Tom tat GKVATLY 12CB(2010)

Dao động cưỡng bức là dao động được giữ cho biên độ dao động không đổi bằng cách tác dụng vào hệ một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn Đặc điểm của dao động cưỡng bức - Tần số dao động của

Trang 1

TÓM TẮT GIÁO KHOA VẬT LÝ 12 ( chuẩn ) -ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP THPT -G.V Lê Công Lý

CHƯƠNG 1 : DAO ĐỘNG CƠ Bài 1 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I Dao động cơ :

Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng.

Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị

trí cũ theo hướng cũ.

II Phương trình của dao động điều hòa :

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin ( hay sin) của thời gian.

x = Acos( ωt + ϕ ) ( A, ω, ϕ là những hằng số , riêng A, ω là những hằng số dương )

* A là biên độ dao động ( m, cm ): A = xmax * ω là tần số góc ( rad/ s)

* ( ωt + ϕ ) là pha của dao động tại thời điểm t ( rad ) * ϕ là pha ban đầu ( rad )

III Chu kỳ, tần số và tần số góc của dao động điều hòa :

Chu kỳ T là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần – đơn vị giây (s)

Tần số f là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây – đơn vị Héc (Hz) f =

T

1

T

2π = π

= ω

VI Vận tốc, gia tốc và lực kéo về của vật dao động điều hòa :

Vận tốc : v = x’ = -ωAsin( ωt + ϕ ) = ω2Acos( ωt + ϕ + π/2 )

Gia tốc : a = v’ = x”= -ω2Acos( ωt + ϕ ) = ω2Acos( ωt + ϕ + π )

Suy ra a = - ω2x Vectơ gia tốc a luôn hưóng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ thuận với x

Lực kéo về : Trong dao động điều hòa, hợp lực tác dụng lên vật luôn hưóng về vị trí cân bằng và có độ

lớn tỉ lệ thuận với x F = - kx = - mω2x = ma trong đó k = mω2 ( N/m )

Hệ thức độc lập với thời gian : 2

2

ω + hay v2 = ω2( A2 – x2 )

Bài 2 CON LẮC LÒ XO Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu lò xo độ cứng k, khối lượng lò xo không đáng kể Khảo sát dao động con lắc lò xo về mặt động lực học :

* Lực kéo về : F = - kx = ma ⇒ x

m

k

a =− = - ω2x ⇒ tần số góc

m

k

=

ω ( k : độ cứng của lò xo )

* Chu kỳ T =

ω

π 2 ⇒ T = 2π

k

m

Với con lắc lò xo thẳng đứng T = 2π

g

l

∆

Khảo sát dao động con lắc lò xo về mặt năng lượng :

* Động năng : 2

2

1

2

1

mω2A2sin2( ωt + ϕ )

* Thế năng : Wt =

2

1

kx2 =

2

1

kA2cos2( ωt + ϕ )

* Cơ năng : W = Wđ + Wt = Wđmax = Wtmax ⇒ W =

2

1

kA2 = 2

1

mω2A2 = hằng số ( J )

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua masát

Bài 3 CON LẮC ĐƠN Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây nhẹ, không co dãn.

Khảo sát dao động con lắc đơn về mặt động lực học :

* Nếu biên độ góc α0 nhỏ thì thành phần tiếp tuyến của trọng lực Pt là lực kéo về : Pt = - mgsinα

⇒ Pt≈ - mgα = - mg

l

s

l

g

a =− = - ω2s ⇒ tần số góc

l

g

=

ω ( g : gia tốc trọng trường )

v sớm pha hơn x một góc π/2

a sớm pha hơn v một góc π/2

a và x ngược pha nhau

x, v, a, F biến thiên điều hòa với cùng chu

kỳ T, tần số f và tần số góc ω

Wđ, Wt cũng biến thiên điều hòa ( hay

tuần hoàn ) với cùng chu kỳ T’ = T/2, tần

số f’ = 2f và tần số góc ω’ = 2ω

( ∆ l : độ biến dạng

ở vị trí cân bằng :

k.∆l = m.g )

