Tải bản đầy đủ (.doc) (42 trang)

TONG HOP KIEN THUC ON THI TN 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (605.57 KB, 42 trang )

Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
Trang 1/28






Naêm hoïc:2010-2011
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS


 !"#$%&
A. Tóm tắt kiến thức.
1. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
a. Đại cương về chuyển động quay.
-
Một vật rắn bất kỳ quay quanh một trục cố định, chuyển động này có 2 đặc điểm:
 Mỗi điểm trên vật đều vạch ra 1 đường tròn vuông góc với trục quay, có bán kính
bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay và có tâm nằm ở trên trục quay.
 Mọi điểm của vật đều quay được những góc bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian.


- Tọa độ góc là hàm số của thời gian:
( )
t
ϕϕ
=
-
Ta quy ước: Chọn chiều dương là chiều quay của vật. Đơn vị của tọa độ góc là Radian (rad).
-
Tốc độ góc tại thời điểm t bằng đạo hàm của li độ góc tại thời điểm ấy:
( )
t
ϕω

=
. Đơn vị
là Rađian/giây






s
rad
.
-
Gia tốc góc tại thời điểm t bằng đạo hàm của tốc độ góc tại thời điểm ấy:
( )
t
ωγ


=
. Đơn vị là






2
s
rad
.
b. Các phương trình của chuyển động quay.
- Vật rắn quay đều:
t
ωϕϕ
+=
0
- Chuyển động quay có gia tốc góc không đổi theo thời gian:











∆=−
++=
+=
=
ϕγωω
γωϕϕ
γωω
γ
.2
2
1
.
2
0
2
2
00
0
tt
t
const
'(: Vật quay nhanh dần nếu
0>
γ
; vật quay chậm dần nếu
0<
γ
.
c. Vận tốc và gia tốc – Các phương trình chuyển động của một điểm nằm trên vật quay.
- Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc:

rv .
ω
=

- Khi vật rắn quay đều: mỗi điểm trên vật có một gia tốc hướng tâm:
r
r
v
a
n
2
2
ω
==
- Khi vật rắn quay không đều: gia tốc có hai thành phần:
 Thành phần hướng tâm
n
a
, có độ lớn
r
r
v
a
n
2
2
ω
==
 Thành phần tiếp tuyến
t

a
:
ra
t
.
γ
=
Vậy: gia tốc toàn phần của điểm đó:
nt
aaa

+=
; nó có độ lớn
22
nt
aaa +=
.
Theo phương tiếp tuyến điểm đó chuyển động nhanh dần đều với gia tốc
t
a
. Các phương
trình theo độ dài:
Trang 2/28
H
β
H
α
H
γ
H

δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS










∆=−
++=
+=
=
savv
tatvss
tavv
consta
t
t
t
t
.2
2
1
2
0

2
2
00
0
2. Định luật II Newton cho sự quay của vật.
-
Mômen lực:
dFM .=
. Đơn vị Nm.
-
Công của lực
F

có mômen M làm vật quay:
2
1
A Md
ϕ
ϕ
ϕ
=

2
1
t
t
M dt
ω
=


-
Công suất :
dA d
P M M I
dt dt
ϕ
ω γω
= = = =
Phương trình cơ bản của động lực học vật rắn (định luật II Newton).

γ
.IM =
trong đó: M là tổng tất cả các mômen ngoại lực tác dụng lên vật;
γ
là gia tốc góc của vật
quay quanh trục cố định; I là mômen quán tính của vật đối với trục quay.
Mômen quán tính của các vật đặc biệt:
 Thanh mảnh, có khối lượng m và chiều dài l quay quanh trục vuông góc và đi qua tâm:

2
12
1
mlI =
 Vành tròn hoăc trụ rổng bán kính R quay quanh trục của nó:
2
mRI =
.
 Đĩa tròn mỏng hoặc trụ đặc quay quanh trục của nó:
2
2

1
mRI =
 Khối cầu đặc đồng chất quay quanh một đường kính bất kỳ:
2
5
2
mRI =
.
 Quả cầu rổng quay quanh một đường kính bất kỳ:
2
2
3
I mR=
 Ống trụ dày có bán kính các mặt là
1 2
,R R
quay quanh trục của nó:
( )
2 2
1 2
1
2
I m R R= +
 Tấm đồng chất hình chữ nhật quay quanh trục vuông góc và đi qua tâm:

( )
2 2
1
12
I m a b= +

'(: Các vật đặc biệt khác có thể tính mômen quán tính của nó bằng phương pháp
“vi phân”: Chia nhỏ vật thành vô số các phần tử nhỏ có khối lượng
( )
mdm ∆

Cách trục quay một khoảng r. Mômen quán tính của phần tử đó đối với trục
quay sẽ bằng:
2
.rdmdI =
. Từ đó suy ra mômen quán tính của cả vật đối với trục
quay:

=
vatCa
dII
. Bằng phương pháp này ta có thể tính được mômen quán tính
của tất cả các vật đặc biệt.
• Vật quay quanh 1 trục song song và cách trục đối xứng một đoạn d (Nguyên lý Huy
ghen:

2
0
dmII ⋅+=

0
I
là mômen quán tính của vật đối với trục đối xứng.
3. Mômen động lượng, Định luật bảo toàn mômen động lượng. Động năng của vật rắn
quay quanh một trục cố định.
Trang 3/28

H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-
Mômen động lượng của vật rắn quay quanh trục cố định:
ω
.IL
=
. Đơn vị
( )
smkg /.
2
.
-
Dạng khác của phương trình cơ bản động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định:

dt
dL
M =
-
Khi tổng mômen các lực tác dụng vào vật bằng 0 thì mômen động lượng được bảo toàn:
constL =
hay trường hợp vật (hoặc hệ vật) có mômen quán tính I thay đổi mô mômen

động lượng
( )
L I
ω
=
là hằng số; hay
1 1 1 2 2 2
L I I L
ω ω
= = =
-
Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định:
W
đ
2
2
1
ω
I=
.
-
Động năng của vật rắn vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến:
W
đ
2 2
1 1
2 2
I mv
ω
= +

-
Định lý động năng:
W∆
đ
W=
sau
W−
trước
nl
A=
-
Cơ năng của hệ kín được bảo toàn:
2 2
1 1
2 2
mgh I mv const
ω
+ + =
B. Phương pháp giải toán:
)*: Các bài toán về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
Phương pháp:
- Sử dụng các công thức cho chuyển động quay không đều:











∆=−
++=
+=
=
ϕγωω
γωϕϕ
γωω
γ
.2
2
1
.
2
0
2
2
00
0
tt
t
const

rv .
ω
=


r

r
v
a
n
2
2
ω
==
- Khi vật rắn quay không đều xét một điểm trên vật gia tốc có hai thành phần:

r
r
v
a
n
2
2
ω
==

t
a
:
ra
t
.
γ
=
- Gia tốc toàn phần của điểm đó:
nt

aaa

+=
; nó có độ lớn
22
nt
aaa +=
.
- Theo phương tiếp tuyến điểm đó chuyển động nhanh dần đều với gia tốc
t
a
. Các phương
trình theo độ dài:










∆=−
++=
+=
=
savv
tatvss
tavv

consta
t
t
t
t
.2
2
1
2
0
2
2
00
0
'(: Có thể coi chuyển động chậm dần đều đến dừng là ngược lại của chuyển động
nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Chuyển động nhanh dần đều
0
γ
>
; chuyển động
chận dần đều
0
γ
<
.
)*+: Định luật II Newton cho sự quay của vật.
Trang 4/28
H
β
H

α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
Phương pháp:
Sử dụng các công thức:
-
dFM .=
-
γ
.IM =
Chú ý đến mômen quán tính của các vật cơ bản
Ngoài ra: Các vật đặc biệt khác có thể tính mômen quán tính của nó bằng phương
pháp “vi phân”:
• Vật quay quanh 1 trục song song và cách trục đối xứng một đoạn d (Nguyên lý Huy
ghen) :

