kien thuc co ban VAT LY

- Giữa 2 cực tiểu chính liên tiếp có các cực đại chính thoả: m λd... λ m: Bước sóng ứng với NSPXĐS lớn nhất ủa VĐTĐThuyết lượng tử của Planck: Các nguyên tử bức xạ năng lượng thành từng

TRƯỜNG ĐIỆN TỪ

(C )

❑

⃗E d ⃗l=∫

S

❑

−∂ ⃗B

∂ ⃗t d ⃗S rot ⃗ E=−∂ ⃗ B

∂ ⃗t

(C )

❑

⃗H d ⃗l=∫

S

❑

(⃗j dẫn+∂ ⃗ D

∂ ⃗t ) d ⃗S rot ⃗ H =⃗j+ ∂ ⃗ D

∂ ⃗t

Gauss điện

S

❑

⃗D d ⃗S=∑

i

❑

Gauss từ

S

❑

⃗j dẫn =σ ⃗E (σ là điện dẫn suất)

⃗j dịch=∂ ⃗ D

∂ ⃗t

Sóng điện từ:

c= 1

√ε o μ o

n=√εμ

v= c

√εμ=c

n= 1

√ε o μ o εμ

Vecto Poynting: ⃗S=[⃗E ;⃗ H]

Cường độ sóng điện bằng giá trị trung bình theo thời gian độ lớn của vecto Poynting trong một số nguyên lần chu kỳ: I =S

Sóng âm tần – cao tần (sóng mang):

DAO ĐỘNG DAO ĐỘNG TẮT DẦN

F c =rv

ω o=k

m

2 β= r

m

x = A o e −βtcos(ωt +φ) (ω o > β)

ω=√ω o2

−β2

Giảm lượng loga: δ= ln(A t)

ln(A t +T)=βT

DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

F =F ocos(Ω t )

x = Acos (Ω t +Φ)

m√ (ω o2

−Ω2)2

+4 β2Ω2 => A max ⇔ Ω2=ω o

2

2 mβ√ω2o

−β2

tan(Φ)= 2 β Ω

Ω2−ω o2

GIAO THOA Bản mỏng: Đặt trong môi trường có chiết suất nhỏ hơn

∆ L =2d√n2−sin (i)2

2

Nêm:

- Nêm không khí: ∆ L =2d+ λ

2

- Nêm thuỷ tinh: ∆ L =2nd−2λ

Vân tròn Newton:

∆ L =2d+ λ

2

r=√2 Rd

Giao thoa kế Michelson: l =m λ

2

NHIỄU XẠ Đới cầu Frenel:

- Diện tích mỗi đới cầu: Δ S=πλRb

R +b

- Nguồn điểm: r=√kλ Rb

R +b

- Nguồn song song R ⟶ ∞: r=√kλb

- Biên độ sóng: a M=a1

2 ±

a n

Lỗ tròn:

- Sáng nhất: n=1

- Tối nhất: n=2

- Sáng hơn bình thường: n lẻ

- Tối hơn bình thường: n chẵn

Đĩa tròn: aM=a n+1

Khe hẹp:

- Cực đại trung tâm: sinφ=0

- Cực đại thứ cấp: sinφ=(k+1

2)λ

- Cực tiểu: sinφ =k λ

=> Cực đại trung tâm chiếm 2 λ b

Cách tử:

d: Chu kỳ của cách tử (khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp)

1/d: Số khe trên 1 đơn vị chiều dài

N: Tổng số khe

b: Bề rộng mỗi khe

- Các khe đều đạt cực tiểu => Cực tiểu chính: sinφ =k λ

- Các khe giao thoa => Cực đại chính: sinφ =m λ

- Giữa 2 cực tiểu chính liên tiếp có các cực đại chính thoả: m λ

d <k λ

b

- Giữa 2 cực đại chính liên tiếp có:

+ N-1 cực tiểu phụ

+ N-2 cực đại phụ

- Nếu cực đại chính trùng với cực tiểu chính (m λ

d =k λ

b) thì tại đó chỉ quan sát được cực tiểu chính, nhưng khi tính cực đại (cực tiểu) phụ thì vẫn coi tại đó có cực đại chính

- Năng suất phân li: R= λ

Δ λ =Nk

- Độ tán sắc góc: D=dφ

dλ (φ ứng với cực đại chính)

Nhiễu xạ tia X trên tinh thể: Δ L =2dsinφ (d là khoảng cách giữa 2 mặt phẳng nguyên tử liên tiếp)

THUYẾT TƯƠNG ĐỐI

PHÉP BIẾN ĐỔI LOREN

v lấy trị đại số

Galile: x =x '

+vt x ' co lại: x=x '

γ +vt

x '

=γ ( x−vt ) y ' = y z ' =z

t ' =γ(t− v

c2x)

PHÉP BIẾN ĐỔI VẬN TỐC

Hệ 2 chuyển động với vận tốc ⃗v2/1 theo phương Ox so với hệ 1

Tất cả vận tốc đều lấy trị đại số

v x 3/1= v x 3/2 +v2/1

1 +v x 3/2 v2/1

c2

v y 3/1=

v y 3/2 .√1 −v

2

c2

1+v x 3/2 v2/1

c2

v y 3/1=

v y 3/2 .√1 −v

2

c2

1+v x 3/2 v2/1

c2

HỆ QUẢ

Tính tương đối của sự đồng thời:

t ' =γ(t− v

c2x)=> t2' −t1' =γ[(t2−t1)− v

c2( x2−x1)]

- Nếu sự kiện 1 và 2 xảy ra độc lập thì: nếu t2−t1>0 tì t2'

−t1

' có thể <0

- Nếu sự kiện 1 và 2 có liên quan với nhau: x2−x1=u(t2−t1 )

=> t2' −t1'

=γ (t2−t1)(1−uv

c2)

=> Nếu t2−t1>0 tì t2'

−t1

'

>0 => Nguyên nhận luôn xảy ra trước kết quả

Sự co độ dài: Thanh chuyển động ngắn hơn thanh đứng yên

l=l o

γ (l o là chiều dài riêng vì đứng yên)

Sự giãn nở của thời gian:

2 sự kiện xảy ra tại cùng 1 vị trí trong hệ “phẩy”, hệ “phẩy” chuyển động so với hệ

“không phẩy”

∆ t =γ ∆ t o (∆ t o =∆ t '

) (∆ t o là thời gian riêng vì cùng 1 vị trí)

Khoảng không – thời gian: Bất biến ∆ s=√(c ∆ t )2

−( ∆ x2

+∆ y2

+∆ z2

)

ĐỘNG LƯỢNG

⃗p=γm ⃗v

⃗F= d ⃗p

dt

NĂNG LƯỢNG

E =γm c2

=m c2

+W đ

E2=(m c2

) 2

+( pc )2

DOPPLE TƯƠNG ĐỐI TÍNH

Xuyên tâm:

Lại gần: f =f o√c +v

c −v

Ra xa: f =f o√c −v

c +v

Không xuyên tâm:

thu một góc θ

f =f o √1−v 2

/c2

1−v

c cos ⁡ (θ )

Ngang: Phương chuyển động vuông góc với đường nối => θ=0

f =f o√1−v 2

/c2

QUANG LƯỢNG TỬ Năng suất phát xạ toàn phần:

(ở nhiệt độ nhất định)

RT=Năng lượng bức xạ / 1 đơn vị diện tích / 1 đơn vị thời gian

Năng suất phát xạ đơn sắc (hệ số phát xạ đơn sắc):