Trang 2

* Chu kỳ T =

ω

π 2 ⇒ T = 2π

g

l Lưu ý : chỉ áp dụng khi dao động với biên độ nhỏ

* Khi dao động nhỏ, phương trình dao động s = s0cos(ωt + ϕ) biên độ dao động s0 = α0.l

Khảo sát dao động con lắc đơn về mặt năng lượng :

* Động năng : đ mv2

2

1

* Thế năng : Wt = mgh = mgl( 1 – cosα ) ≈

2

1

mω2s2 =

2

1

mglα2 ( gốc thế năng ở vị trí cân bằng )

* Cơ năng : W =

2

1

mv2 + mgl( 1 – cosα ) = hằng số ⇒ W ≈

2

1

mω2 2 0

s =

2

1

mgl 2 0

α = hằng số

Bài 4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

I Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản của môi trường Dao

động tắt dần được ứng dụng trong thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc

II Dao động duy trì là dao động được giữ cho biên độ dao động không đổi mà không làm thay đổi

chu kỳ dao động riêng bằng cách cung cấp cho hệ một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu

hao do ma sát sau mỗi chu kỳ ( ví dụ dao động của con lắc đồng hồ )

III Dao động cưỡng bức là dao động được giữ cho biên độ dao động không đổi bằng cách tác dụng

vào hệ một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn

Đặc điểm của dao động cưỡng bức

- Tần số dao động của hệ bằng tần số lực cưỡng bức

- Biên độ của dao động cưỡng bức không đổi và phụ thuộc

IV Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng nhanh đến giá trị

cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động ( f = f0 )

Hiện tượng cộng hưởng không chỉ có hại ( làm gãy, vỡ … các vật dao động cưỡng bức ) mà còn có lợi ( hộp cộng hưởng của đàn ghita, viôlon …)

Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTƠ FRE – NEN

I Véctơ quay : Một dao động điều hòa x = Acos( ωt + ϕ ) được biểu diễn bằng véctơ quay OM có → + Gốc tại gốc O của trục Ox

+ Độ dài bằng ( tỉ lệ với ) biên độ dao động : OM = A

+ Lúc t = 0, OM hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu → ϕ

+ OM quay ( theo chiều dương lượng giác ) với tốc độ góc bằng tần số góc → ω

II Phương pháp giản đồ Fre – nen ( Fresnel ) : Dao động tổng hợp của 2 dao động điều hòa cùng

phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với 2 dao động đó.

x1 = A1cos( ωt + ϕ1 ), x2 = A2cos( ωt + ϕ2 ) ⇒ x = x1 + x2 = Acos( ωt + ϕ )

Biên độ A và pha ban đầu ϕ của dao động tổng hợp :

A = + 2 +2 1 2cos∆ϕ

2

+

=

+ ( Lưu ý tanα = tan(α±π))

Ảnh hưởng của độ lệch pha ∆ϕ :

- nếu x1 và x2 cùng pha : ∆ϕ = 2kπ ⇒ biên độ dao động tổng hợp lớn nhất : A = A1 + A2

- nếu x1 và x2 ngược pha : ∆ϕ = (2k + 1)π ⇒ biên độ dao động tổng hợp nhỏ nhất : A= A1−A2

- nếu x1 và x2 vuông pha : ∆ϕ = (2k + 1)π/2 ⇒ A = 2 2

A +A

CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Bài 7 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

I Sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường ( không truyền được trong chân không )

Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động vuông góc với phương truyền

sóng( sóng ngang truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng )

biên độ của ngoại lực cưỡng bức

độ chênh lệch giữa tần số lực cưỡng bức

f và tần số riêng f

0

M ( t=0) (+)

O ϕ x

Trang 3

Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động trùng với phương truyền sóng ( sóng dọc truyền được trong chất khí, chất lỏng và chất rắn )

II Các đặc trưng của một sóng hình sin :

a Biên độ sóng : bằng biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua

b Chu kỳ sóng : bằng chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua và bằng chu

kỳ của nguồn phát sóng

c Tốc độ truyền sóng : bằng tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.

d Bước sóng λ : bằng quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ :

f

v

vT=

= λ

Định nghĩa khác : λ là khoảng cách theo phương truyền giữa hai điểm dao động cùng pha, gần nhau nhất

e Năng lượng sóng : Năng lượng dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

