Tổng hợp lý thuyết vật lý 12

+ Dòng điện chạy trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các iondương theo chiều điện trường và các ion âm, các e chuyển động ngược chiềuđiện trường.. Sơ đồ mạch điện và chiều dòn

- Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclon, có 2 loại nuclon:

 Proton (p): mang điện tích dương

 Notron (n): không mang điện

- Cấu tạo nguyên tử

Mỗi nguyên tử gồm có hạt nhân mang điện và những electron chuyển độngxung quanh Bình thường nguyên tử ở trạng thái trung hòa về điện, vì lúc đóđiện tích dương của hạt nhân có trị số bằng giá trị tuyệt đối tổng điện tích

âm của các electron chuyển động xung quanh hạt nhân

- Điện tích nguyên tố

+ Vật chất được cấu tạo từ những hạt nhỏ bé, riêng biệt được gọi là nguyên

tử, phân tử hay gọi chung là các hạt sơ cấp

+ Điện tích của một vật là một số nguyên lần điện tích nguyên tố

 Electron: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố âm

 Notron: là hạt sơ cấp không mang điện

 Khối lượng của notron xấp xỉ bằng khối lượng của proton

- Thuyết electron

+ Electron có thể di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác

 Nguyên tử mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là iondương

 Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron sẽ trở thành hạt mang điện

âm gọi là ion âm

b) Khái niệm dòng điện

- Khái niệm: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mangđiện

- Quy ước: Cho điên trường tác dụng vào một môi trường dẫn điện thìcác hạt mang điện trái dấu nhau chuyển động theo các chiều ngược

nhau Tuy nhiên, sự di chuyển của điện tích âm theo một chiều nào đótương đương với sự di chuyển của điện tích dương cùng trị số theochiều ngược lại Vì vậy, người ta quy ước lấy chiều chuyển động củacác hạt mang điện dương tạo thành dòng điện làm chiều của dòng điện

đó Như vậy, chiều của dòng điện trong vật dẫn kim loại ngược vớichiều chuyển động của các electron tự do tạo thành dòng điện

2 Chất cách điện và chất dẫn điện

a) Chất dẫn điện

- Là chất trong đó có nhiều hạt mang điện có thể di chuyển được trongnhững khoảng lớn hơn nhiều lần kich thước phân tử của vật VD: kimloại, cơ thể con người… Ta gọi các vật liệu đó là vật dẫn

- Vật dẫn phân làm 2 loại:

+ Loại 1 (như kim loại) là vật dẫn mà sự dich chuyển điện tích bên trong nókhông gây ra một sự biến đổi hóa học nào và cũng không gây ra một dịchchuyển nào có thể thấy của vật thể bên trong nó

+ Loại 2 (như dung dịch muối, axit, bazo, gọi chung là dung dịch điện phân)

là vật dẫn mà sự dịch chuyển điện tích bên trong nó gắn liền với những biếnđổi hóa học, dẫn đến sự giải phóng (thoát ra) một số thành phần vật chất tạichỗ tiếp xúc với các vật dẫn khác

b) Chất cách điện

- Là chất trong đó không có hạt mang điện nào có thể chuyển động tự

do VD: thủy tinh, nhựa, cao su, ebonit, hổ phách, sứ…

- Cấu tạo, bản chất điện của các nguyên tử quyết định tính chất của vậtdẫn, vật cách điện

- Việc phân chia ra vật dẫn và điện môi chỉ có tính chất tương đối vìmọi vật đều ít nhiều dẫn điện Một vật là cách điện nếu lượng điệntích di chuyển được trong vật là rất nhỏ so với lượng điện tích truyềncho vật

c) Chất bán dẫn: như Si, Ge là chất trung gian giữa các chất dẫn điện

và điện môi

d) Chất siêu dẫn: các chất mà trong đó không có sự cản trở nào đốivới sự chuyển động của các điện tích qua chúng, nghĩa là mật độdòng điện trong chất siêu dẫn rất lớn vì điện trở Z=0

3 Dòng điện trong một số môi trường

a) Dòng điện trong kim loại

- Kim loại có cấu trúc tinh thể, ở nút mạnh tinh thể là các ion dương,trong khoảng không gian giữa mạng tinh thể là các electron tự do,chuyển động nhiệt hỗn loạn Kết quả nghiên cứu của hàng loạt thínghiệm khẳng định rằng: phần tử tải điện trong kim loại là cácelectron tự do (gọi là electron dẫn)

- Dưới tác dụng của điện trường ngoài, các electron tự do này đãchuyển động có hướng để tạo thành dòng điện trong kim loại.

+ Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron

tự do dưới tác dụng của điện trường

b) Dòng điện trong chất điện phân

- Theo thuyết điện li, khi các muối, axit, bazo được hòa tan vào nước,chúng dễ dàng bị tách ra thành các ion trái dấu, gọi là sự phân li

- Khi có điện trường, các ion chịu tác dụng của lực điện nên có thêmchuyển động theo phương của điện trường (ngoài chuyển động nhiệthỗn loạn) Chuyển động có hướng của các ion tạo nên dòng điện trongbình điện phân

+ Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các iondương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điên trường

c) Dòng điện trong chân không

- Là dòng chuyển dời có hướng của các electron được đưa vào khoảngchân không đó

- Đặc điểm: chỉ chạy theo một chiều nhất định từ anot sang catot bịnung nóng dưới tác dụng của điện trường

d) Dòng điện trong chất khí

- Trong những điều kiện bình thường, chất khí hầy như hoàn toàn gồmnhững nguyên tử hay phân tử trung hòa về điện nên chất khí là điệnmôi

- Khi ta đốt nóng hoặc dùng các loại bức xạ khác tác động vào môitrường khí thì một số nguyên tử hoặc phân tử khí mất bớt e và trởthành ion dương Như vậy, do tác dụng bên ngoài mà trong chất khíxuất hiện những hạt mang điện tự do: e, ion dương, ion âm Hiệntượng này gọi là sự ion hóa chất khí

- Khi có điện trường đặt vào khối khí đã bị ion hóa, các e và ion âm sẽchuyển động về phía cực dương (anot), các ion dương chuyển động vềphía cực âm (catot) tạo nên dòng điện chạy trong chất khí

+ Dòng điện chạy trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các iondương theo chiều điện trường và các ion âm, các e chuyển động ngược chiềuđiện trường

e) Dòng điện trong chất bán dẫn

- Là dòng các e dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các

lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường

- Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, chia làm 2 loại:+ Bán dẫn loại n: chủ yếu là dòng e

