TỔNG HỢP LÝ THUYẾT ÔN THI VẬT LÝ 12

Chia sẻ: Hồ Huyền Trang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

413
lượt xem 95
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu vật lý ôn thi đại học gồm các chuyên đề cơ bản đến nâng cao như lượng tử ánh sáng, truyền sóng, dao động cơ học... được các thầy cô chuyên vật lý của các trường điểm biên soạn, nhằm giúp các em học sinh có tài liệu ôn tập, luyện tập nhằm nắm vững được những kiến thức, kĩ năng cơ bản, đồng thời vận dụng kiến thức để giải các bài tập và trắc nghiệm vật lý một cách thuận lợi và tự kiểm tra đánh giá kết quả học tập của mình. Tài liệu ôn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: TỔNG HỢP LÝ THUYẾT ÔN THI VẬT LÝ 12

TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12
Chöông I. DAO ÑOÄNG CÔ 2p Lieân heä giöõa w, T vaø f: w = = 2pf. DAO ÑOÄNG DIEÀU HOØA T I. Dao ñoäng cô IV. Vaän toác vaø gia toác cuûa vaät dao ñoäng ñieàu hoøa 1. Theá naøo laø dao ñoäng cô? 1. Vaän toác Dao ñoäng cô laø chuyeån ñoäng qua laïi cuûa vaät quanh moät + Vaän toác laø ñaïo haøm cuûa li ñoä theo thôøi gian: v = x' = - vò trí caân baèng. wAsin(t + j). 2. Dao ñoäng tuaàn hoaøn + Vaän toác cuûa vaät dao ñoäng ñieàu hoøa bieán thieân ñieàu hoøa Dao ñoäng tuaàn hoaøn laø dao ñoäng maø sau nhöõng khoaûng p cuøng taàn soá nhöng sôùm pha hôn so vôùi vôùi li ñoä cuûa thôøi gian baèng nhau, goïi laø chu kì, vaät trôû laïi vò trí cuõ theo 2 höôùng cuõ. dao ñoäng ñieàu hoøa. II. Phöông trình cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa - ÔÛ vò trí bieân, x = ± A thì vaän toác baèng 0. 1. Ví duï - ÔÛ vò trí caân baèng, x = 0 thì vaän toác coù ñoä lôùn cöïc ñaïi : Xeùt ñieåm M chuyeån ñoäng vmax = wA. troøn ñeàu theo chieàu döông 2. Gia toác (ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà) + Gia toác laø ñaïo haøm cuûa vaän toác theo thôøi gian: a = v' = - vôùi toác ñoä goùc w treân quyõ ñaïo w2Acos(wt + j) = - w2x taâm O baùn kính OM = A. + Gia toác cuûa vaät dao ñoäng ñieàu hoøa bieán thieân ñieàu hoøa p + ÔÛ thôøi ñieåm t = 0, ñieåm M ôû vò trí M0 ñöôùc xaùc ñònh bôûi cuøng taàn soá nhöng ngöôïc pha vôùi li ñoä (sôùm pha hôn 2 goùc j. so vôùi vaän toác). + ÔÛ thôøi ñieåm t baát kì Mt ñöôïc xaùc ñònh bôûi goùc (wt + j). + Veùc tô gia toác cuûa vaät dao ñoäng ñieàu hoøa luoân höôùng + Hình chieáu cuûa Mt xuoáng truïc Ox laø P coù toïa ñoä: x = ____ veà vò trí caân baèng vaø tæ leä vôùi ñoä lôùn cuûa li ñoä. OP = Acos(wt + j). - ÔÛ vò trí bieân, x = ± A thì gia toác coù ñoä lôùn cöïc ñaïi : amax Vì haøm sin hay cosin laø moät haøm ñieàu hoøa, neân dao = w2A. ñoäng cuûa ñieåm P ñöôïc goïi laø dao ñoäng ñieàu hoøa. - ÔÛ vò trí caân baèng, x = 0 thì gia toác baèng 0. 2. Ñònh nghóa V. Ñoà thò cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa Dao ñoäng ñieàu hoøa laø dao ñoäng trong ñoù li ñoä cuûa vaät laø Ñoà thò cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa laø moät ñöôøng hình sin. moät haøm coâsin (hay sin) cuûa thôøi gian. 3. Phöông trình Phöông trình dao ñoäng: x = Acos(wt + j) Trong ñoù: A laø bieân ñoä dao ñoäng (A > 0). Noù laø ñoä leäch cöïc ñaïi cuûa vaät; ñôn vò m, cm. (wt + j) laø pha cuûa dao ñoäng taïi thôøi ñieåm t; ñôn vò rad. CON LAÉC LOØ XO j laø pha ban ñaàu cuûa dao ñoäng; ñôn vò rad. I. Con laéc loø xo 4. Chuù yù + Ñieåm P dao ñoäng ñieàu hoøa treân moät ñoaïn thaúng luoân luoân coù theå döôïc coi laø hình chieáu cuûa moät ñieåm M chuyeån ñoäng troøn ñeàu treân ñöôøng kính laø ñoaïn thaúng ñoù. + Ñoái vôùi phöông trình dao ñoäng ñieàu hoøa x = Acos(wt + j) ta qui öôùc choïn truïc x laøm goác ñeå tính pha cuûa dao ñoäng. III. Chu kì , taàn soá, taàn soá goùc cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa 1. Chu kì vaø taàn soá + Chu kì (kí hieäu T) cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa laø khoaûng thôøi gian ñeå thöïc hieän moät dao ñoäng toaøn phaàn; ñôn vò 1. Caáu taïo giaây (s). Goàm moät vaät nhoû coù khoái löôïng m gaén vaøo ñaàu cuûa moät + Taàn soá (kí hieäu f) cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa laø soá dao loø xo coù ñoä cöùng k, coù khoái löôïng khoâng ñaùng keå. Ñaàu ñoäng toaøn phaàn thöïc hieän ñöôïc trong moät giaây; ñôn vò heùc kia cuûa laø xo ñöôïc giöõ coá ñònh. Vaâït m coù theå tröôït treân (Hz). moät maët phaüng naèm ngang khoâng coù ma saùt. 2. Taàn soá goùc 2. Nhaän xeùt w trong phöông trình x = Acos(wt + j) goïi laø taàn soá goùc + Vò trí caân baèng cuûa vaät laø laø vò trí khi loø xo khoâng bò cuûa dao ñoäng ñieàu hoøa. bieán daïng. Trang 1/20
+ Keùo vaät naëng ra khoûi vò trí caân baèng cho loø xo daõn ra Cô naêng cuûa con laéc tæ leä vôùi bình phöông cuûa bieân ñoä moät ñoaïn nhoû roài buoâng tay, ta thaáy vaät dao ñoäng treân dao ñoäng. moät ñoaïn thaúng quanh vò trí caân baèng. Cô naêng cuûa con laéc ñöôïc baûo toaøn neáu boû qua moïi ma II. Khaûo saùt dao ñoäng cuûa con laéc loø xo veà maët ñoäng saùt. löïc hoïc CON LAÉC ÑÔN I. Theá naøo laø con laéc ñôn? 1. Caáu taïo Goàm moät vaät nhoû, khoái löôïng m, treo vaøo ôû ñaàu moät sôïi daây khoâng daõn, coù chieàu daøi l, coù khoái löôïng khoâng ñaùng keå. 2. Nhaän xeùt Vò trí caân baèng laø vò trí maø daây treo coù phöông thaúng ñöùng. 1. Phöông trình chuyeån ñoäng Keùo nheï quaû caàu cho daây treo leäch khoûi vò trí caân baèng ® ® Vaät chòu taùc duïng cuûa 3 löïc: Troïng löïc P , phaûn löïc N moät goùc roài thaû ra ta thaáy con laéc dao ñoäng xung quanh vò ® trí caân baèng. vaø löïc ñaøn hoài F II. Khaûo saùt dao ñoäng cuûa con laéc ñôn veà maët ñoäng löïc ® ® ® ® Theo ñònh luaät II Newton: m a = P + N + F hoïc k 1. Phöông trình chuyeån ñoäng Chieáu leân truïc Ox ta coù: ma = F = - kx => a = - x. Vò trí cuûa vaät m ñöôïc xaùc ñònh bôûi li m ñoä goùc a hay bôûi li ñoä cong s = la (a k Ñaët w2 = ta coù: a = - w2 x tính ra rad). Choïn chieàu döông nhö m hình veõ. Nghieäm cuûa phöông trình naøy coù daïng : x = Acos(wt + Vaät chòu taùc duïng cuûa hai löïc: Troïng j) ® ® Nhö vaäy con laéc loø xo dao ñoäng ñieàu hoøa. löïc P vaø söùc caêng T . 2. Taàn soá goùc vaø chu kì Theo ñònh luaät II Newton: ® ® ® k ma= P + T Taàn soá goùc: w = . m Chieáu leân phöông tieáp tuyeán vôùi quyõ ñaïo ta coù: ma = Pt = - mgsina. 2p m Chu kì: T = = 2p . Thaønh phaàn Pt = - mgsina cuûa troïng löïc laø löïc keùo veà. w k Vôùi a lôùn (sina ¹ a) dao ñoäng cuûa con laéc ñôn khoâng 3. Löïc keùo veà phaûi laø dao ñoäng ñieàu hoøa. Löïc luoân luoân höôùng veà vò trí caân baèng goïi laø löïc keùo s s veà. Löïc keùo veà coù ñoä lôùn tæ leä vôùi li ñoä, laø löïc gaây ra gia Vôùi a a = - s. Ñaët w2 = . Ta coù: a = -w2s löôïng l l 1. Ñoäng naêng cuûa con laéc loø xo Nghieäm cuûa phöông trình naøy laø : 1 2 1 s = S0cos(wt + j) Wñ = mv = mw2A2sin2(wt+j) Vaäy, khi dao ñoäng nhoû (sina » a (rad)), con laéc ñôn dao 2 2 ñoäng ñieàu hoøa vôùi bieân ñoä S0 = la0. 1 2 2 = kA sin (wt + j) . 2. Taàn soá goùc vaø chu kì dao ñoäng 2 g 2. Theá naêng cuûa con laéc loø xo Taàn soá goùc : w = . 1 2 1 l Wt = kx = k A2cos2(wt + j) 2 2 2p l Chu kì: T = = 2p . 3. Cô naêngcuûa con laéc loø xo. Söï baûo toaøn cô naêng w g 1 III. Khaûo saùt dao ñoäng cuûa con laéc ñôn veà maët naêng W = Wt + Wñ = k A2 2 löôïng 1 1 2 = mw2A2 = haèng soá. 1. Ñoäng naêng Wñ = mv . 2 2 Trang 2/20
a baèng taàn soá rieâng fo cuûa heä dao ñoäng goïi laø hieän töôïng 2. Theá naêng Wt = mgl(1 - cosa) = 2mglsin2 . 2 coäng höôûng. 3. Cô naêng Ñieàu kieän coäng höôûng: f = f0. Neáu boû moïi ma saùt thì cô naêng cuûa con laéc ñôn ñöôïc baûo Ñaëc ñieåm: Ñoà thò coäng höôûng caøng nhoïn khi löïc caûn moâi toaøn vaø ñuùng baèng theá naêng cuûa noù ôû vò trí bieân: tröôøng caøng nhoû. a0 W = Wñ+Wt = mgl(1-cosa0) = 2mglsin2 2. Giaû thích 2 Khi taàn soá cuûa löïc cöôûng böùc baèng taàn soá rieâng cuûa heä 1 Vôùi a0 < 100 thì W = mgla 0 2 dao ñoäng thì heä ñöôïc cung caáp naêng löôïng moät caùch nhòp 2 nhaøng ñuùng luùc, luùc ñoù bieân ñoä dao ñoäng cuûa heä taêng daàn IV. ÖÙng duïng: Xaùc ñònh gia toác rôi töï do leân. Bieân ñoä dao ñoäng ñaït tôùi giaù trò khoâng ñoåi vaø cöïc ñaïi Töø coâng thöùc tính chu kì cuûa con laéc ñôn: khi toác ñoä tieâu hao naêng löôïng do ma saùt baèng toác ñoä l 4p 2 l cung caáp naêng löôïng cho heä. T = 2p => g = . g T 3. Taàm quan troïng cuûa hieän töôïng coäng höôûng Laøm thí nghieäm vôùi dao ñoäng cuûa con laéc ñôn, ño T vaø l Nhöõng heä dao ñoäng nhö toøa nhaø, caàu, beä maùy, khung xe, ta tính ñöôïc g. ... ñeàu coù taàn soá rieâng. Phaûi caãn thaäïn khoâng ñeå cho caùc heä aáy chòu taùc duïng cuûa caùc löïc cöôûng böùc maïnh, coù taàn soá DAO ÑOÄNG TAÉT DAÀN. DAO ÑOÄNG CÖÔÛNG BÖÙC baèng taàn soá rieâng cuûa chuùng ñeå traùnh söï coäng höôûng, gaây I. Dao ñoäng taét daàn gaõy, ñoå. 1. Theá naøo laø dao ñoäng