2
0
dmII ⋅+=

0
I
là mômen quán tính của vật đối với trục đối xứng.
)*,: Mômen động lượng, định luật bảo toàn mômen động lượng. Động năng của vật
rắn quay quanh một trục cố định.
Phương pháp:

Áp dụng các công thức:
-
2
1
A Md
ϕ
ϕ
ϕ
=

2
1
t
t
M dt
ω
=

-
d
P M M I
dt
ϕ
ω γω
= = =

ω
.IL =
.
-

Mômen động lượng được bảo toàn khi tổng mômen ngoại lực tác dụng vào vật hoặc hệ vật
bằng không:
constL =
hay trường hợp vật (hoặc hệ vật) có mômen quán tính I thay đổi
mômen động lượng
( )
L I
ω
=
là hằng số, hay
1 1 1 2 2 2
L I I L
ω ω
= = =
-
Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định:

W
đ
2
2
1
ω
I=
.
-
Động năng của vật rắn vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến:

W
đ

2 2
1 1
2 2
I mv
ω
= +
-
Định lý động năng:

W

đ
W
=
sau
W

trước
nl
A=
-
Cơ năng của hệ kín được bảo toàn:

2 2
1 1
2 2
mgh I mv const
ω
+ + =
Trang 5/28

H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-
).
1.Các định nghĩa về dao động cơ
 Dao động cơ học.
-Dao động cơ học là sự chuyển động của một vật quanh một vị trí xác định gọi là vị trí cân bằng.
 Dao động tuần hoàn
-Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái của vật được lặp lại như cũ, theo hướng cũ sau
những khoảng thời gian bằng nhau xác định (Chu kì dao động)
 Dao động điều hòa
-Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được biểu thị bằng hàm cos hay sin theo thời
gian.
2.Phương trình dao động điều hòa
 Phương trình li độ
-Phương trình
cos( )( )x A t cm
ω ϕ
= +
Với: +x: li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng. (cm)
+A: Biên độ dao động hay li độ cực đại (cm)
+

ω
: tần số góc của dao động (rad/s)
+
ϕ
: pha ban đầu của dao động (t=0)
+
( )t
ω ϕ
+
: pha dao động tại thời điểm t. (rad)
 Phương trình vận tốc
-Phương trình
' sin( ) cos( )( )
2
v x A t A t cm
π
ω ω ϕ ω ω ϕ
= = − + = + +
=> Vận tốc nhanh pha hơn li độ góc
2
π
 Phương trình gia tốc
- Phương trình
2 2
' '' cos( ) cos( )( )a v x A t A t cm
ω ω ϕ ω ω ϕ π
= = = − + = + +
=> Gia tốc nhanh pha hơn vận tốc góc
2
π

, nhanh pha hơn li độ góc
π
3.Các đại lượng trong dao động cơ
 Chu kì dao động T(s)
- Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật thực hiện được một dao động toàn phần
 Tần số dao động f(Hz)
- Là số lần dao động trong một đơn vị thời gian
1
f
T
=
 Mối quan hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc.
-Biểu thức
2
2 f
T
π
ω π
= =
4.Năng lượng trong dao động cơ
- /010230
W = W
đ
+ W
t
 Động năng
W
đ
2 2 2 2 2 2
1 1 1

. . sin ( ) sin ( )
2 2 2
m v m A t kA t
ω ω ϕ ω ϕ
= = + = +
Trang 6/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
k
m
N
r
P
r
F
r
v = 0
k
F = 0
m
N
r
P
r

k
m
N
r
P
r
F
r

O A
A
x
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Thế năng
W
t
2 2 2
1 1
. cos ( )
2 2
k x kA t
ω ϕ
= = +
 Định luật bảo toàn cơ năng
W = W
đ
+ W
t
=

2 2 2
1 1
. . .
2 2
k A m A
ω
=
= W
đmax
= W
tmax
=
const
5.Con lắc lò xo
 Cấu tạo
-Con lắc lò xo gồm một là xo có độ cứng k(N/m) có khối lượng
không đáng kể, một đầu cố định, đầu còn lại gắng vào
vật có khối lượng m.
 Phương trình dao động của con lắc lò xo
 Phương trình li độ
-Phương trình
cos( )( )x A t cm
ω ϕ
= +
Với:
+x: li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng.
(cm)
+A: Biên độ dao động hay li độ cực đại (cm)
+
ω

: tần số góc của dao động (rad/s)
+
ϕ
: pha ban đầu của dao động (t=0)
+
( )t
ω ϕ
+
: pha dao động tại thời điểm t. (rad)
 Phương trình vận tốc
-Phương trình
' sin( ) cos( )( )
2
v x A t A t cm
π
ω ω ϕ ω ω ϕ
= = − + = + +
=> Vận tốc nhanh pha hơn li độ góc
2
π
 Phương trình gia tốc
- Phương trình
2 2
' '' cos( ) cos( )( )a v x A t A t cm
ω ω ϕ ω ω ϕ π
= = = − + = + +
=> Gia tốc nhanh pha hơn vận tốc góc
2
π
, nhanh pha hơn li độ góc

π
 Tần số góc
-Tần số góc của con lắc lò xo
k
m
ω
=
(rad/s)
 Chu kì
-Chu kì của con lắc
1 2
2
m
T
f k
π
π
ω
= = =
 Tần số
-Tần số dao động của con lắc lò xo
1 1
2 2
k
f
T m
ω
π π
= = =
Trang 7/28

H
β
H
α
H
γ
H
δ
- x
max
= A
- a
max
=
2
A
ω
- v
min
= 0
- W
đ
=
2
1
. 0
2
m v =
- W
tmax

=
2 2
1 1
2 2
kx kA=
- W = W
đ
+ W
t
= W
tmax
- F
đhmax
= k.x
max
= k.A
- Chuyển động đổi chiều tại
biên dao động.
- x
min
= 0
- v
max
=
.A
ω
- a
min
= 0
- W

đmax
=
2 2
max
1 1
.
2 2
m v kA=
- W
tmin
=
2
1
0
2
kx =
- W = W
đ
+ W
t
= W
đmax
- F
đhmin
= k.x
min
= 0
- Lực đàn hồi và gia tốc đổi
chiều tại vị trí cân bằng
4 x<0,a>0 ! 2x>0,a<0

Sơ đồ tóm lược dao động cơ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
6.Con lắc đơn
 Cấu tạo
-Gồm một sợi dây không giãn có độ dài l, khối lượng không đáng kể, một đầu cố định, đầu còn
lại được gắng vào một vật có khối lượng m. Con lắc dao động với biên độ góc nhỏ (
0
10
α
<
)
 Phương trình dao động
 Lực kéo về với li độ góc nhỏ.
sin
t
s
P mg mg mg
l
α α
= − = − = −
 Phương trình dao động
0
cos( )( )s S t cm
ω ϕ
= +
 Tần số góc
g
l
ω

=
(rad/s)
 Tần số dao động
1 1
2 2
g
f
T l
ω
π π
= = =
 Chu kì dao động
1 2
2
l
T
f g
π
π
ω
= = =
 Năng lượng của con lắc đơn
 Động năng của con lắc
W
đ
=
2
1
.
2

m v
 Thế năng của con lắc (Chọn gốc thế năng tại VTCB và
con lắc có li độ góc
α
)
(1 cos )
t
W mgl
α
= −
 Cơ năng của con lắc
W =
2
1
.
2
m v
+
(1 cos )mgl
α

= const
Trang 8/28
M
l
α > 0
α < 0
O
+
T

ur
P
ur
n
P
uur
t
P
ur
s = lα
C
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
7 Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng
 Dao động tắt dần
-Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian
-Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.
 Dao động duy trì:
4Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát
mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mãi mãi với chu kì
bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì.
Đặc điểm