+ Bán dẫn loại p: chủ yếu là dòng các lỗ trống

4 Tác dụng của dòng điện

- Tác dụng từ: tương tác từ giữa các dòng điện xuất hiện khi các điệntích chuyển động và phụ thuộc vào tính chất của chuyển động đó.VD: điện thoại

- Tác dụng nhiệt: khi dòng điện truyền qua vật dẫn thì làm vật dẫn nónglên

VD: nồi cơm điện, bàn là…

- Tác dụng hóa học: khi dòng điện truyền qua các chất điện phân thì cácchất này bị phân tích

- Các tác dụng trên dẫn tới tác dụng cơ học và tác dụng sinh lí của dòngđiện

 Tác dụng cơ học: khi dòng điện chạy qua các thiết bị điện thìsinh ra một dạng năng lượng mới VD: quạt trần, máy khoan, ô

tô điện…

 Tác dụng sinh lí: khi dòng điện chạy qua một cơ thể sống, bất

kì sự cản trở dòng điện cũng gây ra sự tiêu hao năng lượng, làm

nó nóng lên Nếu nhiệt lượng sinh ra đủ thì mới có thể bị đốtcháy VD: co cơ, tê ran khi bị điện giật…

5 Sơ đồ mạch điện và chiều dòng điện

a) Chiều dòng điện

Là chiều chuyển động của điện tích dương trong điện trường.Như vậy, trongdây dẫn kim loại, chiều dòng điện ngược với chiều chuyển động của cácelectron

- Dựa trên chiều dòng điện, người ra chia thành:

 Dòng điện một chiều: là dòng điện có chiều và cường độ khôngthay đổi theo thời gian

 Dòng điện xoay chiều:

+ Là dòng điện có chiều biến đổi theo thời gian

+ Được sử dụng nhiều nhất là dòng điện hình sin, biến đổi theo hàm sin củathời gian

- Mô hình mạch điện (sơ đồ) có kết cấu hình học và quá trình banglượng giống như ở mạch điện thực, song các phần tử của mạch điệnthực đã được mô hình hóa bằng các thông số: U, I, R, L, C.

+ Mắc nối tiếp: điểm cuối của trở này là điểm đầu của trở kế tiếp Tổng trởcủa các trở nối tiếp bằng tổng từng trở cộng lại

- Cách mắc dòng điện xoay chiều 3 pha:

+ Mắc hình sao(Y): nối 3 điểm cuối của pha với nhau tạo thành điểm trungtính

+ Mắc hình tam giác: ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia

6 Sử dụng điện an toàn và tiết kiệm

6.1 Sử dụng điên an toàn: những sự cố về điện trong nhà thường do

sử dụng cẩu thả hoặc không đúng quy cách công năng của nhữngthiết bị điện Bởi vậy, khi sử dụng điện trong gia đình cần lưu ý:

a) Những điều nên làm

- Trước khi sửa chữa, phải ngắt nguồn điện, kiểm tra xem mạch điệncòn hoạt động hay không

- Những dụng cụ sửa chữa điện cần có: kìm, tuanovit có tay cầm bảo

vệ, bang keo cách điện, kìm cắt dây điện Phải chắc chắn là biết cách

- Đảm bảo mọi thiết bị điện trong tình trạng hoạt động tốt, cách điện tốt

và sử dụng chúng một cách an toàn vì khi dây điện bên trong thiết bị

hư hỏng và chạm vào vỏ máy thì những thiết bị điện này cũng nguyhiểm như dây điện không có vỏ bọc bên ngoài

- Chỉ dùng dây nối điện cho những trường hợp sử dụng tạm thời

- Thường xuyên kiểm tra mọi phích cắm, ổ cắm và dây điện trong nhà;sửa chữa ngay những chỗ bị hở Nếu cảm thấy phích cắm điện nóngmột cách bất thường, phải tắt máy và rút phíc ra khỏi ổ cắm

- Cách li mọi thiết bị điện với nguồn nước

- Nếu không biết sửa chữa điện thì phải đóng cầu dao chính hoặc rútcầu chì chính khi xảy ra những trường hợp chập điện, hỏng hóc thiết

bị không rõ nguyên nhân và gọi ngay thợ điện đến kiểm tra và sửachữa

- Khi trong nhà có mùi cháy khét của dây điện, lập tức kiểm tra và tìmphích cắm đang quá tải, cháy hoặc thiết bị cháy do quá nóng để rútohics cắm và tắt thiết bị điện đó

- Khi xảy ra cháy do chập điện, phải ngắt ngay nguồn điện rồi dùngbình cứu hỏa đặc biệt cho sự cố cháy vì điện nếu có Trong trườnghợp này không sử dụng nước vì nước là chất dẫn điện có thể gây điệngiật chết người

b) Những điều không nên làm

- Giật dây điện quá nhanh và mạnh khỏi ổ cắm có thể làm hỏng cảphích lẫn ổ cắm

- Không cố định dây điện vào một bề mặt khác bằng đinh hoặc đinhkẹp Cách làm này có thể làm hỏng vỏ bọc của dây điện Không nênxoắn, kéo căng hoặc đi trên dây điện vì có thể làm hỏng phần vỏ vàtổn hại lõi của dây điện

- Không nên đóng đinh hoặc khoan vào tường gần ổ điện đi ngầm

- Không nên sử dụng dây điện mà phần vỏ ngoài giòn hoặc bị hỏng.Trong khi chờ thay dây mới, cần quấn bang keo cách điện xung quanhcho dù phần lõi chưa lồi ra ngoài

- Không được sửa chữa thiết bị điện khi chưa ngắt nguồn điện, khi tay

6.2 Sử dụng điện tiết kiệm:

Ngoài việc thay đèn sợi đốt bằng đèn neon, compact, chúng ta cũng cần lưu

ý cách sử dụng tiết kiệm điện với các thiết bị khác như sau:

- Tắt các công tắc nguồn chính của máy thu hình, các thiết bị âm thanhđời mới có điều khiển từ xa

- Phải rút phích cắm ra khỏi ổ cắm điện khi không sử dụng các loạiradio, cassette vừa chạy pin, vừa chạy điện

- Khi không sử dụng những thiết bị vừa cơ học vừa quang học như máy

in, máy photocopy, máy giặt thế hệ mới … có bộ vi xử lí, nhiều vimạch điện rất nhỏ thì phải tắt công tắc nguồn nhưng vẫn phải để phíchcắm của máy cắm vào ổ điện nguồn để bộ phận sấy các thiết bị điệnquang học và bộ vi xử lí không bị ẩm mốc

