CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠI. ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG1. Dao động: là chuyển động của vật qua lại quanh vị trí cân bằng.2. 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.3. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay hàm sin) của thời gian.3.1 Phương trình dao động điều hòa hay x: li độ dao độngA: biên độ dao động (A luôn dương) : tần số góc hay : pha ban đầu (xác định vị trí và chiều chuyển động của vật ở thời điểm ban đầu) : pha dao động tại thời điểm t (xác định vị trí và chiều chuyển động của vật ở thời điểm t)3.2 Chu kỳ T: là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần (đơn vị: s)3.3 Tần số f: là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong một giây (đơn vị: Hz) và Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian .3.4 Vận tốc: Hay + Vận tốc biến đổi điều hòa và sớm pha hơn li độ 1 góc .+ Tốc độ cực đại: + Công thức liên hệ giữa biên độ, li độ và vận tốc: 3.5 Gia tốc: Hay .+ Gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơn vận tốc 1 góc và ngược pha so với li độ.+ Gia tốc luôn luôn trái dấu với li độ. + Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.+ Gia tốc cực đại: 3.6 Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều:Điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng có thể coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.II. CON LẮC LÒ XO1. Cấu tạo: gồm một vật có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k đầu còn lại cố định. Vật m có thể chuyển động không ma sát theo phương ngang hoặc thẳng đứng. 2. Tần số góc: 3. Chu kỳ: 4. Tần số: 5. Lực kéo về: là lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật và gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa + Luôn trái dấu với li độ x+ Luôn hướng về vị trí cân bằng+ Tỉ lệ thuận với li độ x
Trang 1Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG
1 Dao động: là chuyển động của vật qua lại quanh vị trí cân bằng.
2 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
3 Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay hàm sin) của thời gian.
3.1 Phương trình dao động điều hòa x A cos t hay x A sin t
: pha ban đầu (xác định vị trí và chiều chuyển động của vật ở thời điểm ban đầu)
t : pha dao động tại thời điểm t (xác định vị trí và chiều chuyển động của vật ở thời điểm t)
3.2 Chu kỳ T: là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần (đơn vị: s)
3.3 Tần số f: là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong một giây (đơn vị: Hz)
Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian t
3.4 Vận tốc: v x ' A sin t Hay v A cos t
+ Công thức liên hệ giữa biên độ, li độ và vận tốc:
3.5 Gia tốc: a v ' x" 2A cos t 2x Hay a2A cos t
+ Gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơn vận tốc 1 góc
2
và ngược pha so với li độ
+ Gia tốc luôn luôn trái dấu với li độ
+ Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng
+ Gia tốc cực đại: 2
max
a A
3.6 Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều:
Điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng có thể coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động trònđều lên đường kính là đoạn thẳng đó
II CON LẮC LÒ XO
1 Cấu tạo: gồm một vật có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k đầu còn lại cố định Vật m
có thể chuyển động không ma sát theo phương ngang hoặc thẳng đứng
Trang 1
Trang 2Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
Trang 3Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
5 Lực kéo về: là lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật và gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa Fkv kx+ Luôn trái dấu với li độ x
+ Luôn hướng về vị trí cân bằng
III CON LẮC ĐƠN
1 Cấu tạo: Gồm vật m treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, có chiều dài
Phương trình dao động: s s cos 0 t (với s0 l 0 là biên độ dao động; 0 là biên độ góc)
IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
1 Dao động tắt dần: là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
Nguyên nhân: do lực cản của môi trường
2 Dao động duy trì: là dao động mà cứ sau mỗi chu kỳ, vật được cung cấp lại đúng phần năng lượng đã tiêu
hao do ma sát
Dao động duy trì không làm thay đổi tần số dao động riêng
3 Dao động cưỡng bức: là dao động dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hòan để duy trì dao động
của vật
+ Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức
+ Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần
số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ dao động
4 Hiện tượng cộng hưởng: là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của
lực cưỡng bức bằng tần số riêng f của hệ dao động.o
Điều kiện để có cộng hưởng: f fo
Trang 3
Trang 4Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
V TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ
Trang 5Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
CHƯƠNG 2: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
1 Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường theo thời gian.