taét daàn? Hoäp ñaøn cuûa ñaøn ghi ta, vioâlon, ... laø nhöõng hoäp coäng Dao ñoäng coù bieân ñoä giaûm daàn theo thôøi gian goïi laø dao höôûng vôùi nhieàu taàn soá khaùc nhau cuûa daây ñaøn laøm cho ñoäng taét daàn. tieáng ñaøn nghe to, roû. 2. Giaûi thích TOÅNG HÔÏP HAI DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOØA CUØNG Nguyeân nhaân laøm taét daàn dao ñoäng laø do löïc ma saùt vaø löïc caûn cuûa moâi tröôøng laøm tieâu hao cô naêng cuûa con laéc. PHÖÔNG CUØNG TAÀN SOÁ PHÖÔNG PHAÙP GIAÛN 3. ÖÙng duïng ÑOÀ FRE-NEN Caùc thieát bò ñoùng cöûa töï ñoäng hay giaûm xoùc oâ toâ, xe I. Veùc tô quay maùy, … laø nhöõng öùng duïng cuûa dao ñoäng taét daàn. Dao ñoäng ñieàu hoøa: x = Acos(wt + j) -- ® II. Dao ñoäng duy trì Ñöôïc bieåu dieãn baèng veùc tô quay OM coù Dao ñoäng ñöôïc duy trì baèng caùch giöõ cho bieân ñoä khoâng + Goác taïi goác toïa ñoä cuûa truïc Ox. ñoåi maø khoâng laøm thay ñoåi chu kì dao ñoäng goïi laø dao + Ñoä daøi baèng bieân ñoä dao ñoäng: OM = A. ñoäng duy trì. + Hôïp vôùi truïc Ox moät goùc baèng j. Dao ñoäng cuûa con laéc ñoàng hoà laø dao ñoäng duy trì. + Quay ñeàu quanh O theo chieàu döông (ngöôïc chieàu kim III. Dao ñoäng cöôûng böùc ñoàng hoà) vôùi vaän toác goùc w. 1. Theá naøo laø dao ñoäng cöôûng böùc? Dao ñoäng chòu taùc duïng cuûa moät ngoaïi löïc cöôûng böùc tuaàn hoaøn goïi laø dao ñoäng cöôûng böùc. Ví duï: Khi oâ toâ ñang döøng maø khoâng taét maùy thì thaân xe bò rung leân. Ñoù laø dao ñoäng cöôûng böùc döôùi taùc duïng cuûa löïc cöôûng böùc tuaàn hoaøn gaây ra bôûi chuyeån ñoäng cuûa pit- II. Phöông phaùp giaõn ñoà Fre-nen toâng trong xi lanh cuûa maùy noå. 1. Ñaët vaán ñeà 2. Ñaëc ñieåm Xeùt hai dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng phöông cuøng taàn soá: Dao ñoäng cöôûng böùc coù bieân ñoä khoâng doåi vaø coù taàn soá x1 = A1cos(wt + j1) baèng taàn soá löïc cöôûng böùc. x2 = A2cos(wt + j2) Bieân ñoä cuûa dao ñoäng cöôûng böùc phuï thuoäc vaøo bieân ñoä Ñeå tìm li ñoä dao ñoäng toång hôïp x = x1 + x2 trong tröôøng cuûa löïc cöôûng böùc, vaøo löïc caûn trong heä vaø vaøo söï cheânh hôïp A1 ¹ A2 ta duøng phöông phaùp giaõn ñoà Fre-nen. leäch giöõa taàn soá cöôûng böùc f vaø taàn soá rieâng fo cuûa heä. 2. Phöông phaùp giaõn ñoà Fre-nen Bieân ñoä cuûa löïc cöôûng böùc caøng lôùn, löïc caûn caøng nhoû vaø söï cheânh leäch giöõa f vaø fo caøng ít thì bieân ñoä cuûa dao ñoäng cöôûng böùc caøng lôùn. IV. Hieän töôïng coâng höôûng 1. Ñònh nghóa Hieän töôïng bieân ñoä cuûa dao ñoäng cöôûng böùc taêng daàn leân ñeán giaù trò cöïc ñaïi khi taàn soá f cuûa löïc cöôûng böùc Trang 3/20
Tröø tröôøng hôïp soùng maët nöôùc, soùng ngang chæ truyeàn ñöôïc trong chaát raén. 4. Soùng doïc Soùng doïc laø soùng trong ñoù caùc phaàn töû cuûa moâi tröôøng dao ñoäng theo phöông truøng vôùi phöông truyeàn soùng. Soùng doïc truyeàn ñöôïc caû trong chaát khí, chaát loûng vaø chaát raén. Soùng cô khoâng truyeàn ñöôïc trong chaân khoâng. a) Bieåu dieãn caùc dao ñoäng thaønh phaàn vaø dao ñoäng toång II. Caùc ñaëc tröng cuûa moät soùng hình sin hôïp baèng veùc tô quay 1. Söï truyeàn cuûa moät soùng hình sin Caùc dao ñoäng thaùnh phaàn x1 vaø x2 ñöôïc bieåu dieãn bôûi Caêng ngang moät sôïi daây meàm, daøi, ñaàu Q gaén vaøo -- ® -- ® töôøng, ñaàu P gaén vaøo caàn rung ñeå taïo dao ñoäng ñieàu hoøa. hai veùc tô quay OM 1 vaø OM 2 khi ñoù dao ñoäng toång hôïp Khi cho P dao ñoäng ñieàu hoøa theo phöông thaúng ñöùng. -- ® Treân daây xuaát hieän moät soùng cô coù daïng hình sin lan x = x1 + x2 ñöôïc bieåu dieãn bôûi veùc tô quay OM vôùi -- ® -- ® -- ® truyeàn veà ñaàu Q. OM = OM 1 + OM 2 Quan saùt ta thaáy treân daây coù nhöõng ñieåm dao ñoäng hoaøn Vaäy, dao ñoäng toång hôïp cuûa hai dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng toaøn gioáng nhau. Soùng cô lan truyeàn treân daây vôùi toác ñoä phöông, cuøng taàn soá laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng v. phöông, cuøng taàn soá vôùi hai dao ñoäng thaønh phaàn. 2. Caùc ñaëc tröng cuûa moät soùng hình sin b) Bieân ñoä vaø pha ban ñaàu cuûa dao ñoäng toång hôïp. + Bieân ñoä soùng A: laø bieân ñoä dao ñoäng cuûa moät phaàn töû Döïa vaøo giaõn ñoà veùc tô ta thaáyA2 = A12 + A22 + 2 A1A2 cuûa moâi tröôøng coù soùng truyeàn qua. A1 sin j 1 + A2 sin j 2 + Chu kì T, taàn soá f cuûa soùng: Chu kì T cuûa soùng laø chu kì cos (j2 - j1) và tanj = dao ñoäng cuûa moät phaàn töû cuûa moâi tröôøng coù soùng truyeàn A1 cos j 1 + A2 cos j 2 1 3. AÛnh höôûng cuûa ñoä leäch pha qua. Ñaïi löôïng f = goïi laø taàn soá cuûa soùng. T Bieân ñoä vaø pha ban ñaàu cuûa dao ñoäng toång hôïp phuï + Toác ñoä truyeàn soùng v: laø toác ñoä lan truyeàn dao ñoäng thuoäc vaøo bieân ñoä vaø pha ban ñaàu cuûa caùc dao ñoäng trong moâi tröôøng. thaønh phaàn. + Böôùc soùng l: laø quaõng ñöôøng soùng lan truyeàn trong moät + Khi hai dao ñoäng thaønh phaàn cuøng pha (j2 - j1 = 2kp) v thì dao ñoäng toång hôïp coù bieân ñoä cöïc ñaïi: A = A1 + A2 chu kyø: l = vT = . + Khi hai dao ñoäng thaønh phaàn ngöôïc pha (j2 - j1 = (2k + f 1)p) thì dao ñoäng toång hôïp coù bieân ñoä cöïc tieåu: A = |A1 - + Hai phaàn töû caùch nhau moät böôùc soùng thì dao ñoäng A2| . cuøng pha vôùi nhau. + Tröôøng hôïp toång quaùt: A1 + A2 ³ A ³ |A1 - A2| . + Naêng löôïng soùng laø naêng löôïng dao ñoäng cuûa caùc phaàn töû cuûa moâi tröôøng coù soùng truyeàn qua. Chöông II. SOÙNG CÔ VAØ SOÙNG AÂM III. Phöông trình soùng Tieát 12 - 13 . SOÙNG CÔ VAØ SÖÏ TRUYEÀN SOÙNG CÔ Neáu phöông trình soùng taïi nguoàn O laø uO = Acoswt thì I. Soùng cô phöông trình soùng taïi M treân phöông truyeàn soùng (truïc 1. Thí nghieäm OM x Ox) laø: uM = Acos (wt - 2p = Acos (wt - 2p ) + Cho caàn rung dao ñoäng nhöng muõi S khoâng chaïm maët l l nöôùc, ta thaáy maåu nuùt chai nhoû ôû M vaãn ñöùng baát ñoäng. + Cho caàn rung dao ñoäng ñeå muõi S chaïm maët nöôùc, ta GIAO THOA SOÙNG thaáy sau moät thôøi gian ngaén, maåu nuùt chai cuõng dao ñoäng. Vaäy, dao ñoäng töø O ñaõ truyeàn qua nöôùc tôùi M. Ta noùi ñaõ I. Hieän töôïng giao thoa cuûa hai soùng maët nöôùc. coù soùng treân maët nöôùc vaø O laø nguoàn soùng. 1. Thí nghieäm 2. Ñònh nghóa Soùng cô laø dao ñoäng cô lan truyeàn trong moät moâi tröôøng. Caùc gôïn soùng phaùt ñi töø O ñeàu laø nhöõng ñöôøng troøn taâm O. Vaäy soùng nöôùc truyeàn theo caùc phöông khaùc nhau treân maët nöôùc vôùi cuøng moät toác ñoä v. 3. Soùng ngang Treân maët nöôùc coù hai nguoàn phaùt soùng gioáng heät nhau Soùng ngang laø soùng trong ñoù caùc phaàn töû cuûa moâi tröôøng S1, S2 lan toûa ra gaëp nhau, sau moät thôøi gian ta thaáy treân dao ñoäng theo phöông vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng. maët nöôùc xuaát hieän moät loaït gôïn soùng oån ñònh coù hình caùc ñöôøng hypebol vaø coù tieâu ñieåm laø S1, S2. Trang 4/20
2. Giaûi thích Ñeå coù giao thoa oån ñònh thì khoaûng caùch giöõa hai nguoàn ÔÛ trong mieàn hai soùng gaëp nhau, coù nhöõng ñieåm dao phaûi baèng moät soá leû nöõa böôùc soùng. ñoäng raát maïnh, do hai soùng gaëp nhau chuùng taêng cöôøng l S1S2 = (2k + 1) laãn nhau, coù nhöõng ñieåm ñöùng yeân, do hai soùng gaëp nhau 2 chuùng trieät tieâu nhau. Taäp hôïp caùc ñieåm cöïc ñaïi taïi thaønh III. Ñieàu kieän giao thoa. Soùng keát hôïp caùc ñöôøng hypebol, taäp hôïp caùc ñieåm ñöùng yeân cuõng taïo + Nguoàn keát hôïp, soùng keát hôïp: Hai nguoàn dao ñoäng cuøng thaønh caùc ñöôøng hypebol khaùc. phöông cuøng taàn soá vaø coù hieäu soá pha khoâng thay ñoåi Hieän töôïng hai soùng gaëp nhau taïo neân caùc gôïn soùng oån theo thôøi gian goïi laø hai nguoàn keát hôïp. Hai soùng do hai ñònh goïi laø hieän töôïng giao thoa cuûa hai soùng. Caùc gôïn nguoàn keát hôïp phaùt ra goïi laø hai soùng keát hôïp. soùng coù hình caùc ñöôøng hypebol goïi laø caùc vaân giao thoa Hai nguoàn dao ñoäng cuøng phöông cuøng taàn soá vaø cuøng II. Cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu pha goïi laø hai nguoàn ñoàng boä. 1. Dao ñoäng cuûa moät ñieåm trong vuøng giao thoa + Ñeå coù caùc vaân giao thoa oån ñònh treân maët nöôùc thì hai Giaû söû phöông trình dao ñoäng taïi hai nguoàn laø: uS1 = uS2 nguoàn phaùt soùng treân maët nöôùc phaûi laø hai nguoàn keát hôïp. = Acoswt + Hieän töôïng giao thoa laø moät hieän töôïng ñaëc tröng cuûa soùng: moïi quaù trình soùng ñeàu coù theå gaây ra hieän töôïng giao thoa vaø ngöôïc laïi quaù trình naøo gaây ñöôïc hieän töôïng giao thoa thì ñoù chaéc chaén laø moät quaù trình soùng. SOÙNG DÖØNG Caùc phöông trình dao ñoäng taïi M do soùng töø S1 vaø S2 I. Söï phaûn xaï cuûa soùng truyeàn tôùi laø: 2pd1 2pd 2 u1M = Acos(wt - ); u2M = Acos(wt - ) l l Dao ñoäng toång hôïp taïi M laø. 1. Phaûn xaï cuûa soùng treân vaät caûn coá ñònh uM = u1M + u2M Khi phaûn xaï treân vaät caûn coá ñònh, soùng