- Cần hạn chế tắt mở khi sử dụng các thiết bị có động cơ như quạt, máyđiều hòa… trong thời gian ngắn, cần hạn chế tốc độ cao gây tốn điện

b Đặc trưng của từ trường: là cảm ứng từ ký hiệu là B\ , đơn vị của

cảm ứng từ là T (Tesla)

c Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc

của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó

d Từ trường sinh ra từ đâu: Từ trường sinh ra bởi những vật có từ

tính, tương tác với nhau thông qua các lực tương tác từ (lực từ) Những vật

có từ tính như: nam châm, dòng điện

Lúc này: Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện vớinam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điệnđều gọi là tương tác từ Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ.Kim nam châm nhỏ dùng để phát hiện từ trường gọi là nam châm thử

e Từ trường đều: là từ trường có các đường sức từ là những đường

thẳng song song cách đều nhau

Từ trường đều xuất hiện ở đâu: Ở miền trong của nam châm hình chữ

U hoặc trong ống dây thẳng dài

2 Đường sức từ

a Định nghĩa:

Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, saocho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tạiđiểm đó

- Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn(dày hơn), nơi nào từ trường yếu thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn.Hình ảnh các mạt sắt sắp xếp có trật tự trong từ trườ ng cho ta từ phổ

3 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt

3.1 Từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn

Bài toán: Xác định từ trường tại điểm M do dây dẫn có dòng điện Ichạy qua Biết khoảng cách từ M đến dây dẫn là r

Trong đó: O là chân hình chiếu vuông góc của M lên dây dẫn

- Chiều: Được xác định theo qui tắc nắm tay phải

Qui tắc nắm tay phải: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòngđiện, khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến cácngón là chiều của đường sức từ

- Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây

- Chiều: Được xác định theo qui tắc nắm tay phải

Qui tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đếnngón tay chỉ chiều dòng điện chạy qua ống dây, thì ngón tay cái choãi ra chỉchiều của đường sức từ trong lòng ống dây

- Độ lớn: Nếu lúc này khung dây tròn có N vòng dây xếp xít nhau:

B = 2 10 -7 N R I (T)

3.3 Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ

Bài toán: Ta có một ống dây dẫn hình trụ có N vòng xếp xít nhau códòng điện chạy qua Biết ống dây hình trụ có chiều dài l Tính từ trườngtrong lòng ống dây

Phương pháp:

Lúc này từ trường trong lòng ống dây hình trụ có dòng điện chạy qua,

có tính chất như sau:

- Là từ trường đều

- Phương: Song song với lòng ống dây

- Chiều: Xác định theo qui tắc nắm tay

phải hoặc qui ước sau:

Qui tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đếnngón tay chỉ chiều dòng điện chạy qua ống dây, thì ngón tay cái choãi ra chỉchiều của đường sức từ trong lòng ống dây

Qui ước: Khi nhìn theo phương trục ống dây, thấy dòng điện chạytheo chiều kim đồng hồ, thì đầu ống dây đó gọi là mặt Nam của ống dây,

còn đầu kia gọi là mặt Bắc của ống dây Khi đó, đường sức từ trong lòngống dây đi ra từ mặt Bắc và đi vào mặt Nam

Qui ước trên cũng có thể áp dụng cho dây dẫn tròn có dòng điện chạyqua

- Độ lớn: B = 4 10-7 I = 4 10-7.n.I , trong đó n = là số vòng dâyquấn trên 1m của ống dây

4.1 Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng dài l có dòng điện I chạy qua

đặt trong từ trường đều , có những tính chất sau:

- Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây

- Phương: Vuông góc với mặt phẳng (I , )

- Chiều: Được xác định bởi quy tắc bàn tay trái “Xoè bàn tay trái hứngcác đường cảm ứng từ sao cho chiều của dòng điện đi từ cổ tay đến ngóntay Ngón tay cái choải ra vuông góc chỉ chiều của lực từ”

- Độ lớn: Được xác định theo công thức Am - pe:

F = BIl.sin(I , ) = BIl.sin (N)

4.2 Lực từ tác dụng lên giữa 2 dây dẫn thẳng dài song song có dòng điện chạy qua

Là lực hút: Nếu hai dây dẫn đó có 2 dòng điện cùng chiều chạy qua

Là lực đẩy: Nếu hai dây dẫn đó có 2 dòng điện ngược chiều chạy qua Nếu hai dây dẫn có cường độ dòng điện lần lượt là I1 và I2 , có cùngchiều dài là l và cách nhau khoảng d Thì lực từ có tính chất sau:

- Điểm đặt: Trung điểm của hai dây dẫn

- Phương: Vuông góc với hai dây dẫn

- Chiều: Hướng về gần hoặc ra xa tùy theo đó là lực hút hay lực đẩy

- Độ lớn: F = 2.10 -7 I 1 I 2 (N)

4.3 Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện

Nếu mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ khi đó các lựctác dụng lên khung không làm quay khung mà chỉ làm biến dạng khung nhưdãn ra hoặc co lại

Nếu mặt phẳng khung dây song song với đường cảm ứng từ khi đóxuất hiện ngẫu lực (là cặp lực có phương song song nhưng ngược chiềunhau) làm khung dây quay với mô men:

- Phương: Vuông góc với mặt phẳng ( , )

- Chiều: Xác định theo qui tắc bàn tay trái

+ Nếu điện tích dương: Cùng chiều với chiều chỉ ngón tay cái

+ Nếu điện tích âm: Ngược chiều với chiều chỉ ngón tay cái

- Độ lớn: f = vB.sin( , ) = vB.sin (N)

III CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

1 Từ thông Ф qua một diện tích S, giới hạn bởi một vòng dây kín

phẳng C, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ là một đại lượng có biểuthức:

Ф = B.S.cos

với là góc giữa vectơ và pháp tuyến (dương) của mặt S Đơn vị từthông là Vêbe (Wb).

2 Hiện tượng cảm ứng điện từ là sự xuất hiện dòng điện cảm ứng

trong mạch kín khi từ thông qua mạch đó biến đổi Suất điện động sinh radòng điện cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động cảm ứng

a) Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông

qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.

Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông Ф biến thiên;nếu Ф ngừng biến đổi thì dòng điện cảm ứng tắt

b) Định luật Len - Xơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ

trường có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

Khi từ thông Ф qua C biến thiên do một chuyển động nào đó thì dòngđiện cảm ứng xuất hiện trong C có chiều sao cho từ trường do dòng điện ấysinh ra có tác dụng chống lại sự chuyển dời nói trên.

c) Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh

ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ thông quamạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian của sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệvới tốc độ biến thiên của từ thông):

E C = - (dấu trừ biểu diễn định luật Lenz)

- Nếu mạch kín có N vòng dây thì E C = - N

- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chiều dài

l chuyển động với vận tốc trong từ trường có cảm ứng từ bằng:

E C = Blv.sin

trong đó và cùng vuông góc với đoạn dây và là góc giữa và

Sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây đó tươngđương với sự tồn tại của một nguồn điện trên đoạn dây đó; nguồn điện này

có suất điện động bằng EC và có hai cực dương và âm được xác định bằng

quy tắc bàn tay phải: đặt bàn tay phải duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng

từ (vectơ ) hướng vào lòng bàn tay, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều chuyểnđộng của dây dẫn, khi đó chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều đi quanguồn tương đương từ cực âm sang cực dương

Chiều của dòng điện cảm ứng chạy trên đoạn dây dẫn chuyển động

trong từ trường (khi đoạn dây là một phần của mạch kín) cũng được xác

định bằng quy tắc bàn tay phải Đặt bàn tay phải duỗi thẳng để cho các

đường cảm ứng từ (vectơ ) hướng vào lòng bàn tay, ngón tay cái choãi rachỉ chiều chuyển động của dây dẫn, khi đó chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa

là chiều của dòng điện cảm ứng chạy qua đoạn dây đó

d) Dòng điện Fu - Cô (Foucault): là dòng điện cảm ứng sinh ra ở trong

khối vật dẫn (như khối kim loại chẳng hạn) khi những khối này chuyển độngtrong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian

Do tác dụng của dòng Foucault, mọi khối kim loại chuyển động trong từtrường đều chịu tác dụng của lực hãm điện từ Dòng điện Foucault gây rahiệu ứng tỏa nhiệt Joule trong các lõi động cơ, máy biến áp…

3 Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch

điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch điện đó gây ra

a) Trong mạch điện của dòng điện không đổi, hiện tượng tự cảmthường xảy ra khi đóng mạch (dòng điện tăng lên đột ngột từ trị số 0) và khingắt mạch (dòng điện giảm đến bằng 0) Trong mạch điện xoay chiều luônluôn có xảy ra hiện tượng tự cảm

b) Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điệnđộng tự cảm Suất điện động tự cảm xuất hiện trong mạch, khi đó xảy rahiện tượng tự cảm, có biểu thức:

E C = - L

trong đó i là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch trong thời gian t; L là hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) của mạch có giá trị tùy thuộc hìnhdạng và kích thước của mạch, có đơn vị là henry (H); dấu trừ biểu thị địnhluật Len - xơ

Từ thông tự cảm qua mạch có dòng điện i: Ф = Li

Độ tự cảm của ống dây dẫn dài (solenoid); có chiều dài l và số vòng dây N:

Mật độ năng lượng từ trường là: w = 107B2

IV DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Đại c ơng về dòng điện xoay chiều

- Khung dây dẫn diện tích S quay đều với tốc độ góc ω quanh mộttrục vuông góc với các đờng sức của một từ trờng đều có cảm ứng từ , từthông qua khung biến thiên, theo định luật cảm ứng điện từ trong khung xuấthiện suất điện động xoay chiều: e = E0 cos(ωt + φe), với E0 = NBSω là biên

độ của suất điện động

Nối hai đầu khung với mạch tiêu thụ điện, giữa hai đầu mạch có mộthiệu điện thế biến thiên điều hòa theo thời gian : u = U0cos(ωt + φu) Nếumạch kín, trong mạch có dòng điện xoay chiều, có chiều biến đổi tuần hoàntheo thời gian ; có cờng độ biến thiên điều hòa theo thời gian i = I0cos(ωt+

φi)

- Điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là điện áp xoay chiềuhay hiệu điện thế xoay chiều Cờng độ dòng điện biến đổi điều hoà theo thờigian gọi là cờng độ dòng điện xoay chiều

- Chu kỳ T & tần số f của dòng điện xoay chiều: 





 1 2 f

T

; ω = 2 f

là tần số góc của dòng điện

- Đại lợng φ = φu – φi gọi là độ lệch pha của u so với i Nếu φ > 0 thì

u sớm pha so với i ; Nếu φ < 0 thì u trễ pha so với i ; Nếu φ = 0 thì u đồngpha với i

- Cờng hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cờng độ dòng điệnkhông đổi nào đó, mà khi lần lợt cho chúng đi qua cùng một điện trở trong

cùng một thời gian thì toả ra nhiệt lợng nh nhau Độ lớn: 2

0 I

I 

Tơng tự ta

có điện áp hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng: 2

0 U

U 

; 2

0 E

- Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R: cờng độ dòng điện và điện

áp giữa hai đầu R biến thiên điều hòa cùng tần số và cùng pha Nếu i =

I0cos(ωt) thì u = U0cos(ωt); U0 = I0.R; U = I.R

- Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: cờng độ dòng điện

biến thiên điều hòa cùng tần số và trễ pha /2 so với điện áp giữa hai đầu

cuộn cảm (hay điện áp giữa hai đầu cuộn cảm sớm pha /2 so với cờng độ

dòng điện) Nếu u = U0cos(ωt) thì i I0cos( t 2)

- Mạch xoay chiều chỉ có tụ điện C: cờng độ dòng điện biến thiên điều

hòa cùng tần số và sớm pha /2 so với điện áp giữa hai bản tụ (hay điện áp

giữa hai bản tụ trễ pha /2 so với cờng độ dòng điện) Nếu u = U0cos(ωt )

3 Mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp

Điện áp giữa hai đầu mạch biến thiên điều hòa cùng tần số và lệch pha

so với cờng độ dòng điện Nếu i = I0cos(ωt ) thì u = U0cos(ωt + ) Nếu u

= U0cos(ωt ) thì i = I0cos(ωt - )

u = uR + uL + uC ; U0 = I0.Z , U = I.Z ; Z là tổng trở của

mạch Z = R2(Z L  Z C)2 ; U là điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu mạch,