2 Đặc điểm:
- Khi sóng lan truyền các phần tử vật chất chỉ dao động tại chổ mà không chuyển dời theo sóng
- Trong môi trường đồng chất và đẳng hướng, sóng lan truyền với tốc độ không đổi
- Sóng cơ truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong chân không.
3 Phân loại :
- Sóng dọc: là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng.
- Sóng ngang: là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền
sóng
4 Các đại lượng đặc trưng của một sóng hình sin:
- Chu kì (T), tần số sóng (f): là chu kì, tần số dao động của các phần tử môi trường (bằng chu kì và tần số
của nguồn sóng)
- Biên độ của sóng (A): là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
- Tốc độ truyền sóng (v): là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường
+ Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng có một giá trị không đổi
+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của môi trường (vR vL vK)
- Bước sóng : là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ (hay là khoảng cách giữa hai điểm
gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao mà động cùng pha) v.T hay v
a tại nguồn O: uOA cos t
b Tại điểm M cách O một khoảng x:
A
O
Trang 6Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
6 Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng d: 2 d
II GIAO THOA SÓNG
1 Hai nguồn kết hợp: là hai nguồn dao động
+ cùng phương
+ cùng chu kì (hay tần số)
+ có độ lệch pha không đổi theo thời gian
2 Hiện tượng giao thoa sóng: là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau thì có những điểm tại đó chúng luôn
tăng cường lẫn nhau (cực đại giao thoa), có những điểm tại đó chúng luôn triệt tiêu nhau (cực tiểu giaothoa)
a Vị trí cực đại giao thoa: là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng đến đó bằng một số nguyên lần bước sóng d2 d1 k k 0, 1, 2,
b Cực tiểu giao thoa: là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng đến đó bằng một số nguyên lẻ lần nửa bước sóng d2 d1 2k 1 k 0, 1, 2,
- Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ
- Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ
2 Sóng dừng: là sóng có các điểm nút và điểm bụng cố định trong không gian.
3 Đặc điểm:
- Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng
- Sóng dừng là sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương truyền sóng
- Dựa vào sóng dừng, ta có thể xác định được tốc độ truyền sóng bằng biểu thức v.f
Trang 7Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
- Nếu một đầu dây cố định, một đầu tự do (dao động): chiều dài dây phải bằng một số nguyên lẻ lần ¼
1 Sóng âm: là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
2 Âm nghe được, hạ âm, siêu âm:
3 Sự truyền âm:
- Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không.
- Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định.
- Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ vật chất và nhiệt độ của môi trường
4 Đặc trưng vật lý của âm
- Tần số âm f: là một trong những đặc trưng quan trọng nhất của âm.
- Cường độ âm I: tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị
diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian Đơn vị là
I
hay
o
IL(dB) 10l g
là cường độ âm chuẩn)
- Đồ thị dao động của âm:là đồ thị dao động tổng hợp của tất cả các họa âm do nhạc cụ phát ra
5 Đặc trưng sinh lý của âm
- Độ cao:là một đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số âm.