• Ngoại lực tác dụng để cho dao động duy trì được thực hiện bỡi một cơ cấu nằm trong
hệ dao động.
 Dao động cưỡng bức
-Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F = F
0
sin(ωt + ϕ) lên một hệ. Lực này cung cấp năng lượng
cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi là dao động cưỡng bức
 Đặc điểm
• Dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực.
• Biên độ của dao động không đổi
• Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào:
+Biên độ ngoại lực điều hòa tác dụng vào hệ.
+Tần số ngoại lực và độ chênh lệch giữa tần số dao động của ngoại lực và tần số
dao động riêng của hệ.
• Ngoại lực tuần hoàn do một cơ cấu ngoài hệ tác động vào vật.
 Hiện tượng cộng hưởng
-Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với tần số riêng (f
0
) của hệ dao động tự do, thì biên độ dao động
cưỡng bức đạt giá trị cực đại.
 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :
-Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối
lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn
-Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn…
8. Tổng hợp dao động
-Tổng hợphai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có các
phương trình lần lượt là:x
1
= A
1

cos(ωt + ϕ
1
), và x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
) sẽ là một
phương trình dao động điều hòa có dạng: x = Acos(ωt + ϕ).Với:
• Biên độ: A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
• Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2

sin sin
tan
cos cos
A A
A A
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ
+
=
+
• Ảnh hưởng của độ lệch pha :
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= 2kπ → A = A
max
= A
1
+A
2
. :Hai dao động cùng pha
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
=(2k+1)π →A=A
min
=

A - A
1 2
:Hai dao động ngược pha
• Nếu ϕ
2
– ϕ
1
=
1
( )
2
k
π
+
→A =
2 2
1 2
A + A
:Hai dao động vuông pha
5& 6789:;:7<:#=6#>?:@AB=@CBD#E:@:F?#?#G=;#E::B∆#&
Biết tại thời điểm t vật có li độ x = x
0
.
* Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) cho x = x
0
Lấy nghiệm ωt + ϕ = α (ứng với x đang tăng, vì cos(ωt + ϕ) > 0)
hoặc ωt + ϕ = π - α (ứng với x đang giảm) với
2 2
π π
α

− ≤ ≤

* Li độ sau thời điểm đó ∆t giây là:x =Acos(ω∆t + α)
hoặc x =Acos(π - α + ω∆t)=Acos(ω∆t - α)
Trang 9/28
P
P
1
P
2
x
ϕ
∆ϕ
M
1
M
2
M

H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-

HI!JHIKL
1.Các khái niệm về sóng
 Sóng cơ
-Sóng cơ là dao động cơ được lan truyền trong không gian theo thời gian trong môi trường vật
chất.
 Sóng ngang
-Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử sóng vuông góc với phương truyền
sóng. Sóng ngang truyền được trong môi trường rắn và trên mặt nước.
 Sóng dọc
-Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử sóng trùng với phương truyền sóng.
Sóng dọc truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí
2.Các đại lượng đặc trưng của sóng
 Vận tốc truyền sóng v:
-Là vận tốc truyền pha dao động. Trong môi trường xác định thì tốc độ truyền sóng là xác định.
Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền sóng
 Chu kì sóng T:
-Chu kì sóng là chu kì dao động của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua, chu kì sóng là
chu kì dao động và cũng là chu kì của nguồn sóng.
 Tần số sóng f:
-Tần số sóng là tần số của các phần tử dao động khi có sóng truyền qua. Chu kì sóng là tần số
dao động và cũng là tần số của nguồn sóng
1
( )f Hz
T
=
 Bước sóng
λ
(m):
-Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì
.

v
v T
f
λ
= =
-Bướcc sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương dao động cùng pha.
 Biên độ sóng A:
-Biên độ sóng là biên bộ dao động của các phần tử sóng khi có sóng truyền qua.
 Năng lượng sóng
-Năng lượng sóng
2 2
1
2
W m A
ω
=
(J)
 Độ lệch pha
-Nếu hai điểm M và N trong mội trường truyền sóng và cách nguồn sóng 0 lần lược là d
M
và d
N
:
2 2
M N
d d
d
ϕ π π
λ λ


∆ = =
*Chú ý:
-Nếu hai điểm M và N cùng nằm trên một phương truyền sóng thì:
2
MN
ϕ π
λ
∆ =
*Nếu
. 2 .
d
k k
ϕ π π π
λ

∆ = ⇔ =
#ìB:đ:ểmđóAB=độngùngMB&⇒
.d k
λ
=
Nới
k Z∈
*Nếu
( ) ( )
2 1 . 2 2 1 .
d
k k
ϕ π π π
λ


∆ = + ⇔ = +
#ìB:đ:ểmđóAB=độngượcMB& ⇒
.d k
λ
=
*Nếu
. 2 .
2 2
d
k k
π π
ϕ π
λ

∆ = ⇔ =
#ìB:đ:ểmđóAB=độngNDOMB&⇒
.d k
λ
=
Nới
k Z∈
Trang 10/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ

Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Phương trình sóng
-Phương trình sóng tại một điểm trong môi trường truyền sóng là phương trình dao động của
điểm đó.
-Giả sử phương trình dao động của nguồn sóng O là
cosu A t
ω
=
=> Thì phương trình sóng tại điểm M cách O một khoảng x là
2
cos2 ( ) cos( . )
M M
t x x
u A A t
T
π
π ω
λ λ
= − = −
 Tính tuần hoàn của sóng
-Tại một điểm xác định trong môi trường truyền sóng có x = const. u
M
là một hàm biến thiên
điều hòa theo thời gian t với chu kì T
-Tại một thời điểm xác định t = const u
M
là một hàm biến thiên điều hòa trong không gian theo
biến x với chu kì
λ


3.Các khái niệm về giao thoa sóng
 Phương trình sóng
-Giả sử phương trình sóng tại hai nguồn kết hợp O
1
và O
2
là:
1 2
cosu u a t
ω
= =
-Xét một điểm M cách hai nguồn lần lược là d
1
= O
1
M và d
2
= O
2
M
-Phương trình sóng tại M do hai nguồn O
1
và O
2
truyền đến là
1
1
cos 2 ( )
M

dt
u a
T
π
λ
= −

2
2
cos2 ( )
M
dt
u a
T
π
λ
= −
-Phương trình sóng tổng hợp tại M
2 1
1 2
2 cos ( )cos2 ( )
2
M M M
d d t d
u u u a
T
π π
λ λ
− ∆
= + = −

=> Dao động tổng hợp tại M cũng là dao động điều hòa cùng tần số với hai dao động thành phần
với chu kì T
-Biên độ sóng tổng hợp tại M
2 1
2 cos ( ) 2 cos ( )
M
d d
A a a
ϕ
π π
λ λ
− ∆
= =
• Độ lệch pha
2 1
2
d d
ϕ π
λ

∆ =
• Biên độ dao động cực đại A
max
= 2A khi
2 1
2 1
cos ( ) 1 2 ;
d d
k k Z d d k
π ϕ π λ

λ

= ⇒ ∆ = ∈ ⇒ − =
• Biên độ dao động cực tiểu A
min
= 0 khi
2 1
2 1
1
cos ( ) 0 (2 1) ; ( )
2
d d
k k Z d d k
π ϕ π λ
λ

= ⇒ ∆ = + ∈ ⇒ − = +
• Số cực đại giao thoa N (Số bụng sóng trong khỏng từ O
1
,O
2
) dựa vào điều kiện
-S
1
S
2
< d
1
-d
2

< +S
1
S
2
. Với d
2
– d
1
thõa
2k
ϕ π
∆ =
• Số cực tiểu giao thoa N’ (Số nút sóng trong khoảng từ O
1
,O
2
) dựa vào điều kiện
-S
1
S
2
< d
1
-d
2
< +S
1
S
2
. Với d

