Facebook: Gia đình Đức Thiện
DAO ĐỘNG CƠ
1. Phương trình dao động và đường tròn pha
0
-A
➢ Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ)
Biểu diễn pha dao động Φt = ωt + φ bằng điểm pha P trên đường tròn
A
Chiều dài quỹ đạo L = 2A
pha. Điểm pha di chuyển ở nửa trên ↔ vật c/đ theo chiều âm. Điểm
pha di chuyển ở nửa dưới ↔ vật c/đ theo chiều dương.
π/2
π/3
2π/3
π/4
3π/4
π/6
5π/6
𝐀ξ𝟑
𝐀ξ𝟐
-A − 𝟐 − 𝟐
−
𝐀
𝟐
𝐀
𝟐
0
𝐀ξ𝟐 𝐀ξ𝟑
𝟐
𝟐
A
π
0
-300
-1500
-1350
-450
-1200
-A
−
𝐀ξ𝟑 𝐀ξ𝟐
−
𝟐
𝟐
𝐓 𝐓
𝟏𝟐 𝟐𝟒
−
𝐀
𝟐
𝐓
𝟐𝟒
-600
-900
𝐀
𝟐
0
𝐓
𝟏𝟐
𝐓
𝟏𝟐
𝐀ξ𝟑
𝟐
𝐀ξ𝟐
𝟐
𝐓
𝟐𝟒
𝐓
𝟐𝟒
+A
𝐓
𝟏𝟐
➢ Bài toán Smax và Smin trong thời gian Δt < T/2
Δφ
-A
Smax
A
Smax = 2Asin
Nếu Δt > T/2 thì tách Δt = n.
Smin
-A
T
+ Δt’ → S = n.(2A) + sΔt’
2
→ Smax (Δt) = = n.(2A) + Smax (Δt’)
Trần Phương Nam

2
Δφ
A
(Δt’ <
Smin = 2A(1 - cos

)
2
T
)
2
Smin (Δt) = = n.(2A) + Smin (Δt’)
1
Facebook: Gia đình Đức Thiện
2. Chu kì và tần số
➢ Chu kì T là thời gian để vật thực hiện 1 dao động: T =
2
(s)

→ quãng đường vật đi được sau 1 chu kì T là 4A, sau nửa chu kì T/2 là 2A, sau T/4 chưa chắc là A.
→ Tốc độ trung bình trong 1 chu kì: vtb =
4A
4A
2A 2vmax
=
=
=
T 2 / 


➢ Tần số f là số dao động toàn phần vật thực hiện trong 1s: f (Hz hoặc s-1)
Con lắc lò xo
Tốc độ góc ω
Chu kì T =
Tần số f =
ω=
2