III Phương trình sóng :

* tại nguồn O ( chọn làm gốc tọa độ ): uO = Acosωt

* tại điểm M có tọa độ x : uM = Acosω( t -

v

x

) = Acos2π(

T

t

- λ

x

) = Acos( ωt -

λ

πx

2 ) Phương trình sóng là hàm tuần hoàn của thời gian và không gian

IV Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1 khoảng d theo phương truyền : ∆ϕ =

λ

πd

2

Bài 8 GIAO THOA SÓNG

I Hiện tượng giao thoa của hai sóng trên mặt nước :

Định nghĩa : hiện tượng 2 sóng ( kết hợp ) gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định ( gọi là vân giao thoa ).

Giải thích : - Những điểm đứng yên : 2 sóng gặp nhau ngược pha, triệt tiêu nhau.

- Những điểm dao động rất mạnh : 2 sóng gặp nhau cùng pha, tăng cường lẫn nhau.

II Cực đại và cực tiểu giao thoa :

* Biên độ dao động của một điểm trong vùng giao thoa :

Xét trường hợp 2 nguồn S1, S2 cùng pha và cùng biên độ A

⇒ biên độ dao động tại M

λ

− π

=2Acos (d d )

M

* Độ lệch pha của hai sóng tại điểm M : ∆ϕ =

λ

π( )

2 d2 −d1

* Vị trí các cực đại giao thoa : d2 – d1 = kλ k ∈ Z : cực đại giao thoa nằm tại những điểm có

hiệu đường đi của 2 sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng λ ( trong đó có đường trung trực của

S 1 S 2 là cực đại bậc 0 : k = 0 )

* Vị trí các cực tiểu giao thoa : − = + )λ

2

1 k ( d

d2 1 k ∈ Z : cực đại giao thoa nằm tại những điểm

có hiệu đường đi của 2 sóng tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng λ

III Điều kiện giao thoa :

Hai sóng gặp nhau phải là 2 sóng kết hợp được phát ra từ 2 nguồn kết hợp, tức là 2 nguồn :

o dao động cùng phương, cùng chu kỳ ( hay cùng tần số )

o có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.

( Lưu ý : Trên đoạn thẳng S 1 S 2 , 2 cực đại liên tiếp hoặc 2 cực tiểu liên tiếp cách nhau 1 khoảng λ/2 ).

Bài 9 SÓNG DỪNG

I Sự phản xạ của sóng :

- Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới và triệt tiêu

lẫn nhau

- Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới và tăng cường lẫn nhau

II Sóng dừng : Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với

nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng

Trong sóng dừng, một số điểm luôn đứng yên gọi là nút, một số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng Khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp hoặc 2 bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng

M

d1 d

2

S1 S2

Trang 4

* Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định ( hoặc hai đầu tự do ) :

l = k

2

λ

Chiều dài của sợi dây phải bằng một

số nguyên lần nửa bước sóng

* Sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định,

một đầu tự do :

l = AB = ( k +

2

1 ) 2

λ = ( 2k + 1 )

4

λ

Chiều dài dây phải bằng số nửa nguyên của nửa

bước sóng ( hay số lẻ lần một phần tư bước sóng ).

Bài 10 ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM

I Âm Nguồn âm :

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn

Nguồn âm là một vật dao động phát ra âm

Âm nghe được có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20.000 Hz

Hạ âm là âm có tần số f < 16 Hz

Siêu âm là âm có tần số f > 20.000 Hz

Môi trường truyền : Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí

Tốc độ truyền âm trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí và nhỏ hơn trong chất rắn ( vrắn > vlỏng > vkhí )

II Những đặc trưng vật lý của âm ( *tần số, *cường độ âm, *mức cường độ âm, *đồ thị dao động âm ) :

Nhạc âm : những âm có tần số xác định ; Tạp âm : những âm không có tần số xác định

1 Tần số âm : là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng của âm

2 Cường độ âm và mức cường độ âm :

a Cường độ âm I : Đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích vuông

góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian Đơn vị W/m2

b Mức cường độ âm : L = lg

0

I

I ( B ) hoặc L = 10lg 0

I

I ( dB ) ( công thức thường dùng )

Trong đó I0 là cường độ âm chuẩn ( I0 = 10 -12 W/m2 ứng với tần số f = 1000 Hz )

3 Âm cơ bản và họa âm :

- Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 ( âm cơ bản hoặc họa âm thứ nhất ) thì đồng thời cũng phát ra các âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0…( các họa âm thứ hai, ba, tư …) tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm

- Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm ta có đồ thị dao động của âm là đặc trưng vật lý của âm

Bài 11 ĐẶC TRƯNG SINH LÝ CỦA ÂM

I Độ cao : là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số.

Tần số lớn : Âm cao Tần số nhỏ : Âm trầm

II Độ to : là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với mức cường độ âm.

III Âm sắc : là đặc trưng sinh lí của âm giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra Âm sắc

có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Bài 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật

hàm sin hay cosin : i = I0cos( ωt + ϕ i )

II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều :

Lúc t = 0, α = 0 ⇒ từ thông : Φ = NBScosωt =Φ0cosωt

Suất điện động cảm ứng : e = - Φ’ = NBSωsinωt = E0sinωt

Nếu cuộn dây kín có điện trở R ⇒ có dòng điện xoay chiều :

i =

R

NBSω

sinωt = I0 sinωt với E0 = NBSω ; I0 =

R NBSω

n

α B Trục S ω

quay

N vòng

Trang 5

III Giá trị hiệu dụng :

Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng

điện không đổi sao cho khi chúng đi qua cùng một điện trở R, thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không đổi bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều :

2

I

I= 0

Tương tự, ta có suất điện động hiệu dụng :

2

E

E= 0 và điện áp hiệu dụng

2

U

Bài 13, 14 : CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP

Chỉ có điện trở R u cùng pha với i

( ϕ = ϕ u - ϕ i = 0 ) I = U

R hay I 0 =

R

U0

Chỉ có cảm kháng Z L

L

u sớm pha hơn i một góc π /2 ( ϕ = ϕ u - ϕ i = +

2

π

)

I =

L

Z

U

hay I 0 = 0

L

U Z

Z L = L ω : cảm kháng ( Ω )

L : hệ số tự cảm ( H ) Chỉ có dung kháng Z C u trễ pha hơn i một góc

π /2 ( ϕ = ϕ u - ϕ i = -

2

π

)

I =

C

U

Z hay I 0 = 0

C

U Z

Z C =

ω

C

1

: dung kháng ( Ω )

C : điện dung ( F ) Đoạn mạch RLC nối

tiếp ( cường độ dòng

điện qua mọi điểm của

mạch có giá trị như

nhau )

tan ϕ = Z L Z C

R

−

* Nếu Z L > Z C : ϕ >

0 : u sớm pha hơn i

* Nếu Z L < Z C : ϕ <

0 : u trễ pha hơn i

* Nếu Z L = Z C : cộng hưởng → ϕ = 0 : u cùng pha với i

I = U

Z hay I 0 = U0

Z

Z = R2+(Z L−Z C)2

Z : tổng trở của mạch RLC ( Ω ).

Khi mạch xảy ra cộng hưởng :

Z min = R ⇒ I max Khi đó U L = U C ⇒ U AB = U R

ϕ = 0 ⇒ ( cos ϕ ) max = 1

U = U R2+(U L−U C)2

Bài 15 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I Công suất của mạch điện xoay chiều :

Công suất thức thời : P = ui Công suất trung bình : P = UIcosϕ

Điện năng tiêu thụ : W = Pt

II Hệ số công suất cosϕ: ( vì - π/2 ≤ϕ≤ + π/2 nên ta luôn có 0 ≤ cosϕ ≤ 1 )

Biểu thức của hệ số công suất : Trường hợp mạch RLC nối tiếp cosϕ =

Z

R hay cosϕ =

U

U R

Trường hợp này, công suất tiêu thụ trung bình của mạch bằng công suất tỏa nhiệt trên điện trở R

P = UI cosϕ = RI2 hay P =

R

U2cos2ϕ Tầm quan trọng của hệ số công suất cosϕ trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng :

Công suất tiêu thụ trung bình : P = UI cosϕ ⇒ cường độ dòng điện hiệu dụng I = U.cosϕ

