Bài giảng Vật lí 12 - Ôn tập tổng hợp kiến thức Vật lí - Trường THPT Tiên Du số 1

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 12 - Ôn tập tổng hợp kiến thức Vật lí - Trường THPT Tiên Du số 1

1. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 1
2. Dao động điều hịa 1. Định nghĩa: Dao động điều hịa là dao động mà li độ của vật biến thiên theo thời gian theo hàm sin hay cos 2. Phương trình dđđh: 3. Chu kì và tần số t = 표푠(휔푡 + 휑) Chu kì (T) là khoảng thời gian để vật thực T = x - Li độ (m) hiện một dao động tồn phần. Đơn vị là (s) n A - Biên độ dđ (m) Tần số (f) là số dđ tồn phần thực hiện 1 n f ==  - Tần số gĩc (rad/s) được trong một giây. Đơn vị là Héc (Hz): Tt (t + ) - Pha dđ (rad) 2 - Liên hệ  ==2 f - Pha ban đầu (rad) T 4. Liên hệ giữa ➢ Biên độ dao động bằng bán kính đường trịn dđ đh và chuyển ➢ Tần số gĩc bằng tốc độ gĩc của chuyển động trịn động trịn đều ➢ Pha dao động bằng gĩc hợp bởi bán kính OM với trục ox 2
3. 5. Vận tốc(v) Biểu thức : v= x’ = - Asin(t + ) = Acos(t + +π/2) ✓ Vận tốc biến thiên điều hịa cùng tần số và sớm pha hơn li độ ✓πVéc/2 tơ vận tốc luơn cùng hướng chuyển động ✓ Cơng thức độc lập thời gian 2 푣2 푣2 + = 1 → 2 + = 2 2 ( 휔)2 휔2 6. Gia tốc (a) Biểu thức: a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = 2Acos(t + +π) ➢ Gia tốc biến thiên điều hịa cùng tần số và ngược pha với li độ, sớm pha hơn vận tốc gĩc π/2 ➢ Véc tơ gia tốc luơn hướng về vị trí cân bằng ➢ Cơng thức độc lập thời gia a = - 2x. 3
4. 7. Lực kéo về (F) 2 Biểu thức: 퐹 푣 = = − 휔 Nhận xét: ➢ Lực kéo về luơn hướng về vị trí cân bằng. ➢ Độ lớn lực kéo về tỉ lệ với độ lớn của li độ 8. Đồ thị của dđđh 9. Vị trí đặc biệt Vịtrí Tốc độ Độ lớn gia tốc Biên Cân bằng 4
5. CON LẮC LỊ XO 1. Cấu tạo: Con lắc lị xo gồm vật nhỏ cĩ khối lượng m gắn vào lị xo cĩ khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k, một đầu gắn vào điểm cố định. 2. Phương trình dao động 2 Lực Fkv =Fdh = - mω x = -kx ➢Cơ năng của Phương trình: 5. Năng lượng con lắc tỉ lệ với = 표푠(휔푡 + 휑) với 휔2 = bình phương a. Động năng b. Thế năng biên độ dao động. 3. Chu kì, tần số 1 2 1 2 Wd = mv Wt = kx ➢ Khi không có 2 2 ma sát, cơ năng của con lắc c. Cơ năng được bảo toàn. 1 1 1 W= mv2 + kx 2 = kA 2 2 2 2 5
6. CON LẮC ĐƠN 1. Cấu tạo: Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây khơng dãn, khối lượng khơng đáng kể, cĩ chiều dài l 2. Lực kéo về F= - Pt = - mgsinα = - mgα ; (Thành phần tiếp tuyến của trọng lực) 3. Phương trình dao động 푠 = 푆0 표푠(휔푡 + 휑) hay: 훼 = 훼0 표푠(휔푡 + 휑) (với s = αl ,s0 = α0l) 4. Chu kì tần số Điều kiện con lắc đơn dao động điều hịa : - Biên độ nhỏ - Khơng cĩ ma sát( lực cản) 5. Ứng dụng đo gia tốc rơi tự do 6
7. CON LẮC ĐƠN CON LẮC LỊ XO Phương trình dao Phương trình x= Acos(ωt+ ) động Tần số gĩc Tần số gĩc riêng 휔 = Chu kì riêng Chu kỳ T= 2π Tần số riêng Tần số 1 f= 2π 2 Lực kéo về Lực kéo về 퐹 푣 = = − 휔 Năng lượng 7
8. CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC 1. Dao động tắt dần a. Định nghĩa: Là dao động cĩ biên độ giảm dần theo thời gian. b. Nguyên Nhân: Do lực ma sát và lực cản của mơi trường c. Ứng dụng: Thiết bị đĩng cửa tự động, giảm xĩc ơ tơ, xe máy 2. Dao động duy trì a. Dao động được duy trì là dao động giữ cho biên độ khơng đổi mà khơng làm thay đổi chu kì dao động riêng (dung thiết bị cung cấp năng lượng đúng bằng năng lượng tiêu hao do ma sát sau mỗi chu kỳ) b. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. 8
9. 3. Dao động cưỡng bức CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC a. Định nghĩa: Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hồn F = F0cos(ωt) b. Đắc điểm: - tần số bằng tần số của lực cưỡng bức f. - biên độ (A) khơng đổi và phụ thuộc vào • Biên độ của ngoại lực cưỡng bức F0 • Lực cản của mơi trường. • Độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức f và tần số dao động riêng fo của hệ. c. 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 f0 của hệ dao động. Cộng hưởng cĩ lợi: Hộp cộng hường Cộng hưởng cĩ hại: Làm hư hại cơng trình 9
10. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 1. Tổng hợp dao động. x1 =+ A 1 cos ( t 1 ) x2 =+ A 2 cos ( t 2 ) x = x1 + x2 = Acos(ωt + ) Dao động tổng hợp của hai dao động điều hịa cùng phương , cùng tần số là một dao động điều hịa cùng phương, cùng tần số với 2 dao động thành phần 10
11. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 2. Độ lệch pha Nếu ϕ1 > ϕ2 thì dao động 1 sớm pha hơn dao đơng 2 Nếu ϕ1 < ϕ2 thì dao động 1 trễ pha hơn dao đơng 2 A A =|| 12 − A 1 A1 A2 A A2 A2 A1 Hai dao động cùng pha =2k AAAmax=+ 1 2 Hai dao động ngược pha =(2k + 1) AAAmin=− 1 2 22 Hai dao động vuơng pha =(2k + 1) AAA=+12 2 Hai dao động bất kì AAAAA1− 2 1 + 2 11
12. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 2. SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 12
13. SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG 1. Định nghĩa: Sĩng cơ là dao động cơ lan truyền trong một mơi trường. 2. Phân loại Sĩng ngang: Phương dao động Sĩng dọc: Phương dao động trùng vuơng gĩc với phương truyền sĩng. với phương truyền sĩng. 3. Mơi trường truyền sĩng cơ: rắn, lỏng, khí (khơng truyền được trong chân khơng). + Sĩng ngang truyền được trong chất rắn, trên bề mặt chất lỏng. + Sĩng dọc truyền được trong cả chất rắn, chất lỏng và chất khí. 13
14. 4. Các đại lượng đặc trưng v  ==vT. a) Biên độ sĩng tại một điểm: là biên độ dao f động của phần tử mơi trường tại điểm đĩ. 3. Phương trình sĩng b) Chu kì (hoặc tần số) sĩng: là chu kì (hoặc tần số) dao động của các phần tử mơi trường. c) Năng lượng sĩng: là năng lượng dao động của các phần tử của mơi trường. d) Tốc độ truyền sĩng là tốc độ lan truyền dao 2 x uM = Acos  t + − động trong mơi trường (phụ thuộc bản chất và nhiệt  độ mơi trường) Phương trình sĩng là hàm tuần hồn theo e) Bước sĩng là quãng đường mà sĩng truyền được cả khơng gian và thời gian trong một chu kì. - tuần hồn theo thời gian với chu kì T Hay khoảng cách gần nhau nhất giữa hai điểm trên - Tuần hồn theo khơng gian với bước cùng một phương truyền sĩng dao động cùng pha sĩng λ nhau. 14
15. GIAO THOA SĨNG. 1. Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sĩng kết hợp khi gặp nhau thì cĩ những điểm chúng luơn luơn tăng cường lẫn nhau, cĩ những điểm chúng luơn luơn triệt tiêu lẫn nhau. 2 . Điều kiện :Hai sĩng do hai nguồn kết hợp phát ra. + Dao động cùng phương, cùng tần số. + Cĩ hiệu số pha khơng đổi theo thời gian. 4.Phương trình sĩng tổng hợp 3. Vân giao thoa ()()d2−+ d 1 d 1 d 2 uM =−2 A cos cos  t Cực đại giao thoa khi:  d2 - d1 = kλ ; (k = 0; 1; 2 ; 3) Khoảng cách giữa 2 cực Cực tiểu giao thoa khi: đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp trên đoạn thẳng nối 1 2 nguồn là λ/2 d2 - d1 = (k + )λ; (k = 0; 1; 2 2 15
16. 1. Phản xạ sĩng SĨNG DỪNG - Nếu điểm phản xạ cố định thì tại điểm phản xạ sĩng tới và sĩng phản xạ ngược pha - Nếu điểm phản xạ tự do thì tại điểm phản xạ sĩng tới và sĩng phản xạ cùng pha. 2. Sĩng dừng a. Định nghĩa: Sĩng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sĩng dừng. b. Nguyên nhân: Do sự giao thoa của sĩng tới và sĩng phản xạ. Chú ý: Khoảng các giữa hai bụng sĩng liên λ tiếp và hai nút sĩng liên tiếp là 2 16
17. c. Điều kiện xảy ra sĩng dừng Dây cĩ 2 đầu cố định Dây cĩ 1 đầu cố định Điều kiện để cĩ sĩng dừng trên một sơi Điều kiện cĩ sĩng dừng trên một dây cĩ dây cĩ hai đầu cố định là chiều dài sợi một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dây phải bằng một số nguyên lần nửa dài sơi dây bằng một số lẻ lần một phần bước sĩng tư bước sĩng Số bụng sĩng = k Số bụng sĩng = k + 1 Số nút sĩng = k + 1 Số nút sĩng = k + 1 Giao thoa (song dừng) là hiện tượng đặc trưng của sĩng. Quá trình vật lí nào gây ra được hiện tượng giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sĩng. 17