2
– d
1
thõa
(2 1)k
ϕ π
∆ = +
4.Các khái niệm về sóng dừng
 Định nghĩa
-Sóng dừng là sóng có các nút và các bụng sóng cố định trong không gian.
 Tính chất
-Khoảng cách giữa hai nút sóng hay hai bụng sóng liên tiếp nhau trên phương truyền sóng:
; 0,1,2
2
NN BB
d d k k n
λ
= = =
Trang 11/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
A
Bụng
Nút

P
2
λ
A
P
N
N N N
N
B B B B
4
λ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-Khoảng cách giữa một nút và bụng sóng liên tiếp nhau trên phương truyền sóng:
(2 1) ; 0,1,2
4
NB
d k k n
λ
= + =
 Điều kiện có sóng dừng
-Sóng dừng có hai đầu cố định (nút sóng) hay hai đầu tự do
(bụng sóng)
; :
2
l k k
λ
=
số bó sóng
-Sóng dừng có một đầu cố định (nút sóng) và một đầu tự do (bụng sóng)

(2 1) ; :
4
l k k
λ
= +
số bó sóng
5.Các khái niệm về sóng âm
 Định nghĩa
-Sóng âm là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất.
-Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền được trong chân
không. Nói chung sóng âm truyền trong môi trường rắn có vận tốc lớn nhất.
-Tốc độ sóng âm phụ thuộc vào bản chất môi trường, nhiệt độ, áp suất…
-Sóng âm là sóng dọc.
-Tai người cảm nhận âm có tần số từ 16Hz-20000Hz.
 Hạ âm, siêu âm
-Sóng có tần số dưới 16Hz gọi là sóng hạ âm.
-Sóng có tần số trên 20000Hz gọi là sóng siêu âm
 Đặc trưng vật lý của âm
-Tần số: Nói chung âm có tần số lớn thì âm nghe càng cao và ngược lại âm có tần số nhỏ thì âm
nghe càng thấp.
-Cường độ âm và mức cường độ âm:
+Cường độ âm I: là năng lượng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với
phương truyền âm, trong một đơn vị thời gian.
.
W P
I
S t S
= =
(W/m
2

) Với P:công suất âm
S: diện tích âm truyền qua (m
2
)
+Mức cường độ âm L (dB)
0 0
( ) lg ( ) 10lg
I I
L B hayL dB
I I
= =
Với I: cường độ âm
I
0
:cường độ âm chuẩn = 10
-12
W/m
2
-Đồ thị dao động âm:
+Nhạc âm là những âm có tần số xác định.
+Tập âm là những âm có tần số không xác định
+Âm cớ bản - họa âm: Một nhạc cụ phát âm có tần số f
0
thì cũng có khả năng phát âm có
tần số 2f
0
,3f
0

Âm có tần số f

0
là âm cơ bản.
Âm có tần số 2f
0
,3f
0…
là các họa âm.
Tập hợp các họa âm gọi là phổ của nhạc âm (Đồ thị dao động âm)
 Đặc trưng sinh lý của âm
-Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí phụ thuộc: liên quan đến tần số âm, không phụ thuộc vào
năng lượng âm.
-Độ to: là đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào mức cường dộ âm và tần số âm.
-Âm sắc: là tính chất giúp ta phân biệt được các âm khác nhau do các nguồn âm phát ra (ngay cả
khi chúng có cùng độ cao và độ to)
Trang 12/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-
)PQRSTU
1.Khái niệm dòng điện xoay chiều
 Định nghĩa
-Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian (theo hàm

cos hay sin của thời gian)
 Biểu thức
0
cos( )i I t A
ω ϕ
= +
-Trong đó
+i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời(A)
+I
0
> 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều
+
,
ω ϕ
: là các hằng số.
+
ω
> 0 tần số góc
+
( )t
ω ϕ
+
: pha tại thời điểm t
+
ϕ
:Pha ban đầu
 Chu kì
2 1
( )T s
f

π
ω
= =
 Tần số
1
( )
2
f Hz
T
ω
π
= =
 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
-Định tính: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
-Định lượng:
+Giả sử khi t = 0 pháp tuyến
n
r
của khung dây trùng với .Từ thông qua khung dây tại thời
điểm t là:
cosNBS t
φ ω
=
+Từ thông biến thiên làm xuất hiện trong khung dây một suất điện động cảm ứng tức thời
tại thời điểm t là:
sin
d
NBS t
dt
φ

ε ω
= − =
+Với N,B,S
ω
là các đại lượng không đổi.
=>Vậy suất điện động trong khung biến thiên điều hòa với tần số góc
ω
 Giá trị hiệu dụng
0 0 0
; ;
2 2 2
I U E
I U E= = =
2.Các loại mạch điện xoay chiều
 Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần
-Nếu:
0 0
cos ( ) cos ( )
R R R R
u U t V i I t A
ω ω
= ⇒ =
-Dòng điện và điện áp giữa hai đầu R cùng pha nhau.
-Biểu thức định luật Ohm:
0
0
R
R
R R
U

U
I I
R R
= ⇒ =
-Giảng đồ vecto quay Fresnen
 Đoạn mạch chỉ chứa tụ điện
-Nếu
0 0
cos ( ) cos( )( )
2
C C C C
u U t V i I t A
π
ω ω
= ⇒ = +
Hay
0 0
cos( )( ) cos( )( )
2
C C C C
i I t A u U t V
π
ω ω
= ⇒ = −
-Điện áp giữa hai đầu tụ điện chậm pha hơn cường độ dòng điện góc
2
π
Trang 13/28
O
R

U
uuur
I
r
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-Dung kháng của đoạn mạch
1 1
( )
2
C
Z
C fC
ω π
= = Ω
-Biểu thức định luật Ohm
0
0
C C
C C
C C
U U

I I
Z Z
= ⇒ =
-Giảng đồ vector quay Fresnen
 Đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần
-Nếu
0 0
cos ( ) cos( )( )
2
L L L L
u U t V i I t A
π
ω ω
= ⇒ = −
Hay
0 0
cos( )( ) cos( )( )
2
L L L L
i I t A u U t V
π
ω ω
= ⇒ = +
-Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm nhanh pha hơn cường độ dòng điện góc
2
π
-Cảm kháng của đoạn mạch
2 ( )
L
Z L fL

ω π
= = Ω
-Biểu thức định luật Ohm
0
0
L
L
L L
L L
U
U
I I
Z Z
= ⇒ =
-Giảng đồ vector quay Fresnen
 Đoạn mạch RLC nối tiếp
-Sơ đồ mạch điện
-Nếu cho biểu thức
0 0
cos ( ) cos( )( )u U t V i I t A
ω ω ϕ
= ⇒ = −
-Nếu cho biểu thức
0 0
cos( )( ) cos( )( )i I t A u U t V
ω ω ϕ
= ⇒ = +
-Dung kháng của đoạn mạch
1 1
( )

2
C
Z
C fC
ω π
= = Ω
-Cảm kháng của đoạn mạch
2 ( )
L
Z L fL
ω π
= = Ω
-Giảng đồ vector quay Fresnen
-Từ giảng đồ vector ta có:

U
2
= U
R
2
+ (U
L
- U
C
)
2

Biểu thức định luật Ohm:
0
0

U
U
I I
Z Z
= ⇒ =

Tổng trở của đoạn mạch:
2 2
( ) ( )
L C
Z R Z Z= + − Ω

Hệ số công suất:
0
0
R
R
U
U R
Cos
U U Z
ϕ
= = =

Góc lệch pha
0 0
0
tan
L C L C L C
R R

U U U U Z Z
U U R
ϕ
− − −
= = =
• Nếu Z
L
> Z
C
: thì
0
ϕ
>
, mạch có tính cảm kháng, u nhanh pha hơn i góc
ϕ
• Nếu Z
L
< Z
C
: thì
0
ϕ
<
, mạch có tính dung kháng, u chậm pha hơn i góc
ϕ
• Nếu Z
L
= Z
C
: thì

