Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông

Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông Giáo trình Vật lý đại cương Bùi Văn Thiện Nguyễn Quang Đông

ĈҤI HӐC THÁI NGUYÊN TRѬӠNG ĈҤI HӐC THÁI NGUYÊN

BӜ MÔN VҰT LÝ - LÝ SINH Y HӐC -F~G -

MӨC LӨC

LӠI NÓI ĈҪU 8

PHҪN THӬ NHҨT: CѪ HӐC 9

BÀI MӢ ĈҪU: CÁC KHÁI NIӊM ĈҤI CѬѪNG 9

1 ChuyӇn ÿӝng cѫ hӑc: 9

2 Chҩt ÿiӇm: 9

3 HӋ qui chiӃu: 9

4 Phѭѫng trình chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm: 9

5 Quӻ ÿҥo chuyӇn ÿӝng: 9

6 Tính chҩt tѭѫng ÿӕi cӫa chuyӇn ÿӝng: 10

7 Ĉѫn vӏ ÿo lѭӡng: 10

8 Thӭ nguyên 11

9 Các ÿҥi lѭӧng vұt lý: 11

9.1 Xác ÿӏnh mӝt ÿҥi lѭӧng vô hѭӟng: 11

9.2 Xác ÿӏnh mӝt ÿҥi lѭӧng véc tѫ 11

CHѬѪNG 1: ĈӜNG HӐC CHҨT ĈIӆM 12

1 VÉC TѪ DӎCH CHUYӆN 12

2 VҰN TӔC 12

2.1 Ĉӏnh nghƭa: 12

2.2 Véc tѫ vұn tӕc: 13

2.3 Ý nghƭa: 14

3 GIA TӔC 14

3.1 Ĉӏnh nghƭa: 14

3.2 BiӇu thӭc: 14

3.3 Các thành phҫn cӫa gia tӕc: 15

4 MӜT SӔ DҤNG CHUYӆN ĈӜNG ĈҺC BIӊT 18

4.1 ChuyӇn ÿӝng thҷng biӃn ÿәi ÿӅu: 18

4.2 ChuyӇn ÿӝng tròn: 18

5 CHUYӆN ĈӜNG DAO ĈӜNG 21

5.1 Dao ÿӝng là gì? 21

6 CHUYӄN ĈӜNG SÓNG 23

6.1 Ĉӏnh nghƭa 23

6.2 Sӵ truyӅn sóng 23

6.3 Các loҥi sóng 24

6.4 Các thông sӕ cѫ bҧn 24

7 SÓNG ÂM VÀ SIÊU ÂM 26

3 Nguӗn phát siêu âm 27

4 Sӵ hҩp thө sóng âm và siêu âm 27

2.2 BiӇu thӭc tәng quát cӫa ÿӏnh luұt Nguӗn II 34

3 ĈӎNH LUҰT NIUTѪN THӬ BA 34

4 ĈӎNH LUҰT BҦO TOÀN ĈӜNG LѬӦNG TRONG CѪ Hӊ KÍN 35

5 CÔNG VÀ CÔNG SUҨT 36

5.1 Công 36

5.2 Công suҩt 37

6 ĈӜNG NĂNG 37

6.1 Khái niӋm vӅ năng lѭӧng 37

6.2 Ĉӝng năng và ÿӏnh lý vӅ ÿӝng năng 38

Ĉӝng năng cӫa mӝt vұt là phҫn cѫ năng ӭng vӟi chuyӇn dӡi cӫa vұt ÿó 38

7 THӂ NĂNG 39

7.1 Khái niӋm vӅ trӑng trѭӡng 39

7.2 ThӃ năng trong trӑng trѭӡng 39

8 ĈӎNH LUҰT BҦO TOÀN CѪ NĂNG TRONG TRѬӠNG LӴC THӂ 40

CHѬѪNG 3: CѪ HӐC CHҨT LѬU 42

1 ĈҺC ĈIӆM CӪA CHҨT LѬU 42

2 TƬNH HӐC CHҨT LѬU 42

2.1 Áp suҩt 42

2.2 Áp suҩt thӫy tƭnh 43

3 ĈӜNG LӴC HӐC CHҨT LѬU LÝ TѬӢNG 44

3.1 Khái niӋm vӅ sӵ chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng 44

3.2 Lѭu lѭӧng cӫa chҩt lӓng 44

3.3 Ĉӏnh lý vӅ sӵ liên tөc cӫa dòng 45

4 HIÊN TѬӦNG NHӞT ӬNG DӨNG 46

PHҪN THӬ HAI: NHIӊT HӐC 48

BÀI MӢ ĈҪU 48

1 ĈӔI TѬӦNG 48

2 MӜT SӔ KHÁI NIӊM 48

2.1 Thông sӕ trҥng thái và phѭѫng trình trҥng thái 48

2.2 Khái niӋm áp suҩt và nhiӋt ÿӝ 49

CHѬѪNG 1: CÁC ĈӎNH LUҰT THӴC NGHIӊM Vӄ CHҨT KHÍ 51

1 THUYӂT ĈӜNG HӐC CHҨT KHÍ VÀ KHÍ LÝ TѬӢNG 51

1.1 Nӝi dung thuyӃt ÿӝng hӑc phân tӱ 51

1.2 Lѭӧng chҩt và moi 51

1.3 Khí lý tѭӣng Các ÿӏnh luұt thӵc nghiӋm 51

2 PHѬѪNG TRÌNH TRҤNG THÁI CӪA KHÍ LÝ TѬӢNG 53

2.1 Thành lұp phѭѫng trình trҥng thái 53

2.2 Giá trӏ cӫa hҵng sӕ R 54

CHѬѪNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ NHIӊT ĈӜNG LӴC HӐC 55

1 NGUYÊN LÝ THӬ NHҨT CӪA NHIӊT ĈӜNG LӴC HӐC 55

1.1 Nӝi năng cӫa mӝt hӋ nhiӋt ÿӝng Công và nhiӋt 55

1.2 Nguyên lý thӭ nhҩt cӫa nhiӋt ÿӝng hӑc 58

2 NGUYÊN LÝ THӬ HAI CӪA NHIӊT ĈӜNG LӴC HӐC 61

2.1 Máy nhiӋt 61

2.2 Phát biӇu cӫa nguyên lý hai 62

3 ENTROPI VÀ NGUYÊN LÝ THӬ HAI CӪA NHIÊT ĈӜNG LӴC HӐC 63

3.1 Quá trình thuұn nghӏch 63

3.2 Chu trình Các nô (Carno) 64

3.3 Ĉӏnh lý các nô 65

3.4 Khái niӋm Entropi 67

CHѬѪNG 3: CHҨT LӒNG 72

1 CҨU TҤOVÀ CHUYӆN ĈӜNG PHÂN TӰ CӪA CHҨT LӒNG 72

1.1.Trҥng thái lӓng cӫa các chҩt 72

1.2 Cҩu tҥo và chuyӇn ÿӝng phân tӱ cӫa chҩt lӓng 72

2 CÁC HIӊN TѬӦNG MҤT NGOÀI CӪA CHҨT LӒNG 73

2.1 Áp suҩt phân tӱ 73

2.2 Năng lѭӧng mһt ngoài và sӭc căng mһt ngoài cӫa chҩt lӓng 74

2.1 chính là chiӅu dài cӫa ÿѭӡng kính chu vi 75

2.3 HiӋn tѭӧng dính ѭӟt và không dính ѭӟt 76

3 HIӊN TѬӦNG MAO DҮN 78

3.1 Áp suҩt phө dѭӟi mһt khum 78

3.2 HiӋn tѭӧng mao dүn 80

4 HIӊN TѬӦNG SÔI, HIӊN TѬӦNG BAY HѪI 81

4.1 HiӋn tѭӧng bay hѫi 81

4.2 HiӋn tѭӧng sôi 82

PHҪN THӬ BA: ĈIӊN TӮ 84

CHѬѪNG 1: TƬNH ĈIӊN 84

1 KHÁI NIӊM MӢ ĈҪU 84

1.1 Sӵ nhiӉm ÿiӋn do cӑ sát: 84

1.2 Sѫ lѭӧc vӅ thuyӃt ÿiӋn tӱ: 84

1.3 Ĉӏnh luұt bҧo toàn ÿiӋn tích: 85

1.4 Vұt dүn ÿiӋn, vұt cách ÿiӋn 85

2 ĈӎNH LUҰT CULÔNG (COULOMB) 85

2.1 ĈiӋn tích ÿiӇm: 85

2.2 Ĉӏnh luұt Cu lông trong chân không .86

2.3 Ĉӏnh luұt Cu lông trong các môi trѭӡng 86

3 ĈIӊN TRѬӠNG CӪA CÁC ĈIÊN TÍCH ĈIӆM 87

3.1 Khái niӋm vӅ ÿiӋn trѭӡng .87

3.2.Véc tѫ cѭӡng ÿӝ ÿiӋn trѭӡng 88

3.3 Lѭӥng cӵc ÿiӋn 89

4 ĈIӊN THӂ, HIӊU ĈIӊN THӂ 91

4.1 Công cӫa lӵc ÿiӋn trѭӡng .91

4.2 ThӃ năng ÿiӋn tích ÿiӇm trong ÿiӋn trѭӡng .91

T͝ng quát: ThӃ năng cӫa mӝt ÿiӋn tích ÿiӇm trong ÿiӋn trѭӡng tҥi mӝt vӏ trí cách q mӝt khoҧng r là: 92

