Cẩm nang Chuẩn bị kiến thức thi TNTHPT & LTĐH

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO LÂM ĐỒNG Trường THPT Phan Bội Châu

Đồng hành cùng mùa thi

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

MỤC LỤC

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

2

Vấn đề 1: CƠ HỌC VẬT RẮN ..................................................................................... 4 Vấn đề 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC .................................................................................. 5 I. CON LẮC LÒ XO ............................................................................................................ 5 II. CON LẮC ĐƠN ............................................................................................................ 11 III. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ............................................................................................ 13 IV. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG .................... 14 Vấn đề 3: SÓNG CƠ HỌC .......................................................................................... 15 I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG .............................................................................. 15 II. SÓNG DỪNG ............................................................................................................... 17 III. SÓNG ÂM ................................................................................................................... 18 IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM ...................................................................................... 18 Vấn đề 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ............................................................. 19 I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ .................................................................................................. 19 II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SÓNG ĐIỆN TỪ ........................................................................ 20 Vấn đề 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ..................................................................... 21 I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ................................................................... 21 II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ........................................................................................ 21 III. BÀI TOÁN CỰC TRỊ .................................................................................................. 23 IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN) .......................................................... 25 V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG .............................................................. 26 Vấn đề 6: SÓNG ÁNH SÁNG ..................................................................................... 27 I. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC .................................................................... 27 II. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP) ............................................ 28 IV. SÓNG ĐIỆN TỪ.......................................................................................................... 29 Vấn đề 7: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ........................................................................... 30 I. THUYẾT LƯỢNG TỬ ................................................................................................... 30 II. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR .......................................................................................... 31 III. HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG ....................................................................... 32 IV. LASER ........................................................................................................................ 32 Vấn đề 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP .................................................................... 33 Vấn đề 9: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ........................................................................ 34 I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ............................................................................................ 34 II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN ....................................................................................... 34 III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ......................................................................................... 35 IV. PHÓNG XẠ: ........................................................................................................... 35 Vấn đề 10: VẬT LÍ VŨ TRỤ ...................................................................................... 37 I. CÁC HẠT SƠ CẤP ........................................................................................................ 37 II. MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI ....................................................................................... 37 III. CÁC SAO. THIÊN HÀ ................................................................................................ 39 IV. THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG) ......................................................................... 40 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 41 1. Các thao tác cộng số phức dưới dạng mũ được thực hiện dễ dàng với máy tính CASIO fx – 570MS. .......................................................................................................... 41 2. Thử lại bài toán cụ thể với hai phương pháp trên. ..................................................... 41 3. Hướng dẫn nâng cấp máy tính CASIO ƒx-500MS thành ƒx-570MS.......................... 42

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

LỜI NÓI ĐẦU

CHUẨN BỊ KIẾN THỨC THI TNTHPT & LTĐH

( Cẩm nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH )

Cẩm nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH được viết trên cơ sở dựa vào tinh thần thay sách giáo khoa các cấp và đổi mới phương pháp dạy học; đổi mới phương pháp dạy học vật lí. Đặc biệt là dựa trên cơ sở kiểm tra đánh giá kiến thức học sinh bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trong các kì thi TNTHPT và tuyển sinh vào các trường ĐH, CĐ, …

Cuốn Cẩm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH được thiết kế đi kèm với cuốn giáo khoa Vật Lí 12 (chương trình chuẩn và chương trình nâng cao), với mục đích giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải nhanh một số bài tập thường xuất hiện trong các đề thi đại học; cao đẳng trong những năm gần đây.

Để sử dụng tốt có hiệu quả học sinh phải trang bị các kiến thức toán liên quan: Hệ thức lượng trong tam giác, công thức lượng giác, giải phương trình lượng giác, các công thức đạo hàm, phép toán véc tơ, các phép toán lũy thừa, các phép toán logarít, …

Thêm một điều nữa là học sinh phải đọc kĩ và nhớ được các chú ý; dù rất nhỏ nhưng nó có thể giúp giải các bài toán phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả. Dù cố gắng rất nhiều nhưng chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp chân thành từ phía bạn đọc và các em học sinh.

Xin chân thành cảm ơn!

Di Linh, ngày 03 tháng 06 năm 2008

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

3

Nguyễn Hồng Thạch

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

Vấn đề 1: CƠ HỌC VẬT RẮN



const





1. Chuyển động quay đều  Tốc độ góc: 0  Gia tốc góc: t     Tọa độ góc: 0 2. Chuyển động quay biến đổi đều a. Tốc độ góc

 tb

  t 

   1 2 t t  1 2

Tốc độ góc trung bình:









t '( )

d  dt

 t



Tốc độ góc tức thời:

2





t

t 

Chú ý:  có thể dương; có thể âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn. b. Công thức về chuyển động quay biến đổi đều Gia tốc góc:   const Tốc độ góc: 0  

   0 0

1 2

2

2 (





)

      0

2 0

Tọa độ góc:

2

Phương trình độc lập với thời gian: c. Gia tốc góc





 tb

  t 

   1 t 

t 1

2









t '( )

Gia tốc góc trung bình:

 d dt

Gia tốc góc tức thời:

 Vaät quay nhanh daàn ñeàu  Vaät quay chaäm daàn ñeàu 

  : 0 .   : 0 . 3. Liên hệ giữa tốc độ dài với tốc độ góc; gia tốc dài và gia tốc góc v







r

.



r . 

a tt

 d dt

2



a

2  = .r

ht

. r  dv dt v r

2

2 a= r .

4 



r

2  .

4 2   



Chú ý:

: Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về độ lớn của véc tơ vận tốc

 v

tt

hoặc . Gia tốc tiếp tuyến    v ; av

)

r .  tta   ; av tt  a n

 a ht

Gia tốc pháp tuyến : Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về

(hay gia toác höôùng taâm  v



.





  ; av ht  a ht  Vaät bieán ñoåi ñeàu: a

 a tt

 a ht

   

M F d  .

hướng của véc tơ vận tốc  Vaät quay ñeàu: a Chú ý:

2

I

4. Mô men a. Mô men lực đối với một trục:

m r . i

i

n   i  1

b. Mô men quán tính đối với một trục:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

4

Chú ý: Mô men quán tính của một số dạng hình học đặc biệt:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

2



Hình truï roãng hay vaønh troøn:

.

2



I



Hình truï ñaëc hay ñóa troøn:

m R . .

I m R 1 2

2



I



Hình caàu ñaëc:

m R . .

2 5



2

I



 R(m): là bán kính

Thanh maûnh coù truïc quay laø ñöôøng trung tröïc cuûa thanh:

m l . .

1 12

2





I Thanh maûnh coù truïc quay ñi qua moät ñaàu thanh:

m l . .

1 3

2

 , l(m): là chiều dài thanh

I

I



G

 

m d . L I 

.

; trong đó d là khoảng cách từ trục bất kì đến trục đi qua G.

I

M

M I





.

 .

hoaëc

d  dt

M

const

dL dt 6. Định luật bảo toàn mô men động lượng L const 0 thì Neáu L    Heä vaät:

 ...

 L 1

2

I



...

I   1 2

2

I

L M t 



M t  .

.

2

Vaät coù moâ men quaùn tính thay ñoåi: 1 7. Định lí biến thiên mômen động lượng I      hay 2 1 1 8. Động năng của vật rắn

c. Định lí trục song song: d. Mô men động lượng đối với trục: 5. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

ñW

1 2 I 2



Động năng quay của vật rắn:

W ñ

2 mv c

1 2 I  2

1 2

Động năng của vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến: Trong



đó m là khối lượng,

ñ

ñ

1

cv là vận tốc khối tâm W W W A    hay  ñ 2 F

A  F

Định lí động năng:

Vấn đề 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

x A 

cos(

t   )

v

t

v

x

I. CON LẮC LÒ XO 1. Phương trình dao động:









 

A 

t  

 

';

sin(

A    )

cos(

)

 2

a

A

a

x

x

2. Phương trình vận tốc:



t   

 

 

2 

2 







v a ';

cos(

a );

'';

2 d x 2 dt

dx dt dv dt

a

t





     )

2 cos( A

3. Phương trình gia tốc:

m

f

rad s

l  

  









Hay 4. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu:

(

)

2

(

/ );

mg k

 2 T

k m

g l 

f

Hz

f







a. Tần số góc: ;

(

);

N t

1 T

k m

 1    2 2

b. Tần số:

T c. Chu kì:     s T ( );  2 1 f m k  2  t N t  )

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

5

d. Pha dao động: (

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

A

0

e. Pha ban đầu: 

t  0

 cos A   sin

x v 0

  

   MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP

t  là lúc vật qua vị trí cân bằng

0

0

0

Chú ý: Tìm , ta dựa vào hệ phương trình lúc 0

x  theo chiều dương 0

v  : 0

 Chọn gốc thời gian 0

   2

t  là lúc vật qua vị trí cân bằng

0

0

x  theo chiều âm 0

v  : Pha 0 0

 

Pha ban đầu

0

0

A : Pha ban đầu A  : Pha ban đầu  

0

ban đầu  Chọn gốc thời gian 0  2

t  là lúc vật qua biên dương 0x t  là lúc vật qua biên âm 0x

 Chọn gốc thời gian 0  Chọn gốc thời gian 0

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

x  0

v  : Pha ban 0

A 2

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 

 3

t  là lúc vật qua vị trí

đầu

0

0

v  : Pha ban 0

x   0

A 2

  

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 2 3

đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

x  0

v  : Pha ban đầu 0

A 2



 3

t  là lúc vật qua vị trí

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

0

0

v  : Pha ban đầu 0

x   0

A 2

 

 2 3

A

2

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

v  : Pha ban 0

x  0

2

  

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 4

A

2

đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

x   0

v  : Pha 0 0

2

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 

 3 4

A

2

ban đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

x  0

v  : Pha ban 0

2

 

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

 4

A

2

t  là lúc vật qua vị trí

đầu

0

0

v  : Pha ban 0

x   0

2

 

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

 3 4

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

6

đầu

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

A

3

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

x  0

v  : Pha ban 0

2

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 

 6

A

3

đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

x   0

v  : Pha 0 0

2

  

theo chiều dương  Chọn gốc thời gian 0

 5 6

A

3

ban đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

v  : Pha ban 0

x  0

2

 

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

 6

A

3

đầu

t  là lúc vật qua vị trí

0

0

v  : Pha ban 0

x   0

2

theo chiều âm  Chọn gốc thời gian 0

 

 5 6























đầu







  

)

)

)

sin

cos(

cos(

 sin(

)

cos

cos(

 2

 2





 2





 3

 5 6



 4

pha ban ñaàu



 3 4



  cuøng chieàu döông 

; ; ; sin  cos

Sơ đồ pha ban đầu

 6



 2 3

A



A



2 2

2 2

A

x

o A A

A





1 A 2

1 A 2

o 

3 2

3 2

2





3

pha ban ñaàu





3

5 6

ngöôïc chieàu döông

  





3 4

3



2 3

 2 Giaù trò caùc haøm soá löôïng giaùc cuûa caùc cung (goùc ) ñaëc bieät (ta neân söû duïng ñöôøng troøn löôïng giaùc ñeå ghi nhôù caùc giaù trò ñaëc bieät) Hoặc

A

3

3

A

2

A

2

x  

x  

x  

x  

x  

0

x

x

x  

A 2

2

2

A 2

2

A 2

x 

A 

A















0v 

 5 6

 3 4

 2 3

 3

 4

 6

Pha 



0

0















v 

 5 6

 3 4

 2 3

 3

 4

 6

 2  2

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

7

Li độ x

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

1800 3600

00

450 

600 

900 

300 

1200 2

1350 3

1500 5

2



0

Goùc Hslg

3

2

4

6

6

4

3

1

1

2

2

3

3

0

0

0

1

sin

2

2 1

2 1

2 2

3

2 3

2 2



-1

1

1

0

cos





2

2

2

2

2

2

3

3

0

0

-1

0

1

tg



3 kxñ

 3

3

3

3

3

0

-1

kxñ

kxñ

cotg kxñ

1



 3

3

3

3

2

2

2

2

2

2

A

x

A

5. Phương trình độc lập với thời gian:







2

4

2

v 

v a   

;

2 

2 v M a

M

A   : Vaät qua vò trí caân baèng a M v M Chú ý:  A  : Vaät ôû bieân v M a M   

k

l

l

l A l A

2 

x   

 

       A  6. Lực đàn hồi, lực hồi phục:

   (

x m  )

(

)

k    ( k    (

) l A ) neáu

F ñh

F ñhM F ñhm



 

0 neáu

l A

F ñhm

     kA





2 m A 

F hpM

ma

a. Lực đàn hồi:



kx m x



2 



F hp

F hp



0



0

F hpM F hpm

F hpm

   

    

b. Lực hồi phục: hay lực hồi phục

F hp

A

x



cos(

t   ) i

. luôn hướng vào vị trí cân bằng. Chú ý: + Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là như nhau F ñh

i

tìm it

t





+ Khi A >l (Với Ox hướng xuống): Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần và giãn 2 lần - Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 = -l đến x2 = -A. - Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 = -l đến x2 = A, 7. Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình a. Thời gian: Giải phương trình Chú ý: + Gọi O là trung điểm của quỹ đạo CD và M là trung điểm của OD; thời gian đi từ O đến M là

t OM

MD

T 12

T 6

, thời gian đi từ M đến D là .

x

x  ra vị trí

t 

A 

0

x

0

A 

+ Từ vị trí cân bằng mất khoảng thời gian .

x  ra vị trí

t 

2 2 3 2

T 8 T 6 Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

8

+ Từ vị trí cân bằng mất khoảng thời gian .