18. Sĩng âm 1. Định nghĩa Sĩng âm (âm) là những sĩng cơ truyền được trong các mơi trường rắn, lỏng, khí. 2. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm 4. Tốc độ truyền âm Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ của mơi trường. 3. Mơi trường truyền âm vrắn > vlỏng > vkhí + Âm truyền được trong các chất rắn, lỏng, khí và khơng truyền được trong chân khơng. + Các vật liệu xốp như bơng, len, ngăn cản âm truyền qua nên được gọi là chất cách âm. 18
19. 5. Các đặc trưng vật lý của âm a) Tần số âm: bằng tần số dao động của nguồn âm. b) Cường độ âm và mức cường độ âm Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng Mức cường độ âm lượng năng lượng mà sĩng âm truyền qua một I I đơn vị diện tích đặt vuơng gĩc với phương truyền LB= lg ( ) L=10lg ( dB ) I âm tại điểm đĩ trong một đơn vị thời gian. I0 0 P (I = 10-12 W/m2: cường độ Im= (W /2 ) 0 4 R2 âm chuẩn) c) Đồ thị dao động âm + Một nhạc cụ phát ra một âm cĩ tần số f0 (gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất) thì bao giờ cũng đồng thời phát ra một loạt các âm khác cĩ tần số 2f0, 3f0, gọi là các họa âm. + Đồ thị dao động âm là tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm. 19
20. 6. Các đặc trưng sinh lý của âm Độ cao (gắn liền với tần số âm) Độ to Đặc trưng sinh lý của âm (gắn liền với mức cường độ âm) Âm sắc (liên hệ với đồ thị dao động âm, giúp phân biệt các nguồn âm) 20
21. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 4. ĐIỆN XOAY CHIỀU GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 21
22. ĐẠI CƯƠNG VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Định nghĩa: Là dịng điện biến thiên tuần hồn theo thời gian theo quy luật của hàm số sin hoặc cơsin. i là cường độ dịng điện tức thời i= I cos(ωt+ ) 0 i I0 cường độ cực đại u là điện áp tức thời u = U0 cos(ωt+ u) U0 điện áp cực đại 2. Nguyên tắc tạo ra Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Từ thơng qua khung dây Giá tri hiệu dụng I = I 0 được định nghĩa dựa  = NBScos(t+φ); 0 = NBS 2 vào tác dụng nhiệt Suất điện động cảm ứng của dịng điện xc, U 0 U = được ghi trên thiết e= −' =  NBSsin (  t + );E0 =  NBS 2 bị và được đo bằng Giá trị cực đại 3. Giá trị hiệu dụng = E = E 0 vơn kế nhiệt , ampe 2 2 kế nhiệt 22
23. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 23
24. MẠCH RLC MẮC NỐI TIẾP i = iR = iL = iC R L C u = uR + uL + uC Giản đồ vectơ Cộng hưởng O ZL>ZC: u sớm pha hơn i UUUU=RLC + + ZL<ZC: u trễ pha hơn i ZL=ZC: u cùng pha hơn i 24
25. Xét một số đoạn mạch đặc biệt C R L R C L UUU=+ RL UUU=+RC UUU=+LC R L,r C 25
26. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG VÀ MÁY BIẾN ÁP 1. Bài tốn truyền tải điện năng đi xa a. Cơng suất hao phí trên đường dây là b. Các biện pháp để giảm cơng suất hao phí? Nguyên tắc hoạt động: - Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Biện pháp chính: Tăng điện áp nơi phát: Biện pháp khác: Giảm điện trở dây dẫn và Cơng thức U2 I1 N2 nâng cĩ hế số cơng suất = = U1 I2 N1 2. Máy biến áp. N > N => U > U : Máy tăng áp. Định nghĩa: Là thiết bị làm thay đổi điện áp của dịng 2 1 2 1 điện xoay chiều khơng làm thay đổi tần số dịng điện. N2 U2 < U1: Máy hạ áp. Cấu tạo - Khung sắt non pha silic. 3. Ứng dụng a. Truyền tải điện năng. - Hai cuộn dây cĩ điện trở nhỏ, độ tự cảm lớn cuốn trên hai cạnh đối diện của khung. b. Nấu chảy kim loại, hàn27 điện
27. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA 1. Cấu tạo Phần cảm là các nam châm điện cĩ cực từ xen kẽ nhau, quay đều quang một trục. (rơto) Phần ứng gồm các cuộn dây giống nhau. Cố định trên một vịng trịn. (Stato) 2. Nguyên tắc hoạt động Theo hiện tượng cảm ứng điện từ (Khi nam châm quay từ thơng qua các cuộn dây biến thiên, sinh ra suất điện động xoay chiều trong các cuộn dây) 3. Cơng thức ω푵 푺 ω Ф Tần số : = pn Suất điện động hiệu dụng: 푬 = = 0 2 p: Số cặp cực từ, ω: Tần số gĩc (rad/s); N: Số vịng dây n: Tốc độ quay của rơ to B: Cảm ứng từ (T) ; (vịng/giây) Ф0: ừ thơng cực đại qua một vịng (Wb) 2 S: Diện tích (m ) 28
28. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1. Cấu tạo - Phần ứng là ba cuộn dây giống nhau gắn cố định lệch nhau 1200 trên một vành trịn. (Stato) - Phần cảm là một lam châm điện cĩ thể quay quanh một trục. (Rơto) 2. Nguyên tắc hoạt động Theo hiện tương cảm ứng điện từ. Suất điện động trong ba cuộn dây cĩ cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau 2 rad. 3 29
29. ĐƠNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1. Nguyên tắc hoạt động Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng từ trường quay. Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường với tốc độ nhỏ hơn (Động cơ khơng đồng bộ). 2. Cấu tạo cuẩ động cơ 3 pha - Stato gồm ba cuơn dây giống nhau đặt lệch nhau 120o trên một vịng trịn - Rơto lồng sĩc là cái lồng hình trụ mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song. 3. Hoạt động của động cơ ba pha - Khi cho dịng xoay chiều ba pha chạy qua ba cuộn dây của stato từ trường tổng hợp tại tâm stato là một từ trường quay. - Rơ to lồng sĩc được đặt trong từ trường quay sẽ bị quay theo với tốc độ nhỏ hơn tốc độ qua của từ trường. 30
30. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 4. DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 31
31. MẠCH DAO ĐỘNG VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1. Mạch dao động. a. Cấu tạo: Mạch dao động gồm một cuộn cảm cĩ độ tự cảm L mắc với một tụ điện cĩ điện dung C thành một mạch điện kín. (Nếu r rất nhỏ gọi là mạch dao động lí tưởng) b. Hoạt động: Theo hiện tượng tự cảm (Tích điện cho tụ điện rồi cho phĩng điện qua cuộn cảm. Tụ điện sẽ phĩng điện qua lại trong mạch nhiều lần, tạo ra một dịng điện xoay chiều trong mạch) Điện tích của một bản tụ Cường độ dịng điện trong mạch i sớm pha hơn q q= 푄 표푠 휔푡 + 휑 0 푞 gĩc π/2 푖 = = 0 표푠 휔푡 + 휑 + 1 푡 2 푣ớ푖 ω = 푞2 푖2 퐿 2 + 2 = 1 푞0 0 32
32. MẠCH DAO ĐỘNG VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 2. Dao động điện từ tự do. a. Định nghĩa: Sự biến thiên điều hịa của cường độ điện trường và cảm ứng từ trong mạch dao động gọi là dao động điện từ tự do 1 = 2 퐿 b. Chu kì và tần số ω= 퐿 1 = 3. Năng lượng điện từ 2 퐿 - Tổng năng lượng điện trường bên trong tụ điện và năng lượng từ trường bên trong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ. - Trong mạch dao động lí tưởng năng lượng điện từ được bảo tồn 33
33. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG ✓ Nếu tại một nơi cĩ từ trường biến thiên Điện từ trường là trường cĩ theo thời gian thì tại nơi đĩ xuất hiện một hai thành phần biến thiên theo điện trường xốy. thời gian, cĩ quan hệ mật thiết với nhau là điện trường biến ✓ Nếu tại một nơi cĩ điện trường biến thiên thiên và từ trường biến thiên. theo thời gian thì tại nơi đĩ xuất hiện một từ trường. - Điện trường xốy là điện trường cĩ đường sức là đường cong kín Đường sức của từ trường luơn khép kín. Từ trường luơn là trường xốy. 34
34. SĨNG ĐIỆN TỪ 1.Định nghĩa: Sĩng điện từ là điện từ trường lan truyền trong khơng gian 2. Đặc điểm: a. Lan truyền trong chân khơng và trong các điện mơi Tốc độ truyền sĩng điện từ : Trong chân khơng: v = c = 3.108 m/s; Trong mơi trường điện mơi: v < c phụ thuộc vào ε. b. Là sĩng ngang. , và 푣Ԧ tạo thành một tam diện thuận. c. Tại một điểm. , biến thiên cùng pha. d. Khi sĩng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai mơi trường thì nĩ cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng e. Sĩng điện từ cĩ mang năng lượng 35