1 
=
T 2
k
m
T = 2π
m
k
1
2π
k
m
f=
Con lắc lò xo thẳng đứng
ω=
T = 2π
f=
k
=
m
g
 0
Con lắc đơn
ω=
m
 0
= 2π
k
g
T = 2π
1
2π
f=
g
 0
1
2π
g
g
g
➢ Ghép khối lượng CLLX: m = a.m1 ± b.m2 ↔ T2 = a.T12  b.T22
Hệ quả: Nếu khối lượng vật nặng lúc sau: m = m1 ± m2  T2 = T12  T22
➢ Ghép chiều dài: ℓ = a.ℓ1 ± b.ℓ2 → T2 = a.T12  b.T22
Hệ quả: Nếu chiều dài con lắc lúc sau: ℓ = ℓ1 ± ℓ2  T2 = T12  T22
➢ Ghép nối lò xo:
Ghép nối tiếp:
1 1 1
= +
→ Tnt2 = T12 + T22
k k1 k 2
Ghép song song: k = k1 + k2 →
Trần Phương Nam
1
1
1
= 2+ 2
2
T/ / T1 T2
2
Facebook: Gia đình Đức Thiện
3. Các đại lượng biến thiên điều hòa (vận tốc, gia tốc, lực hồi phục)
Dao động điều hòa
Li độ
Độ lớn cực đại
x = Acos(ωt + φ)
xmax = A
v = - ωA.sin(t + )
Vận tốc
nhanh pha π/2 so với li độ; hướng theo chiều
vmax = Aω
= ωA.cos(ωt + φ + π/2)
chuyển động → đổi chiều khi vật ở 2 biên.
nhanh pha π/2 so với vận tốc; ngược pha so
a = - ω2A.cos(t + )
Gia tốc
Tính chất
amax = Aω2
= ω A.cos(ωt + φ + π)
2
với li độ ; hướng về VTCB → đổi chiều khi vật
ở VTCB.
Lực phục hồi (lực kéo về) luôn hướng về VTCB
Lực
Fhp = -kx = ma
= mω2A.cos(ωt + φ + π)
hồi phục
→ đổi chiều khi vật ở VTCB.
Fhp(max) = kA
Mọi tính chất biến đổi của lực hồi phục sẽ giống
= mω2A
gia tốc a
C/động chậm dần
C/động nhanh dần
-A
A
Biên âm (-)
VTCB
Biên dương (+)
Vận tốc
0
±Aω
0
Tốc độ
0
Aω (cực đại)
0
Gia tốc
Aω2 (cực đại)
0
-Aω2 (cực tiểu)
Độ lớn gia tốc
Aω2 (cực đại)
0
Aω2 (cực đại)
Chú ý:
Vận tốc cực tiểu = -Aω ; tốc độ cực tiểu = 0
Vận tốc cực đại = tốc độ cực đại = Aω
➢ Hệ thức độc lập thời gian
Li độ và vận tốc
Phương
trình
Li độ và gia tốc
x2
v2
x2
v2
+
=
1
↔
+
=1
2
x 2max v max
A2 A22
Hệ quả
Dạng
đồ thị
Bộ số
đặc biệt
Trần Phương Nam
A2 = x2 +
v2
2
v2
a2
v2
a2
+
=
1
↔
+
=1
2
v 2max a max
A 22 A24
2
a = -ω x
−
F
x
a
=
= hp
A a max Fhp(max)
Đoạn thẳng
Elip
2
2
1  3
 =1
  + 
 2   2 
2
Vận tốc và gia tốc
v2
a2
+
2 4
A2 =
Elip
2
2
2
 2  2
3  4
; 
;
+
=
1
+
 

    =1
2
2
5  5

 

3
Facebook: Gia đình Đức Thiện
4. Năng lượng dao động
1
1
1
1
1
Động năng Wd = mv2 → Wdmax = m v2max = m2A2 Cơ năng: W = Wd + Wt = m v2max = m2A2
2
2
2
2
2
Thế năng Wt =
1 2
kx
2
1
→ Wtmax = kA2
2
=
1 2
kA (không đổi)
2
2
➢ Công thức thường dùng:
Wd
v
Wt x 2
= 2
= 2 ;
W v max
W A
➢ Động năng, thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số
gấp đôi tần số của vật dao động và chu kì bằng một
T

