí mạnh

+ Phãng x¹ β- ( ): 0e

−

1

A A

ZX e+Z+Y

- So với hạt nhân mẹ, hạt nhân tiến ô bảng tuần hoàn cã cïng sè khèi

- Thùc chÊt cña phãng xạ - hạt nơtrôn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn

một phản hạt nơtrinô: np + e + %

- Bản chất tia phóng xạ - hạt electrôn ( ), mang điện tích âm (-1e) nên bị lệch phía dơng tụ

e

0 −

- Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối l−ợng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng hầu nh− không t−ơng tác với vật chất

- Phãng víi vËn tốc gần vận tốc as - Iôn hóa chất khí yếu tia

- Khả đâm xuyên mạnh, đợc vài mét không khí vài mm kim loại + Phóng xạ + ( 01e):

+

1

A A

ZX→+ e+Z−Y

40

- Thực chất phóng xạ + hạt prôtôn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn

một hạt nơtrinô: p +n e++ v

- Bản chất (thực chất) tia phóng xạ + hạt pôzitrôn (e+), mang điện tích dơng (+e) nªn

lệch phía âm tụ điện (lệch nhiều tia α đối xứng với tia β-) - Phóng với vận tốc gần vận tốc as

- I«n hãa chÊt khÝ yÕu tia

- Khả đâm xuyên mạnh, đợc vài mét không khí vài mm kim lo¹i + Phãng x¹ gamma γ (h¹t phôtôn)

- Có chất sóng điện từ có bớc sóng rắt ngắn (< 0,01nm) Là chùm phôtôn có lợng cao

- Ht nhõn sinh trạng thái kích thích có mức l−ợng cao E1 chuyển xuống mức l−ợng thấp E2 đồng thời phóng phơtơn có l−ợng: ε =hf =hc=E1E2

- Là xạ điện từ không mang điện nên không bị lệch điện trờng từ trờng

- Có t/c nh tia Rơnghen, có khả đâm xuyên lớn, đợc vài mét bê tông vài centimét chì rÊt nguy hiĨm

- Trong phóng xạ γ khơng có biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạ γ th−ờng kèm theo phóng xạ α β

4 Định luật phóng xạ:

- Số nguyên tử (hạt nhân) chất phóng xạ lại sau thời gian t:

0

0 k

t

N t T

N N N e

2

− −λ

= = =

- Số hạt nguyên tử bị phân rà số hạt nhân đợc tạo thành số hạt ( e- e+)

đợc tạo thành: ∆ =N N0− =N N0(1−e−λt)

- Khèi l−ỵng chÊt phóng xạ lại sau thời gian t: 0.2 0

2

t

t T

k

m m m= − =m e−λ =

Trong đó: + N0, m0 số nguyên tử (hạt nhân), khối l−ợng chất phóng xạ ban đầu

+ T chu kỳ bán rà T=ln

khoảng thời gian nửa số hạt nhân phân rÃ

+ ln2 0, 693

T T

λ = = số phóng xạ, đặc tr−ng cho chất phóng xạ xét

+ λ T không phụ thuộc vào tác động bên (nh− nhiệt độ, áp suất ) mà phụ thuộc chất bên chất phóng xạ

+ k = T : số chu kì bán rà thời gian t t

- Khối lợng chất bị phóng x¹ sau thêi gian t: ∆ =m m0− =m m0(1−e−λt)

- Phần trăm chất phóng xạ bị phân rÃ:

0

1 t

m e

m

λ

−

∆

= −

- Phần trăm chất phóng xạ lại:

0

2

t

m T e t m

λ

− −

41

- Khối lợng chất đợc tạo thành sau thời gian t: 1 1 (1 t) 0(1 t)

A A

AN A

N

m A e m e

N N A

λ λ

− −

∆

= = − = −

Trong đó: A, A1 số khối chất phóng xạ ban đầu chất đ−ợc tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 số Avôgađrô

L−u ý: Tr−êng hợp phóng xạ +, - A = A1 m1 = ∆m

- Độ phóng xạ H: Là đại l−ợng đặc tr−ng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu l−ợng chất phóng xạ, đo số phân rã giây

0

0.2

2

t

t T

k

H H =H − =H e−λ =λN=

Với: H0 = λN0 độ phóng xạ ban u

Đơn vị: + Becơren (Bq); 1Bq = ph©n r·/gi©y ; + Curi (Ci); Ci = 3,7.1010 Bq

L−u ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) chu kỳ phóng xạ T phải đổi đơn vị giây(s)

- ứng dụng đồng vị phóng xạ: ph−ơng pháp nguyên tử đánh dấu, khảo cổ định tuổi cổ vật dựa vào l−ợng cacbon 14

5 Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch: a Phản ứng phân hạch:

- P. phân hạch: hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn, kèm theo vài nơtrôn Năng lợng tỏa phản ứng cỡ 210 MeV

Sự phân hạch 1g 235U giải phóng lợng 8,5.1010J tơng đơng với lợng 8,5 than dầu tỏa cháy hết

- P. dây truyền: Gọi k hệ số nhân nơtrôn, số nơtrơn cịn lại sau p.− h.n đến kích thích h.n khác

Khi k ≥ x¶y p. phân hạch dây chuyền: + Khi k < 1, p. phân hạch dây chuyền tắt nhanh

+ Khi k = 1, p.− phân hạch dây chuyền tự trì l−ợng phát khơng đổi theo thời gian + Khi k > 1, p.− phân hạch dây chuyền tự trì l−ợng phát tăng nhanh gây bùng nổ

- Khối l−ợng tới hạn: khối l−ợng tối thiểu chất phân hạch để p.− phân hạch dây chuyền trì Với 235U khối l−ợng tới hạn cỡ 15 kg, với 239Pu vào cỡ kg

b Phản ứng nhiệt hạch (p. tổng hợp h.n):

- Hai hay nhiều hạt nhân nhẹ, kết hợp với thành hạt nhân nặng Phản ứng xảy nhiệt độ cao, nên gọi phản ứng nhiệt hạch Con ng−ời thực đ−ợc phản ứng d−ới dạng khơng kiểm sốt đ−ợc (bom H)

- Điều kiện để p.− kết hợp h.n xảy ra:

+ Phải đ−a hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma cách đ−a nhiệt độ lên tới 108 độ

+ Mật độ h.n plasma phải đủ lớn

42

CHƯƠNG VIII Từ vi mô đến vĩ mô

I Các hạt sơ cấp:

1 Thế giới vi mô, vĩ mô đợc xếp theo kích thớc lớn dần: Hạt sơ cấp, hạt nhân nguyên tử, nguyên tử, phân tử, hành tinh, hệ Mặt Trời, thiên hà

2 Hạt sơ cấp: Là hạt có kích thớc khối lợng nhỏ hạt nhân nguyên tử - Các hạt sơ cấp gồm: phôtôn , electron e-, pôzitron e+, prôtôn p, nơtrôn n, nơtrinô

- Các hạt sơ cấp đợc chia làm ba loại: + phôtôn

+ Cỏc leptụn: Cú l−ợng từ đến200 me Bao gồm: nơtrinô ν, electron e-, pụzitron e+, mờzụn

+ Các hađrôn: Có khối lợng 200me Đợc chia thành ba nhóm con:

ã Mêzôn , K: Có khối lợng 200me nhng nhỏ khối lợng nuclôn

ã Nuclôn p, n

ã Hipêron: Có khối lợng lớn khối lợng nuclôn

Nhóm nuclôn hipêron đợc gọi barion

- Tt c cỏc hađrôn đ−ợc cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi quac Có loại quac (kí hiệu là: u, d, s, c, b, t) với phản quac t−ơng ứng Các quac có mang điện phân số: ± e3 , ± 2e3

- Phần lớn hạt sơ cấp tạo thành cặp gồm hạt phản hạt Phản hạt có khối l−ợng nghỉ spin nh− hạt nh−ng đặc tr−ng khác có trị số độ lớn trái dấu

- L−u ý:

+ Sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối l−ợng hạt sơ cấp biết: Phôtôn, leptôn, mêzôn barion

+ Các hạt sơ cấp phôton, leptôn, hađrôn

+ Hạt prôton có cấu tạo quac nên prôton bị phá vỡ

3 Bốn loại tơng tác vũ trụ: mạnh, điện từ, yếu, hấp dẫn

- Tơng tác hấp dẫn: Là tơng tác hạt (các vật) có khối lợng khác không Bán kính lớn vô cùng, lực tơng tác nhỏ.Vd: Trọng lực, lực hút TĐ mặt trăng

- Tơng tác điện từ: tơng tác hạt mang điện phôtôn với hạt mang điện Bán kính lớn vô hạn, lực tơng tác mạnh tơng tác hấp dẫn cỡ 1038 lần

Tơng tác điện từ chất lực Culông, lực điện từ, lực Lo ren, lực ma sát, lực liên kÕt

hãa häc

- T−¬ng tác yếu leptôn: Đó tơng tác leptôn Bán kính tác dụng nhỏ cỡ , lực tơng tác yếu tơng tác hấp dẫn cỡ lần Ví dụ: trình phân rÃ

18

10 m− 11

10 ±

:

p → n + e+ + ve ; n → p + e- +

~ e

v

- Tơng tác mạnh: Là tơng tác hadrôn; không kể trình phân r· cđa chóng B¸n kÝnh t¸c dơng rÊt nhá cì 10 m15 , lực tơng tác yếu tơng tác hấp dẫn cỡ 102 lần

Một trờng hợp riêng tơng tác mạnh lực hạt nhân

43 II mỈt trêi – hƯ mỈt trêi:

1 HƯ mỈt trêi: Gåm Mặt Trời hành tinh, tiểu hành tinh vệ tinh, chổi thiên thạch

- Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vơng tinh, Hải Vơng tinh

- o n v hành tinh ng−ời ta dùng đơn vị thiên văn: 1ủvtv 150.10 km=

- Năm ánh sáng: quãng đ−ờng mà as đ−ợc năm 1 naờm aựnh saựng = 9,46.10 Km12 - Các hành tinh quay quanh mặt trời theo chiều thuận phẳng, Mặt Trời hành tinh tự quay quanh quay theo chiều thuận trừ Kim tinh

2 MỈt trêi:

- Là thiên thể trung tâm hệ mặt trời Có bán kính > 109 lần bk trái đất; khối l−ợng = 333 000 lần kl TĐ

- Có khối l−ợng lớn, lực hấp dẫn Mặt Trời có vai trị định hình thành, phát triển chuyển động hệ

- Là cầu khí nóng sáng, khoảng 75% hiđrơ 23% heli Nhiệt độ bề mặt 6000K, lòng đến hàng chục triệu độ Trong lịng mặt trời ln xảy p.− nhệt hạch p.− tổng hợp hạt nhõn

hiđrô thành hn heli

- Công suất phát xạ Mặt Trời P 3,9.10 W= 26

Lu ý: Công suất xạ mặt trời P = 3,9.1026W, Mà P = At = Et ==> E = P.t ==> Khối Lợng mặt trời giảm : m = E/c2 = Pt/c2

3 Trái Đất:

- Cu to: Trái Đất có dạng hình cầu, bán kính xích đạo , bán kính hai cực , khối l−ợng riêng trung bình

6378km

6357km 5515kg/m3

+ Lõi Trái Đất: bán kính 3000km; chủ yếu sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000 - 4000 C0 + Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km; chủ yếu granit; khối l−ợng riêng 3300kg/m3

- vài số liệu TĐ: KL = 5,98.1024kg, BK quĩ đạo quanh mặt trời 150.106km Chu kì quay quanh trục 23h56ph004giây Chu kì quay quanh mặt trời 365,2422 ngày Góc nghiêng 23027’

3 Hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo xác nh

- Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vơng tinh, Hải Vơng tinh

- Cỏc hnh tinh có kích th−ớc nhỏ cỡ vài trăm km nhỏ gọi tiểu hành tinh - Vệ tinh chuyển động quanh hành tinh

- Những hành tinh thuộc nhóm Trái Đất là: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái Đất Hoả tinh Đó hành tinh nhỏ, rắn, có khối l−ợng riêng t−ơng đối lớn Nhiệt độ bề mặt t−ơng đối cao

44 - Các đặc tr−ng hành tinh

Thiên thể Khoảng cách đến Mặt Trời (đvtv)

B¸n kÝnh (km)

Khối lợng (so với Trái Đất)

Khối lợng riêng (103kg/m3)

Chu kì tù quay

Chu kì chuyển động quanh Mt Tri

Số vệ tinh đă biÕt

Thñy tinh 0,39 2440 0,052 5,4 59 ngµy 87,0 ngµy 0

Kim tinh 0,72 6056 0,82 5,3 243 ngµy 224,7 ngµy 0

Trái Đất 1 6375 1 5,5 23g56ph 365,25 ngày (1 năm) 1

Háa tinh 1,52 3395 0,11 3,9 24g37ph 1,88 năm 2

Méc tinh 5,2 71,490 318 1,3 9g50ph 11,86 năm > 30

Thæ tinh 9,54 60,270 95 0,7 14g14ph 29,46 năm 19

Thiên

Vơng tinh 19,19 25,760 15 1,2 17g14ph 84,00 năm 15

Hải V−¬ng

tinh 30,07 25,270 17 1,7 16g11ph 164,80 năm >

4 Sao chổi thiên thạch:

- Sao chổi: Là khối khí đóng băng lẫn với đá, có đ−ờng kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp dẹt mà mặt trời tiêu điểm Khi chổi cđ quĩ đạo gần mặt trời vật chất bị nóng sáng bay thành đám khí bụi quanh Đám khí bụi bao quanh bị áp suất as mặt trời gây đẩy dạt phía đối diện với mặt trời tạo thành chổi Đứng trên TĐ ta nhìn thấy đầu đuôi chổi: đầu chổi gần mặt trời, đuôi chổi xa MT - Thiên thạch: Là tảng đá chuyển động quanh mặt trời Tr−ờng hợp thiên thạch bay bầu khí

quyển trái đất bị ma sát mạnh nêu nóng sáng bốc cháy, để lại vt di m ta gi l

sao băng

III thiên hà: 1 C¸c sao:

- Sao thiên thể nóng sáng giống nh− Mặt Trời Các xa, biết gần cách đến hàng chục tỉ km (trên năm as); cịn ngơi xa cách xa đến 14 tỉ năm ánh sáng (1 9,46.10naờm aựnh saựng= 12Km)

- Độ sáng sao: Độ sáng mà ta nhìn thấy ngơi thực chất độ rọi sáng lên ng−ơi mắt ta, phụ thuộc vào khoảng cách độ sáng thực Độ sáng thực lại phụ thuộc vào cơng suất xạ Độ sáng khác Chẳng hạn Sao Thiên Lang có cơng suất xạ lớn Mặt Trời 25 lần; sáng có cơng suất xạ nhỏ Mặt Trời hàng vạn lần

- Các loại đặc biệt: Đa số tồn trạng thái ổn định; có kích th−ớc, nhiệt độ, … khơng đổi thời gian dài

- Ngoài ra; ng−ời ta phát thấy có số đặc biệt nh− biến quang, mới, nơtron, …

+ Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại:

- Sao biến quang che khuất hệ đơi (gồm vệ tinh), độ sáng tổng hợp mà ta thu đ−ợc biến thiên có chu kì

- Sao biến quang nén dãn có độ sáng thay đổi thực theo chu kì xác định

+ Sao có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần sau từ từ giảm Lí thuyết cho pha đột biến tr#nh biến hóa hệ

+ Punxa, nơtron xạ lợng có phần xạ lợng thành xung sóng v« tuyÕn

45

- Punxa (pulsar) lơi nơtron với bán kính 10 tự quay với tốc độ góc 64 phát sóng vơ tuyến Bức xạ thu đ−ợc Trái Đất có dạng xung sáng giống nh− sáng hải đăng mà tàu biển nhận đ−ợc

km voứng/s

2 Thiên hà: - Thiên hà hệ thống gồm nhiều tinh vân - Thiên hà có dạng xoắn èc

- Các tồn Vũ trụ thành hệ t−ơng đối độc lập với Mỗi hệ thống nh− gồm hàng trăm tỉ gọi l thiờn h

a Các loại thiên hà:

- Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt nh− đĩa, có cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí - Thiên hà elip có hình elip, chứa khí có khối l−ợng trải dải rộng Có loại thiên hà elip nguồn phát sóng vơ tuyến điện mạnh

- Thiên hà khơng định hình trơng nh− đám mây (thiên hà Ma gien-lăng) b Thiên Hà chúng ta:

- Thiên Hà thiên hà xoắn ốc, có đ−ờng kính khoảng 90 nghìn năm ánh sáng có khối l−ợng khoảng 150 tỉ khối l−ợng Mặt Trời Nó hệ phẳng giống nh− đĩa dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ ngơi

- HƯ Mặt Trời nằm cánh tay xoắn rìa Thiên Hà, cách trung tâm khoảng 30 nghìn năm ánh sáng Giữa có bụi khí

- Phần trung tâm Thiên Hà có dạng hình cầu dẹt gọi vùng lồi trung tâm đợc tạo già, khí bụi

- Ngay trung tâm Thiên Hà có nguồn phát xạ hồng ngoại nguồn phát sóng vơ tuyến điện (t−ơng đ−ơng với độ sáng chừng 20 triệu ngơi nh− Mặt Trời phóng luồng giú mnh)

- Từ Trái Đất, nhìn đợc hình chiếu thiên hà vòm trời gọi dải Ngân Hà nằm theo hớng Đông Bắc Tây Nam trời

c Nhóm thiên hà Siêu nhóm thiên hà:

- Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, thiên hà th−ờng cách khoảng m−ời lần kích th−ớc Thiên Hà Các thiên hà có xu h−ớng hợp lại với thành nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiên hà

- Thiên Hà thiên hà lân lận thuộc Nhóm thiên hà địa ph−ơng, gồm khoảng 20 thành viên, chiếm thể tích khơng gian có đ−ờng kính gần triệu năm ánh sáng Nhóm bị chi phối chủ yếu ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224); Thiên Hà chúng ta; Thiên hà Tam giác, thành viên cịn lại Nhóm thiên hà elip thiên hà khơng định hình tí hon

- khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộng bầu trời chòm Trinh N÷

- Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà Siêu nhóm thiên hà địa ph−ơng có tâm nằm Nhóm Trinh Nữ chứa tất nhóm bao quanh nó, có nhóm thiên hà địa ph−ơng

IV thut vơ nỉ lín (BIG BANG)

1 Định luật Hớp-bơn: Tốc độ lùi xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách thiên hà chúng ta: ;

2

1,7.10 m/s.năm ánh sáng

v Hd

H −

= ⎧ ⎨

=

⎩ =

12

46 2 Thut vơ nỉ lín (Big Bang):

- Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dăn nở từ điểm kì dị Để tính tuổi bán kính vũ trụ, ta chọn điểm kì dị làm mốc (gọi điểm zêrô Big Bang)

- Ti thời điểm định luật vật lí biết thuyết t−ơng đối rộng không áp dụng đ−ợc Vật lí học đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đoán t−ợng xảy thời điểm sau Vụ nổ lớn gọi thời điểm Planck

43

10

p

t = − s

- thời điểm Planck, kích th−ớc vụ trụ 10 m−35 , nhiệt độ 10 K32 mật độ 10 kg/cm91 Các trị số cực lớn cực nhỏ gọi trị số Planck Từ thời điểm Vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ Vũ trụ giảm dần Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập hạt có l−ợng cao nh− electron, notrino quark, l−ợng 10 GeV15

- Tại thời điểm , chuyển động quark phản quark đủ chậm để lực t−ơng tác mạnh gom chúng lại gắn kết chúng lại thành prơtơn nơtrơn, l−ợng trung bình hạt vũ trụ lúc

6

10

t= − s

GeV

- Tại thời điểm , hạt nhân Heli đ−ợc tạo thành Tr−ớc đó, prơtơn nơtrơn đă kết hợp với để tạo thành hạt nhân đơteri

3

t= phút

2

1H Khi đó, đă xuất hạt nhân đơteri

1H , triti

1H , heli

2He bền Các hạt nhân hiđrô hêli chiếm 98% khối lợng thiên hà, khối lợng

ht nhõn nng hn ch chim 2% thiên thể, có 14 khối l−ợng hêli có 34 khối l−ợng hiđrơ Điều chứng tỏ, thiên thể, thiên hà có cựng chung ngun gc

- Tại thời điểm , loại hạt nhân khác đă đợc tạo thành, tơng tác chủ yếu chi phối vũ trụ tơng tác điện từ Các lực điện từ gắn electron với hạt nhân, tạo thành nguyên tử H He

300000

t= naêm

- Tại thời điểm , nguyên tử đ−ợc tạo thành, t−ơng tác chủ yếu chi phối vũ trụ t−ơng tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom nguyên tử lại, tạo thành thiên hà ngăn cản thiên hà tiếp tục nở Trong thiên hà, lực hấp dẫn nén đám nguyên tử lại tạo thành Chỉ có khoảng cách thiên hà tiếp tục tăng lên

9

10

t= naêm

naêm

- Tại thời điểm t =14.10 , vũ trụ trạng thái nh− với nhiệt độ trung bình T =2,7K

=============================================================

Bảng quy đổi theo luỹ thừa 10

Thõa sè Tªn tiỊn tè Ký hiƯu Thõa sè Tªn tiỊn tè Ký hiÖu

1012 Tera T 10-1 dexi d

109 Giga G 10-2 centi c

106 Mega M 10-3 mili m

103 Kilo K 10-6 micro µ

102 Hecto H 10-9 nano n

47

CẤU TRÚC ĐỀ THI TUYỂN SINH

ĐH, CĐ

MÔN VẬT LÝ

I PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [40 câu]

Chủ đề Nộ dung kiến thức i Số câu

Dao động cơ

• Dao động điều hồ • Con lắc lị xo • Con lắc đơn

• Năng lượng lắc lị xo lắc đơn • Dao động tắt dần, dao động trì, dao động cưỡng

• Hiện tượng cộng hưởng

• Tổng hợp hai dao động điều hoà phương, tần số Phương pháp giản đồ Fre-nen • Thực hành: Chu kì dao động lắc đơn

7

Sóng

• Đại cương sóng, truyền sóng • Sóng âm

• Giao thoa sóng

• Phản xạ sóng Sóng dừng

4

Dòng điện xoay chiều

• Đại cương dịng điện xoay chiều

• Đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C R, C mắc nối tiếp Cộng hưởng điện

• Cơng suất dịng điện xoay chiều Hệ số cơng suất

• Máy biến áp.Truyền tải điện • Máy phát điện xoay chiều • Động khơng đồng ba pha

• Thực hành: Khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp

9 Dao động và sóng đi từ

• Dao động điện từ  Mạch dao động LC • Điện từ trường

• Sóng điện từ

• Truyền thơng (thơng tin liên lạc) sóng điện từ

4

Sóng ánh sáng

• Tán sắc ánh sáng

• Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng • Bước sóng màu sắc ánh sáng • Các loại quang phổ

• Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X • Thang sóng điện từ

• Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng

5

Lượng tử ánh sáng

• Hiện tượng quang điện Định luật giới hạn quang điện

• Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng  hạt ánh sáng

• Hiện tượng quang điện • Quang điện trở Pin quang điện • Hiện tượng quang  phát quang • Sơ lược laze

• Mẫu nguyên tử Bo quang phổ vạch nguyên tử hiđrô

6

Hạt nhân nguyên tử

• Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Khối lượng hạt nhân Độ hụt khối Lực hạt nhân

• Năng lượng liên kết, lượng liên kết riêng

Chủ đề Nội dung kiến thức Số câu

• Hệ thức khối lượng lượng • Phóng xạ

• Phản ứng hạt nhân • Phản ứng phân hạch • Phản ứng nhiệt hạch

Từ vi mô đến vĩ mô

• Các hạt sơ cấp

• Hệ Mặt Trời Các thiên hà

5

Tổng 40 II PHẦN RIÊNG [10 câu]

Thí sinh ch làm hai phần (phần A B ỉ )

A Theo chương trình Chuẩn [10 câu]

Chủ đề Số câu

Dao động Sóng sóng âm Dịng điện xoay chiều Dao động sóng điện từ

6

Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng Hạt nhân nguyên tử Từ vi mô đến vĩ mô

4

Tổng 10 B Theo chương trình Nâng cao [10 câu]

Chủ đề Số câu

Động lực học vật rắn 4

Dao động Sóng

Dao động sóng điện từ Dịng điện xoay chiều Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng

Sơ lược thuyết tương đối hẹp Hạt nhân nguyên tử

Từ vi mô đến vĩ mô

6

48

CẤU TRÚC ĐỀ THI TN THPT

MÔN VẬT LÝ

I PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [32 câu]

Chủ đề Nội dung k ến thức i Số câu

Dao động

• Dao động điều hồ • Con lắc lò xo • Con lắc đơn

• Năng lượng lắc lị xo lắc đơn • Dao động tắt dần, dao động trì, dao động cưỡng

• Hiện tượng cộng hưởng

• Tổng hợp hai dao động điều hồ phương, tần số Phương pháp giản đồ Fre-nen

• Thực hành: Chu kì dao động lắc đơn

6

Sóng cơ

• Sóng Sự truyền sóng Phương trình sóng • Sóng âm

• Giao thoa sóng

• Phản xạ sóng Sóng dừng

4

Dịng điện xoay chiều

• Đại cương dịng điện xoay chiều • Đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C có R, L, C mắc nối tiếp Cộng hưởng điện • Cơng suất dịng điện xoay chiều Hệ số cơng suất

• Máy biến áp Truyền tải điện • Máy phát điện xoay chiều • Động khơng đồng ba pha

• Thực hành: Khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp

7 Dao động và sóng điện từ

• Dao động điện từ Mạch dao động LC • Điện từ trường

• Sóng điện từ

• Truyền thơng (thơng tin liên lạc) sóng điện từ

2

Sóng Ánh sáng

• Tán sắc ánh sáng

• Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng • Bước sóng màu sắc ánh sáng • Các loại quang phổ

• Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X • Thang sóng điện từ

• Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng

5

Lượng tử ánh sáng

• Hiện tượng quang điện ngồi Định luật giới hạn quang điện

• Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng  h ánh sáng

• Hiện tượng quang điện • Quang điện trở Pin quang điện • Hiện tượng quang  phát quang • Sơ lược laze

• Mẫu nguyên tử Bo quang phổ vạch nguyên tử hiđrô

4

Hạt nhân

• Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Khối lượng h nhân Độ hụt khối Lực hạt nhân

Chủ đề Nộ dung kiến thức i Số câu

nguyên tử

• Năng lượng liên kết, lượng liên kết riêng • Hệ thức khối lượng lượng • Phóng xạ

• Phản ứng hạt nhân • Phản ứng phân hạch • Phản ứng nhiệt hạch

Từ vi mô đến vĩ mơ

• Các hạt sơ cấp

• Hệ Mặt Trời Các thiên hà

4

Tổng 32 II PHẦN RIÊNG [8 câu]:

Thí sinh học chương trình làm phần dành riêng cho chương trình

A Theo chương trình Chuẩn [8 câu]

Chủ đề Số câu

Dao động Sóng sóng âm Dịng điện xoay chiều Dao động sóng điện từ

4

Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng Hạt nhân nguyên tử Từ vi mô đến vĩ mô

4

Tổng B Theo chương trình Nâng cao [8 câu]

Chủ đề Số câu

Động lực học vật rắn

4

Dao động Sóng

Dao động sóng điện từ Dịng điện xoay chiều Sóng ánh sáng Lượng tử ánh sáng

Sơ lược thuyết tương đối hẹp Hạt nhân nguyên tử

Từ vi mô đến vĩ mô

4