P

⇒ công suất hao phí trên dây tải điện ( có điện trở r ) : Php = rI2 =

ϕ

2 2

2

cos

U

P r

⇒ nếu cosϕ nhỏ thì hao phí lớn ⇒ quy định các cơ sở sử dụng điện phải có cosϕ≥ 0,85

Trang 6

Bài 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA MÁY BIẾN ÁP

I Bài toán truyền tải điện năng đi xa :

* Công suất nơi phát : Pphát = Uphát.I

* Công suất hao phí : Php = rI2 = 2

2

phát

U rP

Với Pphát cố định, có thể giảm hao phí bằng 2 cách :

- Giảm r : cách này không thực hiện được vì rất tốn kém

- Tăng U : cách này có hiệu quả nhờ dùng máy biến áp ( Uphát tăng n lần thì Php giảm n2 lần )

II Máy biến áp :

Định nghĩa : Máy biến áp là những thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều ( nhưng không thay đổi tần số )

Cấu tạo : * lõi biến áp là 1 khung sắt non có pha silíc

* 2 cuộn dây dẫn ( điện trở nhỏ ) quấn trên 2 cạnh của khung :

Cuộn dây nối với nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp

Cuộn dây còn lại gọi là cuộn thứ cấp ( nối với tải tiêu thụ )

Nguyên tắc hoạt động : Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

Công thức : Trường hợp biến áp lý tưởng ( hiệu suất gần 100% )

⇒ P2 = P1 ⇒ U2I2 = U1I1 ⇒

1

2

U

=

2

1

I

=

1

2

N N

Ứng dụng : Máy biến áp được ứng dụng trong việc truyền tải điện năng, nấu chảy kim loại, hàn điện …

Bài 17 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

I Máy phát điện xoay chiều 1 pha :

- Phần cảm là nam châm tạo ra từ thông biến thiên bằng cách quay quanh 1 trục, gọi là rôto

- Phần ứng là các cuộn dây giống nhau sinh ra suất điện động cảm ứng cố định trên 1 vòng tròn ( stato ).

Tần số của dòng điện do máy phát ra :

f ( Hz )= p.n trong đó

II Máy phát điện xoay chiều 3 pha là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số ω, cùng biên độ E0 và lệch pha nhau 2π/3

e1 = E0sinωt e2 = E0sin(ωt -

3

2π ) e3 = E0sin(ωt +

3

2π )

Cấu tạo :

- Stato gồm 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên vòng tròn lệch nhau 1200

- Rôto là nam châm NS quay quanh tâm O của đường tròn với tốc độ góc ω

không đổi

Nguyên tắc : Khi nam châm quay, từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch

pha 2π/3 làm xuất hiện 3 suất điện động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ,

lệch pha 2π/3

Cách mắc mạch ba pha : Mắc hình tam giác và hình sao Công thức : Udây = 3 Upha

Ưu điểm :

- Truyền tải điện bằng dòng 3 pha tiết kiệm được dây dẫn so với truyền tải điện bằng dòng một pha

- Cung cấp điện cho các động cơ 3 pha phổ biến trong nhà máy, xí nghiệp

Bài 18 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

I Nguyên tắc hoạt động : Đặt khung dây dẫn vào từ trường quay, khung dây sẽ quay theo từ trường đó

với tốc độ góc nhỏ hơn ( ωkhung dây < ωtừ trường )

II Động cơ không đồng bộ ba pha :

Cấu tạo :

- Stato là bộ phận tạo ra từ trường quay gồm 3 cuộn dây giống nhau

đặt lệch 1200 trên 1 vòng tròn

- Rôto là khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường quay

Hoạt động :Tạo ra từ trường quay bằng cách cho dòng điện xoay chiều 3

pha chạy vào 3 cuộn dây của stato ; Dưới tác dụng của từ trường quay, rôto

lồng sóc sẽ quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của từ trường

Dây tải điện

r/2 NHÀ TĂNG HẠ NƠI MÁY Uphát ÁP ÁP TIÊU ĐIỆN THỤ

r/2

p là số cặp cực của nam châm

n là tốc độ quay ( hay tần số quay ) của rôto ( vòng/giây )

Trang 7

CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ.