T ' =
nửa chu kì dao động của vật → 
2
f ' = 2f
➢ Trong một chu kì có 4 thời điểm Wđ = Wt, chúng
cách đều nhau một khoảng thời gian T/4.
Đồ thị năng lượng dao động
Wt max, Wd = 0
Wd =
Wt
Wd = Wt
Wd = 3Wt
-A
−
𝐀ξ𝟑
𝐀ξ𝟐
−
𝟐
𝟐
−
𝐀
𝟐
Wd max, Wt = 0
𝐀
𝟐
𝐀ξ𝟐
𝟐
𝐀ξ𝟑
𝟐
A
5. Con lắc lò xo thẳng đứng
Lực đàn hồi
Lực hồi phục
▪ Xu hướng kéo vật về vị trí tự nhiên.
▪ Xu hướng kéo vật về vị trí cân bằng
▪ Độ lớn Fđh = k.|Δℓ|
▪ Fhp = -kx = ma → Fhp(max) = kA = mω2A
(Δℓ khoảng cách từ vật tới vị trí tự nhiên)
▪ Mọi tính chất biến đổi của lực hồi phục
sẽ giống gia tốc a
➢ Lực hồi phục là tổ hợp các lực tác dụng lên vật → trong các dạng con lắc khác nhau cũng khác nhau.
•
Con lắc lò xo nằm ngang: lực đàn hồi chính là lực hồi phục.
•
Con lắc lò xo thẳng đứng: hợp lực của lực đàn hồi và trọng lực là lực hồi phục.
•
Con lắc đơn: hợp lực của trọng lực và lực căng dây là lực hồi phục.
Trần Phương Nam
4
Facebook: Gia đình Đức Thiện
➢ Lực đàn hồi trong CLLX thẳng đứng
Trường hợp 1: A ≥ Δℓ0
ℓmin = ℓcb – A = ℓ0 + Δℓ0 - A
Fnén (max) = k(A – Δℓ0)
ℓ0
Nén
෣
Δtnén ↔ sđ BMC
M
C
B
H
Fđh (min) = 0
Δℓ0 =
Dãn
0
VTCB
ℓcb = ℓ0 + Δℓ0
෣
Δtdãn ↔ sđ BNC
ℓmax = ℓcb + A = ℓ0 + Δℓ0 + A
N
Fđh (max) = k(A + Δℓ0)
Trường hợp 2: A < Δℓ0
ℓmin = ℓcb – A = ℓ0 + Δℓ0 - A
ℓ0
Fđh (min) = k(Δℓ0 - A)
→
Δℓ0 =
Dãn
VTCB
ℓcb = ℓ0 + Δℓ0
ℓmax = ℓcb + A = ℓ0 + Δℓ0 + A
Fđh (max) = k(A + Δℓ0)
Lưu ý: ℓcb =
max
+
2
Trần Phương Nam
min
và A =
max
−
2
min
5
Facebook: Gia đình Đức Thiện
6. Con lắc đơn
α = α0.cos(ωt + φ)
s = α.ℓ = s0.cos(ωt + φ)
 → ℓi độ góc (rad)
s = α.ℓ → li độ dài
0 → biên độ góc (rad)
s0 = α0.ℓ Biên độ dài
α0
ℓ
α
v2
➢ Vận tốc v = 2gℓ(cosα – cosα0) → α0 = α +
(nếu α << 1)
gl
2
2
2
s
Tmin = mgcos0
➢ Lực căng dây T = mg(3cosα – 2cosα0) → 
Tmax = mg ( 3 – 2cos0 )
➢ Con lắc đơn có tác dụng của ngoại lực. Đặt g ' = g + a → T = 2π
S0
g'
Ngoại lực là lực điện
Ngoại lực là lực quán tính
 F  E vs q > 0 
qE
F = q. E 
 →a=
 F  E vs q > 0 
m


F = Fqt = -m. a qt → a = aqt
P  F
g’ = g + a → chu kì giảm
P  F
g’ = g – a → chu kì tăng
g’2 = g2 + a2 → chu kì giảm
Ở VTCB dây treo hợp vs phương thẳng đứng góc α
P⊥ F
tanα =
α
F a
=
P g
α
7. Tổng hợp dao động
➢ Biên độ dao động tổng hợp: A =
A12 + A22 + 2A1A2 cos ( 2 − 1 )
➢ Các trường hợp đặc biệt: Cùng pha: Amax = A1 + A2.
Ngược pha: Amin = |A1 − A2| → A1 - A 2  A  A1 + A 2
Vuông pha: A =
A12 + A 22
➢ Tổng hợp dao động bằng máy tính CASIO. Đưa về dạng hàm cos và hệ rad trước khi tổng hợp.
MODE 2 → CMPLX.
Nhập: A1 SHIFT (-) φ1 + A2 SHIFT (-) φ2 → A1φ1 + A2φ2
Nhấn = → a+bi, bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả: Aφ.
Trần Phương Nam
6
Facebook: Gia đình Đức Thiện
8. Các dao động khác
Dao động tắt dần
Dao động duy trì
Dao động bị tắt dần nhưng được
Nhận
Dao động có biên độ giảm cũng cấp năng lượng sau mỗi
dạng
dần theo thời gian.
chu kì để duy trì được dao
động riêng của bản thân nó.
Dao động cưỡng bức
Dao động mà chịu tác dụng của
ngoại lực bên ngoài và phải
tuân theo ngoại lực bên ngoài.
Tần số bằng tần số của ngoại lực
cưỡng bức.
Biên độ và năng lượng
Biên độ
và tần số
giảm dần. Tần số không
thay đổi và vẫn là tần số
của dao động riêng ban
đầu.
Biên độ và tần số chính là biên
độ, tần số của dao động riêng
(dao động ban đầu) → Biên độ
và tần số không đổi.
Biên độ phụ thuộc vào biên độ
lớn lực cưỡng bức, tần số ngoại
lực và ma sát môi trường. và
Biên độ dao động thay đổi theo
tần số của ngoại lực. Tăng lên
cực đại khi fngoại lực = friêng (cộng
hưởng)
Đồ thị
biên độ
dao động
Ma sát càng lớn, cộng hưởng
càng khó quan sát (đường 1)
Dao động tắt dần có thể có
Ứng dụng
hại, có thể có lợi. Ứng dụng
chế tạo lò xo giảm xóc
Chế tạo đồng hồ quả lắc.
Đo gia tốc trọng trường.
➢ Bài toán biên độ thay đổi  cơ năng thay đổi
Giả sử biên độ của vật tăng 2 %  A’ = A(100% + 2%) = 102%A = 1,02A 
A'
= 1,02
A
W ' A '2
= 2 = 1,022 = 1,0404 = 104,04% → W tăng 4,04%
→
W A
Trần Phương Nam
7
Facebook: Gia đình Đức Thiện
SÓNG CƠ
1. Đại cương sóng cơ
➢ Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí) => không lan truyền được
trong chân không.
•
Sóng ngang: Các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng.
•
Sóng dọc: Các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc
truyền được trong chất rắn, lỏng, khí.
•
Quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền năng ℓượng, trạng thái dao động, pha dao động. Các phần
từ vật chất không lan truyền mà chỉ dao động tại chỗ.
•
Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất môi trường (vr > vℓ > vk).
•
Bước sóng λ là quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì → λ = v.T ↔ v = λ.f =
λ
T
Bước sóng cũng là khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha
➢ Phương trình sóng
uO = Acos(ωt + φ)
uM = Acos(ωt + φ -
2πd
d
) = Acos(ωt + φ )
λ
v
uM = Acos(ωt + φ +
2πd
d
) = Acos(ωt + φ +
)
λ
v
➢ Độ lệch pha giữa hai điểm M và N trên cùng phương truyền sóng: ΔφMN =
•
λ
cùng pha là λ
ngược pha là λ/2
vuông pha là λ/4
(Nếu M trước O)
2πd ωd
=
λ
v
Khoảng cách gần nhất giữa 2 điểm trên cùng phương truyền
sóng dao động
(Nếu M sau O)
λ/2
λ/4
•
Sóng cơ có tính tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T và tuần hoàn theo không gian với chu kỳ λ.
•
Bài toán đếm số điểm cùng pha hoặc ngược pha với O trên OM
Đặt d = kλ
Hai điểm cùng pha nếu k nguyên
O
M
Hai điểm ngược pha nếu k bán nguyên (1,5 ; -2,5 ;….)
Hai điểm vuông pha nếu k = x,25 hoặc x,75 (1,25 ; -2,75 ;….)
Lấy O là gốc thì kO = 0, kM =
OM