- Độ to: là đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với mức cường độ âm Độ to của âm phụ thuộc vào mức
cường độ âm và tần số âm
- Âm sắc: là đặc trưng sinh lý của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc có
liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm và phụ thuộc vào tần số và biên độ của các họa âm
Trang 7
16Hz 20.000Hz f
Hạ âm Âm nghe được Siêu âm
Trang 8Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên theo hàm số sin hay côsin của thời gian
i I cos t
2 Điện áp xoay chiều là điện áp biến thiên theo hàm số sin hay côsin của thời gian u U cos 0 t u
3 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
4 Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
0
II2
U2
E2
- Giá trị hiệu dụng bằng giá trị cực đại chia cho 2
- Ampe kế và vôn kế đo cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều dựa trên tác dụng nhiệt nên gọi là ampe
kế và vôn kế nhiệt, số chỉ của chúng là giá trị hiệu dụng
II CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU
1 Đọan mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần R
Trang 8
Trang 9Đề cương lý thuyết – Vật lý 12 cơ bản
Trang 10+ i I cos( t 0 i)
+ uL U cos( t0L uL)
với uL
2
i
- Định luật Ôm: L
L
U I Z
Trong đó ZL L gọi là cảm kháng ()
- Điện áp hai đầu cuộn cảm thuần L sớm pha
2
so với cường độ dòng điện qua mạch (
2
)
3 Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C
+ i I cos( t 0 i)
+ uC U cos( t0C uC)
với uC
2
i
- Định luật Ôm: C
C
U I Z
Trong đó ZC 1
C
gọi là dung kháng ()
- Điện áp hai đầu tụ điện C trễ pha
2
so với cường độ dòng điện qua mạch (
2
)
4 Mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp
O
Trang 11
+ Nếu tan 0 0: mạch có tính cảm kháng, u sớm pha hơn i.
+ Nếu tan 0 0: mạch có tính dung kháng, u trễ pha hơn i
+ Nếu tan 0 0: u cùng pha với i
5 Hiện tượng cộng hưởng trong đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp:
Trang 12Đề cương lý thuyết – Vật lý 12
III CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Công suất: PUIcos RI2
+ Mạch điện chỉ có R hoặc mạch xảy ra cộng hưởng thì = 0 Công suất
2 2 Max Max
- Điện năng tiêu thụ : W P.t U.I.cos RI t2
- Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R: Q R.I t 2
IV TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG, MÁY BIẾN ÁP:
1 Truyền tải điện năng
- Công suất hao phí trên đường dây tải điện:
2 2
- Để giảm P :hp
+ Giảm r: khó thực hiện và tốn kém
+ Tăng U: sử dụng máy biến áp
2 Máy biến áp là thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều (không làm thay đổi tần số dòng điện)
a Cấu tạo:
- Lõi biến áp: gồm nhiều lá thép mỏng hình khung rỗng ghép cách điện với nhau
- Hai cuộn dây có điện trở nhỏ quấn trên lõi biến áp:
+ Cuộn nối với nguồn xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp N1
+ Cuộn nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấo N2
b Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp
từ trường biến thiên trong lõi thép suất điện động cảm ứng ở cuộn thứ cấp
c Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện qua may biến áp:
V MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Máy phát điện xoay chiều một pha:
a Cấu tạo:
- Phần cảm: gồm các nam châm tạo ra từ thông biến thiên
- Phần ứng: gồm các cuộn dây tạo ra dòng điện
b Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
c Tần số dòng điện: f p.n
+ p: số cặp cực của nam châm
+ n: tốc độ quay của rôto (vòng/s)
2 Máy phát điện xoay chiều ba pha:
a Cấu tạo:
- Ba cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố định trên một đường tròn lệch nhau 120º (stato)
Trang 12
Trang 13Đề cương lý thuyết – Vật lý 12
- Một nam châm quay quanh tâm O của đường tròn với tốc độ góc ω không đổi (rôto)
b Hoạt động: Khi rôto quay, từ thông qua 3 cuộn dây biến thiên lệch pha nhau 2
VI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: Cho khung dây dẫn đặt trong từ trường quay khung
sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường
Trang 13
Trang 14Đề cương lý thuyết – Vật lý 12
CHƯƠNG 4: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
1 Mạch dao động: là mạch kín gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C.
- Điện trường và từ trường trong mạch biến thiên, nên dao động của mạch gọi là dao động điện từ
- Trong mạch dao động, điện tích q của tụ điện, dòng điện i trong mạch và hiệu điện thế u giữa hai bản tụ đềubiến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với
f
với c=3.108 m/s (tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không)
- Điện tích tức thời trên một bản tụ điện: q q cos o t
- Điện áp tức thời giữa hai bản tụ điện: q qo
2 Năng lượng của mạch dao động LC
- Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện và năng lượng từtrường tập trung trong cuộn cảm
- Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ
- Nếu mạch dao động lý tưởng (r = 0), không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch đượcbảo toàn
II ĐIỆN TỪ TRƯỜNG
1 Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
- Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện điện trường xoáy.
- Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường
- Đường sức của điện trường xoáy và từ trường là những đường cong kín
2 Điện từ trường: là trường thống nhất của điện trường và từ trường.
III SÓNG ĐIỆN TỪ
1 Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.
2 Đặc điểm:
- Sóng điện từ lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và kể cả trong chân không
- Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không 8
c 3.10 m / s.
- Sóng điện từ là sóng ngang (vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B vuông góc nhau và cùngvuông góc với phương truyền sóng Ba vectơ E, B, v
tạo thành một tam diện thuận)
- Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn cùng pha với nhau
- Sóng điện từ cũng bị phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa,… như ánh sáng
- Sóng điện từ mang năng lượng
IV THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN
1 Sóng vô tuyến: là những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét dùng trong thông tin liên lạc.
Trang 14
Trang 15- Ban ngày bị tầng điện li hấp thụ.
- Ban đêm phản xạ được ở tầngđiện li
Dùng trong các đài phát thanhđịa phương
2 Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến:
- Dùng sóng điện từ cao tần để tải các thông tin gọi là sóng mang
- Biến điệu các sóng mang ở nơi phát sóng:
+ Biến dao động âm thành dao động điện tạo thành sóng âm tần
+ Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang, gọi là biến điệu sóng điện từ
- Ở nơi thu sóng, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần Dùng loa biến dao động điệnthành dao động âm
- Khi tín hiệu có cường độ nhỏ, dùng mạch khuếch đại để khuếch đại chúng
3 Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản:
4 Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản:
Mạch khuếch đại
Anten phát
Anten thu
Mạch tách sóng
Mạch khuếch đại âm tần
Loa phát
Mạch khuếch đại cao tần
Trang 162 Ánh sáng đơn sắc: là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính Mỗi ánh
sáng đơn sắc có một bước sóng xác định trong chân không
3 Ánh sáng trắng: là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
4 Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc
vào tần số (bước sóng, màu sắc) của ánh sáng Đối với ánh sáng có tần số càng nhỏ (bước sóng càng lớn)thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đó càng nhỏ
Trong thí nghiệm Newton về sự tán sắc ánh sáng, tia tím lệch nhiều nhất, tia đỏ lệch ít nhất (
- Giải thích các hiện tượng quang học trong khí quyển như cầu vồng
6 Mối quan hệ giữa bước sóng và tốc độ truyền ánh sáng:
+ Trong chân không: c f
+ Trong môi trường có chiết suất n: 'v f với n c
(v: tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường đang xét)
II HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
Là hiện tượng tia sáng bị lệch phương khi truyền qua lỗ nhỏ hoặc khi gặp vật cản.
III HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG:
1 Giao thoa với ánh sáng đơn sắc: hai chùm sáng kết hợp đơn sắc gặp nhau
sẽ giao thoa tạo thành các vân sáng và vân tối xen kẽ cách đều nhau
+ Vân sáng (cực đại giao thoa) là nơi hai sóng tăng cường lẫn nhau
+ Vân tối (cực tiểu giao thoa) là nơi hai sóng triệt tiêu lẫn nhau
2 Khoảng vân: là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp
Dia
(k’ = -1 vân tối thứ 1 theo chiều âm)
4 Ứng dụng: đo bước sóng ánh sáng Từ công thức i D ia