4.3 ĈiӋn thӃ 92

4.4 HiӋu ÿiӋn thӃ 92

CHѬѪNG 2: DÒNG ĈIӊN KHÔNG ĈӘI 93

1 NHӲNG KHÁI NIӊM MӢ ĈҪU 93

1.1 Ĉӏnh nghƭa dòng ÿiӋn: 93

1.2 Bҧn chҩt dòng ÿiӋn trong các môi trѭӡng 93

3.1.Véc tѫ cҧm ӭng tӯ B 99

3.2 Nguyên lý chӗng chҩt tӯ trѭӡng .100

3.3 Véc tѫ cѭӡng ÿӝ tӯ trѭӡng H 100

3.4 Véc tѫ cҧm ӭng tӯ B và cѭӡng ÿӝ tӯ trѭӡng H trong mӝt vài trѭӡng hӧp ÿһc biӋt 100

CHѬѪNG 4: CҦM ӬNG ĈIӊN TӮ 104

1 THÍ NGHIӊM Vӄ HIӊN TѬӦNG CҦM ӬNG ĈIӊN TӮ 104

1.1.Thí nghiӋm 1: 104

1.2.Thí nghiӋm 2 104

2 CÁC ĈӎNH LUҰT CѪ BҦN Vӄ CҦM ӬNG ĈIӊN TӮ 105

2.1 Ĉӏnh luұt Len xѫ vӅ chiӅu dòng cҧm ӭng 105

2.2 Ĉӏnh luұt Faraday vӅ suҩt ÿiӋn ÿӝng cҧm ӭng .105

3 MӜT SӔ TRѬӠNG HӦP ĈҺC BIӊT CӪA CҦM ӬNG ĈIӊN TӮ 106

3.1 Dòng ÿiӋn xoay chiӅu .106

3.2 Dòng ÿiӋn Phucô 107

CHѬѪNG 5: DAO ĈӜNG ĈIӊN TӮ- SÓNG ĈIӊN TӮ 108

1 CÁC LUҰN ĈIӆM MACXOEN 108

1.1 Luұn ÿiӇm Macxoen thӭ nhҩt: 108

1.2 Luұn ÿiӇm thӭ hai cӫa Măcxoen 109

2 SӴ TҤO THÀNH SÓNG ĈIӊN TӮ, CÁC TÍNH CHҨT, ĈҺC ĈIӄM CӪA SÓNG ĈIӊN TӮ .109

2.1 Sӵ tҥo thành sóng ÿiӋn tӯ: 109

2.2 Các tính chҩt, ÿһc ÿiӇm cӫa sóng ÿiӋn tӯ: 110

3 THANG SÓNG ĈIӊN TӮ .110

PHҪN THӬ TѬ: QUANG HӐC 112

CHѬѪNG 1: CѪ SӢ CӪA QUANG HÌNH HӐC DӨNG CӨ QUANG HӐC 112

1 CÁC ĈӎNH LUҰT CѪ BҦN CӪA QUANG HÌNH HӐC 112

1.1 Ĉӏnh luұt vӅ sӵ truyӅn thҷng cӫa ánh sáng: 112

1.2 Ĉӏnh luұt vӅ tác ÿөng ÿӝc lұp cӫa các tia sáng: 112

1.3 Hai ÿӏnh luұt cӫa Ĉêcac (Descartes): 112

14 HiӋn tѭӧng phҧn xҥ toàn phҫn 114

2 DӨNG CӨ QUANG HӐC 116

2.1 Năng suҩt phân ly cӫa ÿөng cө quang hӑc .116

2.2 Kính hiӇn vi quang hӑc 118

2.3.Các loҥi kính hiӇn vi khác .121

2.4 Phѭѫng pháp chiӃu và chөp bҵng hiӇn vi 123

2.5 Kính hiӇn vi ÿiӋn tӱ .123

CHѬѪNG 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG 127

1 NGUYÊN LÝ HUYGHEN - FRÊNEN (HUYGHENS - FRESNEL) 127

2 LÝ THUYӂT CHUNG Vӄ HIӊN TѬӦNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 128

2.1 Thí nghiӋm Yâng (Young) .128

2.2 ĈiӅu kiӋn ÿӇ có giao thoa ánh sáng Nguӗn kӃt hӧp .129

2.3 Bài toán tәng quát vӅ giao thoa ánh sáng Cӵc ÿҥi và cӵc tiӇu giao thoa .131

3 GIAO THOA CӪA HAI CHÙM TIA SÁNG 134

3.1 Hình ҧnh vân giao thoa 134

3.2 Vӏ trí các vân giao thoa 135

4 ӬNG DӨNG HIÊN TѬӦNG GIAO THOA 136

4.1 Ĉo chiӃt suҩt chҩt lӓng và chҩt khí - Giao thoa kӃ Relây (Rayleigh) 136

4.2 Khҧo sát ÿӝ nhҹn cӫa bӅ mһt - giao thoa kӃ Linhich 138

CHѬѪNG 3 NHIӈU XҤ ÁNH SÁNG 139

1 LÝ THUYӂT CHUNG Vӄ NHIӈU XҤ ÁNH SÁNG 139

1.1 HiӋn tѭӧng nhiӉu xҥ ánh sáng 139

1.2 Phѭѫng pháp ÿӟi cҫu Frênen 139

2 NHIӈU XҤ CӪA SÓNG QUA CÂU LÔ TRÒN 141

3 NHIӈU XҤ GÂY BӢI CÁC SÓNG PHҶNG 144

3.1.NhiӉu xҥ qua mӝt khe hҽp 144

3.2 NhiӉu xҥ qua nhiӅu khe hҽp 147

3.3 Cách tӱ nhiӉu xҥ: 148

CHѬѪNG 4: PHÂN CӴC ÁNH SÁNG 151

1 ÁNH SÁNG TӴ NHIÊN VÀ ÁNH SÁNG PHÂN CӴC 151

2 SӴ PHÂN CӴC ÁNH SÁNG DO TRUYӄN QUA BҦN TURMALIN DÀY - ĈӎNH LUҰT MALUS 152

2.1 HiӋn tѭӧng phân cӵc ánh sáng khi truyӅn qua bҧn Tuamalin dҫy .152

2.2 Ĉӏnh luұt Maluyt 152

3 PHÂN CӴC VÌ PHҦN XҤ ĈӎNH LUҰT BRIUTѪ (BREWSTER) 153

4 PHÂN CӴC QUAY - ӬNG DӨNG 154

4.1 HiӋn tѭӧng phân cӵc quay 154

4.2 Ĉӏnh luұt Bio 155

4.3 Phân cӵc nghiӋm Ӭng dөng 156

CHѬѪNG 5: HIӊN TѬӦNG QUANG ĈIӊN 157

1 HIÊN TѬӦNG QUANG ĈIÊN: 157

1.1 Ĉӏnh nghƭa: 157

1.2 Thí nghiӋm Stoletov: 157

1.3 Ĉѭӡng ÿһc trѭng Vôn - Ampe 157

2 CÁC ĈӎNH LUҰT QUANG ĈIӊN .158

2.1 Ĉӏnh luұt vӅ giӟi hҥn quang ÿiӋn: 158

2.2 Ĉӏnh luұt vӅ dòng quang ÿiӋn bão hoà: 158

2.3 Ĉӏnh luұt vӅ ÿӝng năng ban ÿҫu cӵc ÿҥi cӫa electron quang ÿiӋn: 158

3 THUYӂT LѬӦNG TӰ ÁNH SÁNG CӪA EINSTEIN VÀ GIҦI THÍCH CÁC ĈӎNH LUҰT QUANG ĈIӊN: 158

3.1 ThuyӃt lѭӧng tӱ ánh sáng cӫa Einstein: Gӗm nhӳng nӝi dung chính sau: 158

3.2 Giҧi thích các ÿӏnh luұt quang ÿiӋn: 159

CHѬѪNG 6: SӴ HҨP THӨ ÁNH SÁNG 161

1 ĈӎNH LUҰT HҨP THӨ ÁNH SÁNG 161

2 ӬNG DӨNG QUANG PHӘ HҨP THӨ PHÂN TӰ 164

3.1 Phân tích ÿӏnh tính 164

3.2 Phân tích ÿӏnh lѭӧng 165

3.3 Máy quang phә 166

CHѬѪNG 7: KIӂN THӬC CѪ BҦN Vӄ LASER 167

1 KHÁI NIӊM Vӄ BӬC XҤ CҦM ӬNG 167

2 LASER VÀ MÁY PHÁT TIA LASER 168

2.5 Phѭѫng pháp buӗng bӑt: 177

3 TѬѪNG TÁC CӪA TIA PHÓNG XҤ VӞI VҰT CHҨT 178

3.1 Tѭѫng tác cӫa hҥt mang ÿiӋn vӟi vұt chҩt: 178

3.2 Tѭѫng tác cӫa các hҥt không mang ÿiӋn vӟi vұt chҩt: 179

4 CÁC HIӊU ӬNG SINH HӐC CӪA PHÓNG XҤ 180