U = U R2 (U L U C)2 ; UR = I.R ; UL = I.ZL ; UC = I.ZC là điện áp hiệudụng giữa hai đầu R , L , C

Một số trờng hợp thờng gặp:

- Đoạn mạch chỉ có R: uR & i cùng pha

- Đoạn mạch chỉ có L: uL sớm pha /2 so với i

- §o¹n m¹ch chØ cã C: uC trÔ pha /2 so víi i

- §o¹n m¹ch L & C: NÕu ZL > ZC th× u sím pha /2 so víi i; NÕu

ZL < ZC th× u trÔ pha /2 so víi i

U = I.Z; víi Z = ; = /2 khi ZL > ZC ; = - /2 khi ZL < ZC

- §o¹n m¹ch RLC nèi tiÕp cã ZL > ZC , ( UL > UC ), ®o¹n m¹ch cãtÝnh c¶m kh¸ng: > 0

- §o¹n m¹ch RLC nèi tiÕp cã ZL < ZC , ( UL < UC ), ®o¹n m¹ch cãtÝnh dung kh¸ng: < 0

- §o¹n m¹ch chØ cã R & L hay ®o¹n m¹ch cã cuén d©y cã ®iÖn trëthuÇn R & hÖ sè tù c¶m L:

Ud = I.Zd ; víi Zd =

2 2 L Z

+ Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C :

+ Với đoạn mạch RLC ( Mạch không phân nhánh )

UL > UC (hay ZL > ZC) UL < UC (hay ZL < ZC)

4 Công suất tiờu thụ của mạch điện xoay chiều

- Công suất tiêu thụ ở đoạn mạch: P = UIcos = I2R = UR.I ; Hệ

số công suất :

0 0

- Điện năng tiêu thụ ở đoạn mạch : A = P.t

5 Máy phát điện xoay chiều một pha

- Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tợng cảm ứng

điện từ và đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng Phần cảm làphần tạo ra từ trờng, đó là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu Phầnứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máyhoạt động Trong hai phần đó có phần quay gọi là rô to, phần đứng yên gọi là

stato Khi rôto quay, từ thông qua mỗi vòng dây là Ф1 = Ф0 cosωt ; Ф0= BS

là từ thông cực đại qua 1 vòng dây Từ thông qua N vòng dây là Ф =N Ф0

cosωt , Suất điện động của máy phát điện đợc xác định theo định luật cảm

ứng điện từ: dt N sin t E cos( t )

d e

2

0 0

- Máy phát có phần cảm đứng yên (stato), phần ứng quay (rôto) thìlấy dòng điện ra ngoài bằng bộ góp điện Bộ góp gồm hai vành khuyên quaycùng trục với khung, mối vành nối với một đầu khung; hai thanh quét cố

định, mỗi thanh tì vào một vành khuyên; đó là hai cực của máy Nhợc điểm:phóng tia lửa điện ở bộ góp và bộ góp chóng mòn

- Máy phát có phần cảm quay (rôto), phần ứng đứng yên (stato) thìrôto là nam châm điện Dòng điện cung cấp cho nam châm là dòng điện 1chiều Thân rôto và stato đợc ghép từ nhiều lá thép mỏng, trên có các rónhdọc đặt các cuộn dây của phần cảm và phần ứng để hạn chế dòng Phu-cô

- Tần số dòng điện: p

n f 60



; p là số cặp cực của máy phát, n là sốvòng quay của rôto trong một phút ( tốc độ quay của rôto)

6 Dòng điện xoay chiều ba pha:

- Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều mộtpha, gây ra bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ

nhng lệch nhau về pha là 2 /3 hay thời gian 1/3 chu kỳ e1 = E0cos t ; e2 =

E0cos( t - 2 /3); e3 = E0cos( t + 2 /3) Nếu tải ba pha nh nhau thì cờng độdòng điện trong ba pha cũng cùng biên độ nhng lệch pha 2 /3 hay 1200

- Máy phát điện xoay chiều ba pha:

Stato có ba cuộn dây của phần ứng giống nhau và đợc đặt lệch nhau 1200

- Dòng điện xoay chiều 3 pha tạo ra từ trờng quay bằng cách đa dòng

điện pha pha vào 3 cuộn dây đặt lệch nhau 1200 trên vòng tròn (tơng tự statomáy phát điện 3 pha) Thay đổi chiều quay bằng cách thay đổi vị trí 2 trong

3 dây dẫn nối vào máy

- Cấu tạo: stato giống hệt máy phát điện xoay chiều 3 pha Rôto kiểulồng sóc Thân stato và rôto đợc ghép từ nhiều tấm thép kỹ thuật mỏng cách

điện, trên có các rónh dọc để đặt các cuộn dây (satto) và đặt các thanh nhômcủa khung dây (rôto)

Cuộn nối với nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối vớitải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.

Vì lõi sắt kín nên hầu nh mọi đờng sức từ chỉ chạy trong lõi sắt => từthông qua mỗi vòng dây và suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây ở cả

2 cuộn dây bằng nhau => suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệvới số vòng dây: e1 / e2 = N1 / N2 hay E1 / E2 = N1 / N2 Nếu bỏ qua điện trởcủa dây quấn thì : U1 = E1 , U2 = E2 => U1 / U2 = N1 / N2 Nếu N2 > N1 thì

U2 > U1 => Máy tăng áp Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 => Máy hạ áp Nếu hao

phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể thì P1 = P2 U1.I 1 = U2..I2

hay: U1 / U2 = I2 / I1

9 Truyền tải điện năng

Công suất hao phí trên đờng dây tải điện là 2

2

) cos U (

P R P







Trong

đó U là điện áp ở nơi phát , P là công suất truyền đi , R là điện trở đờng dây

Để giảm điện năng hao phí có 2 cách:

- Cách 1: ngời ta tăng U (U tăng n lần, hao phí giảm n2 lần) dùng máybiến áp làm tăng điện áp U trớc khi truyền tải và máy biến áp làm giảm điện

áp ở nơi tiêu thụ tới giá trị cần thiết => cách này đơn giản nên đợc áp dụngrộng rói

- Cách 2: giảm điện trở R của đờng dây bằng cách tăng tiết diện củadây => cách này tốn kém

V DAO ĐỘNG VÀ SểNG ĐIỆN TỪ

1.Mạch dao động:

a Khỏi niệm:

- Mạch dao động gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảmthành mạch kín.

- Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không, thì mạch là mộtmạch dao động lí tưởng

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

- Điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạchdao động biến thiên, điều hòa theo thời gian

- Sự biến thiên điều hòa của cường độ điện trường và cảm ứng từtrong mạch dao động gọi là dao động điện từ tự do trong mạch

c Năng lượng điện từ:

- Tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trườngtrong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ

2 Điện từ trường:

a Từ trường biến thiên và điện trường xoáy:

- Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trườngxoáy

- Mối quan hệ giữa từ trường biến thiên và điện trường xoáy: Nếu tạimột nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện mộtđiện trường xoáy

b.Điện trường biến thiên và từ trường:

- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi

đó xuất hiện một từ trường

c Điện từ trường

- Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên thời gian, liênquan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

- Sóng điện từ mang năng lượng

- Những sóng điện từ có bước song từ vài mét đến vài kilomet đượcdùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là các song vô tuyến Người tachia song vô tuyến thành : sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóngdài

c Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển:

- Các vùng sóng ngắn ít bị hấp thụ:

+ Các phân tử trong khí quyển hấp thụ rất mạnh các sóng dài , sóngtrung và sóng ngắn nên các sóng này không thể truyền đi xa

+ Không khí nói chung cũng hấp thụ mạnh sóng điện từ ở vùng bướcsóng ngắn.Tuy nhiên , trong một số vùng tương đối hẹp, các sóng có bướcsóng ngắn hầu như không bị không khí hấp thụ.

- Sự phản xạ của các sóng ngắn trên tầng điện li:

+ Tầng điện li là một lớp vỏ khí quyển, trong đó các phân tử khí bị bịion hóa rất mạnh dưới tác dụng của các tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời

+ Các sóng có bước sóng ngắn phản xạ rất tốt trên tầng điện li và trênmặt đất

4 Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến:

a Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến:

- Phải dùng các sóng điện từ cao tần

- Phải biến điệu các sóng mang

- Ở nơi thu phải tách sóng âm ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa Bộphận làm việc này gọi là mạch tách sóng.Loa sẽ biến dao động điện thànhdao động âm có cùng tần số

- Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúngbang các mạch biến đại

b Sơ đồ khối của một máy phát thanh đơn giản:

1: Micro2: Mạch phát sóng điện tử caoo tần3: Mạch biến điệu

4: Mạch khuếch đại5: Anten phát

c Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản:

1: Anten thu

2: Mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần3: Mạch tách sóng

4: Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần5: Loa

+ Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra: ánh nắng (còn gọi là ánh sáng trắng bao gồmnhiều ánh sáng đơn sắc liên tục từ đỏ đến tím)

+ Ánh sáng của Mặt Trăng: ánh trăng (do ánh sáng Mặt Trời chiếu tới MặtTrăng phản xạ đi tới mắt người)

+ Ánh sáng đơn sắc: ánh sáng có bước sóng tập trung tại vùng quang phổ rấthẹp

2 Một số tính chất quan trọng

a) Tốc độ ánh sáng (vận tốc ánh sáng)

Là độ lớn vô hướng của vận tốc lan truyền ánh sáng

- Trong chân không, các thí nghiệm đã chứng tỏ ánh sáng nói riêng, haycác bức xạ điện từ nói chung, đi với vận tốc không thay đổi, khôngphụ thuộc vào hệ quy chiếu

Ký hiệu: c = 299.792.458 m/s

- Hiện tượng này đã thay đổi nhiều quan điểm về cơ học cổ điển củaIsaac Newton và thúc đẩy Albert Einstein tìm ra lý thuyết tương đối

- Vận tốc ánh sáng trong chân không cũng chính là vận tốc lan truyềncủa bức xạ điện tử trong chân không Trong nhiều trường hợp, thuậtngữ “tốc độ ánh sáng” cũng được ngầm hiểu là tốc độ ánh sáng trongchân không.

b) Năng lượng, động lượng và khối lượng

- Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát

từ Mặt Trời Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khiphản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng gần 5 tỉnăm nữa

- Năng lượng bức xạ điện từ của Mặt Trời tập trung tại vùng quang phổnhìn thấy Mặt Trời giải phóng ra không gian xung quanh:3,827.1026J/s

- Năng lượng của một hạt photon có bước sóng λ là hc/λ, với h là hằng

số Planck và c là tốc độ ánh sáng trong chân không

+ Photon không có khối lượng nghỉ, do đó động lượng của hạt photon bằngnăng lượng của nó chia cho tốc độ ánh sáng, h/λ Tính toán trên thu được từcông thức của thuyết tương đối:

mô và hình thái của nó

 Về mặt tế bào: võng mạc chia làm 2 loại là tế bào gậy và tế bàonón

Tế bào gậy: có chức năng xác định về cấu trúc, hình thể vật, những hình ảnhtrong tối

Tế bào nón: có chức năng xác định rõ về màu sắc, độ sắc nét

- Với sinh vật: Các sinh vật khác con người có thể cảm thụ được nhiềumàu hơn (chim 4 màu gốc), hoặc ít màu hơn (bò 2 màu gốc) và ởnhững vùng quang phổ khác (ong cảm nhận được vùng tử ngoại)

3 Nguồn sáng

a) Định nghĩa: Là những vật có thể tự phát ra ánh sáng.

b) Phân loại:

- Nguồn sơ cấp: Là những vật có thể tự phát ra ánh sáng VD: Mặt Trời,các ngôi sao…

+ Mặt Trời là nguồn sáng tự nhiên quan trọng nhất, thành phần cơ bản là khíhidro và heli, nhiệt độ trong tâm Mặt Trời là 15 000 000 000oC

+ Những phản ứng tổng hợp hạt nhân sản xuất ra ánh sáng và năng lượng.Năng lượng này đến Trái Đất dưới dạng bức xạ điện từ, một phần của bức xạnày nằm trong vùng quang phổ mà con người có thể nhìn thấy được gọi làánh sáng trắng, có bước sóng từ 380-760nm

- Nguồn thứ cấp: Vật nào mà bị một nguồn sáng chiếu tới cũng phát ramột phần ánh sáng nó nhận được thì đưọc gọi là nguồn sơ cấp VD:mặt trăng là nguồn thứ cấp vì nó tỏa ra ánh sáng mặt trời (nguồn sơcấp) để ta nhìn thấy nó