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

av

 a

 v





0;

), chuyển động từ D đến

av

 a

 v





0;

)

1x đến

2x

co

s



 1

   1

2

0



+ Chuyển động từ O đến D là chuyển động chậm dần ( O là chuyển động nhanh dần ( + Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng không), bằng không khi ở biên (li độ cực đại). + Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ

 )

  t



,   2

1

  



co

s



 2

    

x 1 A x 2 A

với và (

T 6

T 6 T 6

A



A



T 6

2 2

2 2

A

x

o

A

A A





1 A 2

1 A 2

3 2

T 12 T 8

3 2 T 8

Sơ đồ thời gian

t s A   Neáu thì t nT s   Neáu n A 4

b. Quãng đường: suy ra t nT n A A s A t       Neáu s thì 4 Neáu thì 2





A

x

A

x

A





 

2 neáu vaät ñi töø

Ms

2 2

2 2

t

s A

x O

A

   

   

neáu vaät ñi töø

x

T 4





A

x

A

A

x

A





 

 

 

2

x

ms

s A  T 4 T 2 t T  Neáu thì 4 t nT A     Neáu s thì n A 4 2         thì T 4 T 2          Chú ý:



 2 neáu vaät ñi töø

2 2

2 2

s

A

A



   

x neáu vaät ñi töø

0

x

M

2 2

2 2

t

A

x

A

A





 

1

neáu vaät ñi töø

x   

s m

2 2

2 2

   

   

         T      8   

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

9

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng



s

A

x





neáu vaät ñi töø

x   

M

A 2

A 2

s

x

A



    

x neáu vaät ñi töø

t

A 2

A 2

T    6





A

x

A

x

A

x

A





 

 

 

2

s m

 3 neáu vaät ñi töø

3 2

x



   

neáu vaät ñi töø

0

x

s M

3 2 A 2

t

A

A

A





 

1

x neáu vaät ñi töø

x   

s m

3 2

3 2

 A 2    

   

           T      12   

S



A 2 sin

max

  t 2

t

A



2

S

min

  2

  1 cos 

  

.

S

S

t

t

max

min

  S



A

sin



cos



1



A

0, 4

A

+ Trong khoảng thời gian t (với 0 < t < 0,5T), quãng đi được tối đa và tối thiểu :      

+ Độ lệch cực đại:



   2 1

 2

  2

  2

  

  

S



A

 t t 1 .2 2 0,5 T

S



0, 4

A S

  

S

0, 4

A

+ Quãng đường đi được ‘trung bình’: . Quãng đường đi được thỏa mãn:

1 t

Soá nguyeân   S q A .2 Soá baùn nguyeân    0 A + Căn cứ vào tỉ số:  q x   t 2 0,5 t 1 T q A .2  0, 4 A S   q A .2      0, 4 A     

v tb

s  t

E E 



E t

ñ

2

2

mv

E

2 m A 







c. Tốc độ trung bình:

2 sin (

t    )

2 sin (

t    )

ñE

1 2

2

2

a. Động năng: 8. Năng lượng trong dao động điều hòa: 1 2

kx

kA

E







t   

k m 

2 

2 cos (

t    )

2 cos (

);

tE

1 2

1 2

2

2

E

kA



2 m A 



1 2

2

b. Thế năng:

E





2 m A 

: Vaät qua vò trí caân baèng

ñM

2 mv M

1 2 1 2

2

E

kA



: Vaät ôû bieân

tM

1 2 1 2

        

f

f

Chú ý:



'

 ' 2   T  T  2     ' 2 

t 

Thế năng và động năng của vật biến thiên tuần hoàn với của dao động.

T 4

x

t

k

 



Khoảng thời gian hai lần liên tiếp nhau động năng bằng thế năng là

x là 4 lần, nên 

   

 0

 2

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

Trong một chu kì, chất điểm qua vị trí

9. Chu kì của hệ lò xo ghép: 10

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

T





  

2 T 1

2 T 2

1 k

1 k 1

1 k 2

a. Ghép nối tiếp:

k

k



  



k 1

2

1 2 T

1 2 T 1

1 2 T 2

b. Ghép song song:

T





  

m m m 1

2

2 T 1

2 T 2

k

k

k

kl





2

k 1

2

    0

k l 1 1

k l 2 2

0k cắt làm hai phần bằng nhau thì

c. Ghép khối lượng:

0 cos(

(rad)

t    ) t   )

s

v

v



 



2. Phương trình li độ dài:

';

sin(

t    )

s  0

3. Phương trình vận tốc dài: Chú ý: Lò xo có độ cứng II. CON LẮC ĐƠN 1. Phương trình li độ góc:    s s  0 cos( ds dt

s

s









 

2 

t   

 

2 

'';

cos(

);

a t

v a '; t

a t

a t

s 0

dv dt

2 d s 2 dt





4. Phương trình gia tốc tiếp tuyến:

s  ; 0 l

s 0 l

Chú ý:

f

rad s

  









5. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu:

2

(

/ );

 2 T

mgd I

g l

f

Hz







a. Tần số góc:

(

f );

g l

N t

1 T

 1    2 2

b. Tần số:

T









s T ( );

 2

l g

1 f

 2 

t N t  )

c. Chu kì:

d. Pha dao động: ( e. Pha ban đầu: 

t  0

 

  sin

s cos 0 s  0

s   v 

Chú ý: Tìm , ta dựa vào hệ phương trình lúc 0

2

2

2

2

s







6. Phương trình độc lập với thời gian:

2 s 0

2 s 0

4

2

v a   



: Vaät qua vò trí caân baèng

;

  



: Vaät ôû bieân

a M v M

v 2  v s   M 0  2 s a   M 0 7. Lực hồi phục:

m



F hpM

0s

Chú ý:

m

m



2 

s=

s

F hp

g l



g l 0

F hpm

     

E

E E 



t

ñ

2

mv

E







Lực hồi phục: lực hồi phục luôn hướng vào vị trí cân bằng

2 sin (

t    )

2 sin (

t    )

ñE

2 2 m s  0

1 2

2

E

t

E mgl 





2   







 (1 cos

 )

2 cos (

t    )

2 cos (

);

t

g l

g m s l

g 2 m s 0 l

1 2

1 2

a. Động năng: 8. Năng lượng trong dao động điều hòa: 1 2

mgl

mgl

E

E mgl 



2 





Hoaëc

 (1 cos

 )

2 cos (

t    )

2 cos (

t    )

t

2  0

1 2

1 2

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

11

b. Thế năng:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

E

mgl

mgl











 (1 cos

)

2 2 m s  0

 0

2 2 2 m l   0

2  0

2 0

g m s l

1 2

1 2

1 2

E

mv





: Vaät qua vò trí caân baèng

ñM

2 M

2 2 m s  0

1 2 1 2

E

mgl

mgl









 (1 cos

)

: Vaät ôû bieân

tM

2 0

 0

2 2 2 m l   0

2  0

g m s l

1 2 1 2

1 2

1 2

        

f

f

Chú ý:



'

Thế năng và động năng của vật dao động điều hòa với

v

gl

gl

 

 







)

 2 (1 cos

 )

2 (cos

 ' 2   T  T  2     ' 2   cos 0

mg

Vận tốc:





(3cos

2 cos

 0

2 v 0   ) 9. Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn:

2

Lực căng dây:

T







 2

T h

g h

g 0

R h  R

l g h

 R  R h 

  

0

l

a. Theo độ cao (vị trí địa lí): nên



t

0   nên )

T







 2

1)

0

l 0 (1

T t

l g

t   ( 2

T 1

T 2

b. Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ):



T  T 1

 T 1





Thời gian con lắc chạy nhanh (chậm trong 1s):

86400

T  T 1

l

l

T

T

Độ lệch trong một ngày đêm:









l   thì 2

l 1

l   thì 2

l 1

2 T 2

2 T 1

2 T 2

g a



hay

g     hd

c. Nếu ; nếu

2 T 1  P  P

 a  a

 g  g

g a

 2

 lF

T   hd

l g hd

2

2

  P

hay  a

g     hd  g

g

a

  





hay

g hd



g cos

  F  l   F  l     F l 

d. Theo lực lạ :

 a 

 qta

2

Chú ý: Lực lạ có thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính ( )

l

; : baùn kính quyõ ñaïo

a n

  ma

 a

 

Gia tốc pháp tuyến:

  Lực quán tính: F

 ( v

)

v l  , độ lớn F = ma ( F  v  v

  Chuyển động nhanh dần đều a   Chuyển động chậm dần đều a



có hướng chuyển động)

  Lực điện trường: F qE

, độ lớn F = qE;

 Nếu q > 0  F  Nếu q < 0  F

 E  E

;

  Lực đẩy Ácsimét: F = DgV ( F

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

12

luôn thẳng đứng hướng lên) Trong đó: D là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí. g là gia tốc rơi tự do. V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

  P F  

Khi đó: gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò như

 hdP  trọng lực P

 g  

 g hd

 F m

và gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng

trường biểu kiến).

  

0 cos(

(rad)

III. CON LẮC VẬT LÍ 1. Phương trình li độ góc: t    ) 2. Tần số góc, chu kì, tần số và pha dao động

f a. Tần số góc:       2 rad s ( / );  2 T mgd I

f Hz f b. Tần số:    ( ); 1 T N t mgd I  1    2 2

T









 2

s T ( );

t N

I mgd

 2 

A

x

x

c. Chu kì:











t   )

x ) vaø

cos(

cos(

cos(

)

t    2

A 2

A 1

x 1

2

1 f IV. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 1. Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi x t    có biên 1 1 2 độ và pha được xác định:

. Dao động tổng hợp







A ; điều kiện 1

A 2

A A  1

A 2

2 A 1

2 A 2

A a. Biên độ:    2 cos( )

hoaëc





     2

1

     1

2

 

1 sin cos

A 1 A 1

A 2 A 2

 A

k

A

A

  





 2 :

Hai dao ñoäng cuøng pha

A 1

2

 2A

pha ban ñaàu laø pha ban ñaàu cuûa dñ th aønh phaàn)

(

 1A

k

A

A

  









Hai dao ñoäng ngöôïc pha

(2

1)

:

;



A 1

2

x

'x O

pha ban ñaàu laø pha ban ñaàu cuûa dñ coù bieân ñoä lôùn hôn)

(

k

A

A

  







ai dao ñoäng vuoâng pha

(2

:

1)

H

2 A 1

2 2

A

A

A

 2 const

  









Hai dao ñoäng coù ñoä leäch pha

:

A 1

2

A 1

2

; điều kiện b. Pha ban đầu : tan A A 2 1  sin 1  cos 1    2  2  2

x



) vaø

cos(

)

t    2

2

t A    1 có biên độ và pha được xác định:







. Dao động tổng hợp

x 1

2

1

1

1

1

A

A

x









Chú ý:            2. Phương pháp lượng giác: a. Cùng biên độ: x A  cos( 1 t  x x  ) cos(

)

2 cos

2 cos

cos

A

   2 2

   2 ( 2

  2 2

  

x



A

x





; đặt và

sin(

) vaø

cos(

)

A 1

t    0

2

A 2

t    0

A     2 t   2  t   ) cos( . nên x b. Cùng pha dao động: 1

. Dao động tổng hợp

x

x

x







cos(

t   )







)

A

 cos (

x 1

2

 t   0

A 1  cos

1













có biên độ và pha được xác định: ;

tan

cos

2

A 1 A 2



A 2 

 1 tan

2 A 1

2 A 2

đặt



A

 . 0  

A 2  cos

Trong đó: ;

1A thay đổi thì

2MaxA

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

13

3. Tìm điều kiện để khi .

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

cos(

)

2

A 2

t    2

. Dao động tổng hợp

A

x

 ?







cos(

x 1

2 Phương pháp 1: Ta có

A



x ) vaø 2MaxA )

2

t   ) 2 A 2

A x  1 1 2MaxA thì 2 A   1

t    cos( 1 1A , tính ,    cos( 1

AA 1

2



A

tan

  

A





A 1

2 A 2 Max

 2

  

Xét hai dao động điều hoà: x . Để 2

)



1A thay đổi thì

2MaxA

  A A   1

   ( 1

 2

2





A



A 2

Max

2 A 1

sin



   A 

       

 





Khi

MaxA

2

 2

A 2  sin

sin

sin



A      

2

. Để Định lí sin:

A 1 Vậy   sin A       sin    sin Phương pháp 2: Vẽ giản đồ vec tơ A 1      MaxA  2  2      





x

X x

X

X

X

x

 

 

 

 

2 



V. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG 1. Dao động tắt dần: a. Phương trình động lực học:

''

''

(

cF k

k m

kx F ma c k m

 )cF k

T

b. Phương trình vi phân: đặt suy ra

 2

m k

A  

c. Chu kì dao động:

4 cF k

d. Độ biến thiên biên độ trong một chu kì:

N





A 1 A 

kA 1 F 4 c

e. Số dao động thực hiện được:

2

2







F

4.

A

A

A



F

4.

A





F

A

4.





  ' AAAA '

 .2



ms

ms

ms

k   2

kA 2

' kA 2 4





A



F ms k

k 2 4  cos mg k

Chú ý : + Độ giảm cơ năng sau một chu kì bằng công của lực ma sát cản trở trong chu kì đó:





 NTN

.



N

2.