phaûn xaï luoân p (d 2 - d1 ) p (d1 + d 2 ) ngöôïc pha vôùi soùng tôùi ôû ñieåm phaûn xaï. = 2Acos cos(wt - ) l l 2. Phaûn xaï cuûa soùng treân vaät caûn töï do Bieân ñoä dao ñoäng toång hôïp taïi M laø: Khi phaûn xaï treân vaät caûn töï do, soùng phaûn xaï luoân cuøng p (d 2 - d1 ) pha vôùi soùng tôùi ôû ñieåm phaûn xaï. AM = 2A½cos ½ phuï thuoäc vaøo hieäu ñöôøng ñi l II. Soùng döøng (d2 – d1) töø nguoàn tôùi M. 1. Soùng döøng 2. Vò trí cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu giao thoa a) Thí nghieäm + Taïi M seõ coù cöïc ñaïi khi p (d 2 - d1 ) p (d 2 - d1 ) ½cos ½=1 => cos = ±1 l l p (d 2 - d1 ) Cho ñaàu P cuûa daây dao ñoäng lieân tuïc, thì soùng tôùi vaø hay = kp töùc laø d2 – d1 = kl; k Î Z. soùng phaûn xaï lieân tuïc gaëp nhau, chuùng giao thoa vôùi nhau l vaø taïo ra treân daây nhöõng ñieåm luoân luoân ñöùng yeân (nuùt) Nhöõng ñieåm taïi ñoù dao ñoäng coù bieân ñoä cöïc ñaïi laø nhöõng vaø nhöõng ñieåm luoân luoân dao ñoäng vôùi bieân ñoä cöïc ñaïi. ñieåm maø hieäu ñöôøng ñi cuûa hai soùng töø nguoàn truyeàn tôùi Ñoù laø soùng döøng. baèng moät soá nguyeân laàn böôùc soùng l. b) Ñònh nghóa Khoaûng caùch giöõa hai vaân cöïc ñaïi lieàn keà nhau treân Soùng döøng laø soùng truyeàn treân sôïi daây trong tröôøng hôïp l ñöôøng noái S1S2 laø i = goïi laø khoaûng vaân. xuaát hieän caùc nuùt vaø caùc buïng. 2 2. Soùng döøng treân moät daây coù 2 ñaàu coá ñònh + Taïi M seõ coù cöïc tieåu (ñöùng yeân) khi p (d 2 - d1 ) p (d 2 - d1 ) p cos = 0 => = (2k + 1) l l 2 l töùc laø d2 – d1 = (2k + 1) ; vôùi k Î Z. 2 Nhöõng ñieåm taïi ñoù dao ñoäng trieät tieâu laø nhöõng ñieåm maø + Hai ñaàu coá ñònh laø hai nuùt soùng. hieäu ñöôøng ñi cuûa hai soùng töø nguoàn truyeàn tôùi baèng moät soá leû nöõa böôùc soùng. Trang 5/20
+ Vò trí caùc nuùt: Caùc nuùt soùng naèm caùch caùc ñaàu coá ñònh Khi aâm truyeàn töø moâi tröôøng naøy sang moâi tröôøng khaùc nhöõng khoaûng baèng moät soá nguyeân nöûa böôùc soùng. Hai thì vaän toác truyeàn aâm thay ñoåi, böôùc soùng cuûa soùng aâm l thay ñoåi coøn taàn soá cuûa aâm thì khoâng thay ñoåi. nuùt lieân tieáp naèm caùch nhau moät khoaûng baèng . 2 II. Nhöõng ñaëc tröng vaät lí cuûa aâm + Vò trí caùc buïng: Xen giöõa hai nuùt laø moät buïng, naèm Nhaïc aâm laø aâm coù taàn soá xaùc ñònh. Taïp aâm laø aâm khoâng caùch ñeàu hai nuùt ñoù. Caùc buïng naèm caùch hai ñaàu coá ñònh coù moät taàn soá xaùc ñònh. nhöõng khoaûng baèng moät soá nguyeân leõ moät phaàn tö böôùc 1. Taàn soá aâm soùng. Hai buïng lieân tieáp cuõng naèm caùch nhau moät khoaûng Taàn soá aâm laø moät trong nhöõng ñaëc tröng vaät lí quan l troïng nhaát cuûa aâm. baèng . 2. Cöôøng ñoä vaø möùc cöôøng ñoä aâm 2 Ñieàu kieän ñeå coù soùng döøng treân moät sôïi daây coù hai ñaàu a) Cöôøng ñoä aâm coá ñònh laø chieàu daøi cuûa sôïi daây phaûi baèng moät soá nguyeân Cöôøng ñoä aâm I taïi moät ñieåm laø ñaïi löôïng ño baèng naêng laàn nöûa böôùc soùng löôïng maø soùng aâm taûi qua moät ñôn vò dieän tích ñaët taïi l ñieåm ñoù, vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng trong moät l=k ñôn vò thôøi gian. 2 Ñôn vò cöôøng ñoä aâm laø W/m2. 2. Soùng döøng treân moät sôïi daây coù moät ñaàu coá ñònh, moät b) Möùc cöôøng ñoä aâm ñaàu töï do I Ñaïi löôïng L = lg vôùi I0 laø chuaãn cöôøng ñoä aâm (aâm raát I0 nhoû vöøa ñuû nghe, thöôøng laáy chuaån cöôøng ñoä aâm I0 = 10- 12 W/m2 vôùi aâm coù taàn soá 1000Hz) goïi laø möùc cöôøng ñoä Ñieàu kieän ñeå coù soùng döøng döøng treân moät sôïi daây coù aâm cuûa aâm coù cöôøng ñoä I. moät ñaàu coá ñònh, moät ñaàu töï do laø chieàu daøi cuûa sôïi daây Ñôn vò cuûa möùc cöôøng ñoä aâm ben (B). Trong thöïc teá phaûi baèng moät soá nguyeân leû moät phaàn tö böôùc soùng ngöôøi ta thöôøng duøng öôùc soá cuûa ben laø ñeâxiben (dB): l 1dB = 0,1B. l = (2k + 1) 3. AÂm cô baûn vaø hoïa aâm 4 Khi moät nhaïc cuï phaùt ra moät aâm coù taàn soá f0 thì bao giôø Tieát 17 . ÑAËC TRÖNG VAÄT LÍ CUÛA AÂM nhaïc cuï ñoù cuõng ñoàng thôøi phaùt ra moät loaït aâm coù taàn soá I. AÂm, nguoàn aâm 2f0, 3f0, ... coù cöôøng ñoä khaùc nhau. AÂm coù taàn soá f0 goïi laø 1. AÂm laø gì? aâm cô baûn hay hoïa aâm thöù nhaát, caùc aâm coù taàn soá 2f0, 3f0, Soùng aâm laø nhöõng soùng cô truyeàn trong caùc moâi tröôøng … goïi laø caùc hoïa aâm thöù 2, thöù 3, … Bieân ñoä cuûa caùc hoïa khí, loûng, raén. aâm lôùn, nhoû khoâng nhö nhau, tuøy thuoäc vaøo chính nhaïc cuï Taàn soá cuûa soùng aâm cuõng laø taàn soá aâm. ñoù. Taäp hôïp caùc hoïa aâm taïo thaønh phoå cuûa nhaïc aâm. 2. Nguoàn aâm Phoå cuûa cuøng moät aâm do caùc nhaïc cuï khaùc nhau phaùt ra Nguoàn aâm laø vaät dao ñoäng phaùt ra aâm. thì hoaøn toaøn khaùc nhau. Taàn soá cuûa aâm phaùt ra baèng taàn soá dao ñoäng cuûa nguoàn Toång hôïp ñoà thò dao ñoäng cuûa taát caû caùc hoïa aâm trong aâm. moät nhaïc aâm ta ñöôïc ñoà thò dao ñoäng cuûa nhaïc aâm ñoù. 3. AÂm nghe ñöôïc, haï aâm, sieâu aâm AÂm nghe ñöôïc (aâm thanh) coù taàn soá töø 16Hz ñeán 20000Hz. ÑAËC TRÖNG SINH LÍ CUÛA AÂM AÂm coù taàn soá döôùi 16Hz goïi laø haï aâm. AÂm coù taàn soá treân 20 000Hz goïi laø sieâu aâm. I. Ñoä cao Ñoä cao cuûa aâm laø moät ñaëc tröng sinh lí cuûa aâm gaén lieàn 4. Söï truyeàn aâm a) Moâi tröôøng truyeàn aâm vôùi taàn soá cuûa aâm. AÂm truyeàn ñöôïc qua caùc chaát raén, loûng vaø khí. AÂm AÂm nghe caøng thanh (cao) khi taàn soá caøng lôùn. AÂm nghe caøng traàm (thaáp) khi taàn soá caøng nhoû. khoâng truyeàn ñöôïc trong chaân khoâng. AÂm haàu nhö khoâng truyeàn ñöôïc qua caùc chaát xoáp nhö II. Ñoä to boâng, len, … Nhöõng chaát ñoù goïi laø chaát caùch aâm. Ñoä to cuûa aâm laø moät khaùi nieäm noùi veà ñaëc tröng sinh lí b) Toác ñoä truyeàn aâm cuûa aâm gaén lieàn vôùi vôùi ñaëc tröng vaät lí möùc cöôøng ñoä Trong moät moâi tröôøng, aâm truyeàn vôùi moät toác ñoä xaùc aâm. ñònh. Vaän toác truyeàn aâm phuï thuoäc vaøo tính ñaøn hoài, maät Tuy nhieân ta khoâng theå laáy möùc cöôøng ñoä aâm laøm soá ño ñoä cuûa moâi tröôøng vaø nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng. ñoä to cuûa aâm döôïc. Ñoä to cuûa aâm phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä aâm, möùc cöôøng ñoä aâm vaø taàn soá cuûa aâm. Trang 6/20
III. AÂm saéc _ Giaù trò trung bình cuûa coâng suaát p trong moät chu kì, coøn + Caùc nhaïc cuï khaùc nhau phaùt ra caùc aâm coù cuøng moät ñoä cao nhöng tai ta coù theå phaân bieät ñöôïc aâm cuûa töøng nhaïc _ 1 2 ñöôïc goïi laø coâng suaát trung bình: P = p = RI 0 = cuï, ñoù laø vì chuùng coù aâm saéc khaùc nhau. 2 2 + AÂm coù cuøng moät ñoä cao do caùc nhaïc cuï khaùc nhau phaùt æ I ö ra coù cuøng moät chu kì nhöng ñoà thò dao ñoäng cuûa chuùng R ç 0 ÷ = RI2. è 2ø coù daïng khaùc nhau. I0 Vaäy, aâm saéc laø moät ñaëc tröng sinh lí cuûa aâm, giuùp ta Ñaïi löôïng I = ñöôïc goïi laø giaù trò hieäu duïng cuûa phaân bieät aâm do caùc nguoàn khaùc nhau phaùt ra. AÂm saéc coù 2 lieân quan maät thieát vôùi ñoà thò dao ñoäng aâm. cöôøng ñoä doøng ñieän xoay chieàu (cöôøng ñoä hieäu duïng). Cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu baèng Chöông III. DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU cöôøng ñoä cuûa moät doøng ñieän khoâng ñoåi, neáu cho hai doøng ÑAÏI CÖÔNG VEÀ DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU ñieän ñoù laàn löôït ñi qua cuøng moät ñieän trôû R trong nhöõng I. Khaùi nieäm veà doøng ñieän xoay chieàu khoaûng thôøi gian baèng nhau ñuû daøi thì nhieät löôïng toûa ra Doøng ñieän xoay chieàu laø doøng ñieän coù cöôøng ñoä laø haøm baèng nhau. soá sin hay coâsin cuûa thôøi gian, vôùi daïng toång quaùt: 2. Caùc giaù trò hieäu duïng khaùc i = I0cos(wt + j). Nhöõng ñaïi löôïng ñieän vaø töø bieán thieân theo haøm sin hay II. Nguyeân taéc taïo ra doøng ñieän xoay chieàu coâsin theo thôøi gian ñeàu coù giaù trò hieäu duïng tính theo coâng thöùc: Giaù trò cöïc ñaïi Giaù trò hieäu duïng = ¾¾¾¾¾¾¾ 2 Uo Hieäu ñieän theá hieäu duïng: U = 2 Eo Suaát ñoäng hieäu duïng: E = . 2 Cho cuoän daây deït, hình troøn coù N voøng, moãi voøng coù dieän Khi tính toaùn, ño löôøng, ... caùc maïch ñieän xoay chieàu, tích S, quay ñeàu vôùi toác ñoä goùc w xung quanh moät truïc coá chuû yeáu söû duïng caùc giaù trò hieäu duïng. ñònh ñoàng phaüng vôùi cuoän daây ñaët trong moät töø tröôøng ® ñeàu B coù phöông vuoâng goùc vôùi truïc quay. ® Giaû söû luùc t = 0 goùc hôïp giöõa phaùp tuyeán n cuûa maët CAÙC MAÏCH ÑIEÄN XOAY CHIEÀU ® Neáu trong moät maïch ñieän coù doøng ñieän xoay chieàu i = phaüng chöùa cuoän daây vaø veùc tô caûm öùng töø B laø a = 0, I0coswt = I 2 coswt thì ñieän aùp xoay chieàu giöõa hai ñaàu taïi thôøi ñieåm t > 0 thì a = wt, töø thoâng qua cuoän daây cho ñoaïn maïch laø: bôûi: F = NBScosa = NBScoswt u = U0cos(wt + j) = U 2 cos(wt + j) Trong cuoän daây xuaát hieän suaát ñieän ñoäng caûm öùng: e = - j goïi laø ñoä leäch pha giöõa u vaø i. dF = NBSwsinwt Neáu j > 0 thì ta noùi u sôùm pha j so vôùi i. dt Neáu j < 0 thì ta noùi u treå pha |j| so vôùi i. Neáu cuoän daây kheùp kín coù ñieän trôû R thì cöôøng ñoä doøng Neáu j = 0 thì ta noùi u cuøng vôùi i. NBSw I. Maïch ñieän xoay chieàu chæ coù ñieän trôû ñieän cho bôûi: I = sinwt R Ñaët vaøo hai ñaàu ñoaïn maïch chie coù ñieän trôû R ñieän aùp Ñaây laø doøng ñieän xoay chieàu vôùi taàn soá goùc w vaø cöôøng xoay chieàu u = U 2 coswt thì trong maïch seõ coù doøng NBSw ñieän i chaïy qua. ñoä cöïc ñaïi: I0 = . R u U III. Giaù trò hieäu duïng Ta coù: i = = 2 coswt = I 2 coswt. R R 1. Cöôøng ñoä hieäu duïng U Neáu doøng ñieän xoay chieàu coù cöôøng ñoä töùc thôøi i = Vôùi: I = laø cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa doøng ñieän qua R I0coswt chaïy qua R thì coâng suaát töùc thôøi tieâu thuï trong R ñoaïn maïch chæ coù R. laø: p = Ri2 = RI 0 cos2 wt 2 So saùnh i vaø u ta thaáy i cuøng pha vôùi u töùc laø j = 0. _ Giaù trò trung bình cuûa p trong moät chu kì cho bôûi: p = II. Ñoaïn maïch xoay chieàu chæ coù tuï ñieän _________ 1. Thí nghieäm RI 0 cos 2 wt 2 Trang 7/20