0
ϕ
=
, u cùng pha i, khi đó
max
U
I I
R
= =

 Hiện tượng cộng hưởng điện
-Điều kiện để có cộng hưởng điện xảy ra:
1 1
L C
Z Z L
C
LC
ω ω
ω
= ⇔ = ⇒ =
-Hệ quả của hiện tượng cộng hưởng điện
• Z
min
= R => I
max
= U/R

cos 1
ϕ
=

=> P
max
= I
2
.R
Trang 14/28
O
ϕ
L
U
r
C
U
r
LC
U
r
R
U
r
U
r
I
r
R
C
A
B
L
O

I
r
O
L
U
uur
I
r
H
β
H
α
H
γ
H
δ
U
1
U
2
N
2
N
1
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS

0 0
0
tan 0

L C L C L C
R R
U U U U Z Z
U U R
ϕ
− − −
= = = =
=> u, i cùng pha

1
2
f
LC
π
=
3.Công suất của mạch điện xoay chiều
 Biểu thức
-Công suất tiêu thụ trung bình của mạch điện
2
cos
R
P UI UI I R
Z
ϕ
= = =
-Mạch RLC nối tiếp công suất tiêu thụ trong mạch là công suất tiêu thụ trên điện trở R
 Ý nghĩa hệ số công suất
-Hệ số công suất càng cao thì hiệu quả sử dụng điện năng càng cao. Để tăng hiệu quả sử dụng
điện năng ta phải tìm mọi cách để làm tăng hệ số công suất.
 Điều kiện để có công suất cực đại

-Từ biểu thức
2 2
2
2
2 2 2
cos
( )
( )
L C
L C
R U R U
P UI U
Z Z
Z R Z Z
R
R
ϕ
= = = =

+ −
+
-Nếu L,C,
ω
=const, R thay đổi.
2 2
2 2( )
L C
U U
P
R Z Z

= =

Với R =
L C
Z Z−
2
2 cos
2
Z R
ϕ
= ⇒ =
-Nếu R,U=const, L,C,f thay đổi
2
2
2 2 2
cos
( )
L C
R U R
P UI U
Z R Z Z
ϕ
= = =
+ −
.
=>Mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng
cos 1
ϕ
=
4.Biến áp và sự truyền tải điện năng

 Các khái niệm
-Máy biến áp là thiết bị dùng thay đổi điện áp xoay chiều.
-Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
-Cấu tạo: Gồm có hai phần:
+Lõi thép: bao gồm nhiều lá thép kĩ thuật điện mỏng
được ghép xác với nhau, cách điện nhau tạo thành lõi thép.
+Các cuộn dây quấn: Được quấn bằng dây quấn điện từ, các
vòng dây của các cuộn dây được quấn trên lõi thép và cách điện với
nhau. Số vòng dây của các cuộn dây thường là khác nhau.
 Công thức
-Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp làm phát sinh từ trường biến thiên trong lõi thép
=>gây ra từ thông xuyên qua mỗi vòng dây của hai hai cuộn là
0
cos t
φ φ ω
=
-Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lược là:
1 1 0
cosN t
φ φ ω
=

2 2 0
cosN t
φ φ ω
=
-Suất điện động trong cuộn thứ cấp
2
2 2 0
cos

d
N t
dt
φ
ε ω φ ω
= − =
-Trong cuộn thứ cấp có dòng điện cảm ứng biến thiên điều hòa cùng tần số với dòng điện ở cuộn
sơ cấp.
-Tỉ số máy biến áp:
1 1
2 2
U N
k
U N
= =

+Nếu k < 1: thì máy hạ áp
+Nếu k > 1: thì máy tăng áp
-Bỏ qua hao phí điện năng trong máy thì công suất trong cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau
U
1
I
1
= U
2
I
2
=>
1 1 2
2 2 1

U N I
k
U N I
= = =
Trang 15/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Giảm hao phí điện năng khi truyền tải điện năng đi xa
-Công suất hao phí khi truyền tải điện năng đi xa
Gọi P
phát
: là công suất điện ở nhà máy phá điện cần truyền tải.
U
phát
: là điện áp ở hai đầu mạch
I: cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây truyền tải
R: điện trở tổng cộng của dây truyền tải.

M6#
1U
M6#
&

1VCông suất hao phí trên đường dây truyền tải là

B=MW
1
+
&1&
M6#
XU
+
M6#
-Hai cách làm giảm hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa
+Giảm điện trở dây truyền tải bằng cách:
.
l
R
S
ρ
=
Tăng tiết diện dây dẫn (Tốn kém vật
liệu). Làm dây dẫn bằng các vật liệu có điện trở suất nhỏ => Không kinh tế.
+Tăng điện áp trước khi truyền tải bằng cách dùng máy biến thế =>Đang được sử dụng
rộng rãi.
5.Máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha.
 Nguyên lí hoạt động
-Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều một pha
-Phần cảm (Rôto): là phần tạo ra từ trường, là nam châm
-Phần ứng (Stato): là phần tạo ra dòng điện xoay chiều, gồm các cuộn dây giống nhau cố định
trên vòng tròn(Phần cảm có bao nhiêu cặp cực thì phần ứng có bấy nhiêu cuộn dây)
-Tần số dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều phát ra là:

Nếu rôto quay độ với tốc n (vòng/giây) hoặc n (vòng/phút)thì

=


=


; n (voøng/giay)
; n (voøng/phuùt)
60
f np
np
f
;
+p: Số cặp cực của rôto
+f: Tần số dòng điện xoay chiều(Hz)
 Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha
-Phần cảm ( Rôto) thường là nam châm điện
-Phần ứng (Stato) gồm ba cuộn dây giống hệt nhau quấn quanh trên lõi
thép và lệch nhau 120
0
. trên vòng tròn
 Dòng điện xoay chiều ba pha
-Là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều có cùng tần số, cùng
biên độ, nhưng lệch pha nhau
2
3
π
. Khi đó dòng điện xoay chiều trong

ba cuộn dây là
1 0
cos ( )i I t A
ω
=
,
2 0
2
cos( )( )
3
i I t A
π
ω
= −

3 0
2
cos( )( )
3
i I t A
π
ω
= +
 Mắc hình sao
-Gồm 4 dây trong đó có ba dây pha và một dây trung hòa.
-Tải tiêu thụ không cần đối xứng.
-
3.
d p
U U=

-I
d
= I
p
(tải đối xứng:I
0
= 0)
 Mắc hình tam giác
-Hệ thống gồm ba dây
-Tải tiêu thụ phải thật đối xứng
-
3.
d p
I I=
-U
d
= U
p

Trang 16/28
A
2
A
3
A
1
B
1
B
3

B
2
A
2
A
1
A
3
B
1
N
S
H
β
H
α
H
γ
H
δ
1
B
r
2
B
r
3
B
r
(1)

(2)
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Ưu điểm dòng xoay chiều ba pha
-Tiết kiệm dây dẫn
-Dòng điện xoay chiều ba pha đối xứng cho hiệu suất cao hơn so
với dòng điện xoay chiều một pha.
-Tạo ra từ trường quay dùng trong động cơ không đồng bộ ba pha
dễ dàng.
 Động cơ không đồng bộ
4
Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và từ
trường quay.
4
Cấu tạo:Gồm hai phần:
2Stato giống stato của máy phát điện xoay chiều ba pha
+Rôto: hình trụ có tác dụng giống như một cuộn dây quấn trên lõi thép