2  

m k

2

2

2

+ Thời gian kể từ lúc bắt đầu dao động cho đến khi dừng hẳn:

ms

2

2

2



mv



kA





mg A x (



)

kx

  S kA   F S . ms + Gọi S là quãng đường đi được kể từ lúc chuyển động cho đến khi dừng hẳn. Cơ năng ban đầu bằng tổng công của lực ma sát trên toàn bộ quãng đường đó, tức là: 1 2 kA F 2 

1 2

1 2

+ Định luật bảo toàn năng lượng: : dùng công kA mg 2 cos 1 2

f

f

cöôõng böùc

ngoaïi löïc

thức này để tính vận tốc hoặc li độ trong quá trình dao động. Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm . Có biên độ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng





2. Dao động cưỡng bức: bức, lực cản của hệ, và sự chênh lệch tần số giữa dao động cưỡng bức và dao động riêng. 3. Dao động duy trì: Có tần số bằng tần số dao động riêng, có biên độ không đổi. f

Ñieàu kieän

laøm A

A

löïc caûn cuûa moâi tröôøng

Max

f  0  T T   0     0

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

14

4. Sự cộng hưởng cơ:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

u

a

ft

f







cos(2

 2

)

M

Vấn đề 3: SÓNG CƠ HỌC

x v

N •

a t  I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG u 1. Phương trình dao động sóng: cos Phương trình dao động sóng tại điểm M cách nguồn có toạ độ x :

u

a

x



t 



cos

 2 

  

  

a

ft

f







cos(2

 2

)

u N

x v

• M • O phụ thuộc vào không gian và thời gian.

d



v mất khoảng thời gian

u  t cos ) với vận tốc 2. Phương trình truyền sóng: a Phương trình dao động sóng tại nguồn O: Phương trình truyền sóng từ O đến M ( d OM

t OM

OM v

d

u

a

t

a

a

ft

f

















cos

 (

)

f t (

)

cos(2

 2

)

M

t OM

OM v

d OM v

 cos 2  

  

là:

f

 

2

OMd v

a



t   )

cos(

Mu

So với sóng tại O thì sóng tại M chậm pha hơn góc , phương trình sóng tại M có

a

ft

f







dạng: 3. Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp ở nguồn phát có dạng u a  t cos

d O M

cos(2

 2

)

1

M

u 1

d 1 v

f

  



2

 2

1

d 1 v

d 1 

a

ft

f







): ; pha ban đầu Phương trình truyền sóng từ O1 đến M ( 1

d O M

cos(2

 2

)

2

2

M

u 2

d 2 v

f

  



2

 2

2

d 2 v

d 2 

): ; pha ban đầu Phương trình truyền sóng từ O2 đến M (

d

d

2

d 1

2

d 1

Phương trình sóng tổng hợp tại M:

u

a

f

f









ft   

2 cos(

) cos(2

)

M

M

M

u 1

u 2

 v

 v

d

d

2

d 1

2

d 1

f

f

a

  



;

)

2 cos(



cos(

t   )

A

A

Mu

 v

d

2

d  1 d

2

2

d 1

f

    

 









; Đặt thế thì

2

 2

; vôùi

1

2

 v d a. Hiệu quang trình (hiệu đường đi):   d d  1 v

v f

 

b. Độ lệch pha:

k

  



(2

1)

c. Hai dao động cùng pha: (biên độ cực đại) Bieân ñoä dao ñoäng ñöôïc taêng cöôøng    d   k  2 k 

Bieân ñoä dao ñoäng bò trieät tieâu

k

d  



(2

1)

  2

d. Hai dao động ngược pha: (biên độ bằng

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

15

không) Chú ý:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

k

d



k 

k 

  

  

2

1

+ Hai dñ cuøng pha:

; hai ñieåm gaàn nhaát

k

k

d

k





  

  



1)

1)

(2

(2



; hai ñieåm gaàn nhaát

+ Hai dñ ngöôïc pha:

0

k

d

k

k

  

  







(2

+ Hai dñ vuoâng pha:

; hai ñieåm gaàn nhaát

(2

1)

1)

0

 2  4

 2





v  2 

d





k 

d 1

2

          Bước sóng là khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha. 4. Số điểm cực đại, cực tiểu: 4.1. Hai nguồn dao động đồng pha: Dao động tại M cách nguồn là đồng pha: a. Số điểm cực đại trên đoạn

2O O :

1

k





2

d O O  2

d 1

 

k  

 2

O O 1 2 

O O 1 2 

d





1 k 

2

  d  1  d  1

1

1

d O O  2

1

2

k







(2

1)

d 1

k

với Ta có:

 

  



 4

O O 1 2 

O O 1 2 

1 2

1 2

d

k







(2

1)

d 1

2

O O 1 2 2 d O O  1 2

1

O O  1 2  2    d O O  0  1 2 2O O : b. Số điểm cực tiểu trên đoạn      0 

  d 1    

 2

d





k 



Ta có: với

d 1

2

 2

4.2. Hai nguồn dao động ngược pha: Dao động tại M cách nguồn là đồng pha:

1

1

2

d O O  2

k







(2

1)

d 1

k

a. Số điểm cực đại trên đoạn

 

  



 4

O O 1 2 

O O 1 2 

1 2

1 2

k

d







1)

(2

2

d 1

O O 1 2 2 d O O  1 2

1

  d 1    

 2

với Ta có:

1

k





d O O  2

2

d 1

b. Số điểm cực tiểu trên đoạn

 

k  

 2

O O 1 2 

O O 1 2 

d

1 k 





2

  d  1  d  1

1

     0 

;O O gây ra tại M:

2

d

2O O :      0  2O O : O O 1 2 2 d O O  1 2 4.3. Hai nguồn dao động đồng pha a. Số vị trí đứng yên do hai nguồn 1 





O O d 2

d 1

2

1

k

    



Ta có: với

d 

d 

1 2

1 2

d

k







(2

1)

d 1

2

    

 2

;O O gây ra tại M:

Ta có:

2

d







d 1

O O d 2

2

d

b. Số gợn sóng do hai nguồn 1

   

k  

k 

d 

d 

d





2

d 1

   

;O O gây ra tại M:

2

d

1 k  4.4. Hai nguồn dao động ngược pha a. Số vị trí đứng yên do hai nguồn 1 





O O d 2

d 1

2

d

Ta có:

   

k 

k  

d 

d 

d



1 k 

d 1

2

   

;O O gây ra tại M:

 b. Số gợn sóng do hai nguồn 1

2

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

16

Ta có:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

d







d 1

2

O O d 2

1

k

    



d 

d 

1 2

1 2

d

k







(2

1)

d 1

2

    

 2

5.Tìm số đường hyperbol trong khoảng CD của hình giới hạn + Tính d1 , d2 + Nếu C dao động với biên độ cực đại : d1 – d2 = k.λ; cực tiểu d1 – d2 = (k+1/2).λ

2

+ Tính k =

, lấy k là số nguyên

d  d 1 

Ta có:

AB   k NA  ; NB

+ Tính được số đường cực đại trong khoảng CD 6.Tìm số đường hyperbol trong khoảng CA của hình giới hạn + Tính MA bằng cách : MA – MB = CA – CB + Gọi N là điểm trên AB, khi đó : Cöïc ñaïi NA NB  - :  2



O M O M ) thì số điểm dao động cực đại trên đoạn



1

1

2











:

Hai nguoàn ñoàng pha

k   Cöïc tieåu NA NB : (2 1) -

O M O M k 2

2

1

1

2O M là:



 O M O M



(2

k



1)



:

Hai nguoàn ngöôïc pha

1

2

 O O O O 2

2

1

2

2  2

NA MA  + Xác định k từ giới hạn 0 2O O ( Chú ý: + Nếu điểm M nằm ngoài  O O O O 2

+ Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d1M, d2M, d1N, d2N. Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N và giả sử dM < dN.

+ Hai nguồn dao động cùng pha:  Cực đại: dM < k < dN  Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN + Hai nguồn dao động ngược pha:

 Cực đại:dM < (k+0,5) < dN  Cực tiểu: dM < k < dN

vT









v f

 2 

d

d  



k

5. Liên hệ:

d 1

2

II. SÓNG DỪNG 1. Vị trí bụng, vị trí nút: a. Vị trí bụng: 

d

k

d  







(2

1)

d 1

2

 2

d

k

d  





b. Vị trí nút:

d 1

2

 2

d

k

d  







2. Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút:

(2

1)

d 1

2

 4

l

k



3. Khoảng cách từ một nút đến một bụng:



k laø soá muùi soùng soá boù soùng soá buïng soùng

(

/

1)

k

l





; 4. Sóng dừng trên dây dài l (hai đầu là nút):

(2

1)

k





k laø soá muùi soùng soá boù soùng soá buïng soùng

(

/

 2 k soá nuùt soùng k   ;  4  1)

soá nuùt soùng

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

17

5. Sóng trên sợi dây mà một đầu là nút đầu kia là bụng: ;

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

v

l





2;  

; m(kg); (m)

F c

m l



;

f



;

f



;

n N

6. Lực căng của sợi dây:

 .

f 1

2

3

n v 1 l 2

n v 2 l 2

n v 3 l 2

Chú ý: + Tần số sóng dừng với hai đầu cố định:

f



f



2f và

3f :

3

2

v l 2

+ Hai tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là .



;

f



;

f



n ;



(2

k

 . 1)

f 1

2

3

n v 2 l 4

n v 3 l 4

n v 1 l 4

+ Tần số sóng dừng với một đầu cố định:



2

III. SÓNG ÂM

I

P





(

W m .

);

E t

P S

1. Cường độ âm (công suất âm):





12

2

P(W): Công suất truyền sóng (năng lượng dao động sóng truyền sóng trong 1s) S(m2): Diện tích

cöôøng ñoä aâm chuaån

0

m

n

m n 

m n 

L 10 ;

m a a .

n

0 I I

0

0

 L B ( ) lg Wm I  10 : I I 2. Mức cường độ âm: ; a a    ;  L dB ( ) 10 lg a a      I I

I

I

I

;

: ÔÛ ngöôõng nghe

min

min

2

3. Độ to của âm:       I   

phoân

I  





1

10 lg

dB 1

I I

1

. Độ to tối thiểu mà tai còn phân biệt được gọi là 1 phoân :





...



2 I R A A

2 I R B B

2 I R M M

taàn soá nguoàn phaùt

f

.

f

f





;

s

v 

:

vaän toác cuûa nguoàn phaùt

v v v  s

  

s v s b. Tần số âm khi tiến ra xa người quan sát: taàn soá nguoàn phaùt f

:

s

f

f





;

s

v

v 

v 

vaän toác cuûa nguoàn phaùt

:

v s

  

taàn soá nguoàn phaùt

f

v s c. Tần số âm khi người quan sát tiến lại gần:

:

v

v

v n

f

f





;

s

 v

v  n 

:

vaän toác cuûa ngöôøi

s v n

   

f

taàn soá nguoàn phaùt

:

f

f

4. Định luật bảo toàn năng lượng âm, suy ra: 5. Hiệu ứng Doppler: a. Tần số âm khi tiến lại gần người quan sát: :





;

s

v v  n v

v v  n 

:

vaän toác cuûa ngöôøi

s v n

   

d. Tần số âm khi người quan sát tiến ra xa:

Maùy thu laïi gaàn

taàn soá nguoàn phaùt

f

:

Vôùi vM

Maùy thu ra xa

( ) :  ( ) :

f

f

( v : là vận tốc âm khi nguồn đứng yên).



'

:

vaän toác cuûa nguoàn phaùt

;

;

s

Nguoàn thu laïi gaàn

 

v v

v M v s

vaän toác cuûa maùy thu

:

Nguo

 ( ) :  ( ) :

àn thu ra xa

s v s v M

Tổng quát:

  

    

    Vôùi vS 

k

f





ch

 2 v 

nv l 2

 l    

c. Cộng hưởng âm:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

18

Chú ý: Dao động cơ học trong các môi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng bức (dao động sóng, dao động âm, …) IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM 1. Sóng âm, dao động âm:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

Đặc trưng sinh lí

Độ cao

Âm sắc

Đặc trưng vật lí f ,A f ,L f

Độ to

2

a. Dao động âm: Dao động âm là những dao động cơ học có tần số từ 16Hz đến 20KHz mà tai người có thể cảm nhận được. Sóng âm có tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm; sóng âm có tần số lớn hơn 20KHz gọi là sóng siêu âm. b. Sóng âm là các sóng cơ học dọc lan truyền trong các môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí. Không truyền được trong chân không. Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát. 2. Vận tốc truyền âm: Vận tốc truyền âm trong môi trường rắn lớn hơn môi trường lỏng, môi trường lỏng lớn hơn môi trường khí. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường. Trong một môi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của môi trường đó. 3. Đặc trưng sinh lí của âm: a. Nhạc âm: Nhạc âm là những âm có tần số hoàn toàn xác định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, … b. Tạp âm: Tạp âm là những âm không có tần số nhất định; nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, … c. Độ cao của âm: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí của âm là tần số. Âm cao có tần số lớn, âm trầm có tần số nhỏ. d. Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có cùng độ cao, nó phụ thuộc vào biên độ và tần số của âm. e. Độ to: Độ to là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí là mức cường độ âm và tần số.

I 

10W/m

dB với mọi tần số).

ứng

Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số của âm. Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau ( với  130 L Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau.

Chú ý: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động tại chỗ.