(ứng với 1 bước sóng ở nhiệt độ nhất định)

r T , λ=d R T

dλ

Hệ số hấp thụ toàn phần: α T=NL hấp thụ

NL đến =d Φ T , λ

'

d Φ T , λ

Hệ số hấp thụ đơn sắc: α T , λ=d Φ T , λ

'

d Φ T , λ

Định luật Kirchhoft: Hàm phổ biến: f (T , λ)= r T , λ

α T , λ

=> Vật đen tuyệt đối có r T , λ =f (T , λ)

=> Gọi hàm phổ biến là năng suất phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối

- Ý nghĩa của định luật:

+ Vật bất kì: r T , λ =α T , λ f (T , λ)<f (T , λ)

=> Vật bất kì phát xạ yếu hơn VĐTĐ ứng với mỗi T , λ

+ Vật bất kì phát xạ được bước sóng λ ở nhiệt độ T

<=> r T , λ ≠ 0 ⟺{ α T , λ ≠ 0

f (T , λ)≠ 0 ⟺{Vật hấp thụ được λ ở T

VĐTĐ phát được λ ở T

Định luật Stefan - Boltzmann: (thực nghiệm)

R T =σ T4 (σ ≈ 5 ,67.10−8 W

m2K4)

Định luật Wien: (thực nghiệm)

λ m .T =b

b=2,898.10-3 mK

λ m: Bước sóng ứng với NSPXĐS lớn nhất ủa VĐTĐ

Thuyết lượng tử của Planck: Các nguyên tử bức xạ năng lượng thành từng

phần nhỏ: ε =hf

Hàm phổ biến:

f (T , λ)= 2 πh c2

λ5 . 1

e

hc λkT−1 hoặc f (T , f )= 2 πh f

3

c2 . 1 e

hf

kT−1

=> Định luật Stefan – Boltzmann và Wien, năng lượng gián đoạn

Thuyết photon của Einstein: Ánh sáng cấu tạo từ những hạt photon, mỗi photon

có năng lượng và động lượng nhất định

ε =hf p=h

λ

=> Bản chất sự gián đoạn năng lượng là do tính chất hạt

Tán xạ Compton: Photon đến  photon tán xạ và electron tán xạ

λ '

−λ=λ c (1−cosθ )

λ c= h

CƠ HỌC LƯỢNG TỬ Các hệ thức DeBroglie:

{ E =hf = ω ℏ

p=h

λ ; ⃗p=ℏ ⃗k(ℏ= h

2 π)

Hệ thức bất định Heisenberg:

∆ x ∆ p ≥ ℏ

2

Δ x Δ p ≈ h

∆ T ∆ E ≥ ℏ

2

Hàm sóng: Ψ (⃗r ,t )=Ψ o exp ⁡[ưi

ℏ ( Etư⃗p ⃗r )]

- Hàm sóng không có ý nghĩa vật lý, chỉ có biên độ của hàm sóng có ý nghĩa vật lý

- Xác suất tìm hạt trong thể tích V: P V=∫

V

❑

|Ψ| 2

dV

∞

❑

|Ψ| 2

dV=1

- Điều kiện của hàm sóng:

+ Đơn trị

+ Hữu hạn

+ Liên tục

+ Đạo hàm cấp 1 liên tục

Phương trình Schrodinger dừng: ∇2Ψ=2 m

ℏ2 ( EưU )Ψ =0

Hạt trong giếng thế 1 chiều:

- Dạng thế năng: U={ 0 khi 0<x<a

∞ khi x ≤ 0 , x ≥ a

- Hàm sóng: Ψ n=√2

asin nπx a

- Năng lượng: E n= π2ℏ2

2 m a2n2

Hạt trong giếng thế 3 chiều:

- Dạng thế năng: U={0 khi 0 <x<a1, 0 < y<a2, 0 <z<a3

∞ khi bên ngoài giếng

- Hàm sóng: Ψ n=√ 8

a1a2a3sin

n1πx

a1 sin

n2πy

a2 sin

n3πz

a3

- Năng lượng: E n=π2ℏ2

2 m (n12

a12+n2

2

a22+n3

2

a32)