4 Vật sáng

- Vật sáng bao gồm các nguồn sáng và các vật được chiếu sáng

- Những vật như cái bàn, quyển sách, bông hoa, ngôi nhà… không thể

tự phát ra ánh sáng Ta không thể nhìn thấy chúng trong bóng tối Chỉkhi có ánh sáng chiếu vào thì ta mới nhìn thấy Những vật không tựphát sáng, khi có ánh sáng chiếu vào, chúng sẽ tiếp nhận và phản xạlại mắt chúng ta khiến chúng ta nhìn thấy

Lưu ý:

- Các nguồn sáng cũng chính là vật sáng Các vật tự phát ra ánh sáng:bóng đèn điện, con đom đóm, Mặt Trời,… Khi chúng tự phát sáng thì ánhsáng từ chúng tác động vào mắt ta làm ta nhìn thấy chúng

- Ban đêm, khi đứng trong phòng không bật đèn, mở mắt ta khôngnhìn thấy gì Sau đó, bật đèn, mở mắt ta nhìn thấy mọi thứ trong phòng.Bóng đèn chính là nguồn sáng Các vật ta nhìn thấy trong phòng chính là vậtsáng

- Vật sáng gồm cả vật trang trí phản chiếu ánh sáng, có bề mặt bóngnhư: thủy tinh, kính, pha lê, mạ kim loại… Những vật này khi được ánhsáng chiếu vào nó sẽ phản xạ lại tạo ra một thứ ánh sáng lóng lánh, chói lòa,lung linh…

+ Chùm phân kì là chùm trong đó các tia sáng được phát ra từ mộtđiểm (hoặc đường kéo dài của các tia sáng ngược chiều truyền giao nhau tạimột điểm).

+ Chùm hội tụ là chùm trong đó các tia sáng giao nhau tại một điểm

- Chùm song song: được xem là trường hợp đặc biệt của chùm đồng quy.Các tia sáng trong chùm song song được xem như xuất phát (hoặc gặp nhau)tại một điểm ở vô cực Có nghĩa là các tia sáng đi song song với nhau

+ Thấu kính rìa mỏng hay thấu kính hội tụ

+ Thấu kính rìa dày hay thấu kính phân kì

- Thấu kính rìa mỏng: chùm hay ló hội tụ vào 1 tiêu điểm F ở trên trục chính và ởsau thấu kính

- Thấu kính rìa dày: chùm tia ló sẽ phân kì, tựa như được phát đi từ 1 tiêu điểm F

ở trên trục chính và ở sau thấu kính

- Thấu kính rìa dày: chùm tia ló sẽ phân kì, tựa như được phát đi từ 1 tiêu điểm F

sẽ nhìn rõ ảnh này mà không phải điều tiết

- Viễn thị:

+ Mắt viên là mắt khi không điều tiết, có tiêu điểm nằm sau võng mạc (nghĩa làngười viễn không nhìn được rõ những vật ở gần).

+ Cách khắc phục: Khắc phục tật mắt viễn là làm cho người viễn có thể nhìn thấy

rõ vật ở gần mà không phải điều tiết Muốn vậy, người viễn phải đeo thấu kính hội

tụ có độ tụ thích hợp

- Loạn thị:

+ Mắt loạn là mắt không nhìn rõ các vật ở xa lẫn gần Trẻ bị loạn thị thường nhìn

mờ khi lên bảng đọc hay đọc nhầm H thành N, B thành H,…

+ Cách khắc phục: đeo kính trụ

- Lão thị:

+ Bệnh này thường gặp ở người già Lúc ấy, thủy tinh thể mất dần độ đàn hồi, do

đó, khả năng điều tiết giảm dần nên bệnh nhân không nhìn rõ khi nhìn gần và phảiđưa ra xa mắt để đọc hay nhìn cho rõ

+ Cách khắc phục: đeo kính hội tụ

Lưu ý:

Đối với học sinh tiểu học, khi thấy các em có những biểu hiện như nheo mắt,nghiêng cổ khi nhìn, đôi khi có thể có nhức đầu, nhức mắt, trong lớp hay cúi đầugần sách, đọc nhầm, chép nhầm … thì có thể mắt trẻ không khỏe mạnh bìnhthường Do vậy, cần cho trẻ đi khám mắt ngay

+ SI biểu diễn tia tới

+ IR biểu diễn tia phản xạ

+ I là điểm tới

+ IN là pháp tuyến

+ Mặt phẳng tạo bởi tia tới SI và pháp tuyến IN gọi là mặt phẳng tới.+ Góc SIN gọi là góc tới ; góc NIR là góc phản xạ.

Ví dụ : Bề mặt của 1 hồ nước phẳng lặng, ở đó ánh sáng tới bị phản xạ theokiểu có trật tự, tạo ra ảnh rõ ràng của quang cảnh xung quanh hồ Ném 1 hòn đáxuống hồ, nước bị nhiễu loạn thành sóng, làm phá vỡ sự phản xạ bởi tán xạ các tiasáng phản xạ theo mọi hướng

Sóng ánh sáng đến gọi là sóng tới và sóng bật ra khỏi bề mặt gọi là sóngphản xạ Ánh sáng trắng khả kiến có hướng đi đến bề mặt gương ở 1 góc (tới) bịphản xạ trở lại vào không gian bởi mặt gương ở 1 góc khác (góc phản xạ) bằnggóc tới Như vậy, ta thấy góc tới bằng góc phản xạ đối với ánh sáng khả kiến cũngnhư mọi ánh sáng có bước sóng khác phổ bức xạ điện từ Ý tưởng này được gọi làđịnh luật phản xạ Điều quan trọng cần chú ý là ánh sáng không tách thành cácmàu thành phần của nó do không bị « bẻ cong » hoặc bị khúc xạ và mọi bướcsóng đều bị phản xạ ở góc bằng nhau Bề mặt phản xạ ánh sáng tốt nhất phải rấtnhẵn như gương thủy tinh, kim loại láng bóng…

+ Bề mặt màu đỏ gồ ghề thì không phản xạ hết mọi bước sóng, nó hấpthụ hết đa phần thành phần lục, lam và phản xạ ánh sáng đó Ngay cả ánhsáng khuếch tán phản xạ từ những bề mặt gồ ghề cũng bị tán xạ theo mọihướng

Như vậy, sự phản xạ phản chiếu khác sự phản xạ khuếch tán ở những điểm sau :