35. SĨNG VƠ TUYÊN a. Định nghĩa: Sĩng điện từ cĩ bước sĩng từ vài mét đến vài kilơmét được dùng trong thơng tin liên lạc vơ tuyến được gọi là sĩng vơ tuyến b. Đặc điểm - Sĩng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li,trên mặt đất và mặt biển - Sĩng cực ngắn (vi sĩng) khơng phản xạ trên tầng điện li mà đi xuyên qua c. Ứng dụng: Truyền thơng tin liên lạc - Vơ tuyến truyền thanh hầu hết các nước thường dùng sĩng ngắn - Vơ tuyến truyền hình, thơng tin di động thường dùng sĩng cực ngắn 36
36. NGUYÊN TẮC THƠNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN. a. Nguyên tắc cơ bản ▪ Phải dùng sĩng điện tự cao tần làm sĩng mang để tải thơng tin ▪ Phải biến điệu sĩng mang ▪ Phải tách được tín hiệu âm tần ra khỏi cao tần. ▪ Phải khuếch đại tín hiệu b. Sơ đồ khối của một máy phát thanh vơ tuyến đơn giản ❖ Khối (1) là micrơ biến dao động âm thành các dao động điện cĩ cùng tần số ❖ Khối (2) là mạch phát sĩng điện từ cao tạo ra tín hiệu cĩ tần số lớn. ❖ Khối (3) là mạch biến điệu trộn tín hiệu âm tần vào tín hiệu cao tần. ❖ Khối (4) là mạch khuếch đại làm tăng biên độ tín hiệu. ❖ Khối (5) là Anten phát: phát sĩng điện từ cao tần biến điệu vào khơng gian. c. Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản. ❑ Khối (1) là Anten thu: thu sĩng điện từ của các đài phát. ❑ Khối (2) là mạch chọn sĩng: chọn sĩng điện từ theo nguyên tắc cộng hưởng điện. ❑ Khối (3) là mạch tách sĩng : tách tín hiệu âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần. ❑ Khối (4) là mạch khuếch đại âm tần: làm tăng biên độ của tín hiệu âm tần. ❑ Khối (5) là loa: biến tín hiệu điện âm tần thành dao động âm cĩ cùng tần số 37
37. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 5. SĨNG ÁNH SÁNG GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 38
38. TÁN SẮC 1. Thí nghiệm Niu Tơn: Một chùm ánh sáng trắng truyền qua lăng kính bị phân tích thành các thành phần ánh sáng cĩ màu khác nhau gồm bảy mầu cơ bản : đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, trong đĩ ánh sáng đỏ lệch ít nhất, ánh sáng tím lệch nhiều nhất. 2. Định nghĩa: Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. 3. Nguyên nhân: Do chiết suất của mơi trường phụ thuộc vào mầu sắc ánh sáng. Chiết suất cĩ giá trị nhỏ nhất với ánh sáng đỏ, lớn nhất với ánh sáng tím 4. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng cĩ một màu nhất định và khơng bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. (VD laze ) 6. Ứng dụng - Giải thích hiện 5. Ánh sáng trắng là tập hợp của rất nhiều ánh sáng tượng cầu vồng. đơn sắc khác nhau cĩ màu biến thiên liên tục từ đỏ đến - Máy quang phổ tím (VD: ánh sáng từ mặt trời, đèn dây tĩc, bếp lửa ) 39
39. GIAO THOA ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: Là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản 2. Giao thoa ánh sáng Vân giao thoa với ánh sáng đơn sắc là hệ thống các vạch sáng mầu và tối xen kẽ cách đều nhau Vân giao thoa với ánh sáng đơn trắng chính giữa là vân sáng trắng trong tâm. Hai bên là dải sáng mầu từ đỏ đến tím (Đỏ ở ngồi , tím ở trong) Khoảng vận là khoảng cách giữa hai 휆 푖 = vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp Vị trí vân sáng Vị trí vân tối 휆 1 휆 1 = = 푖 = + = + 푖 푠 2 2 Ý nghĩa: Giao thoa, nhiếu xạ chứng tỏ ánh sáng cĩ tính chất sĩng Ứng dụng: Đo bước sĩng ánh sáng. AS nhìn thấy cĩ bước sĩng từ 0,38μm (tìm) đên 0,76 μ40m (đỏ)