4.1 Tác dөng sinh hӑc cӫa phóng xҥ .180

4.2 Ӭng dөng ÿӗng vӏ phóng xҥ trong y hӑc .181

5 AN TOÀN PHÓNG XҤ 186

5.1 Nhӳng nguӗn chiӃu xҥ ҧnh hѭӣng ÿӃn con ngѭӡi: 186

5.2 LiӅu tӕi ÿa cho phép: 187

5.3 Các biӋn pháp chӫ yӃu ÿӇ ÿҧm hҧo an toàn phóng xҥ: 188

5.4 Các hoá chҩt bҧo vӋ: 190

5.5 Tә chӭc làm viӋc và theo dõi kiӇm tra 191

CHѬѪNG 2: ӬNG DӨNG MӜT SӔ KӺ THUҰT VҰT LÝ VÀO VIӊC CHҬN ĈOÁN BӊNH BҴNG HÌNH ҦNH 194

1 NGUYÊN LÝ TҤO HÌNH CHUNG 194

2 NGUYÊN LÝ TҤO HÌNH TRONG CHӨP CҲT LӞP 195

3 CHӨP CҲT LӞP DÙNG VI TÍNH 196

(CTS - COMPUTERIZED TOMOGRAPHY SCANNER) 196

TÀI LIӊU THAM KHҦO 197

LӠI NÓI ĈҪU

Ngày nay, nhͷng thành t͹u cͯa v̵t lý ÿ˱ͫc ͱng dͭng r͡ng rãi trong nhi͉u lƭnh

v ͹c, ÿ̿c bi͏t trong Y h͕c, nhͷng ͱng dͭng V̵t lý h͕c nh˱: s͵ dͭng các kͿ thu̵t v̵t

lý trong ch ̱n ÿoán và ÿi͉u tr͓, ÿi͏n tim, ÿi͏n tâm ÿ͛, ÿi͏n não ÿ͛, ÿi͉u tr͓ b̹ng nhi ͏t, b̹ng tͳ tr˱ͥng, ͱng dͭng cͯa âm và siêu âm, chͭp X quang, sͫi quang h͕c trong m ͝ n͡i soi, ͱng dͭng cͯa phóng x̩, chͭp hình c̷t lͣp vi tính, chͭp c͡ng h˱ͧng tͳ h̩t nhân, m̷t và các ͱng dͭng quang h͕c, ͱng dͭng cͯa ánh sáng trong ÿi͉u tr͓, nhͷng ͱng dͭng cͯa laser… ÿã làm cho ngành Y - D˱ͫc có m͡t s͹ phát tri͋n v˱ͫt b̵c, giúp các th̯y thu͙c cẖn ÿoán và ÿi͉u tr͓ chính xác và hi͏u qu̫ cao Gi̫ng d̩y môn V̵t lí ÿ̩i c˱˯ng nh̹m trang b͓ cho sinh viên ph˱˯ng pháp t˱ duy khoa h ͕c k͇t hͫp vͣi th͹c ti͍n, cung c̭p các khái ni͏m, nguyên lí, quy lu̵t c˯

b ̫n nh̭t cͯa v̵t lý, ÿ͋ tͳ ÿó có th͋ h͕c các môn h͕c khác nh˱: Hóa vô c˯, Hóa -

Lý, Lý sinh y h ͕c, V̵t lí tr͓ li͏u - phͭc h͛i chͱc năng, cẖn ÿoán hình ̫nh, Y h͕c h̩t nhân và các môn h͕c khác có liên quan

Giáo trình này ÿ˱ͫc biên so̩n theo ch˱˯ng trình ÿào t̩o mͣi xây d͹ng cͯa tr˱ͥng Ĉ̩i h͕c Y D˱ͫc - Ĉ̩i h͕c Thái Nguyên N͡i dung cͯa tài li͏u cung c̭p nhͷng ki͇n thͱc c˯ b̫n v͉: C˯ h͕c, ÿi͏n h͕c, nhi͏t h͕c, quang h͕c, phóng x̩, h̩t nhân nguyên t ͵… phͭc vͭ nghành Y - D˱ͫc.

Do ÿ͙i t˱ͫng ÿào t̩o chͯ y͇u là sinh viên mi͉n núi, nên kh̫ năng ti͇p thu ki͇n

th ͱc v̵t lý có nhi͉u h̩n ch͇ Vì v̵y, vi͏c biên so̩n m͡t giáo trình V̵t lý ÿ̩i c˱˯ng ÿ̫m b̫o tính c˯ b̫n và h͏ th͙ng ki͇n thͱc, phù hͫp vͣi ch˱˯ng trình cͯa B͡, vͳa phù hͫp vͣi ÿ͙i t˱ͫng ÿào t̩o là m͡t vi͏c làm c̯n thi͇t.

Giáo trình ÿ˱ͫc biên so̩n l̯n ÿ̯u, do kh̫ năng và kinh nghi͏m còn h̩n ch͇,

ch ̷c ch̷n không tránh kh͗i thi͇u sót Chúng tôi r̭t mong nh̵n ÿ˱ͫc các ý ki͇n ÿóng góp cͯa các b̩n ÿ͛ng nghi͏p và các em sinh viên ÿ͋ giáo trình ngày càng ÿ˱ͫc hoàn ch͑nh h˯n

Xin chân thành c ̫m ˯n.

Thái Nguyên, ngày 27 tháng 2 năm 2008

Vұt ÿѭӧc chӑn làm mӕc, cùng vӟi hӋ toҥ ÿӝ và mӝt chiӃc ÿӗng hӗ gҳn liӅn vӟi nó,

ÿӇ xác ÿӏnh vӏ trí cӫa vұt khác, gӑi là hӋ qui chiӃu

4 Ph ѭѫng trình chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm:

Trong hӋ toҥ ÿӝ ĈӅ các, vӏ trí cӫa chҩt ÿiӇm

M tҥi mӝt thӡi ÿiӇm nào ÿó ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi 3

toҥ ÿӝ x, y, z hoһc bӣi bán kính véc tѫ r&

, ÿӅu là nhӳng hàm cӫa thӡi gian.

chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm

5 Quӻ ÿҥo chuyӇn ÿӝng:

Qu Ϳ ÿ̩o chuy͋n ÿ͡ng là ÿ˱ͥng mà ch̭t ÿi͋m v̩ch ra trong không gian khi chuy ͋n ÿ͡ng.

Muӕn xác ÿӏnh ÿѭӧc dҥng quӻ ÿҥo, ta phҧi tìm phѭѫng trình quӻ ÿҥo

Phѭѫng trình quӻ ÿҥo là phѭѫng trình biӇu diӉn mӕi quan hӋ giӳa các toҥ ÿӝ

6 Tính chҩt tѭѫng ÿӕi cӫa chuyӇn ÿӝng:

ChuyӇn ÿӝng có tính tѭѫng ÿӕi, tuǤ theo hӋ qui chiӃu ta chӑn, mӝt vұt có thӇ coi là ÿӭng yên hay chuyӇn ÿӝng

Ví dө: Mӝt ngѭӡi ÿang ÿӭng yên trên tàu hoҧ, nhѭng lҥi chuyӇn ÿӝng so vӟi cây

Bҧng 1: Bҧy ÿҥi lѭӧng vұt lý cѫ bҧn trong hӋ SI

Ví dө: Công thӭc chu kǤ cӫa con lҳc:

Thӭ nguyên cӫa hai vӃ là:

Nhѭ vұy vӅ mһt thӭ nguyên công thӭc trên là hӧp lý

9 Các ÿҥi lѭӧng vұt lý:

Mӛi thuӝc tính cӫa mӝt ÿӕi tѭӧng vұt lý (Mӝt vұt thӇ, mӝt hiӋn tѭӧng, mӝt quá trình ) ÿѭӧc ÿһc trѭng bӣi mӝt hay nhiӅu ÿҥi lѭӧng vұt lý

Ví dө: Khӕi lѭӧng, thӡi gian, thӇ tích, lӵc, năng lѭӧng

CHѬѪNG 1 ĈӜNG HӐC CHҨT ĈIӆM

Ĉӝng hӑc là mӝt phҫn cӫa cѫ hӑc nghiên cӭu các qui luұt vұn ÿӝng cѫ, không chú

1 VÉC TѪ DӎCH CHUYӆN

Giҧ thiӃt có mӝt chҩt ÿiӇm vұn ÿӝng cѫ Sau thӡi gian t vҥch ra qNJi ÿҥo cong AB Ngѭӡi ta gӑi ÿӝ dài cӫa ÿoҥn ÿѭӡng AB là ÿoҥn ÿѭӡng dӏch chuyӇn, ký hiӋu là S S là mӝt hàm cӫa thӡi gian:

S = S (t)

N͇u xét ÿo̩n ÿ˱ͥng d͓ch chuy͋n AB tͳ A ÿ͇n B hay tͳ B v͉

A thì ÿ͡ dài, tính ch̭t, ÿ͡ cong không khác gì nhau N͇u ḽy

A làm g͙c, B làm ng͕n, vͅ véc t˯ AB ng˱ͥi ta g͕i véc t˯ AB là

véc t˯ d͓ch chuy͋n, kí hi͏u là L&

Véc t˯ d͓ch chuy͋n khác ÿo̩n ÿ˱ͥng d͓ch chuy͋n S v͉ ÿ͡ dài v͉ tính ch̭t, véc t˯ ch͑ h˱ͣng

2.1.1 V̵n t͙c trung bình

Là tӍ sӕ giӳa ÿoҥn ÿѭӡng dӏch chuyӇn 'S mà chҩt ÿiӇm ÿi ÿѭӧc sau khoҧng thӡi

Trong mӝt khoҧng thӡi gian chuyӇn ÿӝng 't, chҩt ÿiӇm có thӇ có vұn tӕc không ÿӅu, khi nhanh, khi chұm Do ÿó vұn tӕc trung bình v không ÿһc trѭng cho cѭӡng ÿӝchuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm ӣ tӯng thӡi ÿiӇm, tӯng vӏ trí mӝt trên quӻ ÿҥo Do ÿóngѭӡi ta dùng khái niӋm vұn tӕc tӭc thӡi

2.1.2 V ̵n t͙c tͱc thͥi:

Là vұn tӕc cӫa chҩt ÿiӇm ӣ mӝt thӡi ÿiӇm xác ÿӏnh

Vұn tӕc tӭc thӡi có ÿӝ lӟn bҵng ÿҥo hàm bұc nhҩt cӫa quãng ÿѭӡng theo thӡi gian

Ӣ mӛi thӡi ÿiӇm xác ÿӏnh, chҩt ÿiӇm có mӝt giá trӏ vұn tӕc tӭc thӡi xác ÿӏnh Vұyvұn tӕc tӭc thӡi cNJng là mӝt hàm sӕ cӫa thӡi gian chuyӇn ÿӝng:

2.2 Véc t ѫ vұn tӕc:

Khi chuyӇn ÿӝng, chҩt ÿiӇm có vұn tӕc lúc nhanh, lúc chұm, khi ÿi theo hѭӟngnày, khi ÿi theo hѭӟng khác Do vұy ÿӇ biӇu thӏ vұn tӕc chuyӇn ÿӝng cӫa mӝt chҩtÿiӇm, chúng ta phҧi dùng mӝt véc tѫ ÿӇ mô tҧ cҧ vӅ ÿӝ lӟn và phѭѫng chiӅu

Ĉӝ lӟn:

(bҵng ÿҥo hàm bұc nhҩt cӫa quãng ÿѭӡng dӏch chuyӇn theo thӡi gian)

Chҩt ÿiӇm chuyӇn ÿӝng trên mһt phҷng thì toҥ ÿӝ cӫa nó có hai thành phҫn (x, y)

NӃu chҩt ÿiӇm chuyӇn ÿӝng trong không gian vұn tӕc có ba thành phҫn

Khoҧng thӡi gian 't càng nhӓ thì gia tӕc trung bình càng ÿһc trѭng chính xác cho

sӵ biӃn thiên cӫa vұn tӕc

Vұy: Gia t͙c là ÿ̩i l˱ͫng véc t˯ b̹ng ÿ̩o hàm b̵c nh̭t cͯa véc t˯ v̵n t͙c theo

th ͥi gian.

3.3 Các thành ph ҫn cӫa gia tӕc:

Gia tӕc là mӝt ÿҥi lѭӧng véc tѫ nên ta có thӇ phân chia gia tӕc ra làm 2 thành phҫn:

cho sӵ biӃn ÿәi cӫa véc tѫ vұn tӕc vӅ mӑi phѭѫng diӋn: ÿӝ lӟn và phѭѫng chiӅu

Xét mӝt chҩt ÿiӇm chuyӇn ÿӝng cong, giҧ sӱ sau thӡi gian 't rҩt nhӓ, sao cho quӻ

'



N͙i C và B, theo hình vͅ ta có:

V̵y gia t͙c a&

ÿ˱ͫc phân tích thành hai thành ph̯n Ta hãy tìm ý nghƭa cͯa tͳng

- ChiӅu cӫa a t : là chiӅu cӫa 'v t , cùng chiӅu V&

Vұy gia tӕc tiӃp tuyӃn có ÿӝ lӟn bҵng ÿҥo hàm bұc nhҩt ÿӝ lӟn cӫa vұn tӕc theo thӡi gian

tuy͇n ÿ̿c tr˱ng cho s͹ bi͇n ÿ͝i cͯa véc t˯ v̵n t͙c v͉ m̿t ÿ͡ lͣn.

3.3.2 Gia t ͙c pháp tuy͇n:

tuyӃn MC mӝt góc:

n

Tӯ công thӭc trên ta suy ra: gia t͙c pháp tuy͇n ÿ̿c tr˱ng cho s͹ thay ÿ͝i ph˱˯ng

cͯa véc t˯ v̵n t͙c.

Th͹c v̵y: vͣi m͡t giá tr͓ v xác ÿ͓nh, bán kính R cͯa

quͿ ÿ̩o càng nh͗, a n càng lͣn quͿ ÿ̩o càng cong,

nghƭa là ph˱˯ng cͯa v thay ÿ͝i càng nhi͉u và ng˱ͫc

4 M ӜT SӔ DҤNG CHUYӆN ĈӜNG ĈҺC BIӊT

4.1 ChuyӇn ÿӝng thҷng biӃn ÿәi ÿӅu:

nên a # 0

ChuyӇn ÿӝng thҷng biӃn ÿәi ÿӅu có

* NӃu vұt rѫi tӵ do tӯ ÿӝ cao h xuӕng ÿҩt, ta có:

tҥi mӑi ÿiӇm trên qNJi ÿҥo, tҥi mӑi thӡi ÿiӇm là bҵng nhau QNJi ÿҥo là mӝt ÿѭӡng tròn.

Ĉӕi vӟi chҩt ÿiӇm chuyӇn ÿӝng tròn, ngoài các ÿҥi lѭӧng vұn tӕc dài, gia tӕc dài ngѭӡi ta còn dùng các ÿҥi lѭӧng ÿһc trѭng khác là vұn tӕc góc, gia tӕc góc ÿӇ mô tҧchuyӇn ÿӝng

4.2.2 V ̵n t͙c góc (Z)

'T Vұn tӕc góc trung bình:

- Vұn tӕc góc tӭc thӡi:

Vұy: v̵n t͙c góc tͱc thͥi (g͕i l̷t là v̵n t͙c góc) có ÿ͡ lͣn b̹ng ÿ̩o hàm b̵c nh̭t

cͯa góc quay ÿ͙i vͣi thͥi gian.

+ Có chiӅu ÿѭӧc xác ÿӏnh theo quy tҳc vһn nút chai: nӃu quay cán vһn nút chai theo chiӅu chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm thì chiӅu tiӃn hay lùi cӫa thân vһn nút chai là chiӅu cӫa véc tѫ vұn tӕc góc

Gia tӕc góc E& là mӝt véc tѫ bҵng ÿҥo hàm bұc nhҩt cӫa véc tѫ vұn tӕc góc ÿӕi vӟithӡi gian.

+ Có phѭѫng: là phѭѫng cӫa Z, nghƭa là phѭѫng vuông góc vӟi mһt phҷng quӻÿҥo tròn

+ ChiӅu: Có chiӅu cùng chiӅu vӟi vұn tӕc góc Z, nӃu chuyӇn ÿӝng là nhanh dҫn

+Ĉ͡ lͣn:

+Ĉ˯n v͓ ÿo: rad/s 2

4.2.4 S ͹ liên h͏ (Giͷa v̵n t͙c dài v , gia t ͙c ti͇p

tuy ͇n a t , v ͣi v̵n t͙c góc Z và gia t ͙c góc E

- Dao ÿ͡ng cͯa lò xo:

Lӵc ÿàn hӗi bҵng nhѭng ngѭӧc chiӅu vӟi ngoҥi lӵc

K: hӋ sӕ ÿàn hӗi cӫa lò xo Phө thuӝc bҧn chҩt cӫa lò xo

trái mӝt ÿoҥn ÿúng bҵng x (nӃu bӓ qua ma sát cӫa không khí)

cân bҵng rӗi sang phҧi

Quá trình cӭ lһp lҥi nhѭ vұy nhiӅu lҫn sau tӯng khoҧng thӡi gian bҵng nhau Ngѭӡi

ta gӑi chuyӇn ÿӝng ÿó là chuyӇn ÿӝng dao ÿӝng

nhѭ ban ÿҫu bài toán ÿӅ ra: dây treo mҧnh, góc D nhӓ, bӓ qua ma sát cӫa không khí)

cân bҵng Cӭ nhѭ vұy chuyӇn ÿӝng cӫa con lҳc lһp ÿi lһp lҥi sau nhӳng khoҧng thӡigian nhѭ nhau

Tѭѫng tӵ công thӭc cӫa ÿӏnh luұt Hook

5.1.2 Ph ˱˯ng trình dao ÿ͡ng ÿi͉u hoà

Trong 2 ví dө trên nӃu không có ma sát cӫa môi trѭӡng, thì ÿӝ dӏch chuyӇn x và góc lӋch D vӅ 2 phía ÿӕi vӟi vӏ trí cân bҵng là bҵng nhau Dao ÿӝng sӁ thӵc hiӋn trong mӝt thӡi gian dài

ÿҥi (hay biên ÿӝ) không ÿәi theo thӡi gian Ngѭӧc lҥi nӃu có ma sát cӫa môi trѭӡng,

ÿӝ lӋch cӵc ÿҥi (hay biên ÿӝ) sӁ giҧm dҫn, sau mӝt thӡi gian sӁ ngӯng chuyӇn ÿӝng

Ĉây là phѭѫng trình vi phân cҩp hai có vӃ phҧi bҵn go.