Số điểm cùng pha = số k nguyên từ kO → kM
Số điểm ngược pha = số k bán nguyên từ kO → kM
Số điểm vuông pha = số k dạng x,25 hoặc x,75 từ kO → kM
Trần Phương Nam
8
Facebook: Gia đình Đức Thiện
2. Giao thoa sóng
➢ Điều kiện để có giao thoa: Hai nguồn S1, S2 là hai nguồn kết hợp (cùng phương, cùng tần số, độ lệch pha
không đổi theo thời gian).
➢ Điều kiện một điểm trên trường giao thoa có biên độ dao đạt cực đại cực tiểu: d2 – d1 = kλ
•
cực đại khi k nguyên.
Hai nguồn cùng pha
cực tiểu khi k bán nguyên.
•
Hai nguồn ngược pha
cực đại khi k bán nguyên.
cực tiểu khi k nguyên.
➢ Tập hợp các điểm dao động cực đại và cực tiểu tạo thành các đường hypebol.
S1
S2
S1
2
-2
-1
k= 0
S2
k=0
-1,5
1
-0,5
0,5
1,5
Hình ảnh giao thoa sóng với 2 nguồn ngược pha
Hình ảnh giao thoa sóng với 2 nguồn cùng pha
λ/2
Trên đoạn S1S2 ta có:
•
Khoảng cách hai cực đại liên tiếp là λ/2.
•
Khoảng cách từ cực đại đến cực tiểu gần nó nhất là λ/4.
λ/4
λ
a) Các bài toán tính số điểm cực đại, cực tiểu
Tổng quát: kM =
d −d
d 2M − d1M
và kN = 2N 1N (nếu M, N ở 2 phía của đường trung trực thì kM và kN trái dấu)


➢ Nếu 2 nguồn cùng pha: số CĐ = số k nguyên từ kM → kN
M
Số CT = k bán nguyên từ kM → kN
d1M
➢ Nếu 2 nguồn ngược pha: số CĐ = số k bán nguyên từ kM → kN
N
d2M
d2N
d1N
S1
Số CT = số k nguyên từ kM → kN
S2
➢ Số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn S1S2
•
Và N trùng với S1 thì d2N = S1S2, d1N = 0 → kS2 = •
S1S2