Trang 17/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
C
L
ξ

2
4
q
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS


-!
).QY4HIQY
1.Mạch dao động LC:
-Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp nhau.
2.Sự biến thiên của điện tích q cuả tụ điện và cường độ dòng
điện i của cuộn dây.
-Điện tích cuả tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên điều hòa theo biểu thức:
0
cos( )q Q t
ω ϕ
= +
-Với tần số góc là:
1
LC
ω
=
-Cường độ dòng điện trong mạch:
0 0
sin( ) cos( )
2
dq
i Q t I t

dt
π
ω ω ϕ ω ϕ
= = − + = + +
Với
0 0
I Q
ω
=
=>Dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng nhanh pha
2
π
so vơí điện tích giữa hai
bản tụ điện.
3.Dao động điện từ:
-Sự biến thiên điều hòa của cường độ điện trường và cảm ứng từ trong mạch dao động gọi là dao động
điện từ tự do trong mạch.
-Chu kì dao động riêng của mạch:
2T LC
π
=
-Tần số dao động riêng của mạch:
1 1
2
f
T
LC
π
= =
4. Điện từ trường và thuyết điện từ của Maxwell

 Điện trường xoáy:
Điện trường có đường sức là các đường cong khép kín gọi là điện trường xoáy
 Từ trường biến thiên:
Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì taị đó xuất hiện một điện trường xoáy.
 Từ trường xoáy:
Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường
xoáy.
 So sánh dòng điện dẫn và dòng điện dịch.
 Giống nhau:
-Cả hai đều sinh ra chung quanh nó một từ trường.
 Khác nhau:
-Dòng điện dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích. Còn dòng điện
dịch là một điện trường biến thiên, không có các hạt mang điện tích chuyển động.
 Điện từ trường:
-Điện trường biến thiên sinh ra từ trường xoáy, từ trường biến thiên sinh ra điện trường xoáy, hai
trường biến thiên này liên hệ mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất
gọi là điện từ trường.
 Thuyết điện từ:
-Thuyết điện từ cuả Maxwell khẳng định mối quan hệ khăng khít giữa điện tích, điện trường và
từ trường.
5.Sóng điện từ
 Định nghĩa:
-Sóng điện từ chính là điện từ trường biến thiên lan truyền trong không gian theo thời gian.
Trang 18/28
H
β
H
α
H
γ

H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Đặc điểm cuả sóng điện từ:
-Truyền trong mọi môi trường vật chất kể cả trong môi trường chân không. Tốc độ truyền sóng
điện từ trong chân không bằng tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.10
8
m/s (Đây là một trong
những bằng chứng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng điện từ)
-Sóng điện từ là sóng ngang. Taị mọi điểm trên phương truyền sóng các véctơ
E B v⊥ ⊥
ur ur r
từng
đôi một và tạo thành tam diện thuận.
-Trong sóng điện từ thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn dao động cùng pha nhau.
-Khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì sóng điện từ cũng bị phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ
như ánh sáng.
-Sóng điện từ mang năng lượng
-Sóng điện từ có bước sóng từ vài ?Z# đến vài G? gọi là sóng vô tuyến, được dùng trong thông
tin liên lạc vô tuyến.
 Bước sóng:
-Trong chân không:
. 2
c
c T c LC
f
λ π
= = =
vơí c = 3.10

8
m/s
-Trong môi trường vật chất có chiết suất n thì
. ;
n
v c
vT n
f n v
λ
λ
= = = =
Vơí v là tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n
6.Các loại sóng vô tuyến-vai trò của tần điện li
 Phân loaị:
Loại sóng Bước sóng Tần số
Sóng dài
Sóng trung
Sóng ngắn
Sóng cực ngắn
1km-10km
100m-1.000m (1km)
10m-100m
1m-10m
0,1MHz – 1MHz
1 MHz -10 MHz
10 MHz -100 MHz
100 MHz -1000MHz
 Vai trò của tần điện li trong việc thu và phát sóng vô tuyến
-Tần điện li: là tần khí quyển ở độ cao từ 80-800km có chứa nhiều hạt mang điện tích là các electron,
ion dương và ion âm.

-Sóng dài:có năng lượng nhỏ nên không truyền đi xa được. Ít bị nước hấp thụ nên được dùng trong
thông tin liên lạc trên mặt đất và trong nước.
-Sóng trung:Ban ngày sóng trung bị tần điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa được. Ban đêm
bị tần điện li phản xạ mạnh nên truyền đi xa được. Được dùng trong thông tin liên lạc vào ban đêm.
-Sóng ngắn: Có năng lượng lớn, bị tần điện li và mặt đất phản xạ mạnh. Vì vậy từ một đài phát trên
mặt đất thì sóng ngắn có thể truyền tới mọi nơi trên mặt đất. Dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất.
-Sóng cực ngắn: Có năng lượng rất lớn và không bị tần điện li phản xạ hay hấp thụ. Được dùng trong
thôn tin vũ trụ.
 Nguyên tắc chung trong việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến.
-Dùng sóng vô tuyến có bước sóng ngắn để tải thông tin. Đó là các sóng điện từ cao tần gọi là sóng mang.
-Biến điệu sóng mang: tức là trộn sóng âm tần và sóng vô tuyến thông qua mạch biến điệu.(Có thể
biến điệu biên độ (Sóng AM), biến điệu tần số (Sóng FM), hay biến điệu pha)
-Ở máy thu sóng vô tuyến phải tiến hành tác sóng âm tần và sóng mang qua mạch tách sóng (mạch
chọn sóng hoạt động dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ trong mạch dao động LC)
-Tín hiệu âm tần ở máy thu phải được khuyếch đại trước khi đưa ra loa.
 Sơ đồ khối của máy phát sóng vô tuyến đơn giản
Trang 19/28
Micro
Máy phát
cao tần
Biến điệu Khuyếch đại
cao tần
Ăng ten
phát
H
β
H
α
H
γ

H
δ
A
B
O
L
M
F
1
F
2
F
K
Đ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
 Sơ đồ khối của máy thu sóng vô tuyến đơn giản

-!
HI[H[
1.Tán sắc ánh sáng
 Định nghĩa tán sắc ánh sáng:
-Hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự phân tích một chùm sáng phức tạp thành nhiều chùm sáng
đơn sắc khác nhau.
 Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng.
-Do chiết suất của môi trường trong suốt thay đổi so với các ánh sáng đơn sắc khác nhau (Chiết
suất của môi trường đối với ánh sáng đơn sắc tăng dần theo thứ tự ánh sáng đỏ đến ánh sáng tím)
 Ứng dụng
-Dùng trong máy quang phổ lăng kính.
2.Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng.

 Ánh sáng đơn sắc
-Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có màu sắc xác định. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi qua
lăng kính.
-Một chùm sáng đơn sắc khi truyền qua hai môi trường khác nhau thì: tốc độ, chu kì, bước sóng
đều thay đổi, riêng chỉ có tần số (f) ánh sáng là không đổi.
 Ánh sáng trắng
-Là tập hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
 Chiết suất – vận tốc và bước sóng.
-Vận tốc ánh sáng phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền sóng
+Trong chân không hay không khí tốc độ ánh sáng là c = 3.10
8
m/s
+Trong các môi trường có chiết suất n đối với ánh sáng đó thì tốc độ truyền sóng là:
c
v c
n
= <
-Bước sóng ánh sáng đơn sắc đó trong môi trường được tính bỡi công thức:
+Trong không khí hay chân không:
c
f
λ
=
+Trong môi trường có chiết suất n:
n
v
f n
λ
λ
= =