Vì m > 0 nên ta có thӇ chia cho m:

(K, m > 0, K: hӋ sӕ ÿàn hӗi cӫa lò xo)

Giҧi ra ta ÿѭӧc 2 nghiӋm

x: ly ÿӝ dao ÿӝng

a: ly ÿӝ dao ÿӝng cӵc ÿҥi hay biên ÿӝ cӫa dao ÿӝng

Z: tҫn sӕ góc (tӕc ÿӝ góc cӫa véc tѫ biên ÿӝ dao ÿӝng)

t: Thӡi gian dao ÿӝng

T: Chu kǤ dao ÿӝng Là thӡi gian ÿӇ dao ÿӝng thӵc hiӋn mӝt dao ÿӝng toàn phҫn

D: là góc, là pha ÿҫu cӫa dao ÿӝng, ӭng vӟi t = 0

Gi ̫ s͵ vì m͡t lý do gì ÿ̭y, m͡t

phân t ͵ O cͯa môi tr˱ͥng b͓ l͏ch

kh͗i v͓ trí cân b̹ng Phân t͵ A sͅ tác

ÿͭng lên O m͡t l͹c kéo, phân t͵ B sͅ

tác dͭng lên O m͡t l͹c ÿ̱y O sͅ

d ͓ch chuy͋n sang trái Lúc tͣi tr̩ng

thái l ͹c kéo (c) thì A l̩i ÿ̱y O và B

l ̩i kéo

KӃt quҧ phân tӱ O sӁ thӵc hiӋn ÿѭӧc mӝt dao ÿӝng toàn phҫn Do ÿһc ÿiӇm cӫamôi trѭӡng ÿàn hӗi, phân tӱ O cNJng tác dөng vào phân tӱ A và B, dao ÿӝng này sӁ lan truyӅn trong môi trѭӡng tҥo thành sóng cѫ hӑc O gӑi là nguӗn phát sóng

6.3 Các loҥi sóng

Khi truyӅn trong môi trѭӡng ÿӗng nhҩt và ÿҷng hѭӟng, dao ÿӝng sӁ lan truyӅn vӅmӑi phía vӟi vұn tӕc nhѭ nhau ĈӇ ÿѫn giҧn ta chӑn mӝt phѭѫng nào ÿó, gӑi là phѭѫng truyӅn sóng

NӃu phѭѫng truyӅn sóng mà các phҫn tӱ cӫa môi trѭӡng dao ÿӝng vuông góc vӟiphѭѫng truyӅn sóng, gӑi là sóng ngang Ví dө: sóng ánh sáng, sóng trên mһt nѭӟc NӃu các phҫn tӱ cӫa môi trѭӡng dao ÿӝng song song vӟi phѭѫng truyӅn sóng thì

ÿó là sóng dӑc

Ví dө: sóng di chuyӇn cӫa lò xo khi co dãn, sóng âm

Các môi trѭӡng chҩt rҳn tӗn tҥi ÿӗng thӡi cҧ sóng dӑc và sóng ngang Môi trѭӡnglӓng và khí truyӅn ÿѭӧc sóng dӑc

6.4.2 Chu kǤ dao ÿ͡ng l͹c kéo (T)

Thӡi gian cҫn thiӃt ÿӇ mӝt ÿiӇm cӫa môi trѭӡng thӵc hiӋn mӝt dao ÿӝng toàn phҫn

6.4.3 V̵n t͙c truy͉n sóng l͹c ké (c)

Quãng ÿѭӡng truyӅn sóng truyӅn ÿѭӧc trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian Ĉѫn vӏ ÿo: m/s xét trѭӡng hӧp bѭӟc sóng dӑc Giҧ sӱ 2 phân tӱ cӫa mӝt trѭӡng 1 và 2 cách nhau mӝtkhoҧng ҩy theo phѭѫng truyӅn sóng y (Hình 1.15) khi chúng ӣ vӏ trí cân bҵng

Khoҧng cách giӳa hai phân tӱ bây giӡ là (dx + dy)

Lҩy ÿҥo hàm cӫa v theo t và S theo y ta có:

Phѭѫng trình này ÿѭӧc gӑi là phѭѫng trình truyӅn sóng Trong ÿó vұn tӕc truyӅnsóng tuǤ thuӝc vào bҧn chҩt cӫa môi trѭӡng và vào loҥi sóng.

Chú ý: Vұn tӕc dao ÿӝng cӫa phân tӱ khác hҷn vұn tӕc lan truyӅn sóng

7 SÓNG ÂM VÀ SIÊU ÂM

1 Ĉӏnh nghƭa

Sóng âm và siêu âm là nhӳng dao ÿӝng truyӅn trong các môi trѭӡng vұt chҩt ÿànhӗi rҳn, lӓng, khí dѭӟi dҥng sóng dӑc Sóng âm không truyӅn trong chân không

2 Sӵ khác nhau giӳa sóng âm và siêu âm

Tiêu chuҭn ÿӇ phân biӋt sóng âm và siêu âm là tҫn sӕ

Vӟi tҫn sӕ 0 o 16 Hz: Vùng hҥ âm: sóng ÿàn hӗi gây ra do ÿӝng ÿҩt, bão truyӅntrong nѭӟc biӇn

Vӟi tҫn sӕ 16 Hz o 20 KHz: Sóng âm: Tai ngѭӡi bình thѭӡng nghe ÿѭӧc

vұt nhѭ dѫi, chó có thӇ nghe ÿѭӧc)

tҫn sӕ này vào khoҧng chiӅu dài khoҧng cách giӳa các phân tӱ chҩt rҳn

Siêu âm có mang năng lѭӧng Năng lѭӧng siêu âm, chính là ÿӝng năng dao ÿӝng

và thӃ năng ÿàn hӗi cӫa các phҫn tӱ môi trѭӡng

- Cѭӡng ÿӝ siêu âm (I): ÿѭӧc tính là năng lѭӧng siêu âm truyӅn qua mӝt ÿѫn vӏdiӋn tích ÿһt thҷng góc vӟi phѭѫng truyӅn sóng trong mӝt ÿѫn vӏ thӡi gian

Vұn tӕc truyӅn âm phө thuӝc vào mұt ÿӝ môi trѭӡng và tính chҩt ÿàn hӗi cӫa môi

3 Nguӗn phát siêu âm

Siêu âm phát ra tӯ các nguӗn thiên nhiên thѭӡng là tҫn sӕ thҩp, năng lѭӧng nhӓ và phân tán

Trong kӻ thuұt dùng các máy phát ÿһc biӋt, biӃn

năng lѭӧng ÿiӋn thành năng lѭӧng siêu âm Siêu âm

phát ra có tҫn sӕ әn ÿӏnh, có thӇ thay ÿәi ÿѭӧc theo ý

muӕn

Năng lѭӧng lӟn, tұp trung và thay ÿәi ÿѭӧc

Muӕn thu siêu âm ngѭӡi ta dùng bӝ phұn cҧm biӃn BiӃn ÿәi tín hiӋu siêu âm thành tín hiӋu ÿiӋn Tín hiӋu ÿiӋn qua các mҥch khuyӃch ÿҥi ÿһc biӋt và ÿѭӧc ghi giӳbҵng màn hình huǤnh quang hay phim ҧnh

Nguӗn phát siêu âm dӵa trên hiӋn tѭӧng ÿiӋn áp nghӏch: mӝt bҧn thҥch anh ÿѭӧccҳt song song vӟi trөc lөc giác và vuông góc vӟi trөc quang tҥo thành bҧn thҥch anh áp ÿiӋn Ngѭӡi ta mҥ hai mһt ÿӇ tҥo thành mӝt tө ÿiӋn, hoһc kҽp nó vào giӳa 2 bҧn cӫamӝt tө ÿiӋn phҷng Khi tác dөng mӝt hiӋu ÿiӋn thӃ U giӳa hai bҧn tө ÿiӋn, bҧn thҥchanh bӏ tác dөng mӝt lӵc nén (hay giãn tuǤ dҩu cӫa ÿiӋn tích) làm biӃn thiên chiӅu dài cӫa bҧn Thay U bҵng mӝt nguӗn ÿiӋn xoay chiӅu tҫn sӕ V, bҧn thҥch anh bӏ dao ÿӝngcѭӥng bӭc phát ra siêu âm Ӣ ÿây năng lѭӧng ÿiӋn ÿã biӃn thành năng lѭӧng cѫ hӑcdѭӟi dҥng siêu âm lan truyӅn vào môi trѭӡng xung quanh vӟi tҫn sӕ có thӇ ÿӃn50MHz

Nguӗn phát siêu âm dӵa trên hiӋn tѭӧng tӯ giҧo: Mӝt thanh sҳt tӯ khi bӏ tӯ hoá thì

ÿӝ dài cӫa nó sӁ ngҳn ÿi chút ít Ĉһt mӝt thanh sҳt tӯ vào trong lòng mӝt cuӝn dây ÿãnӕi vӟi mӝt nguӗn ÿiӋn xoay chiӅu tҫn sӕ cao Tӯ trѭӡng trong lòng cuӝn dây biӃnthiên vӟi tҫn sӕ bҵng tҫn sӕ cӫa dòng ÿiӋn xoay chiӅu Do hiӋn tѭӧng tӯ giҧo, thanh sҳt

tӯ có chiӅu dài dao ÿӝng vӟi tҫn sӕ nhѭ tҫn sӕ cӫa nguӗn ÿiӋn, trӣ thành nguӗn phát siêu âm khi tҫn sӕ > 20.000Hz Nguӗn phát siêu âm loҥi này có thӇ ÿҥt tӟi tҫn sӕ109Hz

4 Sӵ hҩp thө sóng âm và siêu âm

Khi truyӅn qua môi trѭӡng, năng lѭӧng siêu âm bӏ giҧm ÿi do hiӋn tѭӧng hҩp thө.HiӋn tѭӧng hҩp thө tuân theo quy luұt:

x: BӅ dày lӟp chҩt

I: Cѭӡng ÿӝ siêu âm truyӅn qua

D: HӋ sӕ hҩp thө

HӋ sӕ D tӹ lӋ vӟi bình phѭѫng tҫn sӕ Z, tӹ lӋ nghӏch vӟi mұt ÿӝ môi trѭӡng và lұpphѭѫng vұn tӕc Tӭc là D phө thuӝc vào tính chҩt cӫa môi trѭӡng.

Ĉѫn vӏ ÿo cӫa D: nêpe/cm.

Ngoài ra ta còn ÿo hӋ sӕ hҩp thө bҵng dexiben (dB/cm)

v: vұn tӕc truyӅn sóng âm

Siêu âm bӏ hҩp thө nhiӅu trong không khí Khi ÿiӅu trӏ hoһc chuҭn ÿoán ngѭӡi ta

ÿӇ ÿҫu siêu âm sát da và trên da bôi mӝt lӟp parafin hoһc ngâm ÿҫu siêu âm lүn bӝphұn cҫn ÿiӅu trӏ vào nѭӟc

5 Sӵ truyӅn âm qua mһt phân cách giӳa hai môi trѭӡng

CNJng nhѭ mӑi quá trình sóng, sóng âm khi truyӅn qua mһt phân cách hai môi trѭӡng cNJng mӝt phҫn bӏ phҧn xҥ lҥi, mӝt phҫn truyӅn qua Khi hai môi trѭӡng có trӣ

6 Ӭng dөng cӫa siêu âm trong y hӑc

6.1 Ӭng dөng cӫa siêu âm trong ÿiӅu trӏ

Do có tҫn sӕ rҩt lӟn bѭӟc sóng bé, nên khi lan truyӅn ít bӏ nhiӉu xҥ, truyӅn tѭѫngÿӕi thҷng và ta có thӇ làm chùm siêu âm hӝi tө nên các vӏ trí cҫn thiӃt bҵng các dҥngÿһc biӋt cӫa dҫu phát siêu âm Khi truyӅn qua môi trѭӡng, do môi trѭӡng có ma sát và hҩp thө nhiӋt nên cѭӡng ÿӝ cӫa siêu âm giҧm theo lӵc quy luұt:

trѭӡng, nӃu môi trѭӡng có chiӅu dҫy x, còn D là hӋ sӕ hҩp thө cӫa môi trѭӡng, e là cѫ

sӕ lôgarit tӵ nhiên bҵng 2,71828

Qua thӵc nghiӋm ngѭӡi ta thҩy D tӍ lӋ vӟi bình phѭѫng tҫn sӕ, tӍ lӋ nghӏch vӟi mұt

ÿӝ môi trѭӡng nên siêu âm bӏ hҩp thө nhiӅu trong không khí, ÿӗng thӡi so mһt phân giӟi cӫa môi trѭӡng nào ÿó vӟi môi trѭӡng không khí phҧn xҥ nhiӅu sóng siêu âm nên

ӣ trên da phҧi bôi mӝt lӟp dҫu, hoһc ngâm cҧ dҫu phát siêu âm lүn bӝ phұn cҫn ÿiӅu trӏvào nѭӟc Sӵ hҩp thө năng lѭӧng siêu âm cӫa môi trѭӡng thӇ hiӋn bҵng sӵ tăng nhiӋt

ÿӝ Mӭc tăng cӫa nhiӋt ÿӝ phө thuӝc vào tӍ lӋ cӫa môi trѭӡng, nhiӋt ÿӝ môi trѭӡng bên ngoài Lӧi dөng ÿһc tính này ngѭӡi ta dùng siêu âm làm dãn các mҥch máu ngoҥi biên

ÿӇ tăng cѭӡng tính thҭm thҩu cӫa tӃ bào biӇu bì, do ÿó có tác dөng chӕng viêm

Lúc qua mһt phân giӟi giӳa hai môi trѭӡng, siêu âm tҥo nên sӭc ép vào mһt này Sӭc ép tӍ lӋ thuұn vӟi luӗng siêu âm ÿi tӟi Vì vұy khi nhúng ÿҫu phát siêu âm vào nѭӟc, siêu âm có thӇ làm nѭӟc bҳn lên cao tӟi vài cm Nhӡ có sӭc ép này các tә chӭcnông cӫa cѫ thӇ bӏ chҩn ÿӝng, ÿó là mӝt cách xoa bóp tӃ bào, mӝt tác dөng rҩt quý

Siêu âm là sóng dӑc, khi truyӅn nó làm biӃn dҥng nén dãn môi trѭӡng: có vӏ trí mұt

ÿӝ môi trѭӡng lӟn vì các phân tӱ bӏ ép lҥi; có vӏ trí mұt ÿӝ môi trѭӡng nhӓ vì các phân

tӱ dãn cách xa nhau Khi công suҩt máy lӟn, tҥi nѫi mұt ÿӝ môi trѭӡng lӟn, áp suҩtnén có thӇ tӟi hàng vҥn atmôtphe; còn tҥi nѫi mұt ÿӝ nhӓ các phân tӱ bӏ dãn ra vӟi "áp suҩt dãn" có trӏ sӕ tѭѫng tӵ

Lӵc dãn các phân tӱ nhѭ vұy ÿӫ lӟn ÿӇ thҳng lӵc hút giӳa các phân tӱ, môi trѭӡng

này sӁ bӏ hѫi nѭӟc hoһc các khi hoà tan chiӃm chӛ HiӋn tѭӧng tҥo thành lӛ ÿóng vai trò quan trӑng, gҳn liӅn các hiӋn tѭӧng ÿiӋn, ÿiӋn hoá ÿѭӧc áp dөng trong nhiӅungành

Do hiӋn tѭӧng tҥo thành lӛ, các tӃ bào sӕng ÿһc biӋt là hӗng cҫu và trích trùng có thӇ bӏ vӥ Trong y hӑc dùng hiӋn tѭӧng tҥo thành lӛ ÿӇ chӕng ÿông máu, diӋt trùng

Vì siêu âm truyӅn qua ÿѭӧc các mô trong cѫ thӇ, làm cho các tӃ bào bӏ chҩn ÿӝng,

cѫ thӇ hҩp thө cӫa siêu âm mӝt nhiӋt lѭӧng ÿáng kӇ nên ngѭӡi ta dùng nó ÿӇ chӳa mӝt

sӕ bӋnh, chҷng nhӳng ӣ ngoài da mà còn cҧ ӣ trong sâu

Nhӳng bӋnh chӳa bҵng siêu âm hiӋu quҧ nhҩt là các chӭng ÿau các dây thҫn kinh, ÿһc biӋt là dây thҫn kinh toҥ, thҩp khӟp v.v

Lѭu ý không dùng siêu âm ÿiӅu trӏ cho nhӳng ngѭӡi có thai, ÿang bӏ lao, bӏ sӕt và trҿ em

Gҫn ÿây, ngѭӡi ta ÿã bҳt ÿҫu dùng nhӳng sóng siêu âm có cѭӡng ÿӝ lӟn (1,4 x 107

triӇn vӑng rҩt hӳu ích trong y hӑc

Siêu âm ÿѭӧc ӭng dөng vào chҭn ÿoán bӋnh là nhӡ các ÿһc ÿiӇm sau:

- Có thӇ tҥo chùm siêu âm song song hoһc hӝi tө vào mӝt ÿiӇm nhӓ, hoһc phân kǤ

- Chùm siêu âm song song truyӅn qua môi trѭӡng, bӏ môi trѭӡng hҩp thө, cѭӡng

ÿӝ giҧm theo quy luұt:

- Chùm siêu âm gһp mһt phân giӟi giӳa hai môi trѭӡng sӁ phҧn xҥ Khi hai môi trѭӡng có âm trӣ rҩt khác nhau thì sӵ phҧn xҥ lҥi càng mҥnh

- Tác ÿӝng cӫa siêu âm lên tӃ bào không gây nên các ÿӝt biӃn di truyӅn nên dùng cho phө nӳ có thai, thai nhi ÿӥ nguy hiӇm hѫn tia X nhiӅu lҫn

6.3 Ch ҭn ÿoán bҵng hình ҧnh siêu âm

Sѫ ÿӗ nguyên lý cách tҥo hình ҧnh siêu âm ÿӇ chҭn ÿoán bӋnh nhѭ sau:

trong cẖn ÿoán (Hình1.17)

1- Máy phát và ÿҫu phát - thu siêu âm

khi ô tô ÿi xa thì tҫn sӕ lҥi thҩp dҫn ÿi (nghe nhѭ trҫm xuӕng)

Vұy hiӋu ӭng Doppler là hiӋu ӭng lӋch tҫn sӕ giӳa nguӗn phát và nguӗn thu thu ÿѭӧc khi chúng chuyӇn ÿӝng tѭѫng ÿӕi vӟi nhau

8.2 Giҧi thích

nguӗn thu

ÿӝng ÿҫu tiên cách máy phát mӝt ÿoҥn là (c-v)

Vұy bѭӟc sóng cӫa máy thu nhұn ÿѭӧc là:

Tҫn sӕ cӫa máy thu:

Tӯ ÿây ta suy ra ÿӝ dӏch tҫn sӕ:

Tӯ công thӭc (*) ta thҩy:

' f > 0 khi v > 0: nguӗn phát ÿӃn gҫn nguӗn thu Tҫn sӕ thu lӟn hѫn tҫn sӕ phát (f

> f0)

8.3 Ӭng dөng

HiӋu ӭng Doppler dùng ÿӇ xác ÿӏnh tӕc ÿӝ chuyӇn ÿӝng cӫa các vұt khi xác ÿӏnh

chuyӇn ÿӝng phҧn xҥ lҥi vӟi tҫn sӕ f

Lúc sóng âm quay vӅ nguӗn phát lҥi ÿóng vai trò máy thu Trong máy siêu âm Doppler ngѭӡi ta dùng ÿҫu dò (phát - thu)

Trong thӵc tӃ ngѭӡi ta dùng ÿӇ ÿo tӕc ÿӝ tàu hoҧ, ô tô ÿang chҥy

Trong Y hӑc ÿo sӵ co bóp cӫa cѫ tim, ÿo tӕc ÿӝ di chuyӇn cӫa hӗng cҫu, lѭu lѭӧngmáu, chuҭn ÿoán các bӋnh vӅ tuҫn hoàn máu

CHѬѪNG 2 ĈӜNG LӴC HӐC CHҨT ĈIӆM - NĂNG LѬӦNG

Ĉӝng lӵc hӑc là phҫn cѫ hӑc nghiên cӭu mӕi liên hӋ giӳa chuyӇn ÿӝng cѫ hӑc và tѭѫng tác giӳa các vұt

Ĉӏnh luұt Niutѫn I cho ta nghiên cӭu chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt ÿiӇm không chӏu tác dөng nào bên ngoài (chҩt ÿiӇm cô lұp) Ĉӏnh luұt phát biӇu:

M ͡t ch̭t ÿi͋m giͷ nguyên tr̩ng thái ÿͱng yên hay chuy͋n ÿ͡ng th̷ng ÿ͉u

ch ͳng nào ch˱a có tác dͭng bên ngoài bu͡c nó ph̫i thay ÿ͝i tr̩ng thái này.

Tính chҩt bҧo toàn trҥng thái ÿӭng yên hay chuyӇn ÿӝng thҷng ÿӅu gӑi là quán tính cӫa vұt

ÿúng ÿӏnh luұt quán tính gӑi là hӋ quy chiӃu quán tính, các hӋ quy chiӃu ÿӭng yên hay chuyӇn ÿӝng tӏnh tiӃn thҷng ÿӅu vӟi hӋ quy chiӃu quán tính cho ӣ trѭӟc ÿӅu là hӋ quy chiӃu quán tính

Ví dө: Mӝt ngѭӡi ÿang ÿӭng yên trên con tàu chuyӇn ÿӝng thҷng ÿӅu Khi ÿóngѭӡi cNJng chuyӇn ÿӝng vӟi vұn tӕc v = const

Bӛng nhiên tàu ÿӭng lҥi, do quán tính ngѭӡi vүn tiӃp tөc chuyӇn ÿӝng, nên ngѭӡi

bӏ ngã vӅ phía ӣ trѭӟc Tѭѫng tӵ ngѭӡi bӏ ngã vӅ phía sau khi tàu ÿang ÿӭng yên bҳtÿҫu chuyӇn ÿӝng

Ĉӏnh luұt Niutѫn II cho ta biӃt chuyӇn ÿӝng cѫ hӑc cӫa mӝt chҩt ÿiӇm thay ÿәi nhѭthӃ nào khi nó chӏu tác dөng cӫa các vұt bên ngoài

2.1 Ĉӏnh luұt Niutѫn thӭ hai dҥng cә ÿiӇn

Phát biӇu: Gia t͙c mà ch̭t ÿi͋m thu ÿ˱ͫc tͽ l͏ thu̵n vͣi l͹c tác dͭng lên ch̭t

ÿi͋m và tͽ l͏ ngh͓ch vͣi kh͙i l˱ͫng cͯa ch̭t ÿi͋m.

Phѭѫng trình (2) gӑi là phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa ÿӏnh luұt Niutѫn II Tӯ phѭѫngtrình trên ta có thӇ xác ÿӏnh ÿѭӧc gia tӕc cӫa mӝt chҩt ÿiӇm khi biӃt các lӵc tác dөng

Tӯ ÿó nӃu biӃt vӏ trí, vұn tӕc ban ÿҫu nó cho phép xác ÿӏnh trҥng thái chuyӇn ÿӝng

2.2 BiӇu thӭc tәng quát cӫa ÿӏnh luұt Nguӗn II

Ĉây là biӇu thӭc tәng quát cӫa ÿӏnh luұt Niutѫn II

Phát biӇu: T͙c ÿ͡ bi͇n thiên ÿ͡ng l˱ͫng cͯa ch̭t ÿi͋m theo thͥi gian b̹ng l͹c

s ͅ tác dͭng lên ch̭t ÿi͋m A m͡t l͹c F&2

có càng ph ˱˯ng, ng˱ͫc chi͉u vͣi F&1

và có ÿ͡ lͣn b̹ng ÿ͡ lͣn cͯa F&1

hai l ͹c F&1

và F&2

tr ͹c ÿ͙i nhau)

4 ĈӎNH LUҰT BҦO TOÀN ĈӜNG LѬӦNG TRONG CѪ Hӊ KÍN

Ĉӝng lѭӧng là mӝt ÿҥi lѭӧng ÿһt trѭng cho chuyӇn ÿӝng vӅ mһt ÿӝng lӵc hӑc và

Suy rӝng ra: nӃu hӋ cô lұp gӗm n chҩt ÿiӇm ta sӁ có:

Vұy: T͝ng các véc t˯ ÿ͡ng l˱ͫng cͯa các ch̭t ÿi͋m trong m͡t h͏ c˯ h͕c kín

không bi͇n ÿ͝i theo thͥi gian (Hay là nó ÿѭӧc bҧo toàn theo thӡi gian)