S1
Tổng quát: Khi đó M trùng với S1 thì d2M = S1S2, d1M = 0 → kS1 =
 L 
Cách 2: Đặt N = 
  / 2 
S1S2

S2
Nếu N chẵn: CĐ = N + 1; CT = N
Nếu N lẻ: CĐ = N; CT = N + 1
Trần Phương Nam
9
Facebook: Gia đình Đức Thiện
b) Số điểm cực đại, cực tiểu trên đường tròn, elip
➢ Nếu 2 nguồn A, B nằm trong đường tròn hoặc elip (hình vẽ): Mỗi đường
CĐ/CT cắt đường tròn/elip tại 2 điểm → Số CĐ/CT trên đường tròn/elip =
2.(số CĐ/CT trên AB).
➢ Nếu 2 nguồn A, B nằm ngoài đường tròn/elip (hình vẽ): Kiểm tra hai điểm
đầu mút M, N có là cực đại hoặc cực tiểu hay không. Vì khi đó đó hypebol
đi qua M, N sẽ tiếp xúc với đường → 2 hypebol đó chỉ cắt đường tròn tại
1 điểm.
c) Bài toán cực trị về khoảng cách
M
➢ Tìm M trên đường thẳng vuông góc với S1S2 dao động với biên độ
cực đại: d22 − d12 = S1S22
•
Nếu M xa S1 nhất thì M thuộc đường cực đại gần trung
trực nhất → d2 – d1 = kM.λ = 1.λ
•
d2
d1
S1
S2
Nếu M gần S1 nhất thì M thuộc đường cực đại xa trung
trực nhất→ kM là số nguyên gần kS1 nhất
➢ Tìm M thuộc đường thẳng song song với hai nguồn dao động với
biên độ cực đại và gần trung trực nhất → M thuộc cực đại gần trung
d1
trực nhất → kM = 1 → d2 – d1 = λ
2
→
2
 S1S2

SS

+ x  + h2 −  1 2 − x  + h2 = 

 2

 2

x
M
S1
d2
h
S2
x
d) Bài toán tìm vị trí điểm trên trung trực cùng pha, ngược pha với điểm cho trước
Ta có AO = BO = kO.λ → kO =
AM
AO
; AM = BM = kM.λ → kM =