4.Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng:
-Là hiện tượng tia sáng có thể đi quành ra phía sau vật cản (không tuân theo định luật truyền thẳng của
ánh sáng).
5.Hiện tượng giao thoa ánh sáng
 Thí nghiệm Y-âng(Young)
 Trường hợp ánh sáng đơn sắc.
+Ánh sáng từ đèn Đ phát ra cho qua kính lọc sắc. Tạo
ra ánh sáng đơn sắc
+Chùm sáng sau khi qua F chiếu vào F
1
và F
2
tạo thành
Hai nguồn phát sóng kết hợp (cùng bước sóng và hiệu số pha không đổi theo thời gian)
Trang 20/28
Ăng ten thu
Loa
Khuyếch đại
cao tần
Mạch tách
sóng
Mạch
khuyếch đại
âm tần
H
β
H
α
H
γ

H
δ
A
B
O
M
F
1
F
2
H
x
D
d
1
d
2
I
a
F
L
1
L
2
K
P
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
+Đặt mắt sau màn M quan sát được hiện tượng “có các vạch sáng và vạch tối xen kẽ đều đặn với nhau.
Màu sáng là màu của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm”

 Trường hợp với ánh sáng trắng: Thì ở giữa là vạch sáng màu trắng, hai bên là những dãi màu
cầu vồng biến thiên theo thứ tự “tím trong đỏ ngoài”
 Công thức giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng
λ
-Hiệu đường đi của hai sóng (hiệu quang trình)

2 1
ax
d d d
D
= − =
-Điều kiện tại M là vân sáng:

2 1
d d d k
λ
= − =
với
k Z∈
 Vị trí vân sáng:

. ; 0; 1
k
s
D
x k k i k
a
λ
= = = ±
+Khi k = 0 là vân sáng trung tâm.

+Khi k =

là vân sáng bậc 1…
-Điều kiện đề tại M là vân tối:

2 1
(2 1)
2
d d d k
λ
= − = +
với
k Z∈
 Vị trí vân tối

1 1
( ) ( ). ; 0; 1
2 2
t
s
D
x k k i k
a
λ
= + = + = ±
+Khi k = 0 là vân tối thứ nhất.
+Khi k =

là vân tối tứ 2…
 Khoảng vân: là khoảng cách giữa hai vân sáng hay hai vân tối liên tiếp nhau


D
i
a
λ
=
 Số vân sáng-vân tối trong miền giao thoa có độ rộng L
-Số vân sáng trong nửa trường giao thoa (trừ vân sáng trung tâm)

2.
L
n
i
=
+Gọi N
max
: là phần nguyên của n
=>Số vân sáng quan sát được N
s
= 2.N
max
+ 1
=>Số vân tối:

Nếu phần thập phân của n <0,5 thì số vân tối quan sát được
N
t
= 2N
max


Nếu phần thập phân của n >=0,5 thì số vân tối quan sát được
N
t
= 2(N
max
+1)
 Ứng dụng hiện tượng giao thoa ánh sáng
-Dùng đo bước sóng ánh sáng qua công thức:

.i a
D
λ
=
6.Máy quang phổ-các loại quang phổ
 Máy quang phổ lăng kính
 Định nghĩa:
-Máy quang phổ lăng kính là dụng cụ dùng để
phân tích chùm sáng phức tạp thành những
thành phần đơn sắc khác nhau.
-Nó dùng nhận biết thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng
phát ra.
 Cấu tạo
Trang 21/28
H
β
H
α
H
γ
H

δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-Ống chuẩn trực: dùng tạo chùm sáng song song
-Hệ tán sắc: bộ phận chính của máy quang phổ lăng kính có nhiệm vụ tán sắc ánh sáng
-Buồng tối: dùng ghi nhận hình ảnh quang phổ của các nguồn sáng.
 Nguyên tắc hoạt động:
-Dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng
7.Quang phổ phát xạ
 Quang phổ liên tục.
 Định nghĩa
-Quang phổ liên tục là dãi sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
 Nguồn phát sinh
-Các vật rắn, lỏng, khí có tỉ khối lớn bị nung nóng phát ra quang phổ liên tục.
-Mặt Trời là nguồn phát quang phổ liên tục.
 Đặc điểm
-Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng mà chỉ phụ thuộc
vào nhiệt độ của nguồn phát quang phổ liên tục.
-Khi nhiệt độ càng cao, miền phát quang phổ mở rộng về phía ánh sáng có bước sóng ngắn của
quang phổ liên tục.
 Ứng dụng
-Dựa vào quang phổ liên tục để xác định nhiệt độ của các vật phát sáng khi bị nung nóng.
-Ví dụ: nhiệt độ lò nung, hồ quang, mặt trời, các vì sao…
 Quang phổ vạch phát xạ.
 Định nghĩa
-Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm một hệ thống các vạch màu riêng rẽ nằm trên nền
tối.
 Nguồn phát sinh
-Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích phát ra quang phổ vạch phát xạ.
 Đặc điểm

-Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về: số lượng vạch
phổ, vị trí các vạch, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối giữa các vạch.
=>Như vậy: Mỗi nguyên tố hóa học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp cho
một quang phổ vạch phát xạ riêng đặc trưng cho nguyên tố đó.
 Ứng dụng
-Dùng nhận biết thành phần cấu tạo của nguồn phát quang phổ vạch phát xạ, xác định thành
phần cấu tạo của mẫu vật.
 Quang phổ hấp thụ
 Định nghĩa
-Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục.
 Nguồn phát sinh
-Chiếu một chùm sáng trắng qua một khối khí hay hơi được nung nóng ở nhiệt độ thấp, sẽ thu
được quang phổ vạch hấp thụ.
 Đặc điểm
-Vị trí các vạch tối nẳm đúng ở vị trí các vạch màu trong quang phổ vạch phát xạ của chất khí
hay hơi đó.
8.Tia hồng ngoại
 Định nghĩa
-Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy và nằm ngoài vùng ánh sáng đỏ của quang
phổ, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ
0,76 m
λ µ

 Bản chất
-Tia hồng ngoại có bản chất sóng điện từ.
 Nguồn phát sinh
-Do các vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của môi trường phát ra.
-Ở nhiệt độ thấp: chỉ phát tia hồng ngoại; Ở nhiệt độ 500
0
C bắt đầu phát ánh sáng đổ tối.

Trang 22/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
:Bước sóng lớn
f: nhỏ.
Năng lượng nhỏ
:nhỏ
f: lớn.
Năng lượng lớn
Ánh sáng tím
Án sáng đỏ
Tia hồng ngoại
Tia tử ngoại
Tia X
Tia
Sóng Radio
Thang sóng điện từ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
-50% năng lượng ánh sáng Mặt Trời thuộc năng lượng hồng ngoại.
-Nguồn phát hồng ngoại thường dùng là bóng đèn dây tóc bằng Vônfram nóng sáng, công suất từ
250W-1000W
 Tính chất và tác dụng
-Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại

là tác dụng nhiệt
-Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại
-Bị hơi nước hấp thụ mạnh
 Ứng dụng
-Chủ yếu dùng sấy hay sưởi trong công
nghiệp, nông nghiệp, y tế…làm các bộ
phận điều khiển từ xa.
-Chụp ảnh hồng ngoại.
9.Tia tử ngoại
 Định nghĩa
-Là các bức xạ không nhìn thấy, nằm
ngoài vùng ánh sáng tím của quang phổ,
có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh
sáng tím
0,4 m
λ µ

 Bản chất
-Tia tử ngoại có bản chất sóng điện từ.
 Nguồn phát sinh
-Do các vật bị nung nóng ở nhiệt độ từ
2000
0
C. Nhiệt độ càng cao phổ tử ngoại
mở rộng về miền sóng ngắn
-Nguồn phát tia tử ngoại như Mặt Trời, hồ
quang điện, đèn hơi thủy ngân…
 Tính chất và ứng dụng
-Tác dụng mạnh lên kính ảnh
-Làm phát quang một số chất