Bài 20 MẠCH DAO ĐỘNG

I Mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện C thành mạch

điện kín Mạch dao động lý tưởng là mạch dao động có điện trở bằng không

II Dao động điện từ tự do trong mạch dao động :

Biến thiên điện tích và cường độ dòng điện : điện tích tức thời : q = q0sin( ωt + ϕ )

⇒ dòng điện i = q’ = - ωq0sin( ωt + ϕ ) = ωq0cos( ωt + ϕ +

2

π ) = I0cos( ωt + ϕ +

2

π ) ⇒ I0 = ωq0

Nhận xét : Cường độ dòng điện i biến thiên điều hòa sớm pha hơn điện tích q một góc

2 π

Định nghĩa dao động điện từ tự do : Sự biến thiên điều hòa của cường độ điện trường →E và cảm ứng từ →B ( hoặc của điện tích q và cường độ dòng điện i ) gọi là dao động điện từ tự do trong mạch dao động

Chu kỳ và tần số riêng của mạch dao động :

Tần số góc ω = L1C ⇒ chu kỳ : T = 2π LC ; tần số : f = 2π 1L C

III Năng lượng điện từ : Tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn

cảm gọi là năng lượng điện từ Năng lượng điện trường WC =

2

q

Năng lượng từ trường WL = 1 2

2Li Năng lượng điện từ : W = Wđ + Wt ⇒ W =

C

q02

2

1

CU02 =

2

1

q0U0 = 02

2

1

I

L = hằng số

Bài 21 ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

I Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường :

- Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trừơng xoáy

- Nếu tại một nơi có một điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trừơng

- Trường xoáy là trường có đường sức khép kín

II Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là

điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

Bài 22 SÓNG ĐIỆN TỪ

I Sóng điện từ :

Định nghĩa : Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian

Đặc điểm sóng điện từ :

- Sóng điện từ lan truyền được trong chân không Tốc độ trong chân không là lớn nhất bằng c ≈ 3.108 m/s

- Sóng điện từ là sóng ngang ( Vectơ cường độ điện trường →E và

vectơ cảm ứng từ →B vuông góc nhau và vuông góc với phương

truyền sóng )

- Dao động của điện trường và từ trường tại 1 điểm luôn đồng pha

- Sóng điện từ cũng phản xạ và khúc xạ như ánh sáng

- Sóng điện từ mang năng lượng

- Sóng điện từ bước sóng từ vài m đến vài km dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến.

II Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển :

- Các phân tử không khí hấp thụ mạnh sóng dài, sóng trung, sóng cực ngắn

- Sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li, trên mặt đất và mặt nước biển nên sóng ngắn truyền đi rất xa.

E

phương truyền v

B

q, i, u biến thiên điều hòa với cùng chu

kỳ T, tần số f và tần số góc ω W

C , W

L cũng biến thiên điều hòa ( hay

tuần hoàn ) với chu kỳ T’ = T/2, tần số f’ = 2f và tần số góc ω’ = 2ω

Trang 8

III Bước sóng của sóng điện từ : λ = c.T = c

f = c 2π LC ( c ≈ 3.108 m/s )

Bài 23 NGUYÊN TẮC THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN

I Nguyên tắc chung :

1 Phải dùng sóng điện từ cao tần để tải thông tin gọi là sóng mang

2 Phải biến điệu các sóng mang : “ trộn ” sóng âm tần với sóng mang

3 Ở nơi thu phải tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa

4 Khuếch đại tín hiệu trước khi phát ở máy phát và sau khi chọn được ở máy thu.

II Sơ đồ khối một máy phát thanh và một máy thu thanh :

CHƯƠNG V : SÓNG ÁNH SÁNG Bài 24.TÁN SẮC ÁNH SÁNG

I- Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Newton

Chùm sáng Mặt Trời qua khe hẹp F vào lăng

kính thủy tinh Sau khi qua lăng kính, chùm sáng

lệch về phía đáy và tách ra thành dãy màu như cầu

vồng ( tia đỏ bị lệch ít nhất, tia tím bị lệch nhiều

nhất )

II- Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Newton

Mỗi chùm trong 7 chùm sáng có màu trên, sau

khi qua lăng kính thứ hai, chỉ bị lệch mà không đổi

màu Đó là những chùm sáng đơn sắc.