M
➢ Điểm M gần O nhất mà dao động cùng pha (ngược pha) với 2 nguồn thì kM là
số nguyên (bán nguyên) gần kO nhất (kM > kO vì AM > AO)
➢ Điểm M gần O nhất mà dao động cùng pha với O: kM = kO + 1
d
A
x
O
B
➢ Điểm M gần O nhất mà dao động ngược pha với O: kM = kO + 0,5
Trần Phương Nam
10
Facebook: Gia đình Đức Thiện
3. Sóng dừng
➢ Sóng dừng là sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ. Với vật cản cố định thì sóng phản xạ ngược pha
với sóng tới ở điểm phản xạ. Với vật cản tự do thì sóng phản xạ cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
•
Khoảng cách giữa hai bụng sóng hoặc hai nút sóng
liên tiếp là λ/2.
•
Khoảng cách từ nút sóng → bụng sóng liền kề là λ/4
•
Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp dây duỗi
thẳng là T/2.
➢ Điều kiện có sóng dừng: Đặt chiều dài sợi dây ℓ = k.
•
Hai đầu cố định: k nguyên → (số bó sóng = số bụng = k, số nút = k + 1)
fmin = f1 =
•
λ kv
kv
f
=
→f=
→ k =k
f1
2 2f
2
v
= fk + 1 – fk (hiệu hai tần số liên tiếp)
2
Một đầu cố định, một đầu tự do: k bán nguyên → (số bó = k, số nút = số bụng = k + 0,5)
fmin = f0,5 = 0,5 .
v
1
= (fk + 1 - fk) (hiệu hai tần số liên tiếp)
2
2
➢ Nếu nguồn sóng trên dây có biên độ A thì biên độ
A
được mô tả như hình vẽ
•
•
•
λ/12
B
2A
A
A
λ/8
M N P
λ/6
I
λ/4
λ/12
λ/8
Một vài lưu ý về khoảng cách:
BI = λ/4; BM =
A
A
Trên dây tồn tại các điểm cách đều nhau λ/4
cùng dao động với biên độ
2A
A
dao động tại các điểm trên sợi dây khi có sóng dừng
λ/6
1
1
2
BI; BN = BI; BP = BI
3
2
3
λ/4
Bề rộng bụng sóng là 4A.
➢ Hai điểm bất kì cùng một bó sóng dao động cùng pha. Hai điểm bất kì thuộc 2 bó sóng liên tiếp dao động
ngược pha → hệ quả sau:
•
Hai điểm M, N dao động ngược pha:
•
Hai điểm M, P dao động cùng pha:
Trần Phương Nam
x M vM a M
A
=
=
=− M
x N vN a N
AN
x M vM a M AM
=
=
=
x P vP a P AP
M
P
N
11
Facebook: Gia đình Đức Thiện
4. Sóng âm
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí → sóng âm là sóng dọc.
Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp, bông, len: vrắn > vlỏng > vkhí
Đặc trưng sinh lí
Đặc trưng vật lí
Độ cao
Tần số
Độ to
Mức cường độ âm
Âm sắc
Đồ thị dao động
➢ Độ cao  tần số
•
Âm có tần số lớn gọi là âm bổng. Âm có tần số nhỏ gọi là âm trầm.
•
Tai con người chỉ có thể cảm nhận được các âm: 16 Hz → 20000 Hz.
•
Âm có f < 16 Hz → là hạ âm. Âm có f > 20 000 Hz → siêu âm.
➢ Độ to  mức cường độ âm L = lg
I
(Ben) →
I0
I = I0.10L =
P
4π.R 2
(L phải tính theo đơn vị Ben)
Trong đó: P là công suất của nguồn, R là khoảng cách từ nguồn đến điểm xét.
•
Mức cường độ âm càng lớn thì âm nghe càng to.
•
Ngưỡng nghe là giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể nghe được. Ngưỡng đau
là giá trị lớn nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể chịu đựng được.
•
Tai người chỉ có thể chịu được âm thanh ≤ 130 dB.
➢ Âm sắc  đồ thị dao động
•
Âm sắc giúp ta phân biệt được hai âm có cùng độ cao do các loại nhạc cụ khác nhau phát ra, nó phụ thuộc
vào đồ thị dao động (tần số và biên độ của âm).
•
Nhạc âm  tần số xác định, đồ thị có tính tuần hoàn, cảm giác nghe dễ chịu.
Tạp âm  tần số không xác định, đồ thị là đường phức tạp, cảm giác nghe khó chịu.
•
Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 thì nó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f0, 3f0,
4f0,... có cường độ khác nhau. Tổng hợp các âm đó tạo thành phổ (đồ thị dao động) của nhạc âm nói trên.
f0 gọi là hoạ âm thứ nhất, 2f0 là hoạ âm thứ 2,...
Trần Phương Nam
12
Facebook: Gia đình Đức Thiện
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1. Cuộn cảm và tụ điện trong mạch điện
➢ Cuộn cảm cho cả dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều đi qua. Nhưng nó chỉ cản trở dòng điện xoay
chiều → cảm kháng của cuộn dây ZL = ωL = 2πf.L (Ω)
→ Đồ thị của cảm kháng theo L (hoặc f) là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
➢ Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tụ điện cản trở dòng
xoay chiều → dung kháng của tụ điện ZC =
1
1
=
(Ω)
ωC 2πf.C
→ Đồ thị của dung kháng theo C (hoặc f) là đường hypebol.
2. Mạch điện RLC
Cho mạch RLC như hình vẽ. Dòng điện là i = I0cos(t + φi) (A)

uR = U0Rcos(t + φi) (V)
uL = U0Lcos(t + φi + π/2) (V)
uC = U0Ccos(t + φi - π/2) (V)
a) Các công thức tính toán
Hiệu điện thế tức thời hai đầu mạch u = uR + uL + uC = U0cos(t + u)
2
➢ Hiệu điện thế hai cực đại đầu đoạn mạch: U0 = U0R
+ ( U0L - U0C )
➢ Tổng trở của toàn mạch: Z = R 2 + ( ZL - ZC )
2
→ U = U2R + ( UL - UC )
2
2
UC
UR
UL
U