Hiệu ứng đường ngầm:

- Dạng thế năng: U={0 khi x ≤ 0 , x ≥ a

U o khi 0 <x<a

- Hệ số truyền qua: D =D o exp ⁡[−2a

ℏ √2 m (U o −E )] (D o=16 E (U o −E )

U o2 )

- Nếu rào thế có bất kì: D =D o exp ⁡[−2

ℏ ∫

x1

x2

√2 m (U ( x )−E )dx]

Trong đó:

Do là hằng số dương

x1, x2 là toạ độ điểm tại đó E=U

VẬT LÝ NGUYÊN TỬ

- Hàm sóng Ψ nlm m s, trạng thái lượng tử phụ thuộc vào:

+ n=1,2,3,…: số lượng tử chính

+ l=0,1,2,…,n-1: số lượng tử quỹ đạo

+ m=0, ±1, ±2,…,±l: số lượng tử từ

+ ms=±1

2 (nếu kể đến spin)

- Năng lượng phụ thuộc vào:

+ n

+ l

+ j=|l ±1

2|: số lượng tử toàn phần

- Ký hiệu trạng thái: nxj

- Ký hiệu mức năng lượng: n2Xj

- Quy tắc lựa chọn (khi chuyển mức):

+ Chuyển từ mức cao về mức thấp

- Năng lượng của electron:

Hidro: En=−13 ,6

Kim loại kiềm: En,l=(n+∆ −13 ,6

l) 2(eV )

- Bán kính quỹ đạo: rn=ron2 (ro=5,3.10-11m)

- Momen quỹ đạo (momen động lượng quỹ đạo)

+ Độ lớn: L=√l (l+1)ℏ

+ Hình chiếu lên phương z: L z =mℏ

- Momen từ quỹ đạo:

+ Độ lớn: μ =μ B√l (l+1)

+ Hình chiếu lên phương z: μ z =−m μ B

+ μ B= eℏ

2 m e =9 ,27.10−24 (J/T)

- Momen spin:

+ Độ lớn: S=√s ( s+1)ℏ=√3

2: số lượng tử spin) + Hình chiếu lên phương z: S z =m s ℏ(m s =±1

2: số lượng tử từ spin)

- Momen từ spin:

+ ⃗μ s=−e

m e ⃗S

+ Hình chiếu lên phương z: μ s , z =± μ B

+ Độ lớn: J=√j ( j+1)ℏ

+ Hình chiếu lên phương z: J z =m j ℏ

(mj= -j, -j+1, j+2,…, j: số lượng tử từ toàn phần)

VẬT LÝ HẠT NHÂN

- Bán kính hạt nhân: R =R o3

√ARo=1,2.10-15(m)=1,2(fm)

- Lưu ý về khối lượng:

+ 1u = 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon 12C

+ Khối lượng nguyên tử bất kì tính theo đơn vị u = số khối

=> Khối lượng hạt nhân = số khối – khối lượng e (theo đơn vị u)

- Phóng xạ: N =N o e −λt =N o2

−t

T (λ=ln 2

T )

- Độ phóng xạ: H=−dN

- Phản ứng hạt nhân: Bảo toàn điện tích, số khối, năng lượng toàn phần, động lượng

- Năng lượng W của phản ứng hạt nhân:

+ Bằng tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng – sau phản ứng + Toả năng lượng: W>0

+ Thu năng lượng: W<0

- Năng lượng ngưỡng (của phản ứng thu năng lượng):

+ Kng=(1+m/M).|W|

+ m: Khối lượng hạt bắn phá

+ M: khối lượng hạt bị bắn phá

- Phân loại phản ứng hạt nhân:

+ Phân hạch: 1 hạt nặng thành 2 hạt trung bình

+ Nhiệt hạch: 2 hạt nhẹ thành hạt năng hơn