C

Vấn đề 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

q Q 

) (

)

0 cos(

i

q





I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động:

'

t    dq dt

i

I

I

 



t   

 

t   





sin(

) (

A )

sin(

);

Q 0

0

Q 0

0

I

i

I











t  

 



t  

 

cos(

) (

A )

cos(

);

0

Q   0

CU U 0

0

Q 0

0

 2

 2

2. Sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch dao động: ;

u

L

q

 

 





Li u ';

''

C L 2 d q 2 dt

di dt

U

2 



t   

t   





cos(

) (

V U  )

cos(

);

u L Q 0

0

2 L Q L I   0

0

0



t   

2 



u Hoaëc

cos(

); vôùi

Qq 0  C C

1 LC

3. Sự biến thiên hiệu điện thế trong mạch dao động: ;



4. Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu:

1 LC

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

19

a. Tần số góc:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

1

f

Hz



(

)

LC

2

b. Tần số:

T





 2

LC s ( )

    2  2  d. Pha dao động: (

t  )



cos

c. Chu kì:



luùc

0

t 0

q Q  0 0 

 



sin

Q 0

  i  0

e. Pha ban đầu : Tìm  bằng cách giải hệ phương trình

2

2

2

2

2

2

q











;

Q u C ;

2 Q 0

2 0

2 Q 0

4

i 2 

i u  2 2 L   6. Năng lượng dao động điện từ:

E

i 2  

E E  C 2

5. Phương trình độc lập với thời gian: 2

E







2 cos (

t    )

2 cos (

t    )

E C

q C

L 2 Q 0 C

1 2

1 2

2

Li

E







t   



2 L 

a. Năng lượng điện trường:

2 sin (

t    )

2 sin (

);

LE

2 2 L Q  0

1 C

1 2

1 2

b. Năng lượng từ trường:

2 2 L Q  0

2 Q 0 C

const E    1 2

CM

2 Q 0 C

E  : Ñieän theá cöïc ñaïi

LM

2 2 L Q  0

2 0

f

f

E LI  = : Cöôøng ñoä doøng ñieän cöïc ñaïi 1 2 1 2 1 2 Chú ý:  1  2       



'

 ' 2   T  T  2     ' 2 

Năng lượng điện và năng lượng từ của mạch biến thiên tuần hoàn với của dao động.

2

 WW



W

Mạch dao động LC lí tưởng thực hiện dao động điện từ. Khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây. Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn cảm, ta có:



Q

0

đ

t

 4

3 4

1 2

q C

1 2

1 2

2 Q 0 C

2 2

1 2

  

  q 

hay

q

0 Q

2 2

Với hai vị trí li độ trên trục Oq, tương ứng với 4 vị

Q 0

Q 0

2 2

2 2

 2

W = W , pha dao động đã biến

ñ

t





q O -Q0 Q0 trí trên đường tròn, các vị trí này cách đều nhau bởi các cung .





 4

 2

T 4

t 

thiên được một lượng là : Pha dao động biến thiên 3 4 Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp  2 4 được 2 sau thời gian một chu kì T.

T 4

Tóm lại, khoảng thời gian hai lần liên tiếp năng lượng điện bằng năng lượng từ là .

n

II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SÓNG ĐIỆN TỪ







cT v ;

;

: Chieát suaát cuûa moâi tröôøng

c f

c n

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

20

1. Bước sóng:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

c ).

2. Điện từ trường: Điện trường và từ trường có thể chuyển hóa cho nhau, liên hệ mật thiết với nhau. Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường. 3. Giả thuyết Maxwell: a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xoáy. b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xoáy. c. Dòng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xoáy. Điện trường này tương đương như một dòng điện gọi là dòng điện dịch. 4. Sóng điện từ: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian. a. Tính chất:

Sóng điện từ truyền đi với vận tốc rất lớn ( v Sóng điện từ mang năng lượng. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, … Sóng điện từ là sóng ngang. Sóng điện từ truyền trong các môi trường vật chất khác nhau có vận tốc khác nhau.

Bước sóng

Đặc tính

5

3

Sóng dài

Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ

3 - 300 KHz

10 - 10 m

3

2

Sóng trung

0,3 - 3 MHz

10 - 10 m

Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản xạ

Sóng ngắn

3 - 30 MHz

210 - 10 m

Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần

-2

Sóng cực ngắn

30 - 30000 MHz

10 - 10 m

Có năng lượng rất lớn, không bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường thẳng



  2

c LC c ;

8 3.10 (m/s)

b. Phân loại và đặc tính của sóng điện từ: Tần số Loại sóng

1

2

1

f





2 f  





C ntC f :

)

1

2

2 f 1

2 2

1  2

LC

 2

1 1 1 ( L C C 1

2

5. Mạch chọn sóng: a. Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn: b. Một số đặc tính riêng của mạch dao động: 1   ;  C C f : || 1   2 f 1 2 f 2 LC   2  2 ) 1 ( 1 2 f 1 L C C 1 2

NBS

Wb

Vấn đề 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

 

cos(

cos(

) (

)

0

e

NBS

V

E

e





t   



 

I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA t    1. Từ thông:

  ;

sin(

) (

)

sin(

t    )

'

0

t      ) d  dt

E

e E 



t  

 









sin(

t    )

cos(

cos(

)

)

2. Suất điện động tức thời:

0

0

 2

u U 

 2 t   )u 0 cos(

I



; sin

0 cos( U

I

I

U

E

3. Hiệu điện thế tức thời: II. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU i 1. Cường độ dòng điện tức thời:







;

;

t    ) (A) i E 0 2

0 2

0 2

f

 



2. Các giá trị hiệu dụng:

2

(rad/s)

 2 T

3. Tần số góc của dòng điện xoay chiều:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

21

Chú ý: + Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì trong 1s đổi chiều 2 f lần.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

f

f ' 2 f

. Hoặc từ trường của nó biến thiên tuần f ' 2



  t

+ Nam châm điện được tạo ra bằng dòng điện xoay chiều dao động với tần số f thì nó rung với tần số hoàn với tần số + Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ: Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1.

c

os

 

 4 

U 1 U

0

2

2

2



R

0

I R 0

Với , (0 <  < /2)

2

2

2 0

2 0

f

IR U  ; R  0 cuøng pha vôùi i: L L    

2

(

 )

     . 2 1 i I u U

0 )

LZ U





L

L

L

I Z 0

0

 

nhanh pha vôùi i:

Lu

IZ U ; L  2

Chú ý: + Đoạn mạch chỉ có L, C, hoặc LC thì 2 i u U I + Đoạn mạch chỉ có L, C, hoặc LC thì không tiêu thụ công suất ( cos 4. Các phần tử tiêu thụ điện R  ) ( a. Điện trở: U Định luật Ohm: Ru b. Cảm kháng: Định luật Ohm:





(

 )

CZ

U

c. Dung kháng:



1 f  2 

C

C

C

0

I Z 0



chaäm pha vôùi i:

Cu

C

1 C C  IZ U ; C  2

L

Định luật Ohm:

R

2

2

Z

R

Z

Z

5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: • •







(

)

C

L

L

C

Z

Z

L

C

C

Z Z

Z Z









 

a. Tổng trở:

tan

: u sôùm pha hôn i : u cuøng pha vôùi i

 R

U U  L U

R

L Z

C Z



: u treã pha hôn i

L

C

    

I

I





b. Độ lệch pha (u so với i):

;

0

U 0 Z

U Z

P UI 







c. Định luật Ohm:

cos ; Heä soá coâng suaát:cos

RUR  Z U

d. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch:

0P  )

u

i

I



u U 

Neáu

cos

cos(

  t+ ) u

0

0

;

  u i

u

I

u U 



Neáu

i thì

cos(

thì 

  t+ ) i

    t+ i    t+ cos u

0

0

  





      u i i      i    u

i

Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC không tiêu thụ công suất (





u  R L  R 0

u  C  U L 0

u u     U U   0

e. Giản đồ véc tơ: Ta có:

 U  C 0 0U L

 0U L

 0U L  0U LC

i

 0U R

i

 0I 

 0U R  0U AB

O

 0U AB  0U R

i

O  0U LC

O

 0I

 0U AB

  0I

 0U C

 0U C

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

 0U C

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

22

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

2

2

2

U

U

R

Z

Z

Z











)

)

(

C

U U  ( L

C

C

L

L

2

R

Z

R

Z

U







RL

2 L

RL

2 U U  R

2 L

2

suy ra Từ 6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: 2 R • • Tương tự suy ra

Z

R

Z

U







RC

RC

2 U U  R

Tương tự suy ra

2 C suy ra

2 C

Z

Z

Z

U







LC

L

C

U U  L

C

LC

Tương tự

Z

Z



L







III. BÀI TOÁN CỰC TRỊ 1. Hiện tượng cộng hưởng:

R  

I

Z thì min

Max

U Z

U R

min



C 1 LC 0

i

   2      u

2

P

UI







Max

2 I R M

M



U R

Điều kiện cộng hưởng .

R



 U 0  I 0

  RU 0   U  0







1

cos

Z

min

L

Suy ra . Chú ý

, C khoâng ñoåi; R thay ñoåi

2

2



Z

(

)

2

L

z C

2. Khi :

R

P I R 



P M

2

  

U Z

 R

(

)

L

C



  

m

R



Z  R

2

2

Z

Z

(

)

(

)

2

L

z C

L

C

R

Z

Z

R









Maø

.

(

)

const, neân

L

C

 R

Z  R

2

2

U

R Z

Z



 









suy ra

; cos

khi ñoù U =

C

P M

L

R

Z

Z



2 2

U R 2

2

U 2

L

C

2

R





(

Z



Z

)

Công suất

2 R 0

C

L

0,R L ) thì

2

Chú ý: + Cuộn dây ( ;

2

 P R Max

2 U R 2 Z ( 

C

L

2





  và công suất trên điện trở:   Z ) 2( ) (

P r

2

2

2

2

r

R

Z

Z

r

Z

Z











rR

R







L

C

C





2 2  r

L r

2

R

rR

2

2

rR



R  

2

0

+ Công suất trên cuộn dây: U R R  0 U 2 R R  ) 0 2 U r  

 R  



 P r Max

min

 r

  

  

min

2 U r



Để 

2

 P r Max

2

r

Z

Z









L

C

Z

Z

Công suất trên cuộn dây cực đại: 





L

C

R R 1

R R 2

P P 1 2

R R 1 2

+ Khi hoặc thì suy ra

R

3. Khi

U

U

IZ







C

C

2

2

2

R

Z

Z

R





(

)

C

2 L

L





1

Z 2 Z

 2 Z C

C

Z L 2 Z C

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

23

: , L khoâng ñoåi; C thay ñoåi U Hiệu điện thế

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

U

1 Z



U (

Ñaët

) C M

2

Z

R

2

2

2 L

L

C R







(

2

1





(

1)

2 Z x ) L

Z x L

m

 x     y 

Z 2 Z

 2 Z C

C

2

R

Z

2 L

2 L

Z



U  

C

C

 Z

2 U U  R U

L

L

. Khi đó

2

U R

Z



2 L



) C M

R

     U (  

2

Suy ra



(



)

  C

1 Z

1 2

1 Z

1 Z

 C C 1 2

C

C

C 1

2

2

* Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi

U 2 R

L

2 L

U



C

RCM

ax

2

4

R



Z



Z

2 L

L

Z   Z * Khi Z  thì R 4 2

R

Lưu ý: R và C mắc liên tiếp nhau 4. Khi

U

U

IZ







L

L

2

2

2

R

Z

R

Z





(

)

C

2 C

C





1

Z 2 Z

Z L 2 Z L

 2 Z L

L

U

1 Z



: , C khoâng ñoåi; L thay ñoåi U Hiệu điện thế

U (

Ñaët

) L M

2

R

Z

2

2

2 C

C

L R







(

2

1





(

1)

2 Z x ) C

Z x C

m

 x     y 

Z 2 Z

 2 Z L

L

2

R

Z

2 C

2 C

Z



U  

L

L

 Z

2 U U  R U

C

C

. Khi đó

2

U R

Z



2 C



) L M

R

     U (  

Suy ra



(



)

  L

1 Z

1 2

1 Z

1 Z

L

2 L 1

L L 1 2  L 2

L 1

L 2

2

* Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi

U 2 R

C

2 C

U



L

RLM

ax

2

4

R



Z



Z

2 C

C

Z  4 R  Z * Khi Z  thì 2

1

Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau 5. Mạch RLC có  thay đổi:



LC

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau 1

U L 2 .

U



* Khi thì IMax  URmax; PMax còn ULC = 0



LM

ax

2

2

2

R

4

 LC R C



1 C L R C 2

2

U L 2 .

* Khi thì

U



CM

ax

2

2

R

4

 LC R C

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

24

* Khi  thì 1 L C L R  2

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

f



* Với  = 1 hoặc  = 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc

  2

1

f f 1 2

 tần số URMax khi

Chú ý: Dùng để trả lời các câu hỏi lí thuyết về sự tăng giảm

Công suất của dòng điện xoay chiều L,C,=const, R thay đổi. R,C,=const, Lthay đổi. R,L,=const, C thay đổi. R,L,C,=const, f thay đổi.