Vậy, ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một

màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính

III- Giải thích hiện tượng tán sắc :

* Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng

đơn sắc mà là hỗn hợp của rất nhiều các ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

* Chiết suất của môi trường trong suốt biến

thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ màu

đỏ đến màu tím ( nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím )

* Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.

IV - Ứng dụng : - Giải thích một số hiện tượng tự nhiên ( câu vồng … )

- Ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính

Bài 25 SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG

I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật

cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

II Hiện tượng giao thoa ánh sáng:

1- Thí nghiệm Young ( Y-âng )

Kính màu để tạo chùm sáng đơn sắc

F như một nguồn sáng chiếu đến hai khe F1, F2

Hai khe F1, F2 trở thành 2 nguồn kết hợp cho hai

sóng gặp nhau trên màn và giao thoa nhau

Trang 9

Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

2 - Các công thức : Khoảng vân : i = D

a

λ

i là khoảng cách giữa hai vân sáng ( hoặc 2 vân tối ) liên tiếp nhau ⇒ ứng dụng đo bước sóng λ

Hiệu đường đi : d2 – d1 = a x.

D

Vị trí vân sáng : d2 – d1 = kλ ⇒ xS = k D

a

λ = k.i ( k ∈ Z )

* k là bậc hay thứ Ví dụ : vân sáng bậc 3 ( thứ 3 ) ⇒ x = ± 3i

* Tại O là vân sáng chính giữa hay vân sáng trung tâm ( bậc 0 : k = 0 )

Vị trí vân tối : d2 – d1 = ( k +

2

1 )λ = ( 2k + 1 )

2

λ ⇒ xt = ( k + 1

2 ).

D a

λ = ( k + 1

2 ).i ( k ∈ Z )

Trong các công thức trên : a = F1F2 là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp

D = OI là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát

λ là bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm

Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng :

- Hai nguồn phải phát ra ánh sáng có cùng bước sóng

- Hiệu số pha dao động của 2 nguồn phải không đổi theo thời gian

III Bước sóng ánh sáng và màu sắc :

- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định hoặc một bước sóng ( trong chân không ) xác định

- Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm ( 0,38 µm đến 0,76 µm )

- Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số (và bước sóng của ánh sáng) Ánh sáng có bước sóng càng dài thì chiết suất của môi trường vớ ánh sáng đó càng nhỏ

Bài 26 CÁC LOẠI QUANG PHỔ

I Máy quang phổ lăng kính :

Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc Cấu tạo : Có 3 bộ phận chính :

+ Ống chuẩn trực : để tạo ra chùm tia song song,

gồm khe F đặt tại tiêu diện của thấu kính hội tụ L1

+ Hệ tán sắc : để tán sắc ánh sáng, gồm một hoặc

nhiều lăng kính

+ Buồng tối : để thu ảnh quang phổ ( các ảnh thật

của khe F ), gồm tấm phim K đặt tại tiêu diện của

thấu kính hội tụ L2

II Quang phổ phát xạ :

* Quang phổ phát xạ của một chất là quang phổ của ánh sáng do chất đó phát ra khi được nung nóng đến nhiệt độ cao

* Quang phổ phát xạ được chia làm hai loại là quang phổ liên tục và quang phổ vạch.

Quang phổ liên tục ( dãy màu nối liền nhau một cách liên tục ) do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí

có áp suất lớn bị nung nóng phát ra

Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng, chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn Quang phổ vạch ( những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối ) do các chất ở áp suất thấp bị kích động bằng nhiệt hay bằng điện phát ra

Quang phổ vạch của mỗi nguyên tố thì đặc trưng cho nguyên tố đó

III Quang phổ hấp thụ là một hệ thống gồm những vạch tối hay đám vạch tối hiện trên nền quang phổ

liên tục Quang phổ hấp thụ của các chất khí chứa các vạch hấp thụ và đặc trưng cho chất khí đó.