Nội dung Sự phản xạ phản chiếu Sự phản xạ khuếch tán

- ánh sáng được phản xạ mộtphần

- ánh sáng phản xạ bị tán xạtheo mọi hướng

đỏ đến tím Các tia màu đỏ bị lệch ít nhất, các tia màu tím bị lệch nhiều nhất

Như vậy, khi đi qua lăng kính, chùm sáng trắng không những bị khúc xạ về

phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác

nhau Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng

Dải có màu như cầu vồng này gọi là quang phổ của ánh sáng trắng Trongquang phổ của ánh sáng trắng, ta thấy có 7 màu chính là : đỏ, dam cam, vàng, lục,lam, chàm, tóm Thực ra, trong quang phổ này không phải chỉ có 7 màu như trên

mà còn có rất nhiều màu, biến dổi dần dần từ màu này sang màu khác

màu này nằm ngay trên mặt thấu kính và di chuyển 1 màn ảnh sau thấu kính Ta

sẽ tìm được 1 vị trí của màn mà tại đó, ta thấy có 1 vệt sáng trắng trên màn Vệtsáng trắng này nằm ở vị trí ảnh của mặt lăng kính và là chỗ chồng chập của cácchùm sáng đơn sắc khác nhau Thí nghiệm này cho ta kết luận rằng : Nếu tổnghợp các ánh sáng đơn sắc khác nhau, ta se được ánh sáng trắng

Vậy, ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau cómàu biến thiên liên tục từ đỏ để tím

Hiện tượng tán sắc được ứng dụng trong các máy quang phổ để phân tíchmột chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau Mộthiện tượng quang học trong khí quyển (như cầu vồng, quầng…) cũng được giảithích bằng hiện tượng tán sắc của ánh sáng do các giọt nước hay các tinh thể băngtrong không khí gây ra

9 Bóng tối, bóng nửa tối

a, Bóng tối

- Thí nghiệm

Đặt 1 nguồn sáng nhỏ (bóng đèn pin đang sáng) trước 1 màn chắn.Trong khoảng cách từ bóng đèn đến màn ta đặt 1 miếng bìa Làm thí nghiệmbằng cách thay đổi vị trí của miếng bìa

- Nhận xét : trên màn chắn chia thành 2 vùng sáng, tối rõ rệt

Giải thích : Xuất hiện vùng tối vì ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới mànchăn (theo đường thẳng) đã bị vật chắn chặn lại

- Định nghĩa : Bóng tối là vùng nằm ở phía sau vật cản, không nhận đượcánh sáng từ nguồn sáng truyền tới

- Tìm hiểu về bóng tối : Bóng tối xuất hiện ở đâu ?

Bóng tối xuất hiện ở phía sau vật cản sáng khi vật này được chiếusáng (vì khi gặp vật cản sáng, ánh sáng không truyền qua được nên phía sauvật sẽ có một vùng không nhận được ánh sáng truyền tới hay còn gọi là vùngbóng tối)

- Bóng tối của một vật thay đổi như thế nào ?

Bóng tối của một vật thay đổi khi vị trí của vật chiếu sáng đối với vật

đó thay đổi (do ánh sáng truyền theo đường thẳng nên bóng tối có hình dạngcủa vật cản sáng)

b, Bóng nửa tối

- Thí nghiệm : Làm thí nghiệm như trên nhưng thay đèn pin bằng ngọn đènđiện sáng (nguồn sáng rộng) Di chuyển miếng bìa và quan sát trên mànchắn

- Nhận xét : Ta thấy xuất hiện trên màn chắn 3 vùng sáng tối khác nhau :

+ Vùng sáng hoàn toàn

+ Vùng bóng tối

+ Vùng chỉ nhận được một phần ánh sáng của nguồn sáng gọi là vùngbóng nửa tối Lí do có sự khác biệt so với thí nghiệm trên là vì nguồn sáng

+ Đo kích thước của vật

- Giải thích hiện tượng nhật thực, nguyệt thực

+ Nhật thực : Đứng ở chỗ bóng tối trên Trái Đất, chúng ta không nhìn thấyMặt Trời vì Mặt Trăng đã che khuất Mặt Trời, không cho ánh sáng từ MặtTrời chiếu tới, đó là hiện tượng nhật thực toàn phần

+ Đứng ở chỗ bóng nửa tối trên Trái Đất (vùng 2), chúng ta chỉ nhìn thấymột phần Mặt Trời, đó là hiện tượng nhật thực một phần

Nhật thực toàn phần ở Nam Thái Bình Dương

+ Nguyệt thực : Khi Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng cùng nằm trên mộtđường thẳng thì xảy ra hiện tượng nguyệt thực do Mặt Trăng đã đi vào vùngtối của Trái Đất

10 Tác dụng của ánh sáng

Ánh sáng có vai trò quan trọng đối với sự sống Nếu không có ánhsáng mặt trời hay ánh sáng nhân tạo như đèn, điện,….thì sinh vật không thểtồn tại được Con người sử dụng ánh sáng nhân tạo để trang trí, chữa bệnh,sưởi ấm, chụp điện,…

a, Tác dụng nhiệt của ánh sáng

- Ánh sáng chiếu vào các vật sẽ làm chúng nóng lên Khi đó, năng lượng ánhsáng đã bị biến thành nhiệt năng

Ví dụ : Người làm muối sử dụng tác dụng nhiệt của ánh sáng mặt trời

- Trong đời sống hàng ngày, các màu trắng, hồng… được gọi là các màusáng Các màu đỏ, tím,…được gọi là các màu tối Trong tác dụng nhiệt củaánh sáng thì vật có màu tối hấp thụ năng lượng ánh sáng mạnh hơn vật cómàu sáng

- Tia hồng ngoại trong ánh sáng mặt trời là loại ánh sáng không nhìn thấyđược có tác dụng nhiệt rất mạnh Ứng dụng quan trọng nhất của tia hồngngoại là dùng để sấy hoặc sưởi

+ Trong công nghiệp, người ta dùng tia hồng ngoại để sấy khô các sản phẩmsơn (vỏ ô tô, tủ lanh….) hoặc các loại hoa quả (nho, chuối,…)

b, Tác dụng sinh học của ánh sáng

- Ánh sáng có thể gây ra một số biến đổi nhất định ở các sinh vật Đó là tácdụng sinh học của ánh sáng Trong tác dụng này, năng lượng ánh sáng đãbiến thành các dạng năng lượng cần thiết cho cơ thể sinh vật

- Cuộc sống trên Trái Đất tùy thuộc trực tiếp hoặc gián tiếp vào Mặt Trời Ởđâu có ánh sáng thì sự sống ở đó trở nên tươi tốt đối với cả thực vật, độngvật và con người