-Làm Ion hóa không khí
-Gây ra phản ứng quang hóa, quang hợp
-Bị nước và thủy tinh hấp thụ mạnh. Thạch anh không hấp thụ được tia tử ngoại
-Có tác dụng sinh học
 Ứng dụng
-Trong công nghiệp: dùng phát hiện các vết nứt nhỏ, các vết trầy xước trên bề mặt sản phẩm.
-Trong y học dùng chữa bệnh còi xương, diệt khuẩn, tiệt trùng…
9.Tia X (Tia Rơnghen)
Để phát tia X người ta dùng ống Rơnghen (Hay ống Cu-lít-giơ)
 Cấu tạo
Là ống thủy tinh hút chân không, có gắn 3 điện cực:
+Dây Vônfram được nung nóng dùng làm nguồn phát electron
+Ca tốt K làm bằng kim loại có dạng hình chỏm cầu để làm các electron phóng ra.
+A nốt A đồng thời bằng kim loại, có nguyên tử lượng lớn và khó nóng chảy như: platin,
Vônfram… dùng chắn dòng tia catốt. Hiện điện thế giữa hai cực A-K khoảng vài vạn vôn, Áp
suất trong ống chừng 10
-3
mmHg
 Cơ chế hoạt động
-Khi nối A-K vào hiệu điện thế U
AK
khoảng vài vạn vôn, các electron bật ra khỏi K tạo thành
dòng tia Catốt.
-Các electron trong chùm tia Catốt được tăng tố trong điện trường mạnh nên thu được động năng
lớn. Khi đến A, chúng đập vào A xuyên sâu vào những lớp bên trong của vỏ nguyên tử và tương
Trang 23/28
H
β
H
α

H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS
tác với hạt nhân nguyên tử và các electron ở các lớp này. Trong sự tương tác đó làm phát ra bức
xạ điện từ có bước sóng rất ngắn gọi là bức xạ hãm. Hay là tia Rơnghen.
 Bản chất của tia X
-Tia X có bản chất sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (từ 10
-12
-10
-8
m)
-Có khả năng đâm xuyên mạnh. Xuyên qua các vật thông thường dễ dàng, qua kim loại thì khó
khăn hơn. Kim loại có khối lượng riêng càng lớn thì khả năng cản tia X càng tốt (lá chì dày cỡ
vài mm cản được tia X)
-Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
-Làm phát quang một số chất
-Có khả năng Ion hóa chất khí
-Có tác dụng sinh li, hủy diệt tế bào, diệt khuẩn…
 Công dụng
-Trong y học: dùng chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông…
-Trong công nghiệp: dùng xác định khuyết tật của sản phẩm đúc.
-Dùng trong đèn huỳnh quang, máy đo liều lượng tia Rơnghen…
-Gây ra hiện tượng quang điện…


-!
\-]^[H[

1.Hiện tượng quang điện
-Là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi được chiếu sáng thích hợp.
2.Định luật giới hạn quang điện
-Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng
λ
ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện
0
λ
của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.
3.Giải thuyết Plăng
-Nguyên tử hay phân tử không hấp thụ hay bức xạ năng lượng một cách liên tục mà thành từng phần
riêng rẽ, giáng đoạn và có giá trị hoàn toàn xác định
.h c
hf
ε
λ
= =
. Với f là tần số của bức xạ.
h = 6,625.10
-34
J.s là hằng số Plăng
4.Lượng tử năng lượng.
-Lượng tử năng lượng được kí hiệu
c
hf h
ε
λ
= =
.Với c = 3.10
8

m/s , h = 6,625.10
-34
J.s là hằng số
5.Thuyết lượng tử ánh sáng
-Ánh sáng được tạo thành bỡi các hạt, mỗi hạt được gọi là một phôtôn
-Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang một năng lượng xác
định là
hf
ε
=
-Phôtôn bay với tốc độ ánh sáng c = 3.10
8
m/s dọc theo tia sáng.
-Mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thì chúng hấp thụ hay bức xạ một phôtôn
6.Giải thích giới hạn quang điện.
-Electron và hạt nhân trong kim loại tương tác nhau bằng lực tĩnh điện, giữa chúng có năng lượng liên
kết, để bức electron ra khỏi liên kết thì phải cung cấp cho nó năng lượng bằng hay lớn hơn lực liên kết
đó. Năng lượng cung cấp bằng năng lượng liên kết được gọi là công thoát (A) của electron. Mỗi kim loại
có một công thoát riêng đặt trưng cho kim loại đó.
Trang 24/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ
Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  C
THEPHYSICS

-Theo Anhxtanh, trong hiện tượng quang điện, một electron trong kim loại hấp thụ toàn bộ năng lượng
của phôtôn mà mỗi phôtôn có năng lượng xác định
c
hf h
ε
λ
= =
-Như vậy muốn có hiện tượng quang điện thì năng lượng phôtôn phải lớn hơn công thoát A của
electron.
c c
hf h A h
A
ε λ
λ
= = ≥ ⇒ ≥
Đặt
0
c
h
A
λ
=
vậy định luật giới hạn quang điện
0
λ λ

7.Lưỡng tính sóng-hạt.
-Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Gọi là lưỡng tính sóng hạt.
+Tính chất sóng thể hiện rõ qua bước sóng, còn tính chất hạt thể hiện qua năng lượng phôtôn
+Bước sóng càng lớn thì tính chất sóng thể hiện càng rõ và ngược lại bước sóng càng ngắn (năng

lượng phôtôn
c
hf h
ε
λ
= =
càng lớn)thì tính chất hạt thể hiện càng rõ.
8.Hiện tượng quang điện trong.
 Tính quang dẫn
-Tính quang dẫn là tính chất của một số chất bán sẫn là chất cách điện khi không được chiếu
sáng và trở thành chất dẫn điện khi được chiếu sáng thích hợp.
 Hiện tượng quang điện trong
-Hiện tượng electron trong chất bán dẫn bị bức ra khỏi liên kết tạo thành electron dẫn và lỗ trống
khi được chiếu sáng thích hợp.
 Quang trở
-Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Có cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn
trên một đế cách điện.
-Điện trở của quang trở có thể thay đổi từ
M Ω
khi chưa được chiếu sáng xuống vài chục

khi
được chiếu sáng
 Pin quang điện
-Định nghĩa: là một nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Pin
quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra trong chất bán dẫn.
-Hiệu suất của pin quang điện khoảng 10%.
9.Hiện tượng – quang phát quang
 Định nghĩa
-Hiện tượng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.

-Đặc điểm quang trọng của hiện tượng phát quang là: Ánh sáng phát ra có bước sóng dài hơn
bước sóng ánh sáng kích thích.
 Huỳnh quang-lân quang
-Quỳnh quang:là hiện tượng phát quang tắt ngay sau khi ngưng chiếu sáng kích thích. Nó thường
xảy ra với chất lỏng và chất khí.
-Lân quang: là hiện tượng phát quang còn kèo dài (0,1s đến hàng giờ) sau khi ngưng chiếu sáng
kích thích. Nó thường xảy ra với chất rắn.
10.Định luật Stoke về hiện tượng huỳnh quang
 Định luật
-Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng
hq
λ
dài hơn bước sóng ánh sáng kích thích
kt
λ
. (
hq
λ
>
kt
λ
)
 Giải thích
-Khi nguyên tử hấp thụ phôton của ánh sáng kích thích có năng lượng
kt
hf
ε
=
thì sẽ chuyển sang
trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn năng lượng ban đầu một lượng

kt
hf
ε
=
.Trước khi về
lại trạng thái ban đầu nguyên tử va chạm với các nguyên tử khác làm nó mất đi một phần năng
lượng nhận được. Vì thế khi trở về trạng thái ban đầu, nó bức xạ phôton mới có năng lượng nhỏ
hơn.
hq kt kt hq
hq kt
c c
hf hf h h
λ λ
λ λ
< ⇒ < ⇒ <
Trang 25/28
H
β
H
α
H
γ
H
δ

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×