Quang phổ hấp thụ của các chất lỏng và chất rắn lại chứa các đám vạch

Bài 27 TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

I Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại : tia hồng ngoại và tử ngoại là những bức xạ mà mắt không nhìn

thấy, nhưng phát hiện nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang

II Bản chất và tính chất chung : Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Trang 10

- có cùng bản chất với ánh sáng ( bản chất là sóng điện từ )

- tuân theo các định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, gây ra được hiện giao thoa, nhiễu xạ

III Tia hồng ngoại :

Định nghĩa : Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bản chất là sóng điện từ, ở

ngoài vùng màu đỏ ( có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ : λ > 0,76 µm )

Cách tạo ra : Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường thì phát ra tia hồng ngoại ra môi trường xung quanh

Nguồn hồng ngoại thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại…

Tính chất và công dụng :

* Tính chất nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt, ứng dụng để sưởi ấm, sấy khô …

* Tác dụng hóa học, ứng dụng vào việc chế tạo phim ảnh hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, thiên thể …

* Tia hồng ngoại có thể biến điệu được, ứng dụng để làm các bộ phận điều khiển từ xa…

Tia hồng ngoại ứng dụng rất nhiều trong quân sự : ống dòm hồng ngoại và camêra hồng ngoại để quan sát, quay phim, chụp ảnh ban đêm ; Tên lửa tự động tìm mục tiêu phát tia hồng ngoại…

IV Tia tử ngoại

Định nghĩa : Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bản chất là sóng điện từ, ở ngoài

vùng màu tím ( có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím : λ < 0,38 µm )

Cách tạo ra : Vật có nhiệt độ từ 2000 C trở lên thì phát ra tia tử ngoại 0

Nguồn phát tia tử ngoại là Mặt Trời, hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân …

Tính chất và công dụng:

* Tác dụng lên phim ảnh

* Kích thích sự phát quang của một số chất, được ứng dụng trong đèn huỳnh quang, được sử dụng để

tìm vết nứt trên bề mặt kim loại …

* Kích thích nhiều phản ứng hóa học, ví dụ biến đổi O2 thành O3 ; tổng hợp vitamin D …

* Ion hóa chất khí

* Gây tác dụng quang điện khi chiếu vào kim loại

* Tác dụng sinh học : hủy diệt tế bào, diệt khuẩn Ứng dụng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, tiệt trùng

thực phẩm Tia tử ngoại còn được ứng dụng chữa bệnh còi xương…

* Tia tử ngoại bị thủy tinh, nước … hấp thụ mạnh nhưng có thể truyền qua thạch anh

Bài 28 TIA X

I Phát hiện tia X:

Mỗi khi một chùm tia catôt - tức là một chùm electron có

năng lượng lớn - đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X

II Cách tạo ra tia X :

Có thể tạo tia X bằng ống Culítgiơ là ống thủy tinh, bên

trong là chân không, gồm :

- Dây nung FF’: nguồn phát electron

- Catốt K : kim loại có dạng chỏm cầu

- Anốt : làm bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn, khó

nóng chảy

Hiệu điện thế UAK khoảng vài chục ngàn vôn

III Bản chất, tính chất và công dụng của tia X :

Bản chất của tia X là sóng điện từ, có bước sóng vào khoảng từ 10 m−11 đến 10 m−8

Tính chất và công dụng :

* Tính chất nổi bật là khả năng đâm xuyên: dễ dàng xuyên qua giấy, vải gỗ … ; Xuyên qua tấm nhôm

dầy vài cm, nhưng bị chặn bởi tấm chì dầy vài mm Ứng dụng để dò tìm khuyết tật bên trong các vật đúc

bằng kim loại và trong tinh thể ⇒ nghiên cứu cấu trúc vật rắn ; Kiểm tra hành lý ở phi trường …

Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh nên được gọi là tia X cứng

* Làm đen kính ảnh, được ứng dụng để chụp điện, chiếu điện trong y tế

* Làm phát quang 1 số chất, các chất này được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện

* Làm ion hóa không khí, được ứng dụng để đo liều lượng tia X

* Gây tác dụng quang điện khi chiếu vào kim loại

* Tác dụng sinh lí : hủy diệt tế bào, được ứng dụng để chữa bệnh ung thư nông.

Tia X có đủ các tính chất của tia

tử ngoại

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	806 KB