I = Z = R = Z = Z

L
C
➢ Định ℓuật Ôm 
I = U 0 = U 0R = U 0L = U 0C
0

Z
R
ZL
ZC

➢ Gọi  = |φu – φi| ℓà độ ℓệch pha giữa u và i của mạch điện: tan =
ZL − ZC
U 0L − U 0C
U − UC
= L
=
U 0R
UR
R
b) Các tính chất mạch
Khi UL > UC hay ZL > ZC  ω >
u nhanh pha hơn i góc φ
ሬuԦL
ሬԦLC
u
→ mạch có tính cảm kháng
ሬԦ
u
Ԧi
φ
ሬԦC
u
1
LC
ሬԦR
u
Trần Phương Nam
Khi UL < UC hay ZL < ZC  ω <
u chậm pha hơn i góc φ
ሬԦL
u
→ mạch có tính dung kháng
ሬԦR
u
ሬԦLC
u
ሬԦC
u
1
LC
φ
Ԧi
ሬԦ
u
13
Facebook: Gia đình Đức Thiện
Khi UL = UC hay ZL = ZC  ω =
1
 u cùng pha i → mạch xảy ra cộng hưởng. Khi đó
LC
➢ Tổng trở đạt cực tiểu Zmin = R → cường độ dòng điện hiệu dụng đạt cực đại Imax =
đạt cực đại Pmax =
U
→ Công suất mạch
R
U2
R
➢ Điện áp giữa hai đầu điện trở R bằng với điện áp hai đầu mạch UR = U đồng thời UL = UC
➢ Cường độ dòng điện trong mạch cùng pha với điện áp hai đầu mạch φ = 0, tanφ = 0, cosφ = 1.
Chú ý: Khi xảy ra cộng hưởng thì tổng trở của mạch đạt cực tiểu, cường độ dòng điện đạt cực đại. Nếu ta tăng hay
giảm tần số dòng điện thì tổng trở của mạch vẫn tăng, đồng thời cường độ dòng điện vẫn giảm.
c) Giải bài toán điện xoay chiều bằng số phức và máy tính CASIO
Đưa về dạng hàm cos trước khi tổng hợp: MODE 2 → CMPLX.
Nhập R + ( ZL − Z C ) i → tổng trở Z = [R + (ZL - ZC)i]
Nhập U 0 SHIFT (-)  u → hiệu điện thế toàn mạch u = U0φu
Cho u(t) viết i(t) ta thực hiện phép chia hai số phức: i =
U0 u
u
=
Z R + (ZL − ZC )i
Cho i(t) viết u(t) ta thực hiện phép nhân hai số phức: u = i.Z = I0i  R + (ZL − ZC )i
Nhấn = → a+bi, bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả: U0φu hoặc I0φi
d) Mạch RLC có cuộn dây không thuần cảm r
Cả đoạn mạch
Z = (R + r)2 + ( ZL − ZC )
Cuộn dây
2
U = (UR + Ur )2 + ( UL − UC )
tanφ =
Trần Phương Nam
UL − UC
Z − ZC
= L
UR + Ur
R+r
Ud = ULr =
2
U 2r + U 2L
Zd = ZLr = r 2 + ZL2
tanφd = ZL → điện áp ud nhanh pha hơn i góc φd
r
14
Facebook: Gia đình Đức Thiện
3. Công suất và hệ số công suất
Công suất của mạch: P = UIcosφ = I R =
2
Hệ số công suất: cosφ =
( U cos  )
2
R
UR R
R
= =
2
U
Z
R 2 + ( Z L − ZC )
Chú ý:
➢ Hệ số công suất chỉ phụ thuộc cấu tạo mạch điện, không phụ thuộc điện áp đặt vào mạch.
➢ Điện năng không tiêu hao trên tụ điện và cuộn cảm nên công suất và hệ số công suất của mạch điện chỉ
chứa tụ điện, cuộn cảm hoặc cả tụ và cuộn cảm (mạch không có điện trở) đều bằng 0.
➢ Công suất tiêu thụ trên động cơ điện: P = Pcó ích + Phao phí  UIcosφ = Pcó ích + I2R
2
 P 
P
Mà I =
→ Phao phí = 
 R
Ucos
 U cos  
Để giảm công suất hao phí thì người ta tìm cách nâng cao hệ số công suất. Và trong thực tế thì không sử dụng
những thiết bị mà có hệ số công suất cosφ < 0,85.
Hiệu suất của động cơ: H =
Pcóích
P
.100%
Bài toán công suất đạt cực đại Pmax
U2
 cộng hưởng xảy ra (ZL = ZC)
R
U2
U2
➢ Khi R thay đổi: Pmax =
 R = |ZL – ZC| = R0
=
2 ZL − ZC 2R 0
➢ Khi L, C hoặc ω thay đổi: Pmax =
Khi đó Z = 2 R0 và u, i lệch pha nhau π/4.