i = I 2 coswt Thì ñieän aùp töùc thôøi giöõa hai ñaàu cuoän caûm thuaàn (r = 0) laø: u = ri - e = Li’ = - wLI 2 sinwt p p Tuï ñieän C khoâng cho doøng ñieän khoâng ñoåi ñi qua (caûn = wLI 2 cos(wt + ) = U 2 cos(wt + ) 2 2 trôû hoaøn toaøn) nhöng laïi cho doøng ñieän xoay chieàu ñi qua. U U 2. Khaûo saùt maïch ñieän xoay chieàu chæ coù tuï ñieän Vôùi U = wLI hay I = = laø cöôøng ñoä hieäu duïng Ñaët vaøo hai ñaàu ñoaïn maïch chæ coù tuï ñieän C moät ñieän aùp wL ZL xoay chieàu u = U 2 coswt thì ñieän tích treân tuï seõ laø cuûa doøng ñieän qua ñoaïn maïch chæ coù cuoän caûm thuaàn L. Trong ñoù ZL = wL goïi laø caûm khaùng cuûa maïch. q = Cu = CU 2 coswt p Doøng ñieän chaïy qua ñoaïn maïch laø So saùnh u vaø i ta thaáy u sôùm pha so vôùi i, töùc laø j = dq 2 i= = q’ = - wCU 2 sinwt p dt . p p 2 = wCU 2 cos(wt + ) = I 2 cos(wt + ) 3. YÙ nghóa cuûa caûm khaùng 2 2 Caûm khaùng ZL = wL ñaëc tröng cho tính caûn trôû doøng U U Vôùi: I = wCU = = laø cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa ñieän xoay chieàu cuûa cuoän caûm. 1 ZC Khi ñoä töï caûm cuûa cuoän caûm vaø taàn soá goùc w cuûa doøng wC ñieän xoay chieàu caøng lôùn thì ZL caøng lôùn, cuoän caûm L seõ doøng ñieän qua ñoaïn maïch chæ coù tuï ñieän C. Trong ñoù ZC = caûn trôû nhieàu ñoái vôùi doøng ñieän xoay chieàu. 1 Ngoaøi ra caûm khaùng laøm u sôùm pha hôn i. goïi laø dung khaùng cuûa maïch. wC p Tieát 25. MAÏCH COÙ R, L, C MAÉC NOÁI TIEÁP So saùnh i vaø u ta thaáy i sôùm pha so vôùi u hay u treå 2 I. Phöông phaùp giaõn ñoà Fre-nen p p 1. Ñònh luaät veà ñieän aùp töùc thôøi pha so vôùi i, töùc laø j = - . Trong ñoaïn maïch xoay chieàu goàm nhieàu ñoaïn maïch 2 2 3. YÙ nghóa cuûa dung khaùng maéc noái tieáp thì ñieän aùp töùc thôøi giöõa hai ñaàu cuûa maïch 1 baèng toång ñaïi soá caùc ñieän aùp töùc thôøi giöõa hai ñaàu töøng Dung khaùng ZC = laø ñaëc tröng cho tính caûn trôû ñoaïn maïch aáy. wC 2. Phöông phaùp giaõn ñoà Fre-nen doøng ñieän xoay chieàu cuûa tuï ñieän. Bieåu dieãn caùc ñaïi löôïng u vaø i ñoái vôùi töøng ñoaïn maïch Neáu ñieän dung C cuûa tuï ñieän vaø taàn soá goùc w cuûa doøng theo phöông phaùp giaõn ñoà veùc tô ñieän caøng lôùn thì ZC caøng nhoû vaø doøng ñieän xoay chieàu bò Maïch ® Ñònh luaät OÂm caûn trôû caøng ít. Caùc veùc tô quay U Ngoaøi ra dung khaùng laøm u treå pha hôn i. ® vaø I III. Ñoaïn maïch xoay chieàu chæ coù ñieän caûm thuaàn 1. Hieän töôïng töï caûm trong maïch ñieän xoay chieàu R UR = IR Khi coù doøng ñieän cöôøng ñoä i chaïy qua moät cuoän daây coù ñoä töï caûm L (goïi laø cuoän caûm) thì töø thoâng töï caûm trong u, i cuøng pha cuoän daây laø C F = Li Neáu i laø doøng ñieän xoay chieàu thì F bieán thieân tuaàn p u treå pha so UC = IZC hoaøn theo t vaø trong cuoän daây xuaát hieän moät suaát ñieän 2 ñoäng: vôùi i di L e=-L = - Li’ dt Ñieän aùp giöõa hai ñaàu cuoän caûm: u = ri - e. p UL = IZL 2. Khaûo saùt maïch ñieän xoay chieàu chæ coù cuoän caûm u sôùm pha 2 thuaàn so vôùi i Ñaët vaøo hai ñaàu moät cuoän caûm thuaàn moät ñieän aùp xoay Pheùp coäng ñaïi soá caùc ñaïi löôïng xoay chieàu hình sin ñöôïc chieàu thì trong maïch seõ coù moät doøng ñieän xoay chieàu thay theá baèng pheùp toång hôïp caùc veùc tô quay töông öùng. chaïy qua. II. Maïch coù R, L, C maéc noái tieáp Giaû söû cöôøng ñoä töùc thôøi trong maïch laø Trang 8/20
1. Ñònh luaät OÂm cho ñoaïn maïch coù R, L, C maéc noái tieáp Giaù trò trung bình cuûa coâng suaát ñieän tieâu thuï trong moät Ñaët vaøo hai ñaàu ñoaïn maïch coù R, L, C maéc noái tieáp moät chu kì T: ñieän aùp xoay chieàu P = p = UI( cos j + cos(2wt + j ) ) u = U 2 coswt Vì cos j = cosj coøn cos( 2wt + j ) = 0 Heä thöùc giöõa caùc ñieän aùp töùc thôøi trong maïch : u = uR + Neân P = UIcosj uL + uC Ñaây cuõng laø coâng thöùc tính coâng suaát tieâu thuï trung bình Neáu bieåu dieãn caùc ñieän aùp töùc thôøi baèng caùc veùc tô quay cuûa maïch ñieän xoay chieàu trong moät thôøi gian daøi neáu thì ta coù ® ® ® ® ñieän aùp hieäu duïng U vaø cöôøng ñoä hieäu duïng I khoâng ñoåi. U = U R + U L + UC 2. Ñieän naêng tieâu thuï cuûa maïch ñieän W = Pt II. Heä soá coâng suaát II. Heä soá coâng suaát 1. Bieåu thöùc cuûa heä soá coâng suaát vaø coâng suaát Trong coâng thöùc P = UIcosj thì cosj ñöôïc goïi laø heä soá coâng suaát. Vì |j| < 900 neân 1 ³ cosj ³ 0 Döïa vaøo giaõn ñoà veùc tô ta coù UR R cosj = = R Z Döïa vaøo giaõn ñoà veùc tô ta thaáy: Coâng suaát cuûa ñoaïn maïch RLC: U= U R + (U L - U C ) 2 2 U 2R P = UIcosj = 2 = I2R Z = I. R 2 + (Z L - Z C ) 2 = I.Z 2. Taàm quan troïng cuûa heä soá coâng suaát trong quaù trình cung U caáp vaø söû duïng ñieän naêng => I = P Z Vì P = UIcosj => I = neân coâng suaát hao phí U cos j Vôùi Z = R 2 + (Z L - Z C ) 2 goïi laø toång trôû cuûa ñoaïm treân ñöôøng daây taûi (coù ñieän trôû r) laø Php = rI2 = maïch RLC. rP 2 2. Ñoä leäch pha giöõa ñieän aùp vaø doøng ñieän . Neáu heä soá coâng suaát cosj nhoû thì coâng suaát Döïa vaøo giaõn ñoà veùc tô ta thaáy: U 2 cos 2 j 1 hao phí treân ñöôøng daây taûi Php seõ lôùn, do ñoù ngöôøi ta phaûi wL - tìm caùch naâng cao heä soá coâng suaát. Theo qui ñònh cuûa nhaø U L -UC Z L - ZC wC tanj = = = nöôùc thì heä soá coâng suaát cosj trong caùc cô sôû ñieän naêng UR R R toái thieåu phaûi baèng 0,85. 3. Coäng höôûng ñieän Vôùi cuøng moät ñieän aùp U vaø duïng cuï duøng ñieän tieâu thuï 1 moät coâng suaát P, taêng heä soá coâng suaát cosj ñeå giaûm Khi ZL= ZC hay wL = thì Z = Zmin = R; I = Imax = wC cöôøng ñoä hieäu duïng I töø ñoù giaûm hao phí vì toûa nhieät treân U daây ; j = 0. Ta noùi coù hieän töôïng coäng höôûng ñieän. R Khi ZL > ZC thì j > 0: u nhanh pha hôn i (ñoaïn maïch coù TRUYEÀN TAÛI ÑIEÄN NAÊNG. MAÙY BIEÁN AÙP tính caûm khaùng). I. Baøi toaùn truyeàn taûi ñieän naêng ñi xa Khi ZL < ZC thì j < 0: u treå pha hôn i (ñoaïn maïch coù Coâng suaát phaùt ñi töø nhaø maùy phaùt ñieän tính dung khaùng). P = UI Coâng suaát hao phí do toûa nhieät treân ñöôøng daây taûi COÂNG SUAÁT ÑIEÄN TIEÂU THUÏ CUÛA MAÏCH ÑIEÄN P 2 r Php = rI2 = r( ) = P2 2 XOAY CHIEÀU. HEÄ SOÁ COÂNG SUAÁT U U I. Coâng suaát cuûa ñoaïn maïch xoay chieàu Vôùi coâng suaát phaùt P xaùc ñònh ñeå giaûm Php ta phaûi 1. Bieåu thöùc cuûa coâng suaát giaûm r hoaëc taêng U Xeùt ñoaïn maïch xoay chieàu hình sin coù ñieän aùp vaø cöôøng l Bieän phaùp giaûm r coù nhöõng haïn cheá: Vì r = r neân ñeå ñoä doøng ñieän töùc thôøi: S u = U 2 coswt vaø i = I 2 cos(wt + j) giaûm ta phaûi duøng caùc loaïi daây coù ñieän trôû suaát nhoû nhö Coâng suaát töùc thôøi treân ñoaïn maïch: baïc, daây sieâu daãn, ... vôùi giaù thaønh quaù cao hoaëc taêng tieát p = ui = 2UIcoswtcos(wt + j) dieän S, maø taêng tieát dieän S thì toán kim loaïi vaø phaûi xaây = UI(cosj + cos(2wt + j)) coät ñieän lôùn neân khoâng kinh teá. Trang 9/20
