Tóm tắt công thức vật lý lớp 12

Chia sẻ: Maichi Tho | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

1.390
lượt xem 434
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Tóm tắt công thức vật lý lớp 12

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt công thức vật lý lớp 12

CHƯƠNG II: DAO ĐỘNG CƠ ∆ϕ I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ sin S Max = 2A sin 2 1. P.trình dao động : x = Acos(ω t + ϕ ) + Quãng đường nhỏ nhất khi vật đi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục 2. Vận tốc tức thời : v = -ω Asin(ω t + ϕ ) ∆ϕ 3. Gia tốc tức thời : a = -ω 2Acos(ω t + ϕ ) = -ω 2x cos S Min = 2 A(1 − cos ) r 2 a luôn hướng về vị trí cân bằng M2 M1 M2 4. Vật ở VTCB : x = 0; | v| Max = ω A; | a| Min = 0 P ∆ϕ Vật ở biên : x = ±A; | v| Min = 0; | a| Max = ω 2A 2 v a2 5. Hệ thức độc lập: A = x + ( ) 2 2 2 ; v2 + = ω 2 A2 -A A -A ∆ϕ P A ω ω2 P2 O P 1 x O 2 x 1 6. Cơ năng: W = Wđ + Wt = mω 2 A2 2 M1 1 1 Wđ = mv 2 = mω 2 A2sin 2 (ωt + ϕ ) = Wsin 2 (ωt + ϕ ) 2 2 1 1 Lưu ý: + Trong trường hợp ∆t > T/2 Wt = mω x = mω 2 A2 cos 2 (ωt + ϕ ) = Wco s 2 (ωt + ϕ ) 2 2 2 2 T T Tách ∆t = n + ∆t ' (trong đó n ∈ N ;0 < ∆t ' < ) * 7. Dao động điều hoà có tần số góc là ω , tần số f, chu kỳ T. Thì 2 2 động năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2 ω , tần số 2f, chu T kỳ T/2. Trong thời gian n quãng đường luôn là 2nA 8. TØ sè gi÷a ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng : 2 2 Trong thời gian ∆t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như Ed  A  =   −1 trên. Et x 9. VËn tèc, vÞ trÝ cña vËt t¹i ®ã : + Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng + ®.n¨ng = n lÇn thÕ n¨ng : thời gian ∆t: n A S Max S v = ±ω A x=± vtbMax = và vtbMin = Min với SMax; SMin tính như trên. ( n + 1) n +1 ∆t ∆t + ThÕ n¨ng = n lÇn ®.n¨ng : 14. Các bước lập phương trình dao động dao động điều hoà: * Tính ω ωA n v=± x = ±A * Tính A dựa vào phương trình độc lập n +1 n +1 * Tính ϕ dựa vào điều kiện đầu và vẽ vòng tròn (-π < ϕ ≤ π) ∆ϕ 10. Khoảng thời gian ngắn nhất 15. Các bước giải bài toán tính thời điểm vật đi qua vị trí đã biết x để vật đi từ vị trí có li độ x1 đến (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n x1 x2 x2 * Xác định M0 dựa vào pha ban đầu ∆ϕ -A O A * Xác định M dựa vào x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) t= ω ∆ϕ * Áp dụng công thức t= (với ϕ = M 0OM ) ω 11. Chiều dài quỹ đạo: 2A Lưu ý: Đề ra thường cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy 12. Quãng đường đi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong 1/2 chu kỳ luật để suy ra nghiệm thứ n luôn là 2A 16. Các bước giải bài toán tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) 13. Quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến t2. thời điểm t một khoảng thời gian ∆t. Phân tích: t2 – t1 = nT + ∆t (n ∈N; 0 ≤ ∆t < T) * Xác định góc quét ∆ϕ trong khoảng thời gian ∆t : ∆ϕ = ω.∆t - Quãng đường đi được trong thời gian nT là S1 = 4nA * Từ vị trí ban đầu (OM1) quét bán kính một góc lùi (tiến) một góc - Trong thời gian ∆t là S2. ∆ϕ , từ đó xác định M2 rồi chiếu lên Ox xác định x Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2 II. CON LẮC LÒ XO Lưu ý:  kT 2 m tØ lÖ thuËn + Nếu ∆t = T/2 thì S2 = 2A  m= 2 + Tính S2 bằng cách định vị trí x1, x2 và vẽ vòng tròn mối quan hệ m  4π víi T2 1. T = 2π ⇒  S k k = 4mπ 2 + Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1 đến t2: vtb = k tØ lÖ nghÞch t2 − t1   víi T2T2 14. Bài toán tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được m = m1 + m2 > T = (T1) + (T2)2 2 2 trong khoảng thời gian 0 < ∆t < T/2. m = m1 m2 > T2 = (T1)2 (T2)2 - Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên 1 1 1 nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường đi được càng lớn * Ghép nối tiếp các lò xo = + + ... ⇒ cùng treo một vật khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên. k k1 k2 - Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển đường khối lượng như nhau thì: T2 = T12 + T22 tròn đều. + Góc quét ∆ϕ = ω∆ t. + Quãng đường lớn nhất khi vật đi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục
* Ghép song song các lò xo: k = k1 + k2 + … ⇒ cùng treo một vật l gT 2 1 1 1 T = 2π ⇒l = tøc l tØ lÖ thuËn víi T2 khối lượng như nhau thì: T 2 = T 2 + T 2 + ... g 4π 2 1 2 nªn l = l1 + l2 > T2 = (T1)2 + (T2)2 Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và vật dao s động trong giới hạn đàn hồi 2. Lực hồi phục F = −mg sin α = − mgα = −mg = − mω 2 s 1 1 l 2. Cơ năng: W = mω 2 A2 = kA2 + Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng. 2 2 + Với con lắc lò xo lực hồi phục không phụ thuộc vào khối lượng. 3. * Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng khi vật ở VTCB: 3. Phương trình dao động: mg ∆l s = S0cos(ω t + ϕ) hoặc α = α0cos(ω t + ϕ) với s = αl, S0 = α0l ∆l = ⇒ T = 2π ⇒ v = s’ = -ω S0sin(ω t + ϕ) = -ω lα0sin(ω t + ϕ) k g ⇒ a = v’ = -ω 2S0cos(ω t + ϕ) = -ω 2lα0cos(ω t + ϕ) = -ω 2s = -ω 2αl * Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB với con lắc lò xo Lưu ý: S0 đóng vai trò như A còn s đóng vai trò như x nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α: 4. Hệ thức độc lập: a = -ω 2s = -ω 2αl mg sin α ∆l v ∆l = ⇒T = 2π S02 = s 2 + ( ) 2 k g sin α ω + Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + ∆ l (l0 là chiều dài tự nhiên) v2 α 02 = α 2 + + Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lMin = l0 + ∆ l – A gl + Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lMax = l0 + ∆ l + A 1 1 mg 2 1 1 5. Cơ năng: W = mω 2S02 = S0 = mglα 02 = mω 2l 2α 0 2 ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2 2 2 l 2 2 + Khi A >∆l (Với Ox hướng xuống): 6. Khi con lắc đơn dao động với α0 bất kỳ. - Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi Cơ năng W = mgl(1-cosα0); từ vị trí x1 = -∆ l đến x2 = -A. Tốc độ v2 = 2gl(cosα – cosα0) - Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi Lực căng T = mg(3cosα – 2cosα0) từ vị trí x1 = -∆ l đến x2 = A,  3 2 2 Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần và giãn 2 lần! Khi con lắc đơn DĐĐH(α
ur * F có phương ngang: S0 + Sè dao ®éng thùc hiÖn ®îc: N = + Tại VTCB dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc có: ∆S F + Thêi gian kÓ tõ lóc chuyÓn ®éng cho ®Õn khi tan α = dõng h¼n: P l F τ = N .T = N .2π + g ' = g + ( )2 2 g m + Gäi S max lµ qu∙ng ®êng ®i ®îc kÓ tõ lóc ur F * F có phương thẳng đứng thì g ' = g ± chuyÓn ®éng cho ®Õn khi dõng h¼n. C¬ n¨ng ban m ®Çu b»ng tæng c«ng cña lùc ma s¸t trªn toµn bé ur F qu∙ng ®êng ®ã, tøc lµ: + Nếu F hướng xuống thì g ' = g + m 1 mω 2 S 02 = Fms .S max ⇒ S max = ? ur F 2 + Nếu F hướng lên thì g'= g− 3. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: f = f0 m hay ω = ω 0 hay T = T0 IV. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 1. Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x 1 = Với f, ω , T và f0, ω 0, T0 là tần số, tần số A1cos(ω t + ϕ 1) và x2 = A2cos(ω t + ϕ 2) được một dao động điều hoà góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao cùng phương cùng tần số x = Acos(ω t + ϕ). động. Trong đó: CHƯƠNG III: SÓNG CƠ I. SÓNG CƠ HỌC A = A + A + 2 A1 A2cos(ϕ 2 − ϕ1 ) 2 2 2 1 2 1. λ = vT = v/f d2 d1 A sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 2. Phương trình sóng x tan ϕ = 1 với ϕ 1 ≤ ϕ ≤ ϕ 2 (nếu ϕ 1 ≤ ϕ 2 ) Tại điểm O: A1cosϕ1 + A2 cosϕ2 M2 O M1 uO = Acos(ω t + ϕ ) * Nếu ∆ϕ = 2kπ (x1, x2 cùng pha) ⇒ AMax = A1 + A2 d1 `* Nếu ∆ϕ = (2k+1)π (x1, x2 ngược pha) ⇒ AMin = | A1 - A2| Tại điểm M1 : uM1 = Acos(ω t + ϕ - 2π ) λ ⇒ | A1 - A2| ≤ A ≤ A1 + A2 d 2. Thông thường ta gặp các trường hợp đặc biệt sau: Tại điểm M2 : uM2 = Acos(ω t + ϕ + 2π 2 ) λ + ϕ 2 − ϕ1 =00 thì A =A1+A2 ϕ = ϕ1 = ϕ 2 3. Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền + ϕ 2 − ϕ1 =900 thì A = A12 + A2 2 d cách nhau một khoảng d là : 2π + ϕ 2 − ϕ1 =1200 và A1=A2 thì A=A1=A2 λ + ϕ 2 − ϕ1 =1800 thì A = A1 − A2 4. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao VI. DAO ĐỘNG TẮT DẦN-DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC-CỘNG động của dây là 2f. HƯỞNG II. SÓNG DỪNG 1. Dao ®éng t¾t dÇn cña con l¾c lß xo 1. Một số chú ý + §é gi¶m c¬ n¨ng sau mét chu k× b»ng c«ng cña * Đầu cố định hoặc âm thoa là nút sóng. lùc ma s¸t c¶n trë trong chu k× ®ã, nªn : * Đầu tự do là bụng sóng 4F * 2điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha. ∆A = ms k * 2điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha. A * Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng + Sè dao ®éng thùc hiÖn ®îc: N = lượng không truyền đi ∆A + Thêi gian kÓ tõ lóc b¾t ®Çu dao ®éng cho ®Õn * Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi khi dõng h¼n: qua VTCB) là nửa chu kỳ. 2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: 2π m τ = N .T = N = N .2π * Hai đầu là nút sóng: l =k λ (k ∈ N * ) ω k 2 + Gäi S max lµ qu∙ng ®êng ®i ®îc kÓ tõ lóc Số bụng sóng = số bó sóng = k chuyÓn ®éng cho ®Õn khi dõng h¼n. C¬ n¨ng ban Số nút sóng = k + 1 ®Çu b»ng tæng c«ng cña lùc ma s¸t trªn toµn bé * Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: qu∙ng ®êng ®ã, tøc lµ: l = (2 k +1) λ ( k ∈N ) 4 1 2 kA2 kA = Fms .S max ⇒ S max = Số bó sóng nguyên = k 2 2 Fms Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1 2 . Dao ®éng t¾t dÇn cña con l¾c ®¬n III. GIAO THOA SÓNG + Suy ra, ®é gi¶m biªn ®é dµi sau mét chu k×: Phương trình sóng tại 2 nguồn (cách nhau một khoảng l) 4 Fms ∆S = u1 = Acos(2π ft + ϕ1 ) ; u2 = Acos(2π ft + ϕ 2 ) mω 2 Phương trình tại điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2
 d −d ∆ϕ   d1 + d 2 ϕ1 + ϕ2  f = (2k + 1) v ( k ∈ N) uM = 2 Acos π 1 2 +  cos  2π ft − π λ + 2   λ 2    4l l ∆ϕ l ∆ϕ v * Số cực đại: − +
u = U0cos(ω t + ϕ u) và i = I0cos(ω t + ϕ i)   π π e1 = E0 cos(ωt ) i1 = I 0 cos(ωt ) Với ϕ = ϕ u – ϕ i là độ lệch pha của u so với i, có − ≤ϕ ≤ 2 2   2. Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2πft + ϕ i)  2π  2π e2 = E0 cos(ωt − )  i2 = I 0cos(ωt − ) (tải đối * Mỗi giây đổi chiều 2f lần  3  3 π π  2π  2π * Nếu pha ban đầu ϕ i = − hoặc ϕ i = e3 = E0 cos(ωt + 3 ) i3 = I 0 cos(ωt + 3 ) thì chỉ giây đầu tiên đổi 2 2   chiều 2f-1 lần. xứng) 3. Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C * Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: uR cùng pha với i, (ϕ = ϕ u – Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up U U Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up ϕ i = 0) I = và I 0 = 0 Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip R R U Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có I= R 7. Công thức máy biến áp lý tưởng: U1 E I N = 1 = 2 = 1 U 2 E2 I1 N2 * Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i là π/2, U U0 10. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng: (ϕ = ϕ u – ϕ i = π/2) I = và I 0 = với ZL = ω L là cảm kháng ZL ZL  Pđi  2 ∆P = R  U cos ϕ   Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn  đi  (không cản trở). * Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC chậm pha hơn i là π/2, (ϕ = ϕ u – l R=ρ là điện trở tổng cộng của dây tải điện (lưu ý: dẫn điện U U0 1 S ϕ i = -π/2) I = và I 0 = với Z C = là dung kháng bằng 2 dây) ZC ZC ωC Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: ∆U = IR hoàn toàn). Pđê n Pđi − ∆P * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Hiệu suất tải điện: H= = Pđi Pđi 8. Đoạn mạch RLC có R thay đổi: Z = R 2 + Z L − C ) 2 ⇒ = U R +U L − C ) 2 ⇒ 0 = U 0 R +U 0 L − 0 C ) 2 ( Z U 2 ( U U 2 ( U U2 U2 Z L − ZC Z − ZC R π π * Khi R=ZL-ZC thì PMax = = tan ϕ = ;sin ϕ = L ; cosϕ = với − ≤ ϕ ≤ 2 Z L − ZC 2R R Z Z 2 2 * Khi R=R1 hoặc R=R2 thì P có cùng giá trị. Ta có + Khi ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i + Khi ZL < ZC thì u chậm pha hơn i R1, R2 th.mãn phương trình bậc 2 PR − R +P(Z U 2 2 L − C Z )2 =0 + Khi ZL = ZC thì u cùng pha với i. U 2 R1 + R2 = ; R1 R2 = ( Z L − Z C ) 2 U P Lúc đó I Max = gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện R U2 4. Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC: Và khi R = R1 R2 thì PMax = 2 R1 R2 * Công suất tức thời: P = UIcosϕ + UIcos(2ω t + ϕ u+ϕ i) * Công suất trung bình: P = UIcosϕ = I2R. 9. Đoạn mạch RLC có L thay đổi: 5. Tần số dòng điện do máy phát điện xoay chiều một pha có p cặp * Khi ZL=ZC thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin cực, rôto quay với vận tốc n vòng/giây phát ra: f = pn Hz R2 + ZC 2 U R 2 + ZC 2 Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện : * Khi Z L = thì U = và ZC LMax R Φ = NBScos(ω t +ϕ) = Φ0cos(ω t + ϕ) Với Φ0 = NBS là từ thông cực đại gửi qua N vòng dây, B là cảm ứng 2 U LMax = U 2 + U R + U C ; U LMax − U CU LMax − U 2 = 0 2 2 2 từ của từ trường, S là diện tích của vòng dây, ω = 2πf  L = L1 2 Z L1 Z L 2 Suất điện động trong khung dây: * Với  L = L thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi ZL = Z L1 + Z L 2 π π  2 e = ω NSBcos(ω t + ϕ - ) = E0cos(ω t + ϕ - ) 2UR 2 2 ZC + 4 R 2 + ZC 2 * Khi Z = thì U RLMax = Với E0 = ω NSB là suất điện động cực đại. L 4 R + ZC − ZC 2 2 6. Dòng điện xoay chiều 3 pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, 2 10. Đoạn mạch RLC có C thay đổi: gây bởi ba suất điện động xoay chiều cùng tần số, cùng biên * Khi ZL=ZC thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin 2π độ nhưng độ lệch pha từng đôi một là R2 + ZL 2 U R2 + Z L 2 3 *Khi Z C = thì U CMax = và ZL R U CMax = U 2 + U R + U L ; U CMax − U LU CMax − U 2 = 0 2 2 2 2 C = C1 2 Z C1Z C 2 *Với C = C thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi ZC = Z C1 + Z C 2  2