2

2
R1R 2 = R 0 = ZL − ZC  1 + 2 = 2
➢ Hai giá trị R1, R2 để mạch cùng công suất P  
2
R + R = U
2
 1
P
➢ Mạch R,L-r,C có R thay đổi (nâng cao):
=
U2
2(R + r)
 R
Pmạch max = P(R + r) max =
U2
2(R + r)
 R + r = Zcòn lại = ZLC = |ZL – ZC| = R0
PRmax
Trần Phương Nam
= Zcòn lại = ZL-r,C =
r 2 + ( ZL − ZC )
2
15
Facebook: Gia đình Đức Thiện
4. Cực trị hiệu điện thế trong mạch RLC
a) Phương pháp truyền thống
L thay đổi
ULmax =
C thay đổi
U R 2 + ZC2
R
 ZL = ZLmax =
U Cmax =
R 2 + ZC2
ZC
U R 2 + Z2L
R
 ZC = ZCmax =
R 2 + Z2L
ZL
Khi đó u luôn nhanh pha
Khi đó u luôn chậm pha
hơn uRC một góc 900
hơn uRL một góc 900
➢ Công thức nhanh về cực trị
L thay đổi
UL(RL)max =
2L 

ω thay đổi  R 2 

C 

C thay đổi
U
Z
1− C
ZL
U
UC(RC)max =
1−
U
UL(RL) max =
ZL
ZC
ZC2
1− 2
ZL
U
UC(RC) max =
1−
Z2L
ZC2
➢ Hai giá trị L, C, ω mạch có cùng giá trị
L thay đổi
Cho cùng
ZC = ZL0 =
I, UR , P
1
Cho cùng UL
ZL max
=
ZL1 + ZL2
2
ZL = ZC0 =
ZC1 + ZC2
2
1 1
1 
+


2  ZL1 ZL2 
02 = ω1ω2
1

2
L max
ZLmax là giá trị để ULmax
1
Cho cùng UC
ω thay đổi
C thay đổi
ZC max
1 1
1 
= 
+

2  ZC1 ZC2 
1 1
1 
=  2+ 2
2  1 2 
2
Cmax
=
1 2
1 + 22 )
(
2
ZCmax là giá trị để UCmax
Với ω0 ; ZL0 và ZC0 là các giá trị để trong mạch cộng hưởng hay Imax , Pmax , Zmin
Trần Phương Nam
16
Facebook: Gia đình Đức Thiện
5. Máy biến áp – Truyền tải điện năng
a) Máy biến áp
Gồm có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp có N1 vòng và cuộn thứ cấp có N2 vòng. Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng
ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch.
- Hoạt động theo hiện tượng cảm ứng điện từ:
U1 N1
=
U2 N2
Nếu N2 > N1 hoặc U2 > U1 : gọi là máy tăng áp.
Nếu N2 < N1 hoặc U2 < U1 : gọi là máy hạ áp.
Nếu hao phí ở máy biến áp rất nhỏ và các hệ số công suất là 1 → P1 = P2 → U1I1 = U2I2 →
U1 N1 I 2
=
=
U 2 N 2 I1
Chú ý: Máy biến áp không làm thay đổi tần số dòng điện.
b) Truyền tải điện năng
➢ Nếu công suất truyền đi là P = UIcosφ → Công suất hao phí Php = P = I2R=
→ Ta thấy Phao phí ⁓
➢
P2
( U cos )
2
R
1
→ Nếu tăng Unguồn n lần thì Phao phí giảm n2 lần
2
U
Sơ đồ truyền tải điện năng:
Hao phí do tỏa nhiệt trên dây
Nguồn
U; P = UIcosφ
có điện trở R
Phao phí = P= P - P’ =
Tiêu thụ
U’; P’ = U’.I.cosφ’
✓ Độ giảm thế trên đường dây: ΔU = UR = I.R = U – U’
✓ Hiệu suất truyền tải điện năng: H =
✓ Điện trở của dây dẫn R = .
S
P' P - ΔP
ΔP
=
=1P
P
P
( là điện trở suất, ℓ là chiều dài dây dẫn, S là tiết diện dây)
(Quãng đường truyền tải là d thì chