Đang tải... (xem toàn văn)
* Hiện tượng phóng xạ hoàn toàn do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra, hoàn toàn không phụ thuộc vào tác động bên ngoài. * Dù nguyên tử phóng xạ có nằm trong các hợp chất khác nha[r]
(1)CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ HỌC.(7) A ÔN LÝ THUYẾT :
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ 1 Phương trình dao động : x = Acos(t + )
2 Các đại lượng đặc trưng dao động điều hòa + Li độ x: độ lệch vật khỏi vị trí cân + Biên độ A : giá trị cực đại li độ, dương
+ Pha ban đầu : xác định li độ x thời điểm ban đầu t = 0
+ Pha dao động (t + ): xác định li độ x dao động thời điểm t
+ Tần số góc : tốc độ biến đổi góc pha = T
2
= 2f Đơn vị: rad/s
Biên độ pha ban đầu có giá trị khác , tùy thuộc vào cách kích thích dao động
Tần số góc có giá trị xác định(khơng đổi) hệ vật cho 3 Liên hệ chu tần số dao động điều hoà
+ Chu kỳ T: khoảng thời gian thực dao động toàn phần T =
2
Đơn vị: giây (s)
+ Tần số f: f = T
=
2 số dao động toàn phần thực giây Đơn vị:
hec (Hz)
4 Vận tốc gia tốc dao động điều hồ + Phương trình li độ : x = Acos(t + )
+ Phương trình vận tốc: v = x'(t) = - Asin(t + ) = Acos(t + +2
).
+ Phương trình gia tốc: a = v’=x''(t) =- 2Acos(t + ) = - 2x = 2Acos(t + + )
Nhận xét :
- Vận tốc biến thiên điều hòa tần số nhanh pha li độ góc /2
Vận tốc đạt giá trị cực đại vmax = A vật qua vị trí cân (x = 0)
Vận tốc vật qua vị trí biên (x= A)
- Gia tốc biến thiên điều hòa tần số ngược pha với li độ, trái dấu với li độ hướng vị trí cân
Gia tốc đạt giá trị cực đại amax = 2A vật qua vị trí biên (x = A)
Gia tốc a = hợp lực F = vật qua vị trí cân (x = 0) 5 Biên độ dao động chiều dài quỹ đạo dao động điều hòa
a./ Công thức độc lập với thời gian: A2 = x2 + v2
(2)
VTCB
P’ P
b./ Chiều dài quỹ đạo: l = PP’ = 2A. c./ Thời gian vật quãng đường s:
- Trong chu kì T vật s = 4A
- Trong ½ chu kì T vật s = 2A
- Trong ¼ chu kì T vật s = A
6 Tính chất lực hồi phục(lực kéo về) : - Tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân
- Ln ln hướng vị trí cân nên gọi lực hồi phục - Tại vị trí biên Lực hồi phục đạt giá trị cực đại Fmax = kA
- Tại VTCB Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin =
Điền thơng số thích hợp vào bảng sau đây: ( khảo sát chuyển động lắc lò xo ngang) Tại P’ Từ P’ đến
O
Tại VTCB O
Từ O đến P Tại P Li độ
Vận tốc Gia tốc Lực đàn hồi
II CON LẮC LÒ XO – CON LẮC ĐƠN:
Con lắc lò xo Con lắc đơn
Cấu trúc
Vật (m) gắn vào lò xo (k ) Vật (m) treo vào sợi dây (l)
Vị trí cân bằng
- Lị xo khơng dãn (nằm ngang)
- Lò xo dãn l0= mg/k
( thẳng đứng)
Dây treo thẳng đứng
Lực tác dụng
Lực phục hồi lị xo có giá trị
F = - kx ; x : li độ (nằm ngang)
Trọng lực bi :
F = Pt= - mgs/l; s : li độ cong
Lực căng dây treo = mg(3cos -
(3)F = k.l ( lò xo thẳng đứng)
Pt. động lực học
x ‘‘ +2 x =0 s ‘‘ +2 s =0
Tần số
góc ω=√ k m
ω=√g
l Pt dao
động
x =Acos(t + ) = ocos(t + ) 0 <<
Chu kì T m T k
Chu kì lắc lị xo
- tỉ lệ thuận bậc hai khối lượng m
- tỉ lệ nghịch bậc hai độ cứng k l T g
Chu kì lắc đơn
- tỉ lệ thuận bậc hai chiều dài l - tỉ lệ nghịch bậc hai g
Đặc điểm của chu kì dao động
- Chỉ phụ thuộc vào khối lượng m độ cứng lò xo
- Không phụ thuộc vào biên độ A ( kích thích ban đầu)
- Chỉ phụ thuộc vào chiều dài l gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm
- Khơng phụ thuộc vào biên độ A khối lượng m
Phương trình vận
tốc-gia tốc
+ v = x'(t) = -Asin(t + )
= Acos(t + +
) + a = x''(t) = - 2Acos(t + )
= - 2x = 2Acos(t + + )
+ v2 = 2gl(cos - cos0)
+ a= - 2l
Cơ năng
+ Wđ =
mv2 =Wsin2(
t+)
=
m2A2 sin2(t + )
+ Wt =
kx2
=2
m2A2 cos2(t + )
+ W = Wđ + Wt =
kA2=2
m2A2
+ Wđ =
mv2
= mgl(cos - cos0)
+ Wt = mgh = mgl( l - cos)
+ W = mgl
20= mgl( -cos0)
(4)O
x/ x
N N
P N
P F
F
điều hòa với chu kỳ T/2; tần số 2f; tần số góc 2 Tuy nhiên, lại không
biến thiên
III LỰC ĐÀN HỒI – LỰC KÉO VỀ : (tham khảo thêm)
1 Lực phục hồi: (lực tác dụng ko về) F =-k x = m a (N) (N/m)(m) (kg) (m/s2) Fmax = k A = m amax
Lực kéo hướng VTCB
2 Độ lớn lực đàn hồi vị trí x : (lực lị xo tác dụng so với vị trí cân bằng) Fx= k ( + x ) ; lò xo dãn thêm
Fx= k ( - x ) ; lò xo nn lại
Độ lớn lực đàn hồi : (lực lò xo tác dụng) * Trường hợp lò xo nằm ngang ( VTCB =
0 ) :
* Fđh = Fph = - k.x Fmax k.A; Fmin=
max= o+A max : chiều dài cực đại
min = o- A min : chiều dài cực tiểu
x = o +x lò xo dãn thêm
x = o- x lò xo nén lại
* Trường hợp lò xo treo thẳng đứng (ở VTCB lò xo bị dãn) :Chọn chiều dương hướng xuống
* Ở VTCB * P = Fđh m.g = k. (m) : độ dãn lò xo vật cân
* Fđhmax = k( + A)
* Fđhmin = k( - A) l > A
* Fđhmin = l A
= o+ : chiều dài vị trí cân bằng; o : chiều dài tự nhiên
max= +A max : chiều dài cực đại
min = - A min : chiều dài cực tiểu
x = +x lò xo dãn thêm
x = - x lò xo nén lại
Điền thơng số thích hợp vào bảng sau : ( khảo sát chuyển động lắc lò xo ngang) Tại P’ Từ P’ đến
O
Tại VTCB O
Từ O đến P Tại P Li độ
Vận tốc Thế năng Động năng
l = mg
(5)Ghi nhớ: Sơ đồ tổng quan dao động học.
IV TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1./ Độ lệch pha hai dao động điều hòa phương, tần số phương pháp vectơ quay:
+ Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà: x1 = A1cos(t + 1) x2 = A2cos(t + 2)
Độ lệch pha hai dao động: (t2) ( t1)2 1
- Nếu: 2 1 > dao động ( 2) sớm pha dao động (1)
- Nếu: 2 1 < dao động ( 2) trể pha dao động (1)
- Nếu: 2 1 =2k hai dao động pha: ( k = 0; 1 ; )
- Nếu: 2 1 =(2k + ) hai dao động ngược pha: ( k = 0; 1 ; )
- Nếu: 2 1 =(2k + )2
hai dao động vuông pha: (k = 0; 1 ;
2 )
2./ Sự tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số phương pháp vectơ quay:
+ Cho x1 = A1sin(t + 1) x2 = A2sin(t + 2)
Biên độ dao động tổng hợp: A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1) Pha ban đầu ( ) xác định:
- xmax = A - amax = - vmin = - Wđ = - Wtmax =
- W = Wđ + Wt = Wtmax - Fđhmax = k.xmax = k.A - Chuyển động đổi chiều biên dao động
- xmin = - vmax = - amin = - Wđmax = - Wtmin =
- W = Wđ + Wt = Wđmax - Fđhmin = k.xmin = - Lực đàn hồi gia tốc đổi chiều vị trí cân
-A x<0,a>0 VTCB x>0,a<0 +A
(6)tg = 1 2 2 1
cos cos
sin sin
A A
A A
+ Nhận xét trường hợp đặt biệt :
- Hai dao động pha: 2 1= Biên độ tổng hợp cực đại:
Amax = A1 + A2
- Hai dao động ngược pha: 2 1= Biên độ tổng hợp cực tiểu
Amin = A1 A2
- Hai dao động vuông pha: 2 1=
Biên độ tổng hợp cực đại:
A = A12 A22
- Tổng quát: Biên độ dao động tổng hợp: A1 A2 A A
1 + A2
V DAO ĐỘNG RIÊNG – DAO ĐỘNG DUY TRÌ- DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC
1 Dao động tự hoặc dao động riêng dao động hệ xảy tác dụng nội lực
2 Dao động tắt dần
+ Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
+ Dao động tắt dần nhanh môi trường nhớt ( lực cản lớn) + Dao động tắt dần chậm coi gần dạng cosin với tàn số góc 0
( tần số dao động riêng) biên độ giảm dần theo thời gian
3 Dao động trì : dao động tắt dần cung cấp thêm lượng mà không làm thay đổi chu kỳ riêng gọi dao động trì
Dao động cưởng bức
+ Dao động vật giai đoạn ổn định tác dụng ngoại lực biến đổi tuần hoàn F F0cost gọi dao động cưỡng bức.Thực nghiệm chứng tỏ:
- Dao động cưỡng điều hịa
- Tần số góc dao động cưỡng tần số góc ngoại lực
- Biên độ dao động cưởng tỉ lệ với biên độ F0 ngoại lực
phụ thuộc vào tần số góc ngoại lực
Phân biệt dao động cưỡng dao động trì:
+ Dao động cưỡng với dao động trì:
Giống nhau: Đều xảy tác dụng ngoại lực
(7)Dao động cưỡng bức Dao động trì
Trong giai đoạn ổn định tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực
Tần số ngoại lực điều chỉnh để tần số dao động tự hệ
5 Cộng hưởng
+ Giá trị cực đại biên độ A dao động cưỡng đạt tần số góc
của ngoại lực (gần đúng) tần số góc riêng 0 hệ dao động tắt dần = 0
+ Đặc điểm: lực cản hệ nhỏ cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), lực cản hệ lớn cộng hưởng khơng rỏ nét (cộng hưởng tù)
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG I:
LT Định nghĩa dao động điều hoà ? Viết phương trình dao động ? phương trình
vận tốc, gia tốc
LT Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu ?
LT Trình bày trình biến đổi lượng dao động điều hoà
LT Viết phương trình động lực học phương trình dao động điều hồ lắc
lò xo lắc đơn
LT Viết cơng thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hồ lắc lị xo
con lắc đơn Ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự
LT Trình bày nội dung phương pháp giản đồ Fre-nen Sử dụng phương pháp
giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao động điều hoà tần số phương dao động
LT Dao động riêng, dao động tắt dần, dao động cưỡng
bức Đặc điểm dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động trì
LT Điều kiện để tượng cộng hưởng xảy
CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM (4) A ƠN LÝ THUYẾT :
I Sóng truyền sóng Phương trình sóng 1 Khái niệm sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc ?
a Sóng dao động dao động lan truyền môi trường Đặc điểm:
(8)x
M
0
- Khi sóng lan truyền, phân tử vật chất dao động chổ, pha dao động lượng sóng chuyển dời theo sóng.
- Trong mơi trường đồng tính đẳng hướng, sóng lan truyền với tốc độ khơng đổi
b Sóng dọc sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền chất khí, lỏng, rắn
c Sóng ngang sóng có phương dao động vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền chất rắn mặt nước
2 Các đặc trưng sóng cơ
+) Chu kì ( tần số sóng): đại lượng khơng thay đổi sóng truyền từ môi trường sang môi trương khác
+) Biên độ sóng: Là biên độ dao động phần tử có sóng truyền qua. +) Tốc độ truyền sóng: tốc độ lan truyền dao động mơi trường.
Đặc điểm: tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào chất môi trường và nhiệt độ mơi trường
+) Bước sóng ( m)
- khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha với
- Bước sóng quãng đường sóng lan truyền chu kì: - Cơng thức: = vT = vf : Với v(m/s); T(s); f(Hz) ( m)
Chú ý: Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng, dao động ngược pha 2λ
+) Năng lượng sóng: Quá trình truyền sóng q trình truyền lượng
3 Phương trình sóng:
- Phương trình sóng tâm sóng : u0 = acost
với u : li độ sóng ; a: biên độ sóng ; :
tần số góc
- Phương trình sóng M là: uM = acos(t - x
v ) = acos2
t x
T
với: x khoảng cách từ đểm M
- Trong uM li độ điểm M có tọa độ x vào thời điểm t u
M x
2
O
A -A
2
2
(9)Ghi nhớ :
Phương trình sóng uM hàm vừa tuần hoàn theo thời gian , vừa tuần hồn
theo khơng gian. II.Sóng âm.
1 Âm, nguồn âm.
a Sóng âm sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn (Âm khơng truyền chân khơng)
- Trong chất khí chất lỏng, sóng âm sóng dọc
- Trong chất rắn, sóng âm gồm sóng ngang sóng dọc
b Âm nghe có tần số từ 16Hz đến 20000Hz mà tai người cảm nhận được Âm gọi âm
- Siêu âm : sóng âm có tần số > 20 000Hz - Hạ âm : sóng âm có tần số < 16Hz c Nguồn âm vật dao động phát âm. d Tốc độ truyền âm:
- Trong môi trường định, tốc độ truyền âm không đổi
- Tốc tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ môi trường nhiệt độ môi trường
- Tốc độ vrắn > vlỏng > vkhí
2./Các đặc trưng vật lý âm.( tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm), năng lượng đồ thị dao động âm.)
a Tần số âm Là đặc trưng quan trọng.
- Khi âm truyền từ môi trường sang môi trường khác tần số khơng đổi, tốc truyền âm thay đổi, bước sóng sóng âm thay đổi
b1 Cường độ âm : Cường độ âm I điểm đại lượng đo lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vng góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian; đơn vị W/m2.
b2 Mức cường độ âm:
- Đại lượng L(dB) =10 lg II
0 L(B) = lg I
I0 với I0 cường độ âm
chuẩn (thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12W/m2 với âm có tần số 1000Hz)
gọi mức cường độ âm âm có cường độ I
(10)c.Đồ thị dao động âm: đồ thị tất họa âm nhạc âm gọi đồ thị dao động âm
3 Các đặc trưng vật lí âm ( có đặc trưng sinh lí độ cao, độ to âm sắc ) - Độ cao âm gắn liền với tần số âm ( Độ cao âm tăng theo tần số âm) - Độ to âm đặc trưng gắn liền với mức cường đô âm( Độ to tăng theo mức cường độ âm)
- Âm sắc gắn liền với đồ thị dao động âm, giúp ta phân biệt âm phát từ nguồn âm, nhạc cụ khác
- Âm sắc phụ thuộc vào tần số biên độ hoạ âm III.Giao thoa sóng.
1 Hiện tượng giao thoa sóng : tổng hợp hay nhiều sóng kết hợp khơng gian, có chỗ biên độ sóng tăng cường (cực đại giao thoa) triệt tiêu (cực tiểu giao thoa)
2.Hai nguồn kết hợp thỏa mãn hai điều kiện:
- Dao động tần số, phương dao động - Có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian.
+) Hai sóng hai nguồn kết hợp tạo hai sóng kết hợp 3 Điều kiện xảy tượng giao thoa:
Hai sóng hai sóng kết hợp
4 Vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa:
+)Xét hai sóng kết hợp dao động pha: u1= u2 =
Acos
2 t T
(cm)
- Vị trí điểm dao động với biên độ cực đại , có hiệu đường số nguyên lần bước sóng: d2 – d1 = k.λ : k = 0, 1, 2…
- Vị trí điểm dao động với biên độ cực tiểu, có hiệu đường số nửa
nguyên lần bước sóng:: d2 – d1 =
( )
2 k
; k = 0, 1, 2…
+) Biên độ tổng hợp điểm M AM = 2A
2
(d )
os d
c
=2A cos
(11)IV.Phản xạ sóng Sóng dừng. 1 Phản xạ sóng :
- Khi phản xạ vật cản cố định, sóng phản xạ tần số ,cùng bước sóng ln ln ngược pha với sóng tới
- Khi phản xạ vật tự do, sóng phản xạ tần số ,cùng bước sóng ln ln pha với sóng tới 2 Hiện tượng tạo sóng dừng:
- Sóng tới sóng phản xạ truyền theo phương, giao thoa với nhau, tạo hệ sóng dừng
- Trong sóng dừng có số điểm ln ln đứng yên gọi nút, số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi bụng sóng
3 Đặc điểm sóng dừng:
- Sóng dừng khơng truyền tải lượng
- Biên độ dao động phần tử vật chất điểm không đổi theo thời gian - Khoảng cách hai nút liên tiếp (2 bụng) liên tiếp nửa bước sóng λ
2
- Khoảng cách nút bụng kề phần tư bước sóng 4 Điều kiện có sóng dừng sợi dây đàn hồi.
+) Sợi dây có hai đầu cố định: - Hai đầu hai nút sóng
- Chiều dài sợi dây số nguyên
lần nửa bước sóng : l k
với k = 1;2;3;4 số bụng sóng ; số nút sóng (k + 1)
+ Sợi dây có đầu tự do: - Đầu tự bụng sóng
- Chiều dài sợi dây số lẻ phần tư bước sóng: l (2k 1)4
5 Ứng dụng sóng dừng: Đo tốc độ truyền sóng : v = f = Tλ .
(12)LT Trình định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang cho ví dụ sóng dọc, sóng ngang
LT Phát biểu định nghĩa tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ
sóng lượng sóng
LT Sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm
LT Cường độ âm mức cường độ âm đơn vị đo mức cường độ âm
LT Cho ví dụ để minh hoạ khái niệm âm sắc Trình bày sơ lược âm bản,
hoạ âm
LT Trình bày đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to âm sắc) đặc trưng vật lí
(tần số, mức cường độ âm hoạ âm) âm
LT Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện
để có giao thoa hai sóng
LT Mơ tả tượng sóng dừng sợi dây nêu điều kiện để
có sóng dừng
LT Điều kiện để có sóng dừng dây có hai đầu cố định, đầu cố định –
đầu tự
CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU.(9) A ƠN LÝ THUYẾT :
I-Dịng điện xoay chiều:
1-Suất điện động xoay chiều:
e = E0.sin t Với E0 = NBS: suất điện động cực đại (V)
0 = BS : từ thông cực đại qua vòng dây (Wb)
2-Điện áp xoay chiều: (Điện áp tức thời) u = U0.cos t = U 2cos t
3-Cường độ dòng điện xoay chiều:
i = I0.cos( t -) = I 2cos( t -) Với : góc lệch pha u i
*Ghi chú:
0
: u sớm pha i. 0 : u trễ pha i 0 : u pha với i
*Vậy: +Nếu đề cho biết trước : i = I0 cost u = U0 cos(t + )
+Nếu đề cho biết trước : u = U0 costthì i = I0 cos(t - )
(13)Các mặt Điện trở thuần Cuộn cảm Tụ điện
Điện trở
R = S l
ZL = L
ZC = C
Đơn vị
Tính chất Chỉ tỏa nhiệt
-Không tỏa nhiệt -Làm biến đổi thuận nghịch lượng
-Không tỏa nhiệt -Làm biến đổi thuận nghịch lượng Góc lệch pha 0
2
2 -
Định luật
Ôm R
U I , R U
I 0R R
0
L L L
0L
Z U I , Z U
I
C C C
0C
Z U I , Z U
I
Vectơ quay
5-Các giá trị hiệu dụng:
+Cường độ hiệu dụng : I I
( I0 : cường độ cực đại)
+Điện áp hiệu dụng :
U U
( U0 : Điện áp cực đại)
+Suất điện động hiệu dụng : E = E0
( E0 : Suất điện động cực đại)
6-Các loại đoạn mạch:
(14)Dạng mạch
Vectơ quay
Tổng trở
Z = L
2 (Z )
R ZC Z = R2 ZL2 Z = R2 ZC2 Z = ZL ZC
Góc lệch pha
L C
Z - Z tan
R
0L 0C 0R
U - U tan
U
L C
R
U - U tan
U
+ZL >ZC:tính cảm
kháng.
+ZL< ZC:tính dung
kháng.
+ZL=ZC:cộng hưởng
điện. L Z tan R 0L L 0R R U U tan U U
*Mạch có tính cảm kháng: >
0 C Z tan - R 0C C 0R R U U
tan -
-U U
*Mạch có tính dung kháng: <
0 tg Định luật Ôm Z U I ; Z U I
0
Z U I ; Z U I
0
Z U I ; Z U I
0
Z U I ; Z U I
(15)Công suất P = UIcos
P = RI2
P = UIcos
P = RI2
P = UIcos
P = RI2 P =
Điện năng W = P t W = P t W = P t W =
*Lưu y:
Nếu: i = I 2cos( t i) = I0 cos( t i) Thì : u = U 2cos( t u) = U0 cos( t u) Với : = u i
*Mạch tổng quát :
Tổng trở mạch Góc lệch pha Định luậtƠm Cơng suất cuộn dây cóđiện trở
2 C L
2 (Z Z )
r) (R
Z tan ZL ZC
R r
0L 0C 0R 0r
U U
tan
U U
L C
R r
U U
tan
U U
I0 = Z U0
I = Z U
P = UIcos
P =(R+r)I2
Zd=
2 L
r Z
L d
Z tan
r
Ud = Zd I
U0d = Zd I0
*Chú ý: mạch khơng có dụng cụ coi điện trở khơng
7-Sự cộng hưởng điện: ZL = ZC
=> + u i pha : 0
+ Z = Zmin = R
(16)• + UL= UC (hoặc U0L = U0C ) => U= UR (hoặc U0 = U0R ), UL UC lớn
• + P = Pmax ; cos1
• + LC
1 f LC LC
8-Tính cơng suất cực đại:
*Nếu U, R : không đổi Thay đổi L (hoặc C, ,hoặc f ) : C L 2 ) Z (Z R U R P
P = Pmax = R U2
ZL = ZC => Cộng hưởng điện => cos = 1
*Nếu L, C, U, : không đổi Thay đổi R :
R ) (Z R U P 2 L C Z
P = Pmax =
C L Z R R U Z
9-Ghép cuộn cảm:
a-Ghép nối tiếp : L = L1 + L2 +
b-Ghép song song :
1 = + +
L L L
II-Máy phát điện xoay chiều:
1-Nguyên tắc : dựa tượng cảm ứng điện từ 2-Máy phát điện pha :
a-Cấu tạo: gồm
-Phần cảm : để tạo từ thông biến thiên ( phần cảm rơto)
-Phần ứng : để tạo dòng điện, gồm cuộn dây giống nhau, cố định vịng trịn (do phần ứng stato)
b-Tần số dòng điện: f = n.p
Với n : tốc độ quay rơto (vịng/giây) p : số cặp cực nam châm
(17)3-Máy phát điện pha :
a-Định nghĩa: máy phát điện pha máy tạo ba suất điện động xoay chiều hình sin
cùng tần số, biên độ lệch pha
2
b-Cấu tạo:
-Rơto: phần cảm, nam châm NS quay quanh trục O với tốc độ góc khơng
đổi
-Stato: phần ứng, gồm cuộn dây giống nhau, đặt lệch 1200 đường tròn.
c-Cách mắc: có cách
*Mắc hình sao: có dây, gồm dây pha (dây nóng) dây trung hòa (dây nguội) Tải tiêu thụ khơng cần đối xứng
•Dịng điện chạy dây trung hòa: i0 = 0, thực tế i0 0 tải
tiêu thụ khơng đối xứng •Ud = 3.UP
Với Ud : điện áp dây pha (gọi điện áp dây)
UP : điện áp dây pha dây trung hòa (gọi điện áp pha)
*Mắc hình tam giác: có dây pha Tải tiêu thụ phải đối xứng d-Ưu điểm dòng điện pha:
-Tiết kiệm dây dẫn
-Tạo từ trường quay cho động ba pha III-Động không đồng pha:
1-Nguyên tắc hoạt động: dựa tượng cảm ứng điện từ việc sử dụng từ trường quay Rôto quay chậm từ trường quay ( 0 < )
2-Cấu tạo: có phần
*Stato : phận tạo từ trường quay với tốc độ góc , gồm ba cuộn dây giống
nhau đặt lệch 1200 đường tròn.
*Rơto : hình trụ, có tác dụng khung dây dẫn, quay tác dụng từ trường quay (gọi rơto lồng sóc)
IV-Máy biến áp:
1-Định nghĩa: máy biến áp thiết bị có khả biến đổi điện áp xoay chiều. 2-Nguyên tắc hoạt động: dựa tượng cảm ứng điện từ
(18)a-Lõi biến áp hình khung, gồm nhiều sắt non có pha silic ghép cách điện với b-Hai cuộn dây đồng có điện trở nhỏ độ tự cảm lớn quấn khung
+Cuộn sơ cấp : nối với nguồn điện xoay chiều +Cuộn thứ cấp: nối với tải tiêu thụ
3-Đặc điểm : dòng điện cuộn sơ cấp cuộn sơ cấp có tần số
4-Các công thức:
Gọi U1: điện áp hiệu dụng đầu cuộn sơ cấp
U2: điện áp hiệu dụng đầu cuộn thứ cấp
N1: số vòng dây cuộn sơ cấp N2: số vòng dây cuộn thứ cấp
I1 : cường độ hiệu dụng cuộn sơ cấp
I2 : cường độ hiệu dụng cuộn thứ cấp
a-Ở chế độ không tải :
2
1
U N
U N
+Nếu : N1 < N2 => U1 < U2 : máy tăng
+Nếu : N1 > N2 => U1 > U2 : máy hạ
b-Ở chế độ có tải: điều kiện làm việc lý tưởng:
2
1
U I N
U I N
5-Ứng dụng: truyền tải điện xa
Gọi Pphát: công suất cần truyền đi, Uphát: điện áp đầu máy phát
I : cường độ dòng điện đường dây
Pphát = Uphát I => I = phát
phát
U P
Cơng suất hao phí đường dây:
2 phát
hao phí
phát rI r
U
P
P
*Muốn giảm hao phí đường dây, phải tăng Uphát (nhờ máy biến áp).
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG III :
(19)LT Phát biểu định nghĩa viết cơng thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện, điện áp
LT Viết cơng thức tính cảm kháng, dung kháng tổng trở đoạn mạch có R, L,
C mắc nối tiếp nêu đơn vị đo đại lượng
LT Viết hệ thức định luật Ôm đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá
trị hiệu dụng độ lệch pha)
LT Viết công thức tính cơng suất điện tính hệ số cơng suất đoạn mạch RLC
nối tiếp
LT Lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện ?
LT Nêu đặc điểm đoạn mạch RLC nối tiếp xảy tượng cộng
hưởng điện
LT Nêu nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều, động điện xoay
chiều ba pha máy biến áp
LT Phân biệt cấu tạo loại máy điện
CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ (3) A ƠN LÝ THUYẾT :
I Dao động điện từ.Mạch dao động LC.
1./ Mạch dao động ? mạch kín gồm tụ điện có điện dung C mắc với cuộn dây cảm có độ tự cảm L có điện trở r
a./ Sau tụ tích điện, phóng điện qua cuộn cảm tạo mạch LC dao động điện từ tự
- Điện tích hai tụ, hiệu điện hai tụ dòng điện qua cuộn cảm biến thiến điều hòa với cùng:
Tần số góc riêng:
1 LC
tần số góc riêng tỉ lệ nghịch bậc hai
với L C
Tần số riêng:
1 f
LC
tần số f tỉ lệ nghịch bậc hai với L C
Chu kì riêng: T 2 LC Chu kì T tỉ lệ thuận bậc hai với L C
(20)- Điện tích dịng điện :q = q0 cos (t) i = I0 cos (t +
) với I0 = q0
-Điện áp hai đầu cuộn cảm ( hai đầu tụ ) : u =
0 os
q
c t
C ( V)
Nhận xét: - Cường độ dòng điện i mạch dao động LC sớm pha điện tích q, điện áp góc
3./ Năng lượng điện từ mạch dao động LC. Giả sử điện tích biến thiên điều hịa: q = q0 cos t
+) Năng lượng điện trường tụ điện : WC = qu= 2 q
Ccos2(
t) = W0 cos2(t)
+) Năng lượng từ trường cuộn cảm :
WL =
Li2 = 2
L2 qo2 sin2(t) =
2
2 q
Ccos2(
t) = W0 sin2(t)
Ghi nhớ nhanh:
- Năng lượng điện trường lượng từ trường biến thiên điều hoà với tần
số góc ’ = 2, f’ = 2f chu kì T’ = T
.( giống lượng lắc)
- Trong trình dao động ln có chuyển hóa qua lại lượng điện lượng từ
+) Năng lượng điện từ :W = WC + WL =
2
2 q
C= 2
LIo2 =
CUo2 = W0 =
hằng số( không đổi theo t)
Tổng lượng điện trường lượng từ trường mạch gọi năng lượng điện từ, bảo tồn( khơng đổi theo thời gian)
Giúp hiểu sâu :
- Năng lượng điện từ lượng điện trường cực đại tụ điện:
W = WCmax=
2
2 q
C=2
CUo2 (J)
- Năng lượng điện từ lượngđiện trường cực đại tụ điện:
W = WCmax=
LIo2 (J)
Hệ cần nhớ:
1./ :
2
2 q
C = 2
LIo2
0 Q LC I 0
2 Q
T LC
I
2./ : 2
LIo2 =
CUo2
2 U L C I
(21)1./ Điện trường xoáy.
- Điện trường xốy có đường sức đường cong kín , bao quanh các đường sức từ trường.( đường sức khơng có điểm khởi đầu điểm kết thúc: Khác với đường sức điện trường tĩnh)
- Tại nơi nào, có biến thiên điện trường xuất từ trường ngược lại
2./ Từ trường xốy có đường sức từ trường khép kín 3./Điện từ trường :
- Sự biến thiên chuyển hóa liên tục điện trường từ trường không gian gây điện từ trường
- Điện từ trường lan truyền không gian với tốc độ tốc độ ánh sáng : c = 3.108(m/s).
- Điện từ trường biến thiên tuần hồn theo thời gian, khơng gian III Sóng điện từ.
1./ Sóng điện từ điện từ trường lan truyền không gian, kể chân không. 2./ Đặc điểm sóng điện từ.
- Sóng điện từ lan truyền chân với tốc độ tốc độ lang truyền ánh sáng: c = 3.108 ( m/s).
- Sóng điện từ sóng ngang, điểm phương truyền véc tơ cường độ điện trường E véc tơ cảm ứng từ B vng góc với vng góc với
phương truyền sóng.(E B phương truyền sóng)
- Véc tơ : E B biến thiên tuần hồn theo khơng gian thời gian ln ln đồng pha.
3./ Tính chất sóng điện từ.
- Có đầy đủ tính chất giống sóng học Phản xạ, khúc xạ, giao thoa… - Truyền môi trường vật chất chân không
- Không cần môi trường truyền sóng
- Tần số sóng điện từ tần số trường điện từ
- Bước sóng sóng điện từ chân khơng: =
8
3.10 ( ) c
m
f f .
- Mang lương
- Sóng điện từ truyền từ mơi trường sang môi trương khác: tần số không đổi, vận tốc, bước sóng thay đổi
4./ Ứng dụng sóng điện từ.
- Sóng điện từ dùng làm sóng mang để chuyển tải dao động âm thanh, hình ảnh… xa phương pháp biến điệu
5 Sơ đồ khối máy phát vô tuyến điện đơn giản:
(22)(1): Micrô
(2): Mạch phát sóng điện từ cao tần
(3): Mạch biến điệu (4): Mạch khuyếch đại (5): Anten phát
(1): Anten thu
(2): Mạch khuyếch đại dao động điện từ cao tần
(3): Mạch tách sóng
(4): Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần
(5): Loa 6 Nguyên tắc thu sóng điện từ:
Dựa vào nguyên tắc cộng hượng điện từ mạch LC ( f = f0)
- Tần số thu có cộng hưởng điện từ: f =
1 f
LC
(Hz) - Bước sóng điện từ thu : = cT= c2 LC (m)
- Chu kì sóng điện từ thu được: T = T0 2 LC
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG IV:
LT Trình bày cấu tạo vai trị tụ điện cuộn cảm hoạt động mạch
dao động LC
LT Viết công thức tính chu kì dao động riêng mạch dao động LC
LT Dao động điện từ gì.? Năng lượng điện từ mạch dao động LC ?
LT Điện từ trường sóng điện từ ? Các tính chất sóng điện từ?
LT Nêu chức khối sơ đồ khối máy phát máy thu
sóng VTĐ đơn giản
LT Nêu ứng dụng sóng vơ tuyến điện thông tin, liên lạc
CHƯƠNG V SĨNG ÁNH SÁNG (6) A ƠN LÝ THUYẾT :
I Tán sắc ánh sáng.
* Tán sắc ánh sáng tượng lăng kính phân tích chùm sáng phức tạp thành chùm sáng có màu sắc khác nhau.
2
(23)* Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính.
* Ánh sáng trắng tổng hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ đến tím.
* Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng đơn sắc, lớn tia tím nhỏ tia đỏ.
* Chiết suất: n=c
v vtím < vđỏ
II Nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng.
1 Nhiễu xạ ánh sáng: tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ, gần mép vật suốt khơng suốt
2 Kết thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng :
- Đối với ánh sáng đơn sắc: vùng sáng hẹp có vân sáng , vân tối xen kẽ, song song cách
- Đối với ánh sáng trắng: điểm O có vân sáng trắng, hai bên vân sáng, vân tối chồng chất hỗn độn có dạng dải sáng cầu vồng tím đỏ ngồi
3 Công thức giao thoa ánh sáng:
a) Khoảng vân: khoảng cách hai vân sáng (hoặc tối) cạnh
D i
a
a = S1S2 : khoảng cách hai khe sáng, : bước sóng ánh sáng
D : khoảng cách từ hai khe sáng tới hứng vân (E)
b) Vị trí vân sáng : xk = D k
a
= ki ( k = 0, 1, 2, …gọi bậc giao
thoa)
c) Vị trí vân tối : xt =
( )
2 D k
a
= (k +
1
2) i vân tối thứ n ứng với:
(24)4 Mổi ánh sáng đơn sắc có màu xác định, ứng với bước sóng (tần số) xác định
Trong chân không λ=c
f c = 3.10 (m/s), môi trường chiết suất n: λ❑
=λ
n
5 Ánh sáng trắng có bước sóng khoảng từ 0,38m (tím) đến 0,76m
(đỏ)
+ Độ rộng quang phổ bậc k: Δxk=k(λd− λt)D
a
6 Khi chiếu vào khe S đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 , 2 :
thì có hai hệ vân hai ánh sáng đơn sắc đó, đồng thời xuất số vân trùng (đổi màu)
Tại vị trí vân trùng (hai vân sáng trùng nhau) : xk1 xk2 k1 1 k2 2
III Máy quang phổ
a) Định nghĩa: Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức thành thành phần đơn sắc khác
b) Cấu tạo hoạt động: có ba phận chính:
Ống chuẩn trực phận tạo chùm sáng song song
Lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng song song chiếu tới, thành
chùm sáng đơn sắc song song
Buồng ảnh phận dùng để thu (chụp) ảnh quang phổ
Mỗi chùm sáng đơn sắc tao kính ảnh vạch màu đơn sắc Tập hợp vạch màu đơn sắc tạo thành quang phổ nguồn S
IV Phân tích quang phổ
Phân tích quang phổ phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học chất hay hợp chất , dựa vào việc nghiên cứu quang phổ ánh sáng chất phát
Ưu điểm: Nhanh, xác, cần lượng nhỏ mẫu vật, Có thể phân tích vật xa
V Các loại quang phổ
(25)phát xạ hấp thụ
Định nghĩa
Gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền cách liên tục
Gồm vạch màu riêng lẻ ngăn cách khoảng tối
Những vạch tối riêng lẻ quang phổ liên tục
Nguồn phát
Do chất rắn, lỏng, khí áp suất cao kích thích phát
Do chất khí áp suất thấp kích thích phát
Nhiệt độ đám khí hấp thụ phải thấp nhiệt độ nguồn phát sáng
Tính chất Ứng dụng
Khơng phụ thuộc
vào chất nguồn sáng,
chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng
Dùng đo nhiệt độ
của nguồn sáng
Mổi nguyên tố hóa
học có quang phổ vạch đặc trưng riêng của ( số vạch, màu vạch, vị trí vạch, )
Dùng xác định
thành phần cấu tạo nguồn sáng
Ở nhiệt độ
định vật có khả phát xạ xạ đơn sắc đồng thời có khả hấp thụ xạ đơn sắc
Quang phổ vạch
hấp thụ mổi nguyên tố có tính chất đặc trưng riêng cho ngun tố
Dùng nhận biết
có mặt chất hấp thụ
VI Các loại Tia (bức xạ) khơng nhìn thấy
(26)(tia)
Định nghĩa
Là xạ khơng nhìn thấy có chất sóng điện từ, có bước
sóng dài bước sóng tia đỏ
Là xạ khơng nhìn thấy có chất sóng điện từ, có bước sóng ngắn bước sóng tia tím
Là xạ khơng nhìn thấy có chất sóng điện từ, có bước sóng ngắn bước sóng tia tử ngoại
Nguồn phát
Mọi vật bị nung
nóng phát tia hồng ngoại
Do vật bị nung nóng
từ 20000C trở lên phát
ra
Tia X tạo
ống Rơn-ghen hay ống Cu-lit-giơ
Tính chất cơng dụng
Tác dụng kính ảnh Tác dụng nhiệt biến điệu
SĐT
gây tượng
quang điện
+ Dùng sấy khô, sưỡi ấm
+ Chụp ảnh vào ban đêm
+ Dùng điều khiển từ xa
Tác dụng kính ảnh Tác dụng phát quang,
ion hóa khơng khí
Tác dụng sinh học gây phản ứng quang
hợp
gây tượng
quang điện
bị nước, thủy tinh hấp
thụ
+ Dùng tiệt trùng, chữa bệnh còi xương
+ dị tìm vết nứt bề mặt kim loại
Tác dụng kính ảnh Tác dụng phát quang,
ion hóa khơng khí
Tác dụng sinh học gây tượng quang
điện
Có khả đâm xuyên
+ Dùng chiếu , chụp điện, chữa bệnh ung thư
+ kiểm tra khuyết tật sản phẩm đúc
VII Thuyết điện từ ánh sáng.
Bản chất ánh sáng sóng điện từ có bước sóng ngắn lan truyền khơng gian
(27):n
hỏ
f:
lớ
n
N
ăn
g l
ượ
ng
lớ
n Á
nh
sá
ng
tím
Á
n s
án
g đ
ỏ
Ti
a h
ồn
g n
go
ại
Ti
a t
ử n
go
ại
Ti
a X
Ti
a
T
h
an
g s
ón
g đ
iệ
n t
ừ
Các sóng vơ tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma có chất sóng điện từ, chúng khác bước sóng ( tần số)
+ Các tia có bước sóng ngắn có tính đâm xun mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang chất ion hóa khơng khí
+ Các tia có bước sóng dài, ta dễ quan sát tượng giao thoa
Nếu xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần ( tần số tăng dần) ta được một thang sóng điện từ sau: Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG V:
LT Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng
là ?
LT Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
LT Nêu vân sáng, vân tối giao thoa ánh sáng Điều kiện để xảy
tượng giao thoa ánh sáng
LT tượng giao thoa chứng điều ?Nêu tư tưởng thuyết điện từ ánh
sáng
LT Trình bày mối quan hệ chiết suất mơi trường bước sóng ánh sáng
chân không
LT Quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ quang phổ vạch hấp thụ
đặc điểm loại quang phổ
LT Bản chất, tính chất cơng dụng tia hồng ngoại, tia tử ngoại tia X
LT Kể tên vùng sóng điện từ thang sóng điện từ theo
bước sóng, theo tần số, theo lượng
(28)A ÔN LÝ THUYẾT : I Hiện tượng quang điện
1 Thí nghiệm Héc tượng quang điện
- Chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm tích điện âm làm bật êlectron khỏi mặt kẽm
2 Định nghĩa
- Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngoài)
Nếu chắn chùm sáng hồ quang thuỷ tinh dày tượng khơng xảy xạ tử ngoại có khả gây tượng quang điện kẽm
3 Định luật giới hạn quang điện
- Định luật: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hay
bằng giới hạn quang điện 0 kim loại đó, gây tượng quang điện 0
- Giới hạn quang điện kim loại đặc trưng riêng cho kim loại
- Thuyết sóng điện từ ánh sáng khơng giải thích mà giải thích thuyết lượng tử
II Thuyết lượng tử ánh sáng 1 Giả thuyết Plăng
- Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf; f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số
2 Lượng tử lượng ε=¿ hf = hc
λ h gọi số Plăng h = 6,625.10
-34J.s
3 Thuyết lượng tử ánh sáng
a Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn
b Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf
c Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng.
d Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phơtơn
4 Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng - Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron - Công để “thắng” lực liên kết gọi công thoát (A)
- Để tượng quang điện xảy ra: hf A hay c
h A
hc A
, Đặt
hc A
0
Chú ý để tính nhanh ta dùng
26
19,875.10 A
(29)5 Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng : Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt. III HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
1 Chất quang dẫn
- Là chất bán dẫn có tính chất cách điện không bị chiếu sáng trở thành dẫn điện bị chiếu sáng
2 Hiện tượng quang điện trong
- Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết để chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời giải phóng lỗ trống tự gọi tượng quang điện trong. Ứng dụng quang điện trở pin quang điện
3 Quang điện trở Là điện trở làm chất quang dẫn.
- Cấu tạo: sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện.- Điện trở thay đổi từ vài M vài chục
4 Pin quang điện
1 Là pin chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện
2 Hiệu suất 10%
III HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG 1 Khái niệm phát quang
- Sự phát quang hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác
- Đặc điểm: phát quang cịn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích 2 Huỳnh quang lân quang
- Sự phát quang chất lỏng khí có đặc điểm ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích gọi huỳnh quang
- Sự phát quang chất rắn có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích gọi lân quang
Các chất rắn phát quang loại gọi chất lân quang 3 Định luật Xtốc (Stokes) huỳnh quang
Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích:
hq > kt
IV CÁC TIÊN ĐỀ BOHR VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ : 1 Tiên đề trạng thái dừng
- Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ
- Trong trạng thái dừng nguyên tử, êlectron chuyển động quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng
- Đối với nguyên tử hiđrô rn = n2r0 r0 = 5,3.10-11m gọi bán kính Bo
Các mức K L M N O P ứng với n =1,2,3,4,5,6
(30)- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng (En) sang trạng thái dừng có
năng lượng thấp (Em) phát phơtơn có lượng hiệu En - Em:
= hfnm = En - Em Tính m n hc
E E
ý nhớ đổi 1eV =1,6.10-19 J
- Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em thấp mà hấp
thụ phơtơn có lượng hiệu En - Em chuyển lên trạng thái
dừng có lượng cao En
Ghi nhớ từ thấp lên cao hấp thụ từ cao trở thấp xạ V SƠ LƯỢC VỀ LAZE :
1 Cấu tạo hoạt động Laze
- Laze nguồn phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng
- Đặc điểm:
+ Tính đơn sắc + Tính định hướng + Tính kết hợp cao + Cường độ lớn 2 Một vài ứng dụng laze
- Y học: dao mổ, chữa bệnh ngồi da…
- Thơng tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin cáp quang…
- Công nghiệp: khoan, cắt
- Trắc địa: đo khoảng cách, ngắm đường thẳng… - Trong đầu đọc CD, bút bảng
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG VI:
LT Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện cho biết tượng
quang điện
LT Phát biểu định luật giới hạn quang điện
LT Nêu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng
LT Hiện tượng quang điện
LT Quang điện trở pin quang điện
LT Trình bày tạo thành quang phổ vạch phát xạ hấp thụ nguyên tử hiđrô
LT Sự phát quang ? Huỳnh quang, lân quang ? Ánh sáng huỳnh quang tuân
theo quy luật ?
LT Laze số ứng dụng laze
(31)I Tính chất, cấu tạo, lượng liên kết hạt nhân : 1 Cấu tạo hạt nhân , khối lượng hạt nhân:
a Cấu tạo hạt nhân :
* Hạt nhân có kích thước nhỏ (khoảng 10-14 m đến 10-15 m) cấu tạo từ hạt
nhỏ gọi nuclon Có loại nuclon:
- proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố +e; mp= 1,007276u
- nơtron: ký hiệu n, khơng mang điện tích mp= 1,008665u
* Nếu nguyên tố có số thứ tự Z bảng tuần hoàn Mendeleev (Z gọi ngun tử số) ngun tử có Z electron vỏ ngồi hạt nhân ngun tử chứa Z proton N nơtron
* Vỏ electron có điện tích -Ze ; Hạt nhân có điện tích +Ze Ngun tử điều kiện bình thường trung hòa điện
* Số nuclon hạt nhân là: A = Z + N A: gọi khối lượng số số khối lượng nguyên tử
+ Kí hiệu hạt nhân
- Hạt nhân nguyên tố X kí hiệu:
A Z X
- Kí hiệu dùng cho hạt sơ cấp: 11p, 0n,
0 1e
+ Đồng vị:
* Các nguyên tử mà hạt nhân có số proton Z có số nơtron N khác gọi đồng vị
Ví dụ: - Hydro có đồng vị: 11H H H,12 ,13
* Các đồng vị có số electron nên chúng có tính chất hóa học b Khối lượng hạt nhân Đơn vị khối lượng hạt nhân
1u = 121 khối lượng nguyên tử cacbon 126 C, 1u = 1,66055.10-27kg mp = 1,007276u; mn= 1,008665u
2 Lực hạt nhân:là lực liên kết nuclôn với nhau Đặc điểm lực hạt nhân:
+ Lực hạt nhân loại lực tương tác mạnh
+ Lực hạt nhân phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân 10-15m
+ Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích nuclơn 3.Năng lượng liên kết hạt nhân:
a, Độ hụt khối: m
- Khối lượng hạt nhân nhỏ tổng khối lượng nuclôn tạo thành hạt nhân
- Độ chênh lệch khối lượng gọi độ hụt khối hạt nhân, kí hiệu m m = [Zmp + (A – Z)mn – mX] với mX : khối lượng hạt nhân
(32)- Năng lượng liên kết hạt nhân lượng liên kết nuclôn riêng lẻ thành hạt nhân
Wlk = m.c2 = [Zmp + (A – Z)mn – mX] c2
- Muốn phá hạt nhân cần cung cấp lượng W Wlk
c Năng lượng liên kết riêng
Năng lượng liên kết riêng hạt nhân lượng liên kết tính cho nuclơn hạt nhân đó: Wlk
A
Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững II Phản ứng hạt nhân
1 Định nghĩa phản ứng hạt nhân
* Phản ứng hạt nhân tương tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác theo sơ đồ:
A + B → C + D
Trong đó: A B hai hạt nhân tương tác với C D hai hạt nhân tạo thành
Lưu ý: Sự phóng xạ trường hợp riêng phản ứng hạt nhân q trình biến đổi hạt nhân nguyên tử thành hạt nhân nguyên tử khác
+ Phản ứng hạt nhân tự phát
- Là trình tự phân rã hạt nhân không bền vững thành hạt nhân khác + Phản ứng hạt nhân kích thích
- Quá trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác - Đặc tính phản ứng hạt nhân:
+ Biến đổi hạt nhân + Biến đổi nguyên tố
+ Không bảo toàn khối lượng nghỉ
2 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân 11 22 33 44
A
A A A
Z AZ B Z C Z D
+ Định luật bảo toàn số Nuclon (số khối A):
Tổng số nuclon hạt nhân trước phản ứng sau phản ứng nhau: A1 + A2 = A3 + A4
+ Định luật bảo tồn điện tích nguyên tử số Z)
Tổng điện tích hạt trước sau phản ứng nhau: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
+ Định luật bảo toàn lượng bảo toàn động lượng:
* Hai định luật cho hệ hạt tham gia phản ứng hạt nhân Trong phản ứng hạt nhân, lượng toàn phầnvà động lượng bảo toàn
* Lưu ý : Khơng có định luật bảo tồn khối lượng hệ c Năng lượng phản ứng hạt nhân
(33)m = mC+mD : khối lượng hạt sản phẩm
- Phản ứng hạt nhân toả lượng thu lượng
Nếu m0 > m phản ứng hạt nhân toả lượng: lượng tỏa ra:
W = (mtrước - msau)c2
Nếu m0 < m Phản ứng hạt nhân thu lượng, phản ứng không tự xảy Muốn
phản ứng xảy phải cung cho lượng dạng động hạt tương tác W = (msau - mtrước)c2+ Wđ
III Hiện tượng phóng xạ: 1 Hiện tượng phóng xạ
* Phóng xạ tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác
* Những xạ gọi tia phóng xạ, tia phóng xạ khơng nhìn thấy phát chúng có khả làm đen kính ảnh, ion hóa chất, bị lệch điện trường từ trường…
Đặc điểm tượng phóng xạ:
* Hiện tượng phóng xạ hồn toàn nguyên nhân bên hạt nhân gây ra, hồn tồn khơng phụ thuộc vào tác động bên ngồi
* Dù ngun tử phóng xạ có nằm hợp chất khác nhau, dù chất phóng xạ chịu áp suất hay nhiệt độ khác nhau… tác động khơng gây ảnh hưởng đến q trình phóng xạ hạt nhân ngun tử
2 Các dạng phóng xạ: a.Phóng xạ :
- Hạt nhân mẹ X phân rã tạo thành hạt nhân Y, đồng thời phát tia phóng xạ Z
AX → Z −2
A −4Y
+24He
+ Tia chùm hạt nhân hêli ❑24 He chuyển động với tốc độ vào cỡ 2.107 m/s, Bị lệch âm tụ điện Vận tốc chùm tia : cỡ 2.107 m/s Có khả ion hóa mơi
trường mạnh lượng giảm nhanh tối đa cm khơng khí, có khả đâm xun yếu.khơng xun qua tờ bìa dày
b Phóng xạ
Phóng xạ
Phóng xạ - trình phát tia - Tia - dịng êlectron - Dạng tổng qt q trình phóng xạ -: Z
A
X⃗β− Z+1
A
Y+00~❑v - Tia - chuyển động với vận tốc gần vận tốc ánh sáng
- Có khả làm iơn hóa chất khí yếu tia , nên có khả đâm xuyên
mạnh hơn,
đi khoảng vài mét xuyên qua nhơm vài mm Phóng xạ +
- Phóng xạ + trình phát tia + Tia + dịng pơzitron (
e )
- Dạng tổng qt q trình phóng xạ + : β
+¿ Z+1
A
Y+0 v
Z A
(34)- Tia + chuyển động với vận tốc gần vận tốc ánh sáng
- Hạt +β¿¿ mang điện tích +1e, lùi sau so với hạt nhân mẹ
c.Phóng xạ γ
- Các hạt nhân tạo thành q trình phóng xạ trạng thái kích thích khơng làm thay đổi cấu tạo hạt nhân
- Tia gamma : có chất sóng điện từ có bước sóng ngắn (dưới 10-11m)
khơng nhìn thấy Đây chùm phơtơn lượng cao, có khả làm đen kính ảnh, làm iơn hóa chất khí,có khả đâm xuyên mạnh, nguy hiểm cho người Tia không bị lệch điện trường từ trường
3 Định luật phóng xạ
* Mỗi chất phóng xạ đặc trưng thời gian T gọi chu kỳ bán rã Cứ sau chu kì 1/2 số nguyên tử chất biến đổi thành chất khác
* Gọi N0, m0 số nguyên tử khối lượng ban đầu khối lượng phóng xạ
Gọi N, m: số nguyên tử khối lượng thời điểm t Ta có: N = NO
.t 2 Tt
e
m = mo
.t 2 Tt
e T: chu kỳ bán rã , là số phóng xạ với =
ln 0,693
T T
Bảng quy luật phân rã
t = T 2T 3T 4T 5T 6T
Số hạt lại N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 N0/32 N0/64
Số hạt phân rã N0/2 N0/4 N0/8 15 N0/16 31 N0/32 63 N0/64
Tỉ lệ % rã 50% 75% 87.5% 93.75% 96.875% Tỉ lê rã
lại 15 31 63
Ứng dụng phóng xạ : Xác định tuổi cổ vật, phương pháp nguyên tử dánh dấu gây đột biến gen
IV Cơ chế phản ứng phân hạch : 1 Phản ứng phân hạch gì?
- Là vỡ hạt nhân nặng thành hạt nhân trung bình (kèm theo vài nơtrơn phát ra)
Phản ứng phân hạch kích thích
n + X X* Y + Z + kn (k = 1, 2, 3)
- Quá trình phân hạch X khơng trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X* 2 Năng lượng phân hạch
- Xét phản ứng phân hạch:
(35)1 235 236 139 95 0n 92U 92U * 54Xe 38Sr20n
a Phản ứng phân hạch toả lượng
- Phản ứng phân hạch 23592U phản ứng phân hạch toả lượng, lượng gọi năng lượng phân hạch.
- Mỗi phân hạch 23592U tỏa lượng 212MeV b Phản ứng phân hạch dây chuyền
- Giả sử sau phân hạch có k nơtrơn giải phóng đến kích thích hạt nhân 23592U tạo nên phân hạch
- Sau n lần phân hạch, số nơtrơn giải phóng kn kích thích kn phân hạch mới.
+ Khi k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh
+ Khi k = 1: phản ứng PHDC tự trì, lượng phát khơng đổi nhà máy điện hạt nhân
+ Khi k > 1: phản ứng PHDC tự trì, lượng phát tăng nhanh, gây bùng nổ Bom nguyên tử
3 Phản ứng phân hạch có điều khiển
- Được thực lò phản ứng hạt nhân, tương ứng trường hợp k = - Năng lượng toả không đổi theo thời gian
V Phản ứng nhiệt hạch :
1 Phản ứng tổng hợp hạt nhân gì?
- Là q trình hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành hạt nhân nặng
2
1H1H 2He0n Phản ứng toả lượng: Qtoả = 17,6MeV
2 Điều kiện thực hiện- Nhiệt độ đến cỡ trăm triệu độ 3 Năng lượng tổng hợp hạt nhân
- Năng lượng toả phản ứng tổng hợp hạt nhân gọi lượng tổng hợp hạt nhân
- Thực tế quan tâm đến phản ứng tổng hợp nên hêli
B CÂU HỎI ÔN CHƯƠNG VII:
LT Lực hạt nhân đặc điểm lực hạt nhân ?
LT Viết hệ thức Anh-xtanh khối lượng lượng
LT Độ hụt khối lượng liên kết hạt nhân ?
LT Phản ứng hạt nhân ?
LT Phát biểu định luật bảo toàn số khối, điện tích, động lượng lượng
tồn phần PƯHN
LT Hiện tượng phóng xạ ?
(36)LT Viết hệ thức định luật phóng xạ
LT Nêu số ứng dụng đồng vị phóng xạ
LT 10 Phản ứng phân hạch ?
LT 11 Phản ứng dây chuyền nêu điều kiện để phản ứng dây
chuyền xảy
LT 12 Phản ứng nhiệt hạch nêu điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy
ra
LT 13 Nêu ưu việt lượng phản ứng nhiệt hạch
CHƯƠNG VIII TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ.(2) A ÔN LÝ THUYẾT :
1 HẠT SƠ CẤP
Hạt sơ cấp hạt có kích thước khối lượng nhỏ hạt nhân nguyên tử
a) Các đặc trưng hạt sơ cấp: khối lượng nghỉ m0 (hay lượng nghỉ E0),
điện tích Q, spin s, thời gian sống trung bình T Tên
hạt
Năng lượng nghỉ E0 (MeV)
Điện tích Q (e)
Thời gian sống (giây)
Phôtôn 0 ∞
Êlectrôn Pôzitron Nơtrinô ν
0,511 0,510
0
-1 +1
∞ ∞ ∞ Piôn +π¿¿
Kaôn k0
139,6 497,7
+1
2,6.10-8
8,8.10-11
Prôtôn Nơtrôn
938,3 939,6
+1
∞
932 Xicma S+
Ômêga Ω−
1189 1672
+1 -1
8,0.10-8
1,3.10-10
b) Phản hạt:
(37)quá trình tương tác hạt sơ cấp, xảy tượng hủy cặp “hạt + phản hạt” thành hạt khác, hoặc, lúc, sinh cặp “hạt + phản hạt”
Ví dụ: e+ + e- =
+ + = e+ + e
-c) Phân loại hạt sơ cấp: - Khối lượng nghỉ m0:
Hạt sơ
cấp Khối lượng Ghi chú
Phôtôn m0 =
Leptôn
Khối lượng khoảng từ đến 200me
Gồm hạt êlectrôn (e-),
nơtrinô (ν), pôzitron (e+), muyôn
(μ-), hạt tau (τ -),…
Hađrơn
Mêzơn, gồm hạt có khối lượng khoảng 200me 300me
Có hai nhóm: mêzơn π mê zơn K
Barion, gồm hạt nặng có khối lượng m ≥ mp
Có hai nhóm barion: nuclơn (n, p) hipêron, phản hạt chúng
d) Các loại tương tác Loại
tương tác
Cường độ tương tác
Bán kính tác dụng
Hạt truyền tương tác
Hấp dẫn 10-39 ∞ Gravitôn
Điện từ 10-2 ∞ Phôtôn
Mạnh 10-15 m Gluôn
Yếu 10-14 10-18 m Hạt W±, Z0
e) Hạt quac: Tất hađrôn cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi quac Có sáu hạt quac (kí hiệu u, d, s, c, b, t) sáu phản quac, mang điện tích ±e
3,±
2e
3 Các hạt
quac quan sát thấy thí nghiệm, trạng thái liên kết
Các barion tổ hợp ba quac Chẳng hạn prôtôn tạo từ ba quac (u, u, d), nơtron tạo nên từ ba quac (u, d, d)
Kí hiệu quac Điện tích Khối lượng (tính theo me)
u (up) d (down)
+ 2/3 - 1/3
10 20 s (strange)
c (charm)
- 1/3 + 2/3
(38)b (bottom) t (top)
- 1/3 + 2/3
9000 60000 2 HỆ MẶT TRỜI
a) Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, tám hành tinh lớn, hàng ngàn tiểu hành tinh, sao chổi, thiên thạch,…Tất hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo chiều (chiều thuận) gần mặt phẳng Mặt Trời hành tinh tự quay quanh quay theo chiều thuận (trừ Kim Tinh)
Vài số liệu Mặt Trời Trái Đất
Mặt Trời Trái Đất
- Bán kính RT ≈ 109 RĐ
- Khối lượng MT ≈ 333000 MĐ
- Nhiệt độ mặt ≈ 6000 K
- Bán kính RĐ ≈ 6400 km
- Khối lượng MĐ ≈ 5,98.1024 kg
- Bán kính quỹ đạo ≈ 150.106 km (1
đvtv) năm ánh sáng ≈ 63241 đơn vị thiên văn
1 đơn vị thiên văn = 1,49597892.1011m ≈ 150 triệu km
Vài số liệu hành tinh: Hành tinh m/MĐ
Khoảng cách đến Mặt Trời
(đvtv)
n (số vệ tinh)
Khối lượng riêng (103
kg/m3)
1 Thủy tinh Kim tinh Trái Đất Hỏa tinh Mộc tinh Thổ tinh
7 Thiên vương tinh
8 Hải vương tinh
0,055 0,81
1 0,11
318 95 15 17
0,39 0,72
1 1,52 5,20 9,54 19,2 30,0
0 63 34 27 13
5,4 5,3 5,5 3,9 1,3 0,7 1,2 1,7
b) Cấu trúc Mặt Trời
Trang 38
(39)Hình 3: a) Sao chổi b) Quỹ đạo chổi
a
) b)
Mặt Trời cấu tạo gồm hai phần: quang cầu khí
- Quang cầu: cịn gọi quang quyển, có dạng đĩa sáng trịn, bán kính khoảng 7.105 km.
- Khí Mặt Trời phân hai lớp: sắc cầu nhật hoa
c) Sao chổi thiên thạch
- Sao chổi khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài kilơmet, chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elip dẹt Chu kỳ chuyển động chổi quanh Mặt Trời khoảng từ vài năm đến
150 năm Đám khí bụi bao quanh bị áp suất ánh sáng Mặt Trời gây đẩy dạt phía đối diện với Mặt Trời tạo thành có dạng chổi
- Thiên thạch khối đá chuyển động quanh Mặt Trời với tốc độ hàng chục km/s theo quỹ đạo khác Khi thiên thạch bay vào bầu khí Trái Đất bị ma sát mạnh, nóng lên bốc cháy, để lại vệt sáng dài mà ta gọi băng
3 SAO, THIÊN HÀ
a) Sao thiên thể nóng sáng, giống Mặt Trời, xa Có số đặc biệt: biến quang (sao có độ sáng thay đổi), (sao có độ sáng đột ngột tăng lên hàng vạn lần, hàng triệu lần), punxa, nơtron (là xạ lượng dạng xung sóng điện từ mạnh)…
Ngồi ra, hệ thống thiên thể vũ trụ cịn có lỗ đen tinh vân Lỗ đen thiên thể có trường hấp dẫn lớn thu hút vật thể, kể ánh sáng Vì vậy, lỗ đen khơng xạ sóng điện từ Tinh vân đám bụi khổng lồ
(40)được rọi sáng gần đám khí bị ion hóa phóng từ ngơi hay siêu
b) Thiên hà hệ thống gồm nhiều loại tinh vân Có ba loại thiên hà chính: thiên hà xoắn ốc, thiên hà elip, thiên hà khơng định hình
Thiên Hà thuộc loại thiên hà xoắn ốc, chứa vài trăm tỉ sao, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng, hệ phẳng giống đĩa Hệ Mặt Trời cách trung tâm Thiên Hà khoảng 30 nghìn năm ánh sáng
4 THUYẾT BIG BANG
Thuyết Big Bang cho vũ trụ tạo vụ nổ lớn cách khoảng 14 tỉ năm, hiên giãn nở loãng dần
Hai kiện thiên văn quan trọng xác nhận tính đắn thuyết Big Bang là: - Vũ trụ giãn nở