40. QUANG PHỔ 1. Máy quang phổ a. Định nghĩa: Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc b. Cấu tạo gồm: Ống chuẩn trực; Hệ tán sắc; Buồng ảnh C. Nguyên tắc hoạt động: Theo hiện tượng tán sắc ánh sáng + ống chuẩn trực cĩ tác dụng làm cho chùm ánh sáng cần phân tích thành chùm ánh sáng song song; 2. Quang phổ liên tục + Hệ tán sắc là lăng kính cĩ tác dụng phân tích chùm a. Định nghĩa: là một dải cĩ màu từ đỏ đến ánh sáng song song phức tạp thành nhiều chùm tia tím nối liền nhau một cách liên tục đơn sắc khác nhau; + Buồng tối cĩ tác dụng tạo các vạch quang phổ của b. Nguồn phát: Là các chất rắn, lỏng, khí các ánh sáng đơn sắc lên kính ảnh (hoặc phim ảnh). cĩ áp suất lớn, bị nung nĩng phát ra. b. Đắc điểm: Khơng phụ thuộc bản chất nguồn. Chỉ phụ thuộc nhiệt độ chất phát sáng ( nhiệt độ càng cao cường độ sáng càng tăng và vùng sáng nhất cĩ bước sĩng càng ngắn) 41
41. 3. Quang phổ vạch phát xạ a. Định nghĩa: Là các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. b. Nguồn phát: Do chất khí ở áp suất thấp phát ra, khi bị kích thích bằng nhiệt, hay bằng điện c. Đắc điểm: Mỗi nguyên tố hố học cho một quang phổ vạch phát xạ đặc trưng cho nguyên tố đĩ. (Ví dụ: quang phổ của Hiđrơ gồm bốn vạch đỏ, lam, lam, chàm , cịn Natri cĩ 1 vạch sáng kép vàng) (nguyên tố khác nhau cho quang phổ khác nhau về: số lượng, vị trí hay mầu sắc và độ sáng tỉ đối) 4. Quang phổ vạch hấp thụ a. Định nghĩa: Là các vạch tối trên nền quang phổ liên tục b. Cách tao ra: Chiếu ánh sáng trắng qua đám khí ở (nguyên tố phát nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nguồn ánh sáng trắng ra được ánh sáng đơn sắc nào thì c. Đặc điểm: Mỗi nguyên tố hố học cho một quang hấp thu được ánh phổ vạch hấp thụ đặc trưng cho nguyên tố đĩ. sáng đĩ) 42
42. TIA HỒNG NGOẠI 1. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ khơng nhìn thấy cĩ bước sĩng lớn hơn 760 nm đến khoảng vài mm 2. Nguồn phát: ❖ Các vật cĩ nhiệt độ lớn hơn 0 K đều phát ra tia hồng ngoại ❖ Các vật cĩ nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ mơi trường phát tia hồng ngoại ra ngồi mơi trường 3. Tình chất và ứng dụng: ❖ Cĩ tác dụng nhiệt rất mạnh dùng để sấy khơ và sưởi ấm. ❖ Gây ra một số phản ứng hĩa học, tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại dùng để chụp ảnh ban đên, chụp ảnh thiên thể ❖ Cĩ thể biến điệu được , nên nĩ được ứng dụng trong việc chế tạo các dụng cụ điều khiển từ xa. ❖ Trong quân sự, người ta chế tạo ống nhịm hồng ngoại, camera hồng ngoại để chụp ảnh, quay phim ban đêm, tên lửa tự động tìm mục tiêu. 43
43. TIA TỬ NGOẠI 1. Định nghĩa: Là bức xạ điện từ khơng nhìn thấy ở ngồi vùng mầu tím của quang phổ (cĩ bước sĩng từ 380 nm đến khoảng vài nm) 2. Nguồn phát: Các vật bị nung nĩng ở nhiệt độ cao (trên 2000oC) thì phát ra tia tử ngoại rất mạnh. Đèn chứa hơi thủy ngân 3. Tính chất: ✓ Tia tử ngoại tác dụng lên kính ảnh ✓ Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất ✓ Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hố học ✓ Tia tử ngoại làm ion hố chất khí ✓ Tia tử ngoại cĩ tác dụng sinh lí. ✓ Tia tử ngoại bị nước, thuỷ tinh hấp thụ mạnh, nhưng lại cĩ thể truyền qua thạch anh, tia tử ngoai cĩ bước sĩng ngắn bị tầng ozon hấp thụ mạnh 4. Ứng dụng: ❖Trong y học tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng các dụng cụ, để chữa bệnh cịi xương. ❖Trong cơng nghiệp thực phẩm dùng để tiệt trùng ❖Trong cơng nghiệp được sử dụng để tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại. 44
44. TIA X QUANG 1. Định nghĩa: Tia X là bức xạ khơng nhìn thấy được, cĩ bước sĩng từ 10-11 m đến 10-8m, cĩ cùng bản chất với ánh sáng, là sĩng điện từ. 2. Cách tạo ra: Khi chùm tia êlectron (tia catơt) cĩ năng lượng lớn đập một vật rắn(Kim loại cĩ nguyên tử lượng lớn) thì vật đĩ phát ra tia X.3. Tính chất: ✓ Tia X cĩ khả năng đâm xuyên mạnh ✓ Tia X tác dụng lên kính ảnh ✓ Tia X làm phát quang một số chất ✓ Tia X làm ion hố chất khí. ✓ Tia X cĩ tác dụng sinh lí 4. Ứng dụng 5. Thang song điên từ ➢ Chụp chiếu điện ➢ Chữa bện ung thư nơng ➢ Tìm khuyết tật trong vật đúc. ➢ Kiểm tra hành lí. ➢ Nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn 45
45. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 46
46. Hiện tương quang điện ngồi 1. Thí nghiệm của Héc: Chiếu ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm tích điện âm thì tấm kẽm bị mất điện tích âm. 2. Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngồi. 3. Định luật về giới hạn quang điện: Ánh sáng λ ≤ λ0 kích thích chỉ cĩ thể làm bật electron ra khỏi một kim loại khi bước sĩng của nĩ ngắn hơn hoặc bằng giới hạn quang điện của kim loại đĩ 4. Giới hạn quang điện: Là bước sĩng ánh sáng lớn nhất gây ra hiện tượng quang điện. + Chú ý - Đa số giới hạn quang điện thuộc vùng tử ngoại - Kim loại kiềm và kiềm thổ thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy 47
47. Thuyết lượng tử ánh sáng( thuyết Phơ tơn): 1. Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng. Năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ cĩ giá trị hồn tồn xác định, gọi là lượng tử năng lượng. cĩ giá trị bằng ε=hf với h= 6,625.10-34 Js gọi là hằng số Plăng 2. Thuyết Phơ tơn 3. Giải thích định luật về giới ❖ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phơtơn. hạn quang điện ❖ Với mỗi ánh sáng đơn sắc cĩ tần số f, các phơtơn đều giống nhau và mang năng lượng ε = hf. cc hf A h A  h   ❖ Cường độ. chùm sáng tỷ lệ với số phơtơn phát ra trong  A 0 1 giây c ❖ Trong chân khơng phơtơn bay với tốc độ  = h c= 3.108(m/s) dọc theo các tia sáng. 0 A ❖ Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phơtơn 4. Bản chât ánh sáng : Ánh sáng vừa cĩ tính chất sĩng, vừa cĩ tính chất hạt, tức là ánh sáng cĩ lưỡng tính sĩng - hạt. 48
48. Hiện tượng quang điện trong 1. Chất quang dẫn: Là chất bán dẫn cĩ tính dẫn điện kém khi khơng bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. 2. Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phĩng các êlectron liên kết trong chất bán dẫn để cho chúng trở thành các êlectron dẫn, đồng thời tạo ra các lỗ trống gọi là hiện tượng quang điện trong. 3. Điều kiện để cĩ quang điện trong là hc Chú ý: Đa số các bán dẫn  = o ; 0 A cĩ giới hạn quang điện A là năng lượng kích hoạt thuộc vùng hồng ngoại. 4. Quang điện trở là một 5. Pin quang điện Là pin chạy điện trở làm bằng chất quang bằng năng lượng ánh sáng. Nĩ dẫn. Cĩ giá trị thay đổi theo biến đổi trực tiếp quang năng cường độ ánh sáng chiếu vào. thành điện năng. Hoạt động Ứng dụng việc đĩng ngắt dựa vào hiện tượng quang điện mạch điện bằng ánh sáng trong bên cạnh lớp chắn 49
49. Hiện tượng quang phát quang 1. Định nghĩa: Hiện tượng quang - phát quang là hiện tượng một số chất cĩ khả năng hấp thụ ánh sáng cĩ bước sĩng này để phát ra ánh sáng cĩ bước sĩng khác. Chiếu tia tử ngoại và dung dịch Ứng dụng trong đền ống: Lớp bột phát quang phát ánh sáng trắng khi bị fluorexein thì phát ra ánh sáng kích thích bởi ánh sáng giàu từ ngoại do hơi thủy ngân trong đèn phát ra mầu lục 2. Huỳnh quang, lân quang: - Sự phát quang của chất lỏng và chất khí tắt ngay sau tắt kích thích gọi là huỳnh quang - Sự phát quang của chất rắn kéo dài thêm một khoảng thời gian sau tắt kích thích gọi là lân quang Ứng dụng: Sơn phát quang trên biển báo giao thơng là chất lân quang 3. Định lí về sự phát quang: Ánh sáng huỳnh quang cĩ bước sĩng lớn hơn bước sĩng ánh sáng kích thích λ as phát quang ≥ λas kích thích 50