2UR * Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S 1S2 thì hệ Z L + 4R2 + Z L 2 * Khi Z = thì U RCMax = vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i vẫn không đổi. C 2 4R + ZL − ZL 2 2 D 11. Mạch RLC có ω thay đổi: Độ dời của hệ vân là: x0 = d D1 1 * Khi ω= thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn LC D1 là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe 1 1 d là độ dịch chuyển của nguồn sáng ω= 2U .L * Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) được đặt * Khi C L R 2 thì U LMax = một bản mỏng dày e, chiết suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía − R 4 LC − R 2C 2 C 2 ( n - 1)eD S1 (hoặc S2) một đoạn: x0 = 1 L R2 2U .L a * Khi ω = − thì U CMax = * Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (trường giao L C 2 R 4 LC − R 2C 2 thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tâm) * Với ω = ω 1 hoặc ω = ω 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị L + Số vân sáng (là số lẻ): N S = 2   + 1 thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi ω = ω1ω2 ⇒ tần số f = f1 f 2  2i  12. Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB  L 1 gồm R2L2C2 nối tiếp mắc nối tiếp với nhau có UAB = UAM + UMB ⇒ + Số vân tối (là số chẵn): N t = 2 +  uAB; uAM và uMB cùng pha ⇒ tanuAB = tanuAM = tanuMB  2i 2  CHƯƠNG VI: SÓNG ÁNH SÁNG * Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x 1, x2 1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng. (giả sử x1 < x2) * Đ/n: Là hiện tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác nhau khi + Vân sáng: x1 < ki < x2 đi qua mặt phân cách của hai môi trường trong suốt. + Vân tối: x1 < (k+0,5)i < x2 * Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc Số giá trị k ∈ Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm Ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, chỉ có một màu. Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu. v M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc λ = , truyền trong chân không * Xác định khoảng vân i trong khoảng có bề rộng L. Biết trong f khoảng L có n vân sáng. c L λ0 = + Nếu 2 đầu là hai vân sáng thì: i = f n- 1 * Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh L sáng. Đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất. + Nếu 2 đầu là hai vân tối thì: i= * Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến n thiên liên tục từ đỏ đến tím. L + Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì: i = Bước sóng của ánh sáng trắng: 0,38 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm. n - 0,5 2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng trong * Sự trùng nhau của các bức xạ λ 1, λ 2 ... (khoảng vân tương ứng thí nghiệm Iâng). là i1, i2 ...) * Đ/n: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong + Trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ... ⇒ k1λ 1 = k2λ 2 = ... không gian trong đó xuất hiện những vạch sáng và những vạch tối + Trùng nhau của vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ... ⇒ (k1 + xen kẽ nhau. 0,5)λ 1 = (k2 + 0,5)λ 2 = ... Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân giao Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng thoa. nhau của tất cả các vân sáng của các bức xạ. * Hiệu đường đi của ánh sáng (hiệu quang trình) : * Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,38µm ≤ λ ≤ ax 0,76µm) ∆d = d 2 − d1 = D - Bề rộng quang phổ bậc k: ∆ k = k ( iđ − it ) * Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối - Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại λD một vị trí xác định (đã biết x) liên tiếp:: i= a 1 ax * Vị trí (toạ độ) vân sáng: xs=ki ( k ∈ Z ) + Vân sáng: 0,38 ≤ λ = ≤ 0,76 ⇒ các giá trị của k ⇒ λ k D k = 0: Vân sáng trung tâm 1 ax k = ± 1: Vân sáng bậc (thứ) 1… + Vân tối: 0,38 ≤ λ = ≤ 0,76 ⇒ các giá trị của k ⇒ λ k + 0.5 D i * Vị trí (toạ độ) vân tối: xt=ki+ (k ∈Z ) 2 CHƯƠNG VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG k = 0, k = -1: Vân tối thứ (bậc) nhất hc k = 1, k = -2: Vân tối thứ (bậc) hai… 1. Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn) ε = hf = * Nếu thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có λ chiết suất n thì bước sóng và khoảng vân đều giảm n lần : Trong đó : h = 6,625.10-34 Js là hằng số Plăng. λ i c = 3.108m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không. λ' = ; i' = 2. Tia Rơnghen (tia X) n n hc Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen λmin = Eđ
mv 2 mv02 * Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v Trong đó Eđ = = eU+ là động năng của electron khi 2 đập vào đối catốt (đối âm cực) 2 trong từ trường đều B : R= mv e B sin α α = v, B ( ( ) ) U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu đồng thời v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt nhiều bức xạ thì khi tính các đại lượng: Tốc độ ban đầu cực đại v0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v0 = 0) v0Max, hiệu điện thế hãm Uh, điện thế cực đại VMax, … đều được m = 9,1.10-31 kg là khối lượng electron tính ứng với bức xạ có λ Min (hoặc fMax) 3. Hiện tượng quang điện 4. Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrô hc mv 2 ε = Ecao − Ethâp *Công thức Anhxtanh : ε = hf = = A + 0 max * Tiên đề Bo λ 2 * Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô: Trong đó A= hc là công thoát của kim loại dùng làm catốt rn = n2r0 Với r0 =5,3.10-11m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K) λ0 * Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô: λ 0 là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt 13, 6 * Để dòng quang điện triệt tiêu thì UAK ≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu En = - (eV ) Với n ∈ N*. n2 2 mv0 Max Năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu để đưa e từ quỹ đạo K điện thế hãm: eU h = 2 ra xa vô cùng (làm ion hóa nguyên tử Hiđrô): Eion=13,6eV Lưu ý: Trong một số bài toán người ta lấy Uh > 0 thì đó là độ lớn. * Sơ đồ mức năng lượng * Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách - Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại:Ứng với e chuyển từ quỹ cực đại dMax mà electron chuyển động trong điện trường cản có đạo bên ngoài về quỹ đạo K cường độ E được tính theo công thức: Lưu ý: Vạch dài nhất λ LK khi e chuyển từ L → K 1 2 Vạch ngắn nhất λ ∞K khi e chuyển từ ∞ → K. e VMax = mv0 Max = e Ed Max - Dãy Banme: Một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm 2 trong vùng ánh sáng nhìn thấy * Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, vA là tốc độ cực đại của Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L electron khi đập vào anốt, vK = v0Max là tốc độ ban đầu cực đại của Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch: 1 2 1 2 Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L electron khi rời catốt thì: e U = mv A - mvK 2 2 Vạch lam Hβ ứng với e: N → L n Vạch chàm Hγ ứng với e: O → L * Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện) H= Vạch tím Hδ ứng với e: P → L n0 Lưu ý: Vạch dài nhất λ ML (Vạch đỏ Hα ) Với n và n0 là số electron quang điện bứt khỏi catốt và số