Ӭng dөng: Ĉӏnh luұt trên cNJng ÿúng cho cҧ nhӳng hӋ cѫ hӑc chӏu tác dөng cӫangoҥi lӵc, nhѭng các lӵc cân bҵng nhau hoһc ngoҥi lӵc rҩt nhӓ so vӟi nӝi lӵc, có thӇ

bӓ qua

- Giҧi thích sӵ giұt lùi cӫa súng, chuyӇn ÿӝng cӫa tên lӱa

Ý nghƭa: Ĉӏnh luұt bҧo toàn ÿӝng lѭӧng là mӝt ÿӏnh luұt cѫ bҧn cӫa tӵ nhiên,

5 CÔNG VÀ CÔNG SUҨT

5.1 Công

Khái niӋm vӅ công ÿã có trong ÿӡi sӕng hàng ngày

Thӵc vұy, khi kéo mӝt gҫu nѭӟc, ÿҭy xe, ta nói ta ÿã thӵc hiӋn công

Lӵc càng lӟn, chuyӇn rӡi càng xa thì công sinh ra càng nhiӅu

Trong vұt lý ngѭӡi ta nói rҵng lӵc sinh công cѫ hӑc khi

ÿiӇm ÿһt cӫa lӵc chuyӇn dӡi

là không ÿәi, ÿoҥnÿѭӡng dӏch chuyӇn là thҷng

Giҧ sӱ ÿiӇm ÿһt cӫa lӵc chuyӇn dӡi mӝt ÿoҥn MM' = S

Công do lӵc sinh ra ӭng dӏch chuyӇn MM' ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa:

biӃn ÿәi và ÿoҥn ÿѭӡng dӏch chuyӇn là cong

ĈӇ tính công trong dӏch chuyӇn MM' ta chia ÿoҥn ÿѭӡng cong MM' thành các ÿoҥn dӏch chuyӇn vô cùng nhӓ dS có thӇ coi nhѭ là thҷng, sao cho trên mӛi ÿoҥn

có thӇ coi là không ÿәi

Vi phân công cӫa lӵc trong dӏch chuyӇn vô cùng

nhӓ theo ÿӏnh nghƭa:

NӃu gӑi dA là công mà lӵc sinh ra trong thӡi gian dt thì công suҩt sӁ bҵng:

Công suҩt bҵng tích vô hѭӟng cӫa lӵc tác dӵng vӟi vec tѫ vұn tӕc cӫa chuyӇn dӡi.Ĉѫn vӏ:

6.1 Khái niӋm vӅ năng lѭӧng

Vұt chҩt luôn vұn ÿӝng không ngӯng Mӭc ÿӝ vұn ÿӝng cӫa chúng có thӇ rҩt khác nhau ĈӇ ÿһc trѭng cho mӭc ÿӝ vұn ÿӝng cӫa vұt chҩt ngѭӡi ra ÿa ra khái niӋm nănglѭӧng

Năng lѭӧng là thѭӟc ÿo mӭc ÿӝ vұn ÿӝng cӫa vұt chҩt Mӝt hӋ vұt chҩt có nănglѭӧng thì nó sӁ có khҧ năng sinh công

Ví dө: Mӝt viên ÿҥn ÿang bay vұn ÿӝng (cѫ hӑc) nó có năng lѭӧng, có khҧ năngsinh công thҳng công cҧn cӫa gӛ khi xuyên vào gӛ Mӝt búa máy ӣ ÿӝ cao h sӁ có năng lѭӧng, nó có khҧ năng sinh công làm biӃn dҥng các vұt khác khi nó rѫi và ÿұpvào các vұt ÿó Hѫi nѭӟc ӣ áp suҩt và nhiӋt ÿӝ cao (vұn ÿӝng nhiӋt) có khҧ năng sinh công kéo các toa xe lӱa

Rõ ràng khi hӋ thӵc hiӋn công thì năng lѭӧng cӫa hӋ biӃn thiên

Thӵc nghiӋm chӭng tӓ ÿӝ biӃn thiên năng lѭӧng cӫa hӋ bҵng công mà hӋ trao ÿәivӟi bên ngoài

Năng lѭӧng cѫ hӑc (gӑi là cѫ năng) có thӇ tách thành hai thành phҫn: Ĉӝng năngphө thuӝc vào vұn tӕc, tӭc là phө thuӝc vào chuyӇn ÿӝng cӫa vұt và thӃ năng phөthuӝc vào vӏ trí, tӭc là phө thuӝc vào tѭѫng tác giӳa các vұt.

6.2 Ĉӝng năng và ÿӏnh lý vӅ ÿӝng năng

Ĉӝng năng cӫa mӝt vұt là phҫn cѫ năng ӭng vӟi chuyӇn dӡi cӫa vұt ÿó.

ĈӇ xác ÿӏnh biӇu thӭc cӫa ÿӝng năng, ta

hãy xét trѭӡng hӧp cө thӇ

, mӝt chҩtÿiӇm có khӕi lѭӧng m dӏch chuyӇn tӯ vӏ trí 1

trong chuyӇn dӡi tӯ 1 ÿӃn 2 là:

Theo Ĉӏnh luұt Niutѫn II:

Gӑi ÿҥi lѭӧng

(ÿӝng năng cӫa chҩt ÿiӇm)

Ý nghƭa: nӃu mӝt vұt ÿӭng yên v = 0 thì Ed = 0, Ed > 0 nӃu ta tác ÿӝng mӝt ngoҥilӵc lên vұt ta có thӇ truyӅn cho nó mӝt ÿӝng năng.

Mӝt vұt có ÿӝng năng thì có khҧ năng sinh công Ví dө: dòng nѭӟc chҧy có thӇlàm quay bánh xe nѭӟc

ThӃ năng là năng lѭӧng phө thuӝc vào vӏ trí cӫa vұt Trong thӵc tӃ có thӇ xҧy ra trѭӡng hӧp công cӫa ngoҥi lӵc không làm thay ÿәi ÿӝng năng cӫa vұt, mà chӍ làm thay ÿәi vӏ trí cӫa vұt, do ÿó làm thay ÿәi tѭѫng tác giӳa các vұt, tӭc là làm thay ÿәi thӃnăng cӫa chúng

7.1 Khái niӋm vӅ trӑng trѭӡng

Xung quanh quҧ ÿҩt có mӝt trѭӡng hҩp dүn Trѭӡng hҩp dүn này gӑi là trӑngtrѭӡng BiӇu hiӋn cӫa trӑng trѭӡng là mӝt vұt có khӕi lѭӧng m khi ÿӭng gҫn quҧ ÿҩtÿӅu chӏu tác dөng cӫa trӑng trѭӡng:

Trong mӝt phҥm vi không gian không rӝng lҳm,

không thay ÿәi vӅ phѭѫng chiӅu và ÿӝ lӟn

Ta nói trong không gian ÿó có mt trӑng trѭӡng ÿӅu

7.2 ThӃ năng trong trӑng trѭӡng

ĈӇ tính thӃ năng cӫa chҩt ÿiӇm ӣ ÿӝ cao h nào ÿó

trong trӑng trѭӡng Ta hãy tính công cӫa trӑng lӵc làm

chҩt ÿiӇm dӏch chuyӇn tӯ vӏ trí ÿó vӅ mһt ÿҩt

Giҧ sӱ ta tính công cӫa trӑng lӵc làm dӏch chuyӇn chҩt ÿiӇm có khӕi lѭӧng m tӯ vӏ

Theo ÿӏnh nghƭa vӅ công:

Ta kӃt luұn: công cӫa trӑng lӵc khi dӏch chuyӇn chҩt ÿiӇm tӯ vӏ trí 1 ÿӃn vӏ trí 2 trong trӑng trѭӡng không phө thuӝc vào dҥng ÿѭӡng dӏch chuyӇn, mà chӍ phө thuӝcvào vӏ trí ÿҫu và vӏ trí cuӕi Ta nói trӑng lӵc là m͡t l͹c th͇, trӑng trѭӡng là mӝt tr˱ͥng

l͹c th͇.

Vì công cӫa trӑng lӵc chӍ phө thuӝc vào vӏ trí ÿҫu và vӏ trí cuӕi nên ӭng vӟi mӛi vӏ

Ĉӝ giҧm thӃ năng cӫa chҩt ÿiӇm trong trӑng trѭӡng trong chuyӇn dӡi nào ÿó bҵngcông cӫa trӑng lӵc trong chuyӇn ÿәi ÿó Suy ra:

ThӃ năng cӫa chҩt ÿiӇm ӣ ÿӝ cao h tính tӯ mһt ÿҩt là:

ÿҩt mӝt ÿӝ cao h là:

* Ý nghƭa: ThӃ năng là dҥng năng lѭӧng ÿһc trѭng cho tѭѫng tác

- ThӃ năng cӫa chҩt ÿiӇm trong trӑng trѭӡng cӫa quҧ ÿҩt là năng lѭӧng ÿһc trѭngcho tѭѫng tác giӳa quҧ ÿҩt vӟi chҩt ÿiӇm

công cͯa tr͕ng l͹c d͓ch chuy͋n ch̭t ÿi͋m tͳ ÿ͡ cao h ÿó tͣi m͡t ÿi͋m trên m̿t ÿ̭t.

Cѫ năng: Cѫ năng cӫa chҩt ÿiӇm bao gӗm ÿӝng năng và thӃ năng

Khi chҩt ÿiӇm khӕi lѭӧng m chuyӇn ÿӝng tӯ vӏ trí 1 ÿӃn vӏ trí 2 trong mӝt trѭӡnglӵc thӃ thì công cӫa trѭӡng lӵc cho bӣi:

Nhѭng theo ÿӏnh lý vӅ ÿӝng năng (nӃu chҩt ÿiӇm chӍ chӏu tác dөng cӫa trѭӡng lӵc