Traùi laïi, bieän phaùp taêng U coù hieäu quaû roû reät: Taêng U leân n laàn thì Php giaûm n2 laàn. II. Maùy bieáp aùp Maùy bieán aùp laø nhöõng thieát bò coù khaû naêng bieán ñoåi ñieän + Caáu taïo goàm boä phaän chính: Phaàn caûm laø nam chaâm vónh cöõu hay nam chaâm ñieän. aùp xoay chieàu. Ñoù laø phaàn taïo ra töø tröôøng. Phaàn öùng laø nhöõng cuoän daây, trong ñoù xuaát hieän suaát ñieän ñoäng caûm öùng khi maùy hoaït ñoäng. 1. Caáu taïo vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng Moät trong hai phaàn ñaët coá ñònh, phaàn coøn laïi quay Boä phaän chính laø moät loûi bieán aùp hình khung baèng saét quanh moät truïc. Phaàn coá ñònh goïi laø stato, phaàn quay goïi non coù pha silic cuøng vôùi hai cuoän daây coù ñieän trôû nhoû vaø laø roâto. ñoä töï caûm lôùn quaán treân loûi bieán aùp. Cuoän thöù nhaát coù N1 + Hoaït ñoäng: Khi roâto quay, töø thoâng qua cuoän daây bieán voøng noái vaøo nguoàn phaùt ñieän goïi laø cuoän sô caáp, cuoän thieân, trong cuoän daây xuaát hieän suaát ñieän ñoäng caûm öùng, thöù 2 coù N2 voøng noái ra caùc cô sôû tieâu thuï ñieän naêng goïi suaát ñieän ñoäng naøy ñöôïc ñöa ra ngoaøi ñeå söû duïng. laø cuoän thöù caáp. 2. Taàn soá cuûa doøng ñieän xoay chieàu. Noái hai ñaàu cuoän sô caáp vaøo nguoàn phaùt ñieän xoay Neáu maùy phaùt coù 1 cuoän daây vaø 1 nam chaâm (moät caëp chieàu, doøng ñieän xoay chieàu cöïc), roâto quay n voøng trong 1 giaây thì taàn soá cuûa doøng chaïy trong cuoän sô caáp taïo ra töø tröôøng bieán thieân trong ñieän laø f = n. loûi bieán aùp. Töø thoâng bieán thieân cuûa töø tröôøng ñoù qua Neáu maùy coù p caëp cöïc vaø roâ to quay n voøng trong 1 giaây cuoän thöù caáp gaây ra suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong cuoän thì f = np. thöù caápï. Neáu maùy coù p caëp cöïc vaø roâ to quay n voøng trong 1 phuùt 2. Khaûo saùt thöïc nghieäm moät maùy bieán aùp n * Cuoän thöù caáp ñeå hôû (I2 = 0, maùy bieán aùp ôû cheá ñoä khoâng thì f = p. 60 taûi) II. Maùy phaùt ñieän xoay chieàu ba pha Thay ñoåi caùc soá voøng N1, N2, ño caùc ñieän aùp U1 vaø U2 ta U2 N2 thaáy: = U 1 N1 Neáu N2 > N1thì U2 > U1: Maùy taêng aùp. Neáu N2 < N1thì U2 < U1: Maùy haï aùp. * Cuoän thöù caáp noái vôùi taûi tieâu thuï (I2 ¹ 0, maùy bieán aùp ôû cheá ñoä coù taûi) Neáu hao phí ñieän naêng trong maùy bieán aùp khoâng ñaùng keå (maùy bieán aùp laøm vieäc trong ñieàu kieän lí töôûng) thì 1. Caáu taïo vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng. coâng suaát cuûa doøng ñieän trong maïch sô caáp vaø trong maïch Maùy phaùt ñieän xoay chieàu ba pha caáu taïo goàm stato coù thöù caáp coù theå coi baèng nhau ba cuoän daây rieâng reõ, hoaøn toaøn gioáng nhau quaán treân ba I1 U 2 N 2 loûi saét ñaët leäch nhau 1200 treân moät voøng troøn, roâto laø moät U1I1 = U2I2 Do ñoù: = = nam chaâm ñieän. I 2 U1 N 2 Khi roâto quay ñeàu, caùc suaát ñieän ñoäng caûm öùng xuaát III. ÖÙng duïng cuûa maùy bieán aùp hieän trong ba cuoän daây coù cuøng bieân ñoä, cuøng taàn soá + Thay ñoåi ñieän aùp cuûa doøng ñieän xoay chieàu ñeán caùc giaù nhöng leäch nhau veà pha laø 2π/3. trò thích hôïp. Neáu noái caùc ñaàu daây cuûa ba cuoän vôùi ba maïch ngoaøi + Söû duïng trong vieäc truyeàn taûi ñieän naêng ñeå giaûm hao (ba taûi tieâu thuï) gioáng nhau thì ta coù heä ba doøng ñieän phí treân ñöôøng daây truyeàn taûi. cuøng bieân ñoä, cuøng taàn soá nhöng leäch nhau veà pha laø + Söû duïng trong maùy haøn ñieän naáu chaûy kim loaïi. 2π/3. 2. Caùch maéc maïch ba pha MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU I. Maùy phaùt ñieän xoay chieàu moät pha 1. Caáu taïo vaø hoaït ñoäng Trang 10/20
+ Maéc hình sao Ba ñieåm ñaàu cuûa ba cuoän daây ñöôïc noái vôùi 3 maïch ngoaøi baèng 3 daây daãn, goïi laø daây pha. Ba ñieåm cuoái noái chung vôùi nhau tröôùc roài noái vôùi 3 maïch ngoaøi baèng moät daây daãn goïi laø daây trung hoøa. + Taïo ra töø tröôøng quay baèng caùch cho doøng ñieän xoay Khi maéc hình sao ta coù: Ud = 3 Up (Ud laø ñieän aùp chieàu 3 pha ñi vaøo trong stato goàm 3 cuoän daây gioáng nhau, ñaët leäch nhau 120o treân moät giaù troøn thì trong khoâng giöõa hai daây pha, Up laø ñieän aùp giöõa daây pha vaø daây trung gian giöõa 3 cuoän daây seõ coù moät töø tröôøng quay vôùi taàn soá hoaø). goùc baèng taàn soá goùc w cuûa doøng ñieän xoay chieàu. + Maéc hình tam giaùc: Ñieåm + Ñaët trong töø tröôøng quay moät roâto loàng soùc (coù taùc duïng cuoái cuoän naøy noái vôùi ñieåm ñaàu nhö moät khung daây daãn coù theå quay döôùi taùc duïng cuûa töø cuûa cuoän tieáp theo theo tuaàn töï tröôøng quay) coù theå quay xung quanh truïc truøng vôùi truïc thaønh ba ñieåm noái chung. Ba ñieåm quay cuûa töø tröôøng. noái ñoù ñöôïc noái vôùi 3 maïch ngoaøi + Roâto loøng soùc quay do taùc duïng cuûa töø tröôøng quay vôùi baèng 3 daây pha. toác ñoä nhoû hôn toác ñoä cuûa töø tröôøng. Chuyeån ñoäng quay cuûa roâto ñöôïc söû duïng ñeå laøm quay caùc maùy khaùc. II. Ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ BA PHA I. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä + Taïo ra töø tröôøng quay baèng caùch cho doøng ñieän xoay chieàu 3 pha ñi vaøo trong stato goàm 3 cuoän daây gioáng nhau, ñaët leäch nhau 120o treân moät giaù troøn thì trong khoâng gian giöõa 3 cuoän daây seõ coù moät töø tröôøng quay vôùi taàn soá goùc baèng taàn soá goùc w cuûa doøng ñieän xoay chieàu. Quay ñeàu moät nam chaâm hình chöû U vôùi toác ñoä goùc w + Ñaët trong töø tröôøng quay moät roâto loàng soùc (coù taùc duïng thì töø tröôøng giöõa hai nhaùnh cuûa nam chaâm cuõng quay vôùi nhö moät khung daây daãn coù theå quay döôùi taùc duïng cuûa töø toác ñoä goùc w. tröôøng quay) coù theå quay xung quanh truïc truøng vôùi truïc Ñaët trong töø tröôøng quay vôùi toác ñoä goùc w moät khung quay cuûa töø tröôøng. daây daãn kín coù theå quay quanh moät truïc truøng vôùi truïc + Roâto loøng soùc quay do taùc duïng cuûa töø tröôøng quay vôùi quay cuûa töø tröôøng thì khung daây quay vôùi toác ñoä goùc w’ toác ñoä nhoû hôn toác ñoä cuûa töø tröôøng. Chuyeån ñoäng quay < w. Ta noùi khung daây quay khoâng ñoàng boä vôùi töø tröôøng. cuûa roâto ñöôïc söû duïng ñeå laøm quay caùc maùy khaùc. Giaûi thích: Töø tröôøng quay laøm töø thoâng qua khung daây bieán thieân, trong khung daây xuaát hieän doøng ñieän caûm öùng. Cuõng chính töø tröôøng quay naøy taùc duïng leân doøng ñieän trong khung daây moät moâmen löïc laøm khung daây quay. SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Theo ñònh luaät Len-xô, khung daây quay theo chieàu quay I. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn cuûa töø tröôøng ñeå giaûm toác ñoä bieán thieân cuûa töø thoâng. (1672) Toác ñoä goùc cuûa khung daây luoân nhoû hôn toác ñoä goùc cuûa töø tröôøng vì neáu toác ñoä goùc cuûa khung daây baèng toác ñoä goùc cuûa töø tröôøng thì töø thoâng qua khung daây khoâng bieán thieân nöõa, doøng ñieän caûm öùng khoâng coøn, momen löïc töø baèng 0, momen caûn laøm khung daây quay chaäm laïi. Luùc ñoù laïi coù doøng caûm öùng vaø coù momen löïc töø. Khung daây seõ quay ñeàu khi momen löïc töø vaø momen caûn caân baèng nhau. II. Ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha - Kết quả: + Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ. Trang 11/20
+ Quan sát được 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím. + Ranh giới giữa các màu không rõ rệt. - Dải màu quan sát được này là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời. - Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng. - Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc II. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn - Ánh sáng từ bóng đèn Đ ® trên M trông thấy một hệ vân có nhiều màu. - Đặt kính màu K (đỏ…) ® trên M chỉ có một màu đỏ và có dạng những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau. - Giải thích: Hai sóng kết hợp phát đi từ F 1, F2 gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau: - Cho các chùm sáng đơn sắc đi qua lăng kính ® tia + Hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau ® vân sáng. ló lệch về phía đáy nhưng không bị đổi màu. + Hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau ® vân tối. Vậy: ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc 2. Vị trí vân sáng khi truyền qua lăng kính. Gọi a = F1F2: khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp. III. Giải thích hiện tượng tán sắc D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới màn M. - Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà l: bước sóng ánh sáng. là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến d1 = F1A và d2 = F2A là quãng đường đi của hai sóng thiên liên tục từ đỏ đến tím. từ F 1, F2 đến một điểm A trên vân sáng. - Chiết suất của thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc của O: giao điểm của đường trung trực của F1F2 với màn. ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím. x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng ở A. - Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh 2ax sáng phức tạp thành c chùm sáng đơn sắc. - Hiệu đường đi d: d = d2 - d1 = d2 + d1 IV. Ứng dụng - Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng ax - Vì D >> a và x nên: d2 + d1 » 2D® d2 - d1 = dụng trong máy quang phổ lăng kính… D - Để tại A là vân sáng thì:d2 – d1 = kl với k = 0, ± 1, ±2, … SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG lD I. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng - Vị trí các vân sáng: xk = k với k: bậc giao thoa. a 1 lD - Vị trí các vân tối xk ' = (k '+ ) với k’ = 0, ± 1, 2 a ±2, … - Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi 3. Khoảng vân ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh a. Định nghĩa: là khoảng cách giữa hai vân sáng hay sáng. hai vân tối liên tiếp nha. - Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như một sóng có bước lD b. Công thức tính khoảng vân: i = sóng xác định. a II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng c. Tại O là vân sáng bậc 0 của mọi bức xạ: vân chính 1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng giữa hay vân trung tâm, hay vân số 0. 4. Ứng dụng: - Đo bước sóng ánh sáng. ia Nếu biết i, a, D sẽ suy ra được l: l = D III. Bước sóng và màu sắc Trang 12/20
1. Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với một bước sóng trong - Các chất rắn, lỏng và khí đều cho quang phổ hấp thụ. chân không xác định. - Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch 2. Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: l = (380 hấp thụ. Quang phổ của chất lỏng và chất rắn chứa các ¸ 760) nm. “đám” gồm cách vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách 3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số liên tục. ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến ¥. TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI I. Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại CÁC LOẠI QUANG PHỔ i . Máy quang phổ - Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng - Đưa mối hàn của cặp nhiệt điện: phức tạp thành những thành phần đơn sắc. + Vùng từ Đ ® T: kim điện kế bị lệch. - Gồm 3 bộ phận chính: + Đưa ra khỏi đầu Đ (A): kim điện kế vẫn lệch. 1. Ống chuẩn trực + Đưa ra khỏi đầu T (B): kim điện kế vẫn tiếp tục - Gồm TKHT L1, khe hẹp F đặt tại tiêu điểm chính của lệch. L1. + Thay màn M bằng một tấm bìa có phủ bột huỳnh - Tạo ra chùm song song. quang ® ở phần màu tím và phần kéo dài của quang 2. Hệ tán sắc phổ khỏi màu tím ® phát sáng rất mạnh. - Gồm 1 (hoặc 2, 3) lăng kính. - Vậy, ở ngoài quang phổ ánh sáng nhìn thấy được, ở - Phân tán chùm sáng thành những thành phần đơn cả hai đầu đỏ và tím, còn có những bức xạ mà mắt sắc, song song. không trông thấy, nhưng mối hàn của cặp nhiệt điện 3. Buồng tối và bột huỳnh quang phát hiện được. - Là một hộp kín, gồm TKHT L2, tấm phim ảnh K - Bức xạ ở điểm A: bức xạ (hay tia) hồng ngoại. (hoặc kính ảnh) đặt ở mặt phẳng tiêu của L2. - Bức xạ ở điểm B: bức xạ (hay tia) tử ngoại. - Hứng ảnh của các thành phần đơn sắc khi qua lăng II. Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại kính P: vạch quang phổ. và tử ngoại - Tập hợp các vạch quang phổ chụp được làm thành 1. Bản chất quang phổ của nguồn F. - Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với II. Quang phổ phát xạ ánh sáng thông thường, và chỉ khác ở chỗ, không nhìn - Quang phổ phát xạ của một chất là quang phổ của thấy được. ánh sáng do chất đó phát ra, khi được nung nóng đến 2. Tính chất nhiệt độ cao. - Chúng tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản - Có thể chia thành 2 loại: xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, a. Quang phổ liên tục giao thoa như ánh sáng thông thường. - Là quang phổ mà trên đó không có vạch quang phổ, III. Tia hồng ngoại và chỉ gồm một dải có màu thay đổi một cách liên tục. 1. Cách tạo - Do mọi chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn phát ra khi - Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0K đều phát ra tia hồng bị nung nóng. ngoại. b. Quang phổ vạch - Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì - Là quang phổ chỉ chứa những vạch sáng riêng lẻ, phát bức xạ hồng ngoại ra môi trường. ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. - Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng: bóng đèn dây - Do các chất khí ở áp suất thấp khi bị kích thích phát tóc, bếp ga, bếp than, điôt hồng ngoại… ra. 2. Tính chất và công dụng - Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất - Tác dụng nhiệt rất mạnh ® sấy khô, sưởi ấm… khác nhau (số lượng các vạch, vị trí và độ sáng các - Gây một số phản ứng hoá học ® chụp ảnh hồng vạch), đặc trưng cho nguyên tố đó. ngoại. III. Quang phổ hấp thụ - Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần ® điều - Quang phổ liên tục, thiếu các bức xạ do bị dung dịch khiển dùng hồng ngoại. hấp thụ, được gọi là quang phổ hấp thụ của dung dịch. - Trong lĩnh vực quân sự. Trang 13/20
IV. Tia tử ngoại - Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm 1. Nguồn tia tử ngoại xuyên. - Những vật có nhiệt độ cao (từ 2000oC trở lên) đều Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm phát tia tử ngoại. xuyên càng lớn (càng cứng). - Nguồn phát thông thường: hồ quang điện, Mặt trời, - Làm đen kính ảnh. phổ biến là đèn hơi thuỷ ngân. - Làm phát quang một số chất. 2. Tính chất - Làm ion hoá không khí. - Tác dụng lên phim ảnh. - Có tác dụng sinh lí. - Kích thích sự phát quang của nhiều chất. 3. Công dụng (Sgk) - Kích thích nhiều phản ứng hoá học. IV. Nhìn tổng quát về sóng điện từ - Làm ion hoá không khí và nhiều chất khí khác. - Sóng điện từ, tia hồng ngoại, ánh sáng thông thường, - Tác dụng sinh học. tia tử ngoại, tia X và tia gamma, đều có cùng bản chất, 3. Sự hấp thụ cùng là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (hay - Bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh. bước sóng) mà thôi. - Thạch anh, nước hấp thụ mạnh các tia từ ngoại có -Toàn bộ phổ sóng điện từ, từ sóng dài nhất (hàng bước sóng ngắn hơn. chục km) đến sóng ngắn nhất (cỡ 10-12 ¸ 10-15 m) đã - Tần ozon hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại có bước được khám phá và sử dụng. sóng dưới 300nm. 4. Công dụng HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - Trong y học: tiệt trùng, chữa bệnh còi xương. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - Trong CN thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm. I. Hiện tượng quang điện - CN cơ khí: tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện loại. TIA X I. Phát hiện về tia X - Mỗi khi một chùm catôt - tức là một chùm êlectron có năng lượng lớn - đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X. II. Cách tạo tia X - Chiếu ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm tích điện âm làm bật êlectron khỏi mặt tấm kẽm. 2. Định nghĩa - Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài). 3. Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng một tấm thuỷ tinh dày thì hiện tượng trên không xảy ra ® bức xạ tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm - Dùng ống Cu-lít-giơ là một ống thuỷ tinh bên trong II. Định luật về giới hạn quang điện là chất không, có gắn 3 điện cực. - Định luật: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích + Dây nung bằng vonfram FF’ làm nguồn êlectron. phải có bước sóng l ngắn hơn hay bằng giới hạn + Catôt K, bằng kim loại, hình chỏm cầu. + Anôt A bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn quang điện l0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện và điểm nóng chảy cao. tượng quang điện. - Hiệu điện thế giữa A và K cỡ vài chục kV, các - Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng êlectron bay ra từ FF’ chuyển động trong điện trường riêng cho kim loại đó. mạnh giữa A và K đến đập vào A và làm cho A phát - Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích ra tia X. được mà chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng III. Bản chất và tính chất của tia X tử. III. Thuyết lượng tử ánh sáng 1. Bản chất 1. Giả thuyết Plăng - Tia tử ngoại có sự đồng nhất về bản chất của nó với - Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay tia tử ngoại, chỉ khác là tia X có bước sóng nhỏ hơn phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác rất nhiều. l = 10-8 m ¸ 10-11 m định và hằng hf; trong đó f là tần số của ánh sáng bị 2. Tính chất hấp thụ hay phát ra; còn h là một hằng số. Trang 14/20
2. Lượng tử năng lượng e = hf mỏng. Dưới cùng là một đế kim loại. Các kim loại này h gọi là hằng số Plăng: đóng vai trò các điện cực trơ. h = 6,625.10-34J.s b. Giữa p và n hình thành một lớp tiếp xúc p-n. Lớp 3. Thuyết lượng tử ánh sáng này ngăn không cho e khuyếch tán từ n sang p và lỗ a. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. trống khuyếch tán từ p sang n ® gọi là lớp chặn. b. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn c. Khi chiếu ánh sáng có l £ l0 sẽ gây ra hiện tượng đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng quang điện trong. Êlectron đi qua lớp chặn xuống bán hf. dẫn n, lỗ trống bị giữ lại ® Điện cực kim loại mỏng ở c. Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia trên nhiễm điện (+) ® điện cực (+), còn đế kim loại sáng. nhiễm điện (-) ® điện cực (-). d. Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp - Suất điện động của pin quang điện từ 0,5V ® 0,8V . thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một 4. Ứng dụng (Sgk) phôtôn. 4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG - Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho 1 êlectron. I. Hiện tượng quang – phát quang - Công để “thắng” lực liên kết gọi là công thoát (A). 1. Khái niệm về sự phát quang - Để hiện tượng quang điện xảy ra:hf ³ A hay - Sự phát quang là sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng c hc hc này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác. h ³ A ® l £ ,Đặt l0 = ® l £ l0. - Đặc điểm: sự phát quang còn kéo dài một thời gian l A A sau khi tắt ánh sáng kích thích. IV. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng 2. Huỳnh quang và lân quang - Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt. - Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích gọi là sự huỳnh quang. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG - Sự phát quang của các chất rắn có đặc điểm là ánh I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong sáng phát quang có thể kéo dài một thời gian sau khi 1. Chất quang dẫn tắt ánh sáng kích thích gọi là sự lân quang. - Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị - Các chất rắn phát quang loại này gọi là các chất lân chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng. quang. 2. Hiện tượng quang điện trong II. Định luật Xtốc (Stokes) về sự huỳnh quang - Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết - Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước để chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời giải sóng của ánh sáng kích thích: lhq > lkt. phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong. MẪU NGUYÊN TỬ BO - Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện. II. Quang điện trở I. Mô hình hành tinh nguyên tử - Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. - Mẫu nguyên tử Bo bao gồm mô hình hành tinh - Cấu tạo: 1 sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một nguyên tử và hai tiên đề của Bo. đế cách điện. II. Các tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử - Điện trở có thể thay đổi từ vài MW ® vài chục W. 1. Tiên đề về các trạng thái dừng III. Pin quang điện - Nguyên tử chỉ tồn tại trong 1 số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ. - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng. 1. Là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi - Đối với nguyên tử hiđrô trực tiếp quang năng thành điện năng. rn = n2r0 -11 2. Hiệu suất trên dưới 10% r0 = 5,3.10 m gọi là bán kính Bo. 3. Cấu tạo: 2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của a. Pin có 1 tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp nguyên tử mỏng bán dẫn loại p, trên cùng là một lớp kim loại rất - Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (En) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp Trang 15/20
hơn (Em) thì nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng đúng + Thanh rubi hình trụ (A), hai mặt được mài nhẵn và bằng hiệu En - Em: vuông góc với trục của thanh. e = hfnm = En - Em + Mặt 1 mạ bạc trở thành gương phẳng G1 có mặt - Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có phản xạ quay vào trong. năng lượng Em thấp hơn mà hấp thụ được 1 phôtôn có + Mặt (2) là mặt bán mạ, trở thành gương phẳng G2 có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên mặt phản xạ quay về G1. Hai gương G1 // G2. trạng thái dừng có năng lượng cao hơn En. 4. Các loại laze III- QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA - Laze khí, như laze He – Ne, laze CO2. NGUYÊN TỬ HIDRO - Laze rắn, như laze rubi. - Năng lượng của e trong nguyên tử hidro ở các trạng - Laze bán dẫn, như laze Ga – Al – As. thái dừng khác nhau(các mức năng lượng của nguyên II. Một vài ứng dụng của laze tử hidro: EK ; EL ; EM ... ) - Y học: dao mổ, chữa bệnh ngoài da… - Thông tin liên lạc: sử dụng trong vô tuyến định vị, - Khi e chuyển từ mức năng lượng cao( Ecao ) xuống liên lạc vệ tinh, truyền tin bằng cáp quang… mức năng lượng thấp hơn( Ethap )thì nó phát ra một - Công nghiệp: khoan, cắt.. photon có năng lượng hoàn toàn xác định: - Trắc địa: đo khoảng cách, ngắm đường thẳng… hf = Ecao - Ethap - Trong các đầu đọc CD, bút chỉ bảng… - Mỗi photon có tần số f ứng cới một sóng ánh sáng TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN c đơn sắc có bước sóng l = , tức là ứn với một vạch f I. Cấu tạo hạt nhân quang phổ có mày nhất định. 1. Hạt nhân tích điện dương +Ze (Z là số thứ tự trong - Ngược lại, nếu một nguyên tử hidro đang ở một mức bảng tuần hoàn). năng lượng Ethap thì nguyên tử đó sẽ hấp thụ ngay một - Kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước photon có năng lượng e = Ecao - Ethap để chuyển lên nguyên tử 104 ¸ 105 lần. 2. Cấu tạo hạt nhân mức năng lượng Ecao . - Hạt nhân được tạo thành bởi các nuclôn. *KL:Như vậy, một sóng ánh sáng đơn sắc bị hấp thụ, + Prôtôn (p), điện tích (+e) làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch + Nơtrôn (n), không mang điện. tối.Do đó, quang phổ hấp thụ của nguyên tử hidro - Số prôtôn trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số) cũng là quang phổvạch - Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối). - Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z. 3. Kí hiệu hạt nhân SƠ LƯỢC VỀ LAZE A - Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu: Z X 1 I. Cấu tạo và hoạt động của Laze - Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp: 1 p , 1. Laze là gì? 1 0 n , -1 e- . 0 - Laze là một nguồn phát ra một chùm sáng cường độ 4. Đồng vị lớn dựa trên việc ứng dụng của hiện tượng phát xạ - Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số cảm ứng. Z, khác nhau số A. - Đặc điểm: - Ví dụ: hiđrô có 3 đồng vị + Tính đơn sắc. 1 + Tính định hướng. a. Hiđrô thường 1 H (99,99%) 2 2 + Tính kết hợp rất cao. b. Hiđrô nặng 1 H , còn gọi là đơ tê ri 1 D (0,015%) + Cường độ lớn. c. Hiđrô siêu nặng 1 H , còn gọi là triti 3T , không bền, thời 3 1 2. Sự phát xạ cảm ứng gian sống khoảng 10 năm. A II. Khối lượng hạt nhân e 1. Đơn vị khối lượng hạt nhân - Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị 12C . 6 1u = 1,6055.10-27kg 2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân - Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m 3. Cấu tạo của laze tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng - Xét cấu tạo của laze rubi. thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c2. E = mc2 Trang 16/20
c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s). - Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền 1uc2 = 931,5MeV® 1u = 931,5MeV/c2 vững thành các hạt nhân khác. MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân. b. Phản ứng hạt nhân kích thích - Chú ý quan trọng: - Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các + Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì hạt nhân khác. khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên - Đặc tính: m0 + Biến đổi các hạt nhân. thành m với m = + Biến đổi các nguyên tố. v2 + Không bảo toàn khối lượng nghỉ. 1- 2 c 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng a. Bảo toàn điện tích. động. b. Boả toàn số nuclôn (bảo toàn số A). m0 c 2 c. Bảo toàn năng lượng toàn phần. + Năng lượng toàn phần: E = mc2 - d. Bảo toàn động lượng. v2 3. Năng lượng phản ứng hạt nhân 1- 2 c - Phản ứng hạt nhân có thể toả năng lượng hoặc thu Trong đó: E0 = m0c2 gọi là năng lượng nghỉ. năng lượng. E – E0 = (m - m0)c2 chính là động năng của vật. Q = (mtrước - msau)c2 + Nếu Q > 0® phản ứng toả năng lượng: - Nếu Q < 0 ® phản ứng thu năng lượng NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN PHÓNG XẠ I. Lực hạt nhân - Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân I. Hiện tượng phóng xạ (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). 1. Định nghĩa Là hiện tượng hạt nhân tự động phóng - Kết luận: ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân mơi. + Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác 2. Các dạng phóng xạ giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực tương a. Phóng xạ a: Z X ® A - 4Y + 2 He A 4 Z -2 tác mạnh. + Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi Dạng rút gọn: Z X ¾¾® - 4Y A a A Z -2 kích thước hạt nhân (10-15 m) 4 - Tia a là dòng hạt nhân 2 He chuyển động với vận tốc II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 2.107m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và 1. Độ hụt khối - Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng chừng vài mm trong vật rắn. khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. b. Phóng xạ b- 0 0 - Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của - Tia b- là dòng êlectron ( -1 e ): Z X ® Z +A1Y + -1 e + 0n 0 A hạt nhân, kí hiệu Dm - Dạng rút gọn: Z X ¾¾®Z +A1Y A b A Dm = Zmp + (A – Z)mn – m( Z X ) c. Phóng xạ b+ 2. Năng lượng liên kết E lk = éZmp + A( - Z mn - m Z ( X ù )Ac 2 ë ) û A - Tia b+ là dòng pôzitron ( 1 e ): Z X ® 0 A 0 0 Y + 1 e + 0n Z -1 Elk = Dmc2 + Hay Dạng rút gọn: Z X ¾¾®Z -A1Y A b - Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng * Tia b- và b+ chuyển động với tốc độ » c, truyền được tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c2. vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại. 3. Năng lượng liên kết riêng d. Phóng xạ g: E2 – E1 = hf E - Phóng xạ g là phóng xạ đi kèm phóng xạ b- và b+. - Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu lk , là thương số A - Tia g đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong giữa năng lượng liên kết Elk và số nuclôn A. chì. - Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền II. Định luật phóng xạ vững của hạt nhân. 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ III. Phản ứng hạt nhân a. Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. 1. Định nghĩa và đặc tính b. Có tính tự phát và không điều khiển được. - Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt c. Là một quá trình ngẫu nhiên. nhân. 2. Định luật phân rã phóng xạ a. Phản ứng hạt nhân tự phát - Xét một mẫu phóng xạ ban đầu. Trang 17/20
+ N0 sô hạt nhân ban đầu. . Cơ chế của phản ứng phân hạch + N số hạt nhân còn lại sau thời gian t. 1. Phản ứng phân hạch là gì? Néi dung Mçi chÊt phãng x¹ ®îc ®Æc trng bëi mét - Là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành 2 hạt nhân thêi gian T gäi lµ chu k× b¸n r·, cø say mçi chu ki nµy trung bình (kèm theo một vài nơtrôn phát ra). th× 1/2 sè nguyªn tö cña chÊt Êy ®· biÕn ®æi thµnh chÊt 2. Phản ứng phân hạch kích thích kh¸c. N = N 0 e- l t n + X ® X* ® Y + Z + kn (k = 1, 2, 3) Trong đó l là một hằng số dương gọi là hằng số phân - Quá trình phân hạch của X là không trực tiếp mà rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét. phải qua trạng thái kích thích X*. 3. Chu kì bán rã (T) - Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt II. Năng lượng phân hạch - Xét các phản ứng phân hạch: nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%). 1 n + 235U ® U * ® 95Y + 138 I + 3 01n 236 ln 2 0,693 0 92 92 39 53 T= = 1 n + 235U ® 236U *® 139 Xe + 38 Sr + 201 n 95 l l 0 92 92 54 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng - Lưu ý: sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ - Phản ứng phân hạch 235U là phản ứng phân hạch toả 92 N năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch. còn lại là: N = x0 2 - Mỗi phân hạch 235U tỏa năng lượng 212MeV. 92 4. Độ phóng xạ (H) (Sgk) 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền - Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtrôn được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235U tạo nên những 92 PHÓNG XẠ NHÂN TẠO phân hạch mới. 1.Phãng x¹ nh©n t¹o vµ ph¬ng ph¸p nguyªn tö ®¸nh - Sau n lần phân hạch, số nơtrôn giải phóng là kn và dÊu kích thích kn phân hạch mới. HiÖn tîng phãng x¹ nh©n t¹o lµ hiÖn tîng mµ ngíi + Khi k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt ta chiÕu chïm tia a , b + , b - ... vµo tÊm kim lo¹i lµm nhanh. ph¸t ra c¸c tia phãng x¹ vµ cho ta chÊt míi. + Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra không đổi. vÝ dô 2 He + 13 Al ® 15 P + 01n 4 27 30 + Khi k > 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy Nhê cã hiÖn tîng phãng x¹ nh©n t¹o mµ ngêi ta cã trì, năng lượng phát ra tăng nhanh, có thể gây bùng nổ. thÓ t¹o ra nhiÒu h¹t phãng x¹ vµ chÊt phãng x¹ míi n»m cuèi b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn. A +1 - Khối lượng tới hạn của 235U vào cỡ 15kg, 239 Pu vào Z X + 0n ® A 1 Z X 92 94 A +1 cỡ 5kg. Z X lµ ®ång vÞ cña X. khi trén lÉn X víi c¸c h¹t nh©n 3. Phản ứng phân hạch có điều khiển b×nh thêng kh«ng phãng x¹, c¸c h¹t nh©n phãng x¹ - Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương A +1 Z X ®îc gäi lµ nguyªn tö ®¸nh dÊu, cho phÐp ta ứng trường hợp k = 1. kh¶o s¸t sù tån t¹i, sù ph©n bè, sù vËn chuyÓn cña - Năng lượng toả ra không đổi theo thời gian. nguyªn tè X. øng dông: Trong y häc, ho¸ häc, sinh häc PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 2.§ång vÞ 14C , ®ång hå cña tr¸i ®Êt. Khi mét n¬tron chËm(tèc ®é vµo cì vµi tr¨m mÐt trªn I. Cơ chế của phản ứng tổng hợp hạt nhân gi©y)nã gÆp h¹t nh©n nit¬ t¹o nªn ph¶n øng: 1. Phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì? - Là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp 0 n + 7 N ® 6C + 1 p 1 14 14 1 lại thành một hạt nhân nặng hơn. 6 C lµ ®ång vÞ phãng x¹ b 14 - 2 3 4 1 1 H + 1 H ® 2 He + 0 n cã chu k× b¸n r· 5730 n¨m. Phản ứng trên toả năng lượng: Qtoả = 17,6MeV Nhê ®ång vÞ nµy mµ ngø¬i ta biÕt ®îc tuæi thä cña cæ vËt vµ tuæi thä cña mét c©y trëng thµnh. Nãi c¸ch 2. Điều kiện thực hiện 14 - Nhiệt độ đến cỡ trăm triệu độ. 6C - Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn. kh¸c, tØ lÖ 14 trong loµi thùc vËt ®ang xÐt gi¶m ®i 6C - Thời gian duy trì trạng thái plasma (t) phải đủ lớn. bao nhiªu so víi tØ lÖ trong kh«ng khÝ. s nt ³ (1014 ¸ 1016 ) 3 cm PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH II. Năng lượng tổng hợp hạt nhân Trang 18/20
- Năng lượng toả ra bởi các phản ứng tổng hợp hạt nhân được gọi là năng lượng tổng hợp hạt nhân. - Thực tế chỉ quan tâm đến phản ứng tổng hợp nên hêli 1 2 3 1 3 4 1 H + 1 H ® 2 He 1 H + 1 H ® 2 He 2 2 4 1 H + 1 H ® 2 He 2 3 4 1 H + 1 H ® 2 He + 0 n 1 2 1 H + 3 Li ® 2( 2 He) 6 4 III. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên các sao trong vũ trụ 2. Thời gian sống (trung bình) - Năng lượng phát ra từ Mặt Trời và từ hầu hết các sao - Một số ít hạt sơ cấp là bền, còn đa số là không bền, trong vũ trụ đều có nguồn gốc là năng lượng tổng hợp chúng tự phân huỷ và biến thành hạt sơ cấp khác. hạt nhân. 3. Phản hạt - Quá trình tổng hợp Heli từ hiđrô: - Mỗi hạt sơ cấp có một phản hạt tương ứng. 4 1 H ® 2 He + 2 1 e + 2 0n + 2g 1 4 0 0 - Phản hạt của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng Phản ứng trên xảy ra ở 30 triệu độ, năng lượng toả ra nhưng điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối. là 26,7MeV. - Kí hiệu: IV. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất Hạt: X; Phản hạt: X 1. Con người đã tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân khi 4. Spin thử bom H và đang nghiên cứu tạo ra phản ứng tổng - Đại lượng đặc trưng cho chuyển động nội tại của hạt hợp hạt nhân có điều khiển. vi mô gọi là momen spin (hay thông số spin hoặc số 2. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển lượng tử spin) - Hiện nay đã sử dụng đến phản ứng - Độ lớn của momen spin được tính theo số lượng tử 1 2 H + 1 H ® 2 He + 0 n + 17, 6 MeV 3 4 1 spin, kí hiệu s. - Cần tiến hành 2 việc: - Phân loại các vi hạt theo s a. Đưa vận tốc các hạt lên rất lớn b. “Giam hãm” các hạt nhân đó trong một phạm vi nhỏ hẹp để chúng có thể gặp nhau. 3. Ưu việt của năng lượng tổng hợp hạt nhân - So với năng lượng phân hạch, năng lượng tổng hợp hạt nhân ưu việt hơn: a. Nhiên liệu dồi dào. III. Tương tác của các hạt sơ cấp b. Ưu việt về tác dụng đối với môi trường. - Có 4 loại cơ bản 1. Tương tác điện từ CÁC HẠT SƠ CẤP - Là tương tác giữa phôtôn và các hạt mang điện và giữa các hạt mang điện với nhau. I. Khái niệm các hạt sơ cấp 1. Hạt sơ cấp là gì? 2. Tương tác mạnh - Hạt sơ cấp (hạt vi mô, hay vi hạt) là những hạt có - Là tương tác giữa các hađrôn. kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống. 3. Tương tác yếu. Các leptôn 2. Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới - Là tương tác có các leptôn tham gia. - Để tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta sử dụng các æ e- ö æ m - ö æt - ö - Có 6 hạt leptôn: ç ÷ ; ç ÷ ; ç ÷ máy gia tốc làm tăng vận tốc của một số hạt và cho ç v ÷ ç v ÷ çn ÷ è eø è m ø è tø chúng bắn vào các hạt khác. - Một số hạt sơ cấp: 4. Tương tác hấp dẫn - Là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng + Hạt muyôn (m-) - 1937. khác không. + Hạt p+ và p-. 5. Sự thống nhất của các tương tác + Hạt po. - Trong điều kiện năng lượng cực cao, thì cường độ + Các hạt kaôn K- và Ko. của các tương tác sẽ cùng cỡ với nhau. Khi đó có thể + Các hạt rất nặng (m > mp): lamđa (Ùo); xicma: So, S±; xây dựng một lí thuyết thống nhất các loại tương tác kxi: Xo, X-; ômêga: W -. đó. II. Tính chất của các hạt sơ cấp 1 Phân loại CẤU TẠO VŨ TRỤ I. Hệ Mặt Trời - Gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh. Trang 19/20