phôtôn Vạch ngắn nhất λ ∞L khi e chuyển từ ∞ → L. đập vào catốt trong cùng một khoảng thời gian t. - Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại n0ε Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M Công suất của nguồn bức xạ: p= t Lưu ý: Vạch dài nhất λ NM khi e chuyển từ N → M. Vạch ngắn nhất λ ∞M khi e chuyển từ ∞ → M. q ne Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ Cường độ dòng quang điện bão hoà: I bh = = t t 1 1 1 của nguyên từ hiđrô: = + I bhε λ13 λ12 λ23 H=  3 λ23 pe 2 P n=6 λ λ13 O n=5 12 1 N n=4 CHƯƠNG IX. VẬT LÝ HẠT NHÂN M n=3 1. Hiện tượng phóng xạ N0 Pasen * Số n.tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t N= t = N 0 e −λt 2 T L n=2 * Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành Hδ Hγ Hβ Hα và bằng số hạt (α hoặc e- hoặc e+) được tạo thành: ∆N = N 0 − N * Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: Banme m= m0 t = m0 e −λt 2 T ln 2 n=1 Trong đó : λ = gọi là hằng số phóng xạ K T Laiman
λ và T không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài mà chỉ phụ thuộc * Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13 J bản chất bên trong của chất phóng xạ. * Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị Cacbon): * Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t : ∆m = m0 − m 1u = 1,66055.10-27kg = 931 MeV/c2 * Điện tích nguyên tố: | e| = 1,6.10-19 C ∆m 1 * Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: m = 1 − t = 1 − e − λt * Khối lượng prôtôn: mp = 1,0073u 0 * Khối lượng nơtrôn: mn = 1,0087u 2 T * Khối lượng electrôn: me = 9,1.10-31kg = 0,0005u m 1 Phần trăm chất phóng xạ còn lại: = t = e − λt CH Ö Ô N G X. TÖ Ø M O Â VI ÑEÁ N O Â VÓ M m0 2T 1. HẠT SƠ CẤP m - Haït sô caáp laø nhöõng haït coù kích thöôùc * Liên hệ giữa khối lượng và số nguyên tử : N = NA A vaø khoái löôïng nhoû hôn haït nhaân nguyeân NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avôgađrô (số hạt trong một mol) töû. Ñaëc tröng chính cuûa caùc haït sô caáp * Độ phóng xạ H:Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh + Khoái löôïng nghæ m hạt naêng löôïng nghæ E0 0 hay yếu của một lượng chất phóng xạ, đo bằng số phân rã trong 1 = mc2. 0 H0 + Soá löôïng t ử ñieän tích q cuûa haït sô caáp giây : H = = H 0 e −λt ; H = λN t coù theå laø +1, - 1, 0 (t ính theo ñieän tích 2 T + Soá löôïng spin s laø ñaïi löôïng ñaëc tröng H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu. cho chuyeån ñoäng noäi taï i cuûa haït sô caáp. Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây + Thôøi gian soáng trung bình. Chæ coù 4 haït Curi (Ci); 1 Ci = 3,7.1010 Bq sô caáp khoâng phaân raõ thaønh caùc haït Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải khaùc, ñoù laø proâtoân, eâlectron, phoâtoân, đổi ra đơn vị giây(s). nôtrinoâ; coøn la ï i laø caùc haït khoâng beàn 2. Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, năng lượng liên kết coù thôøi gian soáng raát ngaén, côõ töø 10- 24s * Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng ñeán 10- 6s, tröø nôtron coù thôøi gian soáng Vật có khối lượng m thì có năng lượng nghỉ E = m.c2 laøPhaàn lôùn caùc haït sô caáp ñeàu taïo + 932s. Với c = 3.108 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không. thaønh caëp: haït vaø phaûn haït. * Độ hụt khối của hạt nhân A X : ∆m = m0 – m Phaûn haït coù cuøng khoái löôïng nghæ, cuøng Z spin, ñieän tích coù cuøng ñoä lôùn nhöng Với: m0 = Zmp + Nmn = Zmp + (A-Z)mn là khối lượng các nuclôn. traùi daáu. - Caùc haït sô caáp ñöôïc phaân thaønh 4 m là khối lượng hạt nhân X. loaï i : phoâtoân, leptoân, meâzoân vaø barion. * Năng lượng liên kết : ∆E = ∆m.c2 = (m0-m)c2 Meâzoân vaø barion ñöôïc goïi chung laø * Năng lượng liên kết riêng (là năng lượng liên kết tính cho 1 Coù 4 loaï i töông taùc cô baûn ñoái vôùi haït ∆E sô caáp laø: töông taùc haáp daãn, töông taùc nuclôn): A ñieän töø, töông taùc yeáu, töông taùc maïnh. Lưu ý: Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền - Taát caû caùc hañroân ñeàu coù caáu taïo töø vững. haït quac. 3. Phản ứng hạt nhân Coù 6 loaï i quac laø u, d, s, c, b vaø t. * Phương trình phản ứng: A1 X 1 + Z22 X 2 → Z33 X 3 + Z44 X 4 A A A e 2e Z1 Ñieän tích caùc haït quac laø ± , ± . Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, e, phôtôn ... 3 3 Trường hợp đặc biệt là sự phóng xạ: X1 → X2 + X3 Caùc barion laø toå hôïp cuûa ba quac. X1 là hạt nhân mẹ, X2 là hạt nhân con, X3 là hạt α hoặc β Quan nieäm hieän nay veà caùc haït thöïc söï * Các định luật bảo toàn laø sô caáp goàm caùc quac, caùc leptoân vaø + Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 caùc haït truyeàn töông taùc laø gluoân, + Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4 phoâtoân, W ± , Z0 vaø gravitoân. Hai định luật này dùng để viết phương trình phản ứng hạt nhân 2. HỆ MẶT TRỜI + Bảo toàn năng lượng - Heä Maët Trôøi goàm Maët Trôøi ôû trung taâm heä; 8 Q = ( ∑ mt − ∑ ms ) c 2 haønh tinh lôùn vaø caùc veä tinh cuûa noù goàm Thuyû tinh, Kim tinh, Traùi Ñaát, Hoaû tinh, Moäc tinh, Thoå = ( ∑ ∆ms − ∑ ∆mt ) c 2 tinh, Thieân Vöông tinh vaø Haûi Vöông tinh. Caùc = ∑ ∆E s − ∑ ∆Et haønh tinh naøy chuyeån ñoäng quanh Maët Trôøi theo cuøng moät chieàu vaø gaàn nhö trong cuøng maët Q>0 phản ứng tỏa năng lượng; Q
böùc xaï naêng löôïng cuûa Maët Trôøi laø P = 3,9.1026W. Nguoàn naêng löôïng cuûa Maët Trôøi chính laø caùc phaûn öùng nhieät haïch. ÔÛ thôøi kì hoaït ñoäng cuûa Maët Trôøi, treân Maët Trôøi xuaát hieän caùc veát ñen, buøng saùng nhieàu hôn luùc bình thöôøng. - Traùi Ñaát coù daïng phoûng caàu coù baùn kính xích ñaïo baèng 6378km, coù khoái löôïng laø 5,98.1024kg. Maët Traêng laø veä tinh cuûa Traùi Ñaát coù baùn kính 1738km vaø khoái löôïng laø 7,35.1022kg. Gia toác troïng tröôøng treân Maët Traêng laø 1,63m/s2. 3. SAO. THIÊN HÀ - Sao laø moät khoái khí noùng saùng gioáng nhö Maët Trôøi nhöng ôû raát xa Traùi Ñaát. Ña soá sao ôû traïng thaùi oån ñònh. Ngoaøi ra coù moät soá sao ñaëc bieät nhö sao bieán quang, sao môùi, sao nôtron. Khi nhieân lieäu trong sao caïn kieät, sao trôû thaønh sao luøn, sao nôtron hoaëc loã ñen. - Thieân haø laø heä thoáng goàmnhieàu loaïi sao vaø tinh vaân. Ba loaïi thieân haø chính laø thieân haø xoaén oác, thieân haø elip, vaø thieân haø khoâng ñònh hình. Thieân Haø cuûa chuùng ta laø thieân haø xoaén oác coù ñöôøng kính khoaûng 100 ngaøn naêm aùnh saùng, daøy khoaûng 330 naêm aùnh saùng, khoái löôïng baèng 150 tæ laàn khoái löôïng Maët Trôøi. Heä Maët Trôøi naèm ôû rìa Thieân Haø, caùch trung taâm khoaûng 30 000 naêm aùnh saùng vaø quay vôùi toác ñoä khoaûng 250km/s. 4. THUYẾT BIG BANG Theo Thuyeát Big Bang, vuõ truï ñöôïc taïo ra bôûi moät vuï noå “cöïc lôùn, maïnh” caùch ñaây khoaûng 14 tæ naêm, hieän ñang daõn nôû vaø loaõng daàn. Hai hieän töôïng thieân vaên quan troïng laø vuõ truï daõn nôû vaø böùc xaï “neàn” vuõ truï laø minh chöùng cuûa thuyeát Big Bang.