50. MẤU NGUYÊN TỬ BO 1. Các tiên đề của Bo về cấu tạo hạt nhân Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở một số trạng thái cĩ năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. Khi ở các trạng thái dừng nguyên tử khơng bức xạ. Hệ quả: Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định, gọi là các quỹ đạo dừng. Tiên đề 2: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng cĩ năng lượng En sang trạng thái dừng cĩ năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng hiệu En - Em. En - Em = hfnm Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng cĩ năng lượng Em mà hấp thụ một phơtơn cĩ năng lượng hf đúng bằng hiệu En - Em thì nĩ chuyển sang trạng thái dừng cĩ năng lượng En 51
51. Đối với nguyên tử Hiđrơ Bán kính quỹ đạo dừng tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp 2 -11 rn = n ro với ro = 5,3.10 m gọi là bán kính Bo n 1 2 3 4 5 6 Tên quỹ đạo K L M N O P Bán kính r r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 Khi nguyên tử chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức năng lượng thấp hơn (Ethấp) thì nĩ phát ra một phơtơn cĩ năng lượng hf = Ecao - Ethấp Mỗi phơtơn cĩ tần số f hay bước sĩng λ xác định, ứng với một vạch phổ cĩ một màu nhất định. 52
52. SƠ LƯỢC VỀ LAZE 1. Định nghĩa: Trong y học: Dùng như một dao mổ trong phẫu thuật Laze là máy khuếch đại ánh sáng bằng mắt, mạch máu. Chữa một số bệnh ngồi da sự phát xạ cảm ứng. Trong thơng tin liên lạc: Dùng trong thơng tin vơ 2. Tính chất: tuyến( Vơ tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển -Cĩ tính đơn sắc - Cĩ tính định hướng tầu vũ trụ) Truyền tin bằng cáp quang -Cĩ tính kết hợp cao - Cĩ cường đợ lớn Trong trắc địa: Dùng trong đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm thẳng Trong cơng nghiệp: Cắt khoan, tơi trên các vật liệu như kim loại, compơzít Ngồi ra: Dùng trong các đầu đọc đĩa . Bút chỉ53 bảng
53. TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1 Giáo dục online Kinh Bắc VẬT LÍ 12 CHƯƠNG 7. VẬT LÍ HẠT NHÂN GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TỔ: VẬT LÍ - KTCN 54
54. CẤU TẠO HẠT NHẬN 1. Kích thước hạt nhân - Nguyên tử cĩ đường kính cỡ 10- 9m - Hạt nhân cĩ đường kính cỡ (10-14 đến 10 - 15)m 2. Cấu tạo hạt nhân - Hạt nhân cấu tạo bởi các hạt nuclơn. 3. Đồng vị: Các nguyên tử mà hạt nhân - Cĩ hai loại nuclơn là prơtơn & nơtrơn. chứa cùng số prơtơn nhưng cĩ số nơtrơn + Prơtơn (p) mang điện tích +e hay số khối khác nhau chúng cĩ cùng vị + Nơtrơn (n) khơng mang điện trí trong bảng HTTH cĩ tính nhất hĩa học giống nhau - Trong một hạt nhân cĩ + số hạt prơtơn = Z 4. Đơn vị khối lượng nguyên tử: + số nuclơn = A + số nơtrơn = A-Z (Trong đĩ: A là số khối, Z là số hiệu nguyên tử) 55
55. 5. Lực hạt nhân Khái niệm: là lực tương tác (lực hút) giữa các nuclơn trong hạt nhân Bản chất: Là lực tương tác mạnh, khơng phải lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn . Tính chất: +) Cĩ cường độ rất mạnh +) Cĩ bán kính tác dụng rất nhỏ(≈ 10-15 m) 6. Khối lượng và năng lượng Hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng E = mc2 m m = 0 M là khối lượng nghỉ Tính tương đối về khối lượng v2 0 1− c2 m là khối lượng tương 2 đối tính E 0 = m0c gọi là năng lượng nghỉ 2 E = mc gọi là năng lượng tồn phần MeV/c2 là đơn vị của khối lượng (gồm năng lượng nghỉ và động năng) 1u = 931,5MeV/c2 2 56 E – E0 = (m – m0)c là động năng của vật.
56. 7. Độ hụt khối: Khối lượng của hạt nhân luơn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclơn tạo thành hạt nhân đĩ. Độ chênh lệch giữa 2 khối lượng đĩ gọi là độ hụt khối (∆m) của hạt nhân: ∆m = (Z.mp + (A - Z) mn ) - mX 8. Năng lượng liên kết Wlk: là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách hạt nhận thành các nuclơn riêng rẽ 2 Wlk = ∆m.c 9. Năng lượng liên kết riêng : là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, bằng năng lượng liên kết tính cho mỗi nuclơn Năng lượng liên kết riêng càng lớn hạt nhân càng bền vững. Những hạt nhân bền vững ở khoảng giữa của bảng tuần hồn 50 < A < 80. 57