2

2

2

2

U

=

P max

P

=



P = max

max

P = max

U R

U R

U 2

R

2

Z



Z

2 U R

C

L

Khi Z :

  

Z

f

C

L

1 LC 2

:





Z

Z

Khi Z :

  

C

Z

L

C

C

L

L

Khi Z :

  

L

Z C

1 2 L

P

P

P

Pmax

Pmax

P

Pmax

Dạng đồ thị như sau: Pmax

O

O

C

C0

L

L0

Dạng đồ thị như sau:

1 2 C Dạng đồ thị như sau:

R

O

f

O R1 R0 R2

f0

K hi R Dạng đồ thị như sau: P

6. Liên quan độ lệch pha:

 1

   2

1

tan .tan 1

  2

a. Trường hợp 1:

  1

   2

1

tan .tan 1

  2

b. Trường hợp 1:

  1

   2

1

 tan .tan 1

 2

   2    2    2

C

L

c. Trường hợp 1:

R

NBU cùng pha với i suy ra chỉ chứa

0R

N • B • X X A • IV. BÀI TOÁN HỘP KÍN (BÀI TOÁN HỘP ĐEN) 1. Mạch điện đơn giản: a. Nếu

NBU sớm pha với i góc

0L

 2

b. Nếu X suy ra chỉ chứa

NBU trễ pha với i góc

0C

 2

c. Nếu X suy ra chỉ chứa

C

ABU cùng pha với i suy ra chỉ chứa

0L

R

2. Mạch điện phức tạp: a. Mạch 1 X N • B • X A • Nếu

ANU và

NBU tạo với nhau góc

0R

 2

Nếu X suy ra chỉ chứa

, LR 0

0

)

ABU cùng pha với i suy ra chỉ chứa

0C

X Vậy chứa ( b. Mạch 2

L

R

X Nếu N • B • X A •

ANU và

NBU tạo với nhau góc

0R

 2

Nếu X suy ra chỉ chứa

, CR 0

0

)

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

25

Vậy chứa ( X

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

NBS

e

e

V

E

t  

 

 







t  

 

  ;

cos(

'

) (

)

cos(

)

0

 2

np

a. Suất điện động tức thời:

V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 1. Dòng điện xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều một pha: d   dt 2 ; n (voøng/s)

; n (voøng/phuùt)

np 60

f    f 

50 voøng/s 5 voøng/s

b. Tần số dao động: ; p: số cặp cực từ

Chú ý: Một máy phát điện có 1 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n  ; có 10 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n  . Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần. 2. Dòng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha: a. Dòng điện: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, được tạo ra bỡi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một một

 2 3

góc .

0

E t  cos( )

0

Các biểu thức suất điện động: E  t   cos( ) e 2

0

I

I



d

I

I



3

p

E  t   cos( ) e 3  e  1        2 3  2 3 b. Cách mắc:



cos





cos



p 0

0

P U I 3 p p

U I 3 d d

d

p

  d  U U  



U 3

d

p

  I   U 

Mắc sao ; Mắc tam giác ; Công suất:

1

3. Máy biến thế, truyền tải điện năng: a. Máy biến thế:



 k

U 1 U

N N

2

2



Biến đổi hiệu điện thế

k 

I I

1

2

2 N 1 N b. Hao phí khi truyền tải:

2





R

Biến đổi dòng điện

P

P 2 2os U c 

Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:

R



Trong đó: P là công suất truyền đi ở nơi cung cấp U là điện áp ở nơi cung cấp cos là hệ số công suất của dây tải điện

l S

là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện bằng 2 dây)



 

P

P

H



.100%

Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR

  H



2

P .R 2os U c 

P

P P

r

r

Hiệu suất tải điện: ; hiệu suất hao phí:

H



U U

PP t  P P c

v

v

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

26

4. Hiệu suất:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây có điện trở trong về công thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số công suất, liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng, …

Vấn đề 6: SÓNG ÁNH SÁNG

i

x

i





I. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC

;

k

k

x 

1

ki

k

k





   

; vôùi

0; 1; 2; 3;...

ks

D  a D  a

1. Khoảng vân:

k

k











toái:

(

i )

(

;

vôùi k

)

;

;...

k

t



x (

1)

1 0 ;   2 1

2  3

D  a

1 2

1 2

 x saùng:      

d











d





2

k



2. Vị trí vân

d





k



 1

d 1

2

2

d 1;

d 1

2

ax D

 2

n





(

i 1)

l

3. Hiệu quang trình: ; vân sáng: ; Vân tối:

k

k

: Vaân saùng thöù

4. Khoảng cách giữa n vân sáng liên tiếp nhau là l : 5. Bề rộng m khoảng vân liên tiếp nhau là l : l mi

k

k



: Vaân toái thöù (

1)

1 2

x   i  x     i

6. Tại vị trí M mà





N phaàn thaäp phaân

L i 2





7. Số vân sáng (vân tối) có trong bề rộng trường giao thoa L : ;

N phaàn thaäp phaân

La D  2 a. Số vân sáng:

N 2

 1

sN N

N

phaàn thaäp phaân







2

2; neáu:

0,50

t

hoặc

N

N

phaàn thaäp phaân





2 ; neáu:

0,50

t

   

b. Số vân tối:

d

x

x

n m







 

n

m

nm

D  a

x

Hai vaân saùng naèm cuøng phía vôùi vaân trung taâm d 







n m 

n m 



:

;

0 :

Neáu n m .





n

x m

nm

D  a

x

x

Hai vaân saùng naèm khaùc phía vôùi vaân trung taâm d 







n m 



:

Neáu n m .

0 :





n

m

nm

D  a

 

 . 0

S O S O  2

1

8. Khoảng cách từ vân sáng thứ n đến vân sáng thứ m là:

Chú ý:        9. Dịch chuyển hệ vân giao thoa: a. Đặt bản mặt song song trên một đường truyền của tia sáng: Trước khi có bản mặt song song; vân sáng trung tâm là: Khi có bản mặt song song có chiết suất n , bề dày e :

n

e







(

1)

Đường đi từ

' d 1 d

d 1 d

1S đến M : 2S đến M :

' 2

2

d

d

n

e d

Đường đi từ















(

1) ;

  e

2

' d 1

2

d 1

d 1

2

ax D

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

27

Hiệu quang trình:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

n

eD



(

x



1) a

Khi có bản mặt song song; vân sáng trung tâm dời một đoạn:

Chú ý: Vân sáng trung tâm dịch về phía khe bị chắn bỡi bản mặt song song. b. Nguồn sáng dịch chuyển một đoạn y :

 















')

')

)

(

')

S S ( ' 2

S O 2

S S ( ' 1

S O 1

S S ( ' 2

S S ' 1

S O S O  ' 2

1

ay ax  d D

Hiệu quang trình:







k

 







Vị trí vân sáng: k 

(2

1)

ay ax  d D ax D

ay d

k

x

Vị trí vân tối:

   

0

 2 yD d

Vân sáng trung tâm:

Chú ý: Vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển của nguồn. 10. Một số hệ giao thoa khác

i





 A n  (

1)

i

a. Giao thoa ánh sáng với lưỡng lăng kính Fresnel:

d d   ( ) 1 2 d A n  ( 2 1) 1 d d   ( )  1 2 d  2 1

b. Giao thoa ánh sáng với gương Fresnel:

i







;

O O e 2

1

 ') '

( d

d L d   ')   d e  '

e

L d  ( d d  d

m





0, 76

c. Giao thoa ánh sáng với lưỡng thấu kính Billet:

vôùi

     Ñ

T

m





0, 40

k





1. Mắt nhìn thấy ánh sáng có bước sóng : II. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP)   Ñ    T

)

)

x   k

k i ( Ñ

i T

   ( T

Ñ

D a

2. Bề rộng quang phổ bậc k :

1 trùng với vị trí vân sáng bậc

2k của bức xạ

2 :

k k 1 1



3. Vị trí vân sáng bậc 1k của bức xạ

1 trùng với vị trí vân tối bậc

2k của bức xạ

2 : 1 1 k

k  ( 2

 ) 2

4. Vị trí vân sáng bậc 1k của bức xạ  2 2 1 2

i mt

i n

Chú ý: Khoảng vân trong không khí là i ; trong môi trường có chiết suất n khoảng vân



c f



c n v f

c nf

 v      

2L để quan sát quang phổ.

Trong không khí (chân không): ; trong môi trường có chiết suất n:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

28

III. QUANG PHỔ 1. Máy quang phổ: a. Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. b. Cấu tạo: Ống chuẩn trực là tạo ra chùm tia song song. Lăng kính để phân tích chùm tia song song thành những thành phần đơn sắc song song khác nhau. Buồng ảnh là kính ảnh đặt tại tiêu điểm ảnh của thấu kính c. Nguyên tắc hoạt động: Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính. Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song. Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh được hội tụ trên kính ảnh. 2. Quang phổ liên tục:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

m

m









: 0, 640

0, 760

Bước sóng

Vùng đỏ

12

Tia gamma

Vùng cam

m

m









: 0, 590

0, 650

Döôùi 10

m



12

 9

Chú ý

Tia Roengent

Vùng vàng

m

m









: 0, 570

0, 600

m

m

10

ñeán 10



 9

7

 

Tia tử ngoại

Vùng lục

m

m









: 0, 500

0, 575

m

m

10

ñeán 3,8.10

c f





7

7

Ánh sáng nhìn thấy

Vùng lam

m

m









: 0, 450

0, 510

m

m

3, 8.10

ñeán 7,6.10





3

7

m

m









: 0, 440

0, 460

Tia hồng ngoại

Vùng chàm

m

m

7, 6.10

ñeán 10

m

m









: 0, 38

0, 440

Sóng vô tuyến

Vùng tím

m

310

trôû leân

a. Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục của ánh sáng trắng là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. b. Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí ở áp suất lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục. c. Đặc điểm, tính chất: Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát. 0 500 C , các vật bắt đầu phát ra ánh sáng màu đỏ; ở nhiệt độ 2500K đến 3000K các vật Ở nhiệt độ phát ra quang phổ liên tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím. Nhiệt độ của bề Mặt Trời khoảng 6000K , ánh sáng của Mặt Trời là ánh sáng trắng. 3. Quang phổ vạch phát xạ: a. Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối. b. Nguồn phát: Các chất khí hay hơi có áp suất thấp bị kích thích phát ra. c. Đặc điểm: Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khác nhau cho những quang phổ vạch khác nhau cả về số lượng vạch, vị trí, màu sắc của các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch. Mỗi chất khí hay hơi ở áp suất thấp có một quang phổ vạch đặc trưng. 4. Quang phổ vạch hấp thụ: a. Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục. b. Cách tạo: Chiếu vào khe của máy quang phổ một ánh sáng trắng ta nhận được một quang phổ liên tục. Đặt một ống hơi Natri trên đường truyền tia sáng trước khi đến khe của máy quang phổ, trên nền quang phổ xuất hiện các vạch tối ở đúng vị trí các vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ của Natri. d. Điều kiện: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục. e. Hiện tượng đảo sắc: Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó. Chú ý: Quang phổ của Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt của Mặt Trời phát ra quang phổ liên tục. IV. SÓNG ĐIỆN TỪ Loại sóng







0, 76 m

0

).

W

W



.

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

29

1. Tia hồng ngoại: a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng cùa ánh sáng đỏ ( b. Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nóng dưới 500 C phát ra tia hồng ngoại. Có 50% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng hồng ngoại. Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn dây tóc bằng Vonfram nóng sáng có công suất từ 250 1000 c. Tính chất, tác dụng: Có bản chất là sóng điện từ.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng



0,38 m

0

3000 C phát ra tia tử ngoại.

11

).

10 m đến

810 m

(tia

Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt. Tác dụng lên một loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại. Không bị hơi nước hấp thụ. Gây ra hiện tượng quang điện với một số loại bán dẫn d. Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại. 2. Tia tử ngoại: a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím (   b. Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nóng trên Có 9% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng tử ngoại. Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại. c. Tính chất, tác dụng: Có bản chất là sóng điện từ. Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh. Làm phát quang một số chất. Tác dụng làm ion hóa chất khí Gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp. Gây hiệu ứng quang điện. Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, … Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Thạch anh gần như trong suốt đối với các tia tử ngoại d. Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh còi xương. 3. Tia Röentgen: a. Định nghĩa: Tia Röentgen là những bức xạ điện từ có bước sóng từ Röentgen cứng, tia Röentgen mềm). b. Cách tạo ra tia Rơnghen: Khi chùm tia catốt đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng phát ra. c. Tính chất, tác dụng: Khả năng đâm xuyên. Tác dụng mạnh lên kính ảnh. Làm ion hóa không khí. Làm phát quang nhiều chất. Gây ra hiện tượng quang điện. Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn, … d. Ứng dụng: Dò khuyết tật bên trong các sản phẩm, chụp điện, chiếu điện, chữa bệnh ung thư nông, đo liều lượng tia Röentgen, … Vấn đề 7: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I. THUYẾT LƯỢNG TỬ 1. Nội dung thuyết lượng tử:



34

hf

h

Js









Các nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng phần riêng biệt đứt quãng; mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng:

;

6,625.10

: Haèng soá Planck

hc 

.

Chùm ánh sáng là chùm các hạt (photon); mỗi photon mang năng lượng hoàn toàn xác định bằng lượng tử năng lượng (lượng tử ánh sáng). Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon có trong chùm sáng. 2. Các định luật quang điện:

0 ) của kim loại đó:

0 

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

30

. a. Định luật 1 quang điện: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng ánh sáng kích thích () phải nhỏ hơn bằng giới hạn quang điện (

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

I

I

~qñ

askt

b. Định luật 2 quang điện: Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích: .

)

ñM

  ( , 0

c. Định luật 3 quang điện: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại, không phụ thuộc vào cường độ chùm

I



askt

W  0  W  0

ñM 3. Phương trình Einstein:



19

eV

J

sáng kích thích: .





; 1

1,6.10

 0

hc A J ( )







31

19



a. Giới hạn quang điện:

C

J ( )



 

9,1.10

kg e ;

1,6.10

ñM

M

W 0

2 mv 0

em

1 2

b. Động năng: ;



 







hay

ñM

M

A W 0

2 mv 0

1 2

hc  0

c. Phương trình Einstein:

I



  0

 0

ñM

eU U ; h

h

qñ

W 0

I

t

Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2. 4. Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện:

I



n  

bh

 bh e

n e t 

E N 

5. Dòng quang điện bão hòa: : Số electron bứt ra



N  

E 

P

W



6. Năng lượng chùm photon: : Số photon đập vào

(

)

E t 

7. Công suất bức xạ của nguồn:

H



.100%

n N







ñ

W W W 0

8. Hiệu suất lượng tử:



vôùi

ñ

W A   F

ñ 

ñ Fs  cos

A  F

  

hf





X

9. Định lí động năng:

hc  X

 

W eU 

ñ

AK

   X     X

(

10. Năng lượng tia Röentgen:

h

eU W  ñ M 0

   0

nW



ñ M 0

2

n   1) 1 2 n    2

1

2

(

Chú ý: Nếu ; tương tự

   0

nv

n n

M

1

0

2

  1) 1 2 2    2

1

   1 2  W  ñ M 0 1    2 1  v  

M 0 II. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR 1. Tiên đề Bohr: a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng. b. Tiên đề 2: Nguyên tử ở trạng thái có mức năng lượng

hf

E

E









Nếu

mn

m

n

nE thấp hơn sẽ giải phóng một năng lượng mn 

mE cao hơn khi chuyển về trạng thái dừng hc  mn

0

A

và ngược có mức năng lượng





0, 53

r ; vôùi 0

2 n r 0

.

810 s

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

31

lại. c. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong nguyên tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo có nr bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng: Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrô, trạng thái dừng là trạng thái có mức năng lượng thấp nhất (ứng với quỹ đạo K), các trạng thái có mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn tại ).

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

Nguyên tử (electron) chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa

eV

 



(

eV E );

13,6

nE

0

13,6 2 n

hai mức. 2. Năng lượng ở trạng thái dừng:



19

E

E







m n 



13,6.(

).1,6.10

(J);

m

n

1 2 n

1 2 m

hc 





m n 

(

) ;

R H

1 hay: 



1

m

vôùi

1 1 2 2 m n 7  1, 097.10

: Haèng soá Ritber

R H

810 s

P O

n=6 n=5

n=4

N

n=3

M

Pasen

L

n=2

H

H

H

H

Banme

n=1

K

Laiman

d 

3. Bước sóng:

I

I e  0

E



E

  

E

  

31

32

21

 31

4. Quang phổ nguyên tử Hiđrô: Các electron ở trạng thái kích thích tồn tại khoảng nên giải phóng năng lượng dưới dạng phôtôn để trở về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn. a. Dãy Lynam: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo K (thuộc vùng tử ngoại). b. Dãy Balmer: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo L (thuộc vùng tử ngoại và vùng nhìn thấy). c. Dãy Paschen: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo M (thuộc vùng hồng ngoại). Chú ý: Bước sóng càng ngắn năng lượng càng lớn. III. HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG 1. Hấp thụ ánh sáng: Hấp thụ ánh sáng là hiện tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ của chùm sáng truyền qua nó. a. Định luật về hấp thụ ánh sáng: Cường độ của chùm sáng đơn sắc khi truyền môi trường hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ của độ dài đường . truyền tia sáng:

  . 32 21    21

0 laø heä soá haáp thuï cuûa moâi tröôøng Trong đó: 

E



E

  

E

  

32

31

21

 32

1 1 1    32 31 21 1 1 1    21

31

32

32   . 21 31    31

21

I laø cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng tôùi moâi tröôøng





Böôùc soùng caøng nhoû

taàn soá caøng lôùn

naêng löôïng caøng lôùn

d ñoä daøi cuûa ñöôøng truyeàn tia saùng     

b. Hấp thụ lọc lựa: Vật trong suốt (vật không màu) là vật không hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ. Vật có màu đen là vật hấp thụ hoàn toàn ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ. Vật trong suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ. 2. Phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng: Các vật có thể hấp thụ lọc lựa một số ánh sáng đơn sắc, như vậy các vật cũng có thể phản xạ (tán sắc) một số ánh sáng đơn sắc. Hiện tượng đó được gọi là phản xạ (tán sắc) lọc lựa ánh sáng. Chú ý: Yếu tố quyết định đến việc hấp thụ, phản xạ (tán sắc) ánh sáng đó là bước sóng của ánh sáng. IV. LASER 1. Hiện tượng phát quang: a. Sự phát quang: Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng nào đó thì có khả năng phát ra một bức xạ điện từ. Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới hạn của ánh sáng nhìn thấy thì được gọi là sự phát quang.

Đặc điểm:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

32

Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng riêng cho nó. Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn được duy trì trong một khoảng thời gian nào đó.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

10

s đến vài ngày.

10

810 s , thường xảy ra với chất lỏng và khí.

810 s , thường xảy ra với chất rắn.



 6

8

s không xác định được lân quang hay huỳnh

s

t  

10

10











aspq

askt

aspq

 askt .

Thời gian phát quang là khoảng thời gian kể từ lúc ngừng kích thích cho đến lúc ngừng phát quang. Thời gian phát quang có thể kéo dài từ Hiện tượng phát quang là hiện tượng khi vật hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác. b. Các dạng phát quang: Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới Lân quang là sự phát quang có thời gian dài trên Chú ý: Thực tế trong khoảng quang. c. Định luật Xtốc về sự phát quang: Ánh sáng phát quang có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng kích thích: 



15



2. Laser: a. Đặc điểm:

10

2

. Tia Laser có tính đơn sắc cao. Độ sai lệch

I

6 ~ 10 W/cm

2CO ,

f  f Tia Laser là chùm sáng kết hợp, các photon trong chùm sáng có cùng tần số và cùng pha. Tia Laser là chùm sáng song song, có tính định hướng cao. Tia Laser có cường độ lớn b. Các loại Laser: Laser hồng ngọc, Laser thủy tinh pha nêođim, Lasre khí He – He, Laser Laser bán dẫn, … c. Ứng dụng: Trong thông tin liên lạc: cáp quang, vô tuyến định vị, … Trong y học: làm dao mổ, chữa một số bệnh ngoài da nhờ tác dụng nhiệt, … Trong đầu đọc đĩa: CD, VCD, DVD, … Trong công nghiệp: khoan, cắt, tôi, …, với độ chính xác cao.

.

2

Vấn đề 8: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP

 E m c 0

0

2

E mc

1. Các tiên đề Einstein: a. Tiên đề I (nguyên lí tương đối): Các hiện tượng vật lí diễn ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính. b. Tiên đề II (nguyên lí bất biến của vận tốc ánh sáng): Vận tốc ánh sáng trong chân không có cùng giá trị bằng c trong mọi hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của nguồn sáng hay máy thu. 2. Hệ thức Eistein giữa năng lượng và khối lượng: Năng lượng nghỉ:

2

Năng lượng toàn phần: 3. Các hệ quả:  Sự co của độ dài: Độ dài của một thanh bị co lại dọc theo phương chuyển động của nó:

2

l   1 l 0 l  . 0 v c

t

t  

 

0

2



1

2

t 0 v c

m 0

m

 Sự dãn ra của khoảng thời gian: Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn  đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên: .



2



1

2

v c

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

33

 Khối lượng tương đối: .

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

m 0

 v

  p mv 



2



1

2

2

2

v c m 0

c

 Động lượng tương đối: .

E mc 



2



1

2





v c : Naêng löôïng toaøn phaàn

 Năng lượng toàn phần: .

2

4

2

2 p c



ñ 

E E W  0  2 m c E  0 3. Đối với photon:

2

Chú ý:

hf









m c

hc 

2

m

 0

Năng lượng của photon:

m











1

m 

m 

 0

2

2

h c 

v c

 2 c

hf 2 c



1

2

v c

Khối lượng tương đối tính của photon: , suy ra

c nên

0

m   .

0

Mà v

Vấn đề 9: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ



27

kg

m



1, 67262.10

p

Z

proâtoân



19

q

C

 

 

1,6.10

e 1 : ñieän tích nguyeân toá döông

p

   

X

ñöôïc taïo neân töø

A Z



27

kg



1,67493.10

m n

N



(

A Z -

) nôtroân



0 : khoâng mang ñieän

q n

   

      

m

u



1, 007276

p



27

kg

I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 1. Cấu tạo hạt nhân:



u 1

1,66055.10



u 1, 008665

m n

   

2. Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ):

A

23

A

A mN A

A

A

N

ZN Z





n  ; A: khoái löôïng mol(g/mol) hay soá khoái (u) m  : khoái löôïng m A NA N a. Số mol:  N: soá haït nhaân nguyeân töû n  ; N  N N  N 6, 022.10 nguyeân töû/mol           3. Các công thức liên hệ:       

( )m g chất:

p

mN A

A

N

A Z N







A Z 

Chú ý: Số prôtôn có trong

( )m g chất:









n

mN A

N

Số nơtrôn có trong



A N mN  A

nu



15

R



( )m g chất: 1 A m ( 3

)

A Z m

m Zm 



(

)

: khoái löôïng caùc nucloân rieâng leû

Số nuclôn có trong

p 

;

n 0 m m m m khoái löôïng cuûa haït nhaân  

:

2

MeV

J 13

1. Độ hụt khối: 4. Bán kính hạt nhân: 1,2.10 II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN     

0 E mc





21 uc

931,5

MeV 1

1,6.10

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

34

2. Hệ thức Einstein: ; ;

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

2

mc

3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng: lkW a. Năng lượng liên kết:





: tính cho moät nucloân

E     E  A

/MeV nu

D

C







A D Z

A A Z

A B Z

A C Z C

D

B

A

b. Năng lượng liên kết riêng:

Z  

Z  

Z  



E W 





Chú ý: Hạt nhân có số khối trong khoảng từ 50 đến 95, năng lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8 III. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN B A 1. Phản ứng hạt nhân: 2. Các định luật bảo toàn: Z a. Định luật bảo toàn điện tích: b. Định luật bảo toàn số nuclon:

)

(

)

(

E W )

C

ñC

ñB

ñD

D

ñA







A B A A A B E W  ( A   p p B A

C A C  ( )  p C

D A D E W  B  p D

c. Định luật bảo toàn năng lượng:





2

27

13

J







d. Định luật bảo toàn động lượng: 3. Các công thức liên hệ:

(

1,66055.10

kg MeV ; 1

1,6.10

1 2

a. Động năng:

u ); 1  p mv p

 v





;

2

b. Động lượng:

ñW mv m kg ;   p mv  hay

p

mW 2 ñ

C D 



2





2

c. Liên hệ:

W ñ

W ñ

m W ñ D

D

C

D

C

p C

  p D

m W

m W

p

p





  

2

2

2

;

;

D ñ D

m W A

ñ A

ñ C

C

m D m C 2 p   c

 p C

2 D

2 A

m W ñ C  +    C D B ñöùng yeân p A B A 4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân: Khối lượng các hạt nhân trước phản ứng:

B

M m m A 0  

  M m m C D

; Chú ý: + B

  



2

0

toaûW

Khối lượng các hạt nhân sau phản ứng: a. Phản ứng tỏa năng lượng:

W

0M M E M M c ( ) 0 0M M   

 



2 E W E M M c (

;

)

ñ

thu

0

B

A

0

Năng lượng tỏa ra là: b. Phản ứng thu năng lượng:

 

M M M



  (

 

)

  (

 

)

0

m C

m D

m A

m B



Khi đó: Suy ra

A chaát phoùng xaï

 B C haït nhaân taïo thaønh



t 

N





N e 0

N 0 t T





Năng lượng thu vào là: Chú ý: A B    C D   M m m     M m m  C D IV. PHÓNG XẠ:

; vôùi

: haèng soá phaân raõ

ln 2 T s ( )



t 



m e 0

2 m 0 t T

2



t 

1. Định luật phóng xạ:

      m   H 0 t T

10

H     ; vôùi : haèng soá phaân raõ H e 0 ln 2 T s ( ) 2. Độ phóng xạ:

0

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

35

H Ci 2      N Bq ( ); 1 3, 7.10 Bq N H ; 0     

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

m









m 0 22

m 0 32

n

m 0 42 15

m 0 52 31

(2

Chú ý: N t … Còn lại 2T m 0 4 3T m 0 8 4T m 0 16 5T m 0 32

m 03 4

m 07 8

m 0 16

m 0 32

0

Bị phân rã T m 0 2 m 0 2 nT m 0 2n m 1) 0 n 2

H .

laø theå tích dung dòch chöùa

V



V 0

H t

T

2

H

235

210

226

219

131

12

16

3. Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ: ; V

Poloni

Rañi

Radon

Ioât

Urani U

Po

Ra

Ra

I

Cacbon C

Oxi O

92

84

88

86

53

6

8

Chất phóng xạ

Chu kì bán rã

T 

T 

T 

5730 naêm

4 s

138 ngaøy

T 

8 ngaøy

T 

T 

122 s

1620 naêm

T 

8 7, 13.10 naêm

Chu kì bán rã của một số chất





t 

t T

N N

e

N

4. Chất phóng xạ bị phân rã:

 



N N 





(1

)

 (1 2

)

0

0

0





t 

t T

m

e

 







 (1 2

(1

)

)

m m m m  0

0

0

a. Số hạt nhân nguyên tử bị phân rã:

B C

N

N

 

 



: N

C

A

B



t T

m 0

A

A B

  1 2 

  

m



; không có định luật bảo toàn khối lượng. b. Khối lượng hạt nhân nguyên tử bị phân rã: Chú ý: Số hạt nhân nguyên tử tạo thành bằng số hạt nhân nguyên tử phóng xạ bị phân rã A

B

A A

t T

Khối lượng chất tạo thành:



2



1

m B m

A

A B A A

  

  

Tỉ số khối lượng chất tạo thành và chất phóng xạ còn lại:

N

N

t

t 

t

0

N





N

N

e







N

N

e







N e 0

01

1

0 t

2

 0 1

 

 01 1

 

t T

N  T

01 t  T

2

2

t

2 t

t

Máy đếm xung: Số xung n mà máy đếm được chính là số hạt nhân nguyên tử của chất phóng xạ bị phân rã N .

0

t T

0N

 t e

2

01

.100%



.100%



.100%

Khi đó: .   2  N 1 N N N

 H H

0

 m m 0

0

Phần % hạt nhân phân rã: .

.100%



.100%



.100%

 N N N N

H H

0

m m 0

0

Phần % hạt nhân còn lại: .

laø haït He



laø pozitron

p

n e

 

(

e ) :

 0  1

0 1

coù hai loaïi

, bị lệch trong điện trường, từ trường. 5. Các tia phóng xạ: 4 a. Tia : 4  2 2



e

p e

 

laø electron

(

n ) :

 +   +





 0  1

0 1

   

, bị lệch trong điện trường, từ trường b. Tia :





 11 10 m

, có năng lượng rất lớn, không bị lệch trong điện trường, từ

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

36

nhiều hơn tia . c. Tia  : Có bước sóng ngắn trường.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

Vấn đề 10: VẬT LÍ VŨ TRỤ

0m : Phôtôn , nơtrinô  , gravitôn có khối lượng nghỉ bằng không.

I. CÁC HẠT SƠ CẤP 1. Hạt sơ cấp: Các hạt sơ cấp (hạt cơ bản) là các hạt nhỏ hơn hạt nhân. 2. Các đặc trương của hạt sơ cấp: a. Khối lượng nghỉ

1Q  , cũng có thể không

b. Điện tích: Các hạt sơ cấp có thể có điện tích bằng điện tích nguyên tố

mang điện. Q được gọi là số lượng tử điện tích. c. Spin s: Mỗi hạt sơ cấp khi đứng yên cũng có momen động lượng riêng và momen từ riêng. Các

s  , phôtôn có

1s  , piôn có

1 2

momen này được đặc trưng bằng số lượng tử spin. Prôtôn, nơtrôn có

s

T

s 24



932

10

610 s

 ), các hạt tau (

 ), …

, 

, 



:

. đến



3810 lần.

.

10 m 18

, lực tương tác yếu hơn tương tác hấp dẫn cỡ

10 m 15

210 lần. Tương tác giữa các hađrôn.

s  . 0 d. Thời gian sống trung bình T: Trong các hạt sơ cấp có 4 hạt không phân rã (proton, electron, photon, notrino) gọi là các hạt nhân bền. Còn các hạt khác gọi là hạt không bền và phân rã thành các hạt khác. Notron có , các hạt không bền có thời gian ngắn từ 3. Phản hạt: Các hạt sơ cấp thường tạo thành một cặp; mỗi cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ và spin như nhau nhưng có điện tích trái dấu nhau. Trong quá trình tương tác có thể sinh cặp hoặc hủy cặp. 4. Phân loại hạt sơ cấp: a. Photon (lượng tử ánh sáng): b. Lepton: Gồm các hạt nhẹ như electron, muyon ( c. Mêzôn: Gồm các hạt có khối lượng trung bình, được chia thành mêzôn  và mêzôn K . Barion: Gồm các hạt nặng có khối lượng lớn, được chia thành nuclon và hipêrôn  s s s , , Tập hợp các mêzôn và bariôn được gọi là hađrôn. 5. Tương tác của các hạt sơ cấp: a. Tương tác hấp dẫn: Bán kính lớn vô cùng, lực tương tác nhỏ. b. Tương tác điện từ: Bán kính lớn vô hạn, lực tương tác mạnh hơn tương tác hấp dẫn cỡ c. Tương tác yếu: Bán kính tác dụng rất nhỏ cỡ 1110 lần. d. Tương tác mạnh: Bán kính tác dụng rất nhỏ cỡ cỡ 6. Hạt quark: a. Hạt quark: Tất cả các hạt hađrôn được tạo nên từ các hạt rất nhỏ. b. Các loại quark: Có 6 loại quark là u: up, d: down, s: strange (lạ), c: charm (duyên), b: bottom, t:

, lực tương tác yếu hơn tương tác hấp dẫn





;

top, và phản quark tương ứng. Điện tích các quark là .

e 2e 3 3 proâtoân ( nôtroân (

trKm

ñvtv



150

c. Các baraiôn: Tổ hợp của 3 quark tạo nên các baraiôn . , u u d , u d d , , ) )   

5

3

.

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

37

II. MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI 1. Hệ Mặt Trời: Gồm 9 hành tinh lớn, tiểu hành tinh, các sao chổi. Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh, Diêm Vương tinh. Để đo đơn vị giữa các hành tinh người ta dùng đơn vị thiên văn: 1 Các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời theo chiều thuận trong cùng một mặt phẳng, Mặt Trời và các hành tinh tự quay quanh nó và đều quay theo chiều thuận trừ Kim tinh. 2. Mặt Trời: a. Cấu trúc của Mặt Trời: Gồm quang cầu và khí quyển Quang cầu: Khối khí hình cầu nóng sáng, nhìn từ Trái Đất có bán kính góc 16 phút, bán kính của khối cầu khoảng 7.10 Km , khối lượng riêng trung bình của các vật chất trong quang cầu là 1400kg/m , nhiệt độ hiệu dụng 6000K còn trong lòng Mặt Trời lớn hơn chục triệu độ.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

trieäu ñoä. Nhật hoa có hình dạng thay đổi theo thời gian.

2

H 

1360W/m

26

là lượng năng lượng bức xạ của Mặt trời truyền vuông góc tới

W

P



3,9.10

.

Khí quyển: Bao quanh Mặt Trời có khí quyển Mặt Trời: Chủ yếu là Hiđrô, Heli. Khí quyển được chia ra hai lớp có tính chất vật lí khác nhau: Sắc cầu và nhật hoa. Sắc cầu là lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày trên 10000km và có nhiệt độ khoảng 4500K . Phía trên sắc cầu là nhật hoa: Các phân tử vật chất tồn tại ở trạng thái ion hóa mạnh (trạng thái plasma), nhiệt độ khoảng 1 b. Năng lượng Mặt Trời: Năng lượng Mặt Trời được duy trì là nhờ trong lòng nó đang diễn ra các phản ứng nhiệt hạch. Hằng số Mặt Trời một đơn vị diện tích cách nó một đơn vị thiên văn trong một đơn vị thời gian. Công suất bức xạ năng lượng Mặt Trời là c. Sự hoạt động của Mặt Trời: Quang cầu sáng không đều, có cấu tạo dạng hạt, gồm những hạt sáng biến đổi trên nền tối do sự đối lưu mà tạo thành: vết đen, bùng sáng, tai lửa:

Vết đen có màu sẫm tối, nhiệt độ vào khoảng 4000K . Bùng sáng thường xuất hiện khi có vết đen, bùng sáng phóng ra tia X và dòng hạt tích điện gọi là gió Mặt Trời. Tai lửa là những lưỡi phun lửa cao trên sắc cầu.

Năm Mặt Trời có nhiều vết đen nhất xuất hiện được gọi là Năm Mặt Trời hoạt động. Năm Mặt Trời có ít vết đen nhất xuất hiện được gọi là Năm Mặt Trời tĩnh. Chu kì hoạt động của Mặt Trời có trị số trung bình là 11 năm. Sự hoạt động của Mặt Trời có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất. Tia X và dòng hạt tích điện từ bùng sáng truyền đến Trái Đất gây ra nhiều tác động:

3

0

3000 - 4000 C . 3

3300kg/m .

011 5 và thay

2

22

7,35.10 kg ; gia tốc trọng trường

0



100 C , lúc nửa đêm

Làm nhiễu hoặc mất thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến ngắn. Làm cho từ trường Trái Đất biến thiên, gây ra bão từ: bão từ xuất hiện sau khoảng 20 giờ kể từ khi bùng sáng xuất hiện trên sắc cầu Sự hoạt động của Mặt Trời còn có ảnh hưởng đến trạng thái thời tiết trên Trái Đất, đến quá trình phát triển của các sinh vật, …

Khối lượng

Khối lượng

Khoảng

Chu kì chuyển

Bán kính

Chu kì tự

Số vệ tinh đã

cách đến

Thiên thể (1)

(so với Trái

động quanh Mặt

Mặt Trời

riêng (103kg/m3)

(km) (3)

Quay (6)

biết (8)

Trời (7)

(đvtv) (2)

Đất) (4)

(5)

Thủy tinh

0,39

2440

0,052

59 ngày

87,0 ngày

0

5,4

Kim tinh

0,72

6056

0,82

243 ngày 224,7 ngày

0

5,3

Trái Đất

1

6375

1

23g56ph

365,25 ngày (1 năm) 1

5,5

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

38

3. Trái Đất: a. Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình phỏng cầu, bán kính xích đạo bằng 6378km , bán kính ở hai cực 5520kg/m . bằng 6357km , khối lượng riêng trung bình Lõi Trái Đất: bán kính 3000km ; chủ yếu là sắt, niken; nhiệt độ khoảng Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km ; chủ yếu là granit; khối lượng riêng b. Từ trường của Trái Đất: Trục từ của nam châm nghiêng so với trục địa cực một góc đổi theo thời gian. c. Mặt Trăng – vệ tinh của Trái Đất: Mặt Trăng cách Trái Đất 384000km ; có bán kính 1738km ; có 1,63m/s ; quay quanh Trái Đất với chu kì 27,32 ngày; khối lượng Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với chu kì bằng chu kì quay của Trái Đất quanh trục; quay cùng chiều với chiều quay quanh trái Đất, nên Mặt Trăng luôn hướng một nửa nhất định vào Trái Đất; 0 150 C nhiệt độ lúc giữa trưa . Mặt Trăng có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất như thủy triều, … 4. Các hành tinh khác. Sao chổi: a. Các đặc trưng cơ bản của các hành tinh

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Hỏa tinh

1,52

3395

0,11

24g37ph

1,88 năm

3,9

2

Mộc tinh

5,2

71,490

318

9g50ph

11,86 năm

1,3

> 30

Thổ tinh

9,54

60,270

95

14g14ph

29,46 năm

0,7

19

Thiên Vương tinh 19,19

25,760

15

17g14ph

84,00 năm

1,2

15

Hải Vương tinh

30,07

25,270

17

16g11ph

164,80 năm

1,7

> 8

Diêm Vương tinh 39,5

1160

0,002

6,4 ngày

248,50 năm

0,2

1

12

naêm aùnh saùng

Km ).



9, 46.10

1

b. Sao chổi: Sao chổi chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp; có kích thước và khối lượng rất nhỏ. Được cấu tạo từ các chất dễ bốc hơi như tinh thể băng, amoniac, mêtan, … Ngoài ra có những sao chổi thuộc thiên thể bền vững. c. Thiên thạch : Thiên thạch là những khối đá chuyển động quanh Mặt Trời với vận tốc trên hành chục kilômét trên giây theo những quỹ đạo rất khác nhau. Khi một thiên thạch bay gần một hành tinh nào đó thì nó sẽ bị hút và có thể xảy ra sự va chạm của thiên thạch với hành tinh. Ban đêm ta có thể nhìn thấy những vệt sáng kéo dài vút trên nền trời, gọi là sao băng. Đó chính là thiên thạch bay vào khí quyển Trái Đất, bị ma sát mạnh, nóng sáng và bốc cháy. III. CÁC SAO. THIÊN HÀ 1. Các sao: a. Định nghĩa: Sao là một thiên thể nóng sáng giống như Mặt Trời. Các sao ở rất xa, hiện nay đã biết ngôi sao gần nhất cách chúng ta đến hàng chục tỉ kilômet; còn ngôi sao xa nhất cách xa đến 14 tỉ năm ánh sáng ( b. Độ sáng các sao: Độ sáng mà ta nhìn thấy của một ngôi sao thực chất là độ rọi sáng lên con ngươi của mắt ta, nó phụ thuộc vào khoảng cách và độ sáng thực của mỗi sao. Độ sáng thực của mỗi sao lại phụ thuộc vào công suất bức xạ của nó. Độ sáng của các sao rất khác nhau. Chẳng hạn Sao Thiên Lang có công suất bức xạ lớn hơn của Mặt Trời trên 25 lần; sao kém sáng nhất có công suất bức xạ nhỏ hơn của Mặt Trời hàng vạn lần. c. Các loại sao đặc biệt: Đa số các sao tồn tại trong trạng thái ổn định; có kích thước, nhiệt độ, … không đổi trong một thời gian dài. Ngoài ra; người ta đã phát hiện thấy có một số sao đặc biệt như sao biến quang, sao mới, sao nơtron, … Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại:  Sao biến quang do che khuất là một hệ sao đôi (gồm sao chính và sao vệ tinh), độ sáng tổng hợp mà ta thu được sẽ biến thiên có chu kì.  Sao biến quang do nén dãn có độ sáng thay đổi thực sự theo một chu kì xác định.

14

3

10 g/cm .

Sao mới có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần rồi sau đó từ từ giảm. Lí thuyết cho rằng sao mới là một pha đột biến trong quá trình biến hóa của một hệ sao. Punxa, sao nơtron ngoài sự bức xạ năng lượng còn có phần bức xạ năng lượng thành xung sóng vô tuyến.

 Sao nơtron được cấu tạo bỡi các hạt nơtron với mật độ cực kì lớn  Punxa (pulsar) là lõi sao nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 voøng/s và phát ra sóng vô tuyến. Bức xạ thu được trên Trái Đất có dạng từng xung sáng giống như áng sáng ngọn hải đăng mà tàu biển nhận được.

2. Thiên hà: Các sao tồn tại trong Vũ trụ thành những hệ tương đối độc lập với nhau. Mỗi hệ thống như vậy gồm hàng trăm tỉ sao gọi là thiên hà. a. Các loại thiên hà:

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

39

 Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt như các đĩa, có những cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí.  Thiên hà elip có hình elip, chứa ít khí và có khối lượng trải ra trên một dải rộng. Có một loại thiên hà elip là nguồn phát sóng vô tuyến điện rất mạnh.  Thiên hà không định hình trông như những đám mây (thiên hà Ma gien-lăng).

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

b. Thiên Hà của chúng ta:

 Thiên Hà của chúng ta là thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 90 nghìn năm ánh sáng và có khối lượng bằng khoảng 150 tỉ khối lượng Mặt Trời. Nó là hệ phẳng giống như một cái đĩa dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ ngôi sao.  Hệ Mặt Trời nằm trong một cánh tay xoắn ở rìa Thiên Hà, cách trung tâm khoảng 30 nghìn năm ánh sáng. Giữa các sao có bụi và khí.  Phần trung tâm Thiên Hà có dạng hình cầu dẹt gọi là vùng lồi trung tâm được tạo bỡi các sao già, khí và bụi.

 Ngay ở trung tâm Thiên Hà có một nguồn phát xạ hồng ngoại và cũng là nguồn phát sóng vô tuyến điện (tương đương với độ sáng chừng 20 triệu ngôi sao như Mặt Trời và phóng ra một luồng gió mạnh).  Từ Trái Đất, chúng ta chỉ nhìn được hình chiếu của thiên Hà trên vòm trời gọi là dải Ngân Hà nằm theo hướng Đông Bắc – Tây Nam trên nền trời sao.

12

c. Nhóm thiên hà. Siêu nhóm thiên hà: Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, các thiên hà thường cách nhau khoảng mười lần kích thước Thiên Hà của chúng ta. Các thiên hà có xu hướng hợp lại với nhau thành từng nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiên hà. Thiên Hà của chúng ta và các thiên hà lân lận thuộc về Nhóm thiên hà địa phương, gồm khoảng 20 thành viên, chiếm một thể tích không gian có đường kính gần một triệu năm ánh sáng. Nhóm này bị chi phối chủ yếu bỡi ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224); Thiên Hà của chúng ta; Thiên hà Tam giác, các thành viên còn lại là Nhóm các thiên hà elip và các thiên hà không định hình tí hon. Ở khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng là Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộng trên bầu trời trong chòm sao Trinh Nữ. Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà. Siêu nhóm thiên hà địa phương có tâm nằm trong ở Nhóm Trinh Nữ và chứa tất cả các nhóm bao quanh nó, trong đó có nhóm thiên hà địa phương của chúng ta. IV. THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG) 1. Định luật Hubble (Hớp-bơn): Tốc độ lùi ra xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách giữa thiên hà và

naêm aùnh saùng

Km



1

9,46.10

 2

1,7.10 m/(s.naêm aùnh saùng)

v Hd   H 

s 43



chúng ta: ; .

10

91

sau Vụ nổ lớn gọi là thời điểm Planck.

10 m 35

3210 K và mật độ là

1510 GeV .

t



s 610

phuùt

t



, nhiệt độ là

1H . Khi đó, đã xuất hiện các hạt nhân đơteri 2

1H , triti 3

4

2. Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang): Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị”. Để tính tuổi và bán kính vũ trụ, ta chọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi là điểm zêrô Big Bang). Tại thời điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng không áp dụng được. Vật lí học hiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đoán các hiện tượng xảy ra bắt đầu từ thời điểm pt 3 10 kg/cm . Các trị Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ là số cực lớn cực nhỏ này gọi là trị số Planck. Từ thời điểm này Vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của Vũ trụ giảm dần. Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập bỡi các hạt có năng lượng cao như electron, notrino và quark, năng lượng ít nhất bằng Tại thời điểm , chuyển động các quark và phản quark đã đủ chậm để các lực tương tác mạnh gom chúng lại và gắn kết chúng lại thành các prôtôn và nơtrôn, năng lượng trung bình của các hạt trong vũ trụ lúc này chỉ còn 1GeV . 3 Tại thời điểm với nhau để tạo thành hạt nhân đơteri 2

4

4

, các hạt nhân Heli được tạo thành. Trước đó, prôtôn và nơtrôn đã kết hợp 1H , heli 2 He bền. Các hạt nhân hiđrô và hêli chiếm 98% khối lượng các sao và các thiên hà, khối lượng các hạt nhân nặng hơn chỉ chiếm 2% . Ở mọi thiên thể, có 1 khối lượng khối lượng là hêli và có 3

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

40

là hiđrô. Điều đó chứng tỏ, mọi thiên thể, mọi thiên hà có cùng chung nguồn gốc.

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

t

naêm



300000

t

naêm



910

t

K

T



9 14.10



2, 7

, vũ trụ ở trạng thái như hiện nay với nhiệt độ trung bình . Tại thời điểm , các loại hạt nhân khác đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tương tác điện từ. Các lực điện từ gắn các electron với các hạt nhân, tạo thành các nguyên tử H và He. Tại thời điểm , các nguyên tử đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tương tác hấp dẫn. Các lực hấp dẫn thu gom các nguyên tử lại, tạo thành các thiên hà và ngăn cản các thiên hà tiếp tục nở ra. Trong các thiên hà, lực hấp dẫn nén các đám nguyên tử lại tạo thành các sao. Chỉ có khoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục tăng lên. Tại thời điểm naêm

PHỤ LỤC

1. Các thao tác cộng số phức dưới dạng mũ được thực hiện dễ dàng với máy tính CASIO fx – 570MS.

Để thực hiện các phép tính về số phức thì ta phải chọn Mode của máy tính ở dạng Complex, bằng cách nhấn phím MODE 2  phía trên màn hình xuất hiện chữ CMPLX.

Các cài đặt đơn vị đo góc (Deg, Rad, Grad) cũng có tác dụng với số phức. Nếu trên màn hình hiển thị kí hiệu D thì ta phải nhập các góc của số phức có đơn vị đo góc là độ.





Để nhập ký hiệu góc “  ” của số phức ta ấn SHIFT  .

x



8cos

 t



 3

  

Ví dụ: Dao động sẽ được biểu diễn với số phức 8 60 , ta nhập máy

   



như sau:  màn hình sẽ hiển thị là 8 60 . 8 SHIFT 6 0 

SHIFT

   và  sẽ hiển thị biên độ A của dao động.



[Re - Im]

Lưu ý: Khi thực hiện các phép tính số phức ở dạng mũ thì kết quả phép tính được hiển thị



sẽ hiển thị góc pha  của dao động. (Phím [Re – Im] mặc định dưới dạng đại số (a + bi). Vì vậy, ta phải chuyển kết quả này về lại dạng số mũ A  để biết biên độ và góc pha của dao động. Bằng cách:  r  Ấn Tiếp tục ấn SHIFT   

dùng để chuyển đổi qua lại giữa phần thực và phần ảo của số phức)

2. Thử lại bài toán cụ thể với hai phương pháp trên.



,

   .

Bài toán: Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có các biên độ A1 = 2, A2 = 1 và

 1

2

 3

các pha ban đầu Hãy tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp.

A







2

cos



PHƯƠNG PHÁP FRESNEL PHƯƠNG PHÁP SỐ PHỨC (Dùng máy tính CASIO fx – 570MS)

A A 1 2

2 A 2

    1

2

    



 A 1 1     2 60

 A 2 2 1 180



4 1 4 cos

 

 3

   

  

Tiến hành nhập máy: Chọn MODE 2



5 2 = 3



Biên độ dao động tổng hợp: 2 A 1 Số phức của dao động tổng hợp có dạng: A









SHIFT    sẽ hiển thị giá trị biên độ A.

2 SHIFT  6 0 + 1 SHIFT  1 8 0 

SHIFT   sẽ hiển thị góc pha ban đầu .

Pha ban đầu của dao động tổng hợp: A = 1.73 = 3

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

41

 = 90o. Chú ý: + Với 2 dao động ngược pha đúng với

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

0

0

1

  

vaø

1

2

1

2

tan   sin cos   sin cos A 1 A 1  1  1 A 2 A 2  2  2

0

1

0

360

 

   . 2  A A

  

vaø

2

2

1

1

   . 1 2    .  2   A A  + Với 2 dao động ngược pha sẽ đúng với   

o

  

hay





90

2sin  sin      3  1 1 2cos  cos  thì kết quả =

0  

(

rad

)

 . 180

.  3  3  2 + Đổi:

3. Hướng dẫn nâng cấp máy tính CASIO ƒx-500MS thành ƒx-570MS

shift Mode 

rồi tiếp hành nhập tương tự. B1 : [MODE]->[3]->[1] cho ở trên màn hình có chữ REG B2 : [1]->[M+]->[M+]->[M+]... cho đến khi thấy số 40 , ấn tiếp [M+] bạn sẽ thấy chử Data Full rồi ấn tiếp [M+]->[2] B3 : ấn mũii tên đi lên ↑ và nhập đoạn mã sau 13131313131313....cho đến hết màn hình , rồi ấn [=]->[=]->[0]->[1] - Bây giờ máy tính của bạn đã thành ƒx-570MS rồi, nhưng khi bấm [ON] thì sẽ trở thành ƒx- 500MS lại như cũ - Để giữ cho ƒx-570MS không bị mất khi bấm [ON] Ở B3 bạn thay thế đoạn mã 13131313... thành 2-3-2-3-... 4. Với máy tính CASIO fx – 570 ES: - Chọn MODE 2 xong 3 2 - Chọn

 a HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO 570ES GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỂU

. - Ngoài ra: còn có thể nhập ở chế độ Rad với

   3 2    R

R

?Z

C

  . Tính 20 



Z

?Z

C

Nhập: Tức là Vd 2: Cho

0.927295218

20 ,   L  SHIFT ENG

   50 .

Nhập:

  30 (60 20)    Z 50 ,

0.927295218 rad

Cấu hình máy tính theo các bước sau:    2 CMPLX MOD     SHIFT MOD     SHIFT MOD 4 1. Tính tổng trở của đoạn mạch Vd 1: Cho Z 60 ,     Z 30 , L     50 0.927295218   30 (60 20) SHIFT ENG   50 , 0.927295218 rad   Z 60 Z   . Tính   R 30 ,    

Tức là 2. Viết biểu thức điện áp tức thời, biểu thức cường độ dòng điện tức thời

R

  30 ,

Z

  60 ,

Z

  , 20

u



100 2 cos(100

 t



)(

V

)

C

L

 3

100 2

SHIFT





  

Vd 1: Cho . Viết ?i

2 2 0.1199023332



  

30 (60 20)





    ( ) 3   SHIFT ENG





Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

42

Nhập:

Trường THPT Phan Bội Châu, Di Linh, Lâm Đồng

2 2

A

i



2 2 cos(100

 t



0, 0382 )(



A )

0.1199023332

rad



 0.0382

rad

  I 0    

Tức là , vậy

R

  40 ,

Z

  60 ,

Z

  , 20

i



3 2 cos(100

 t



)(

A )

C

L

 4

Vd 2: Cho . Viết ?u







 SHIFT ENG



 40 (60 20)

  

   

Nhập: 3 2 SHIFT   240     4 1 2              

90 ,

V U

30

U

V





C

L

R 80 (90 30)







ENG

100 0.6435011088



  U

100

800 , V U 



3. Tính điện áp hiệu dụng của mạch điện xoay chiều Vd 1: Cho  . Tính điện áp giữa hai đầu đoạn mạch U ?

V 48

V LU cực đại, khi đó

RU

V 36

,

? U ? Vd 2: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Điều chỉnh L để CU

)L Max U 2

U



48 (100 36)



ENG

 

80 0.927295218

  U

80

V

 48 36 i . Tính (  U (   100   1.287002218  U (  100 V ) L Max ) L Max





36  .

5. Đường tròn lượng giác

y

t

3

- 3

- 3 /3

3

3 /3

-1

1

/3

u

u'

B /2 1

2/3

/4

3 /2

3/4

2 /2

/6

3 /3

5/6

1/2

x'

3 /2

x

1/2

2 /2

- 3 /2

- 2 /2

-1/2

(Ñieåm goác)

1

A

 -1

O

-1/2

- 3 /3

-/6

- 2 /2

-/4

- 3 /2 -1

-/3

-1

-/2

- 3

y'

t'

Ngày mai bắt đầu từ hôm nay

Caåm Nang Vật Lí 12 ôn thi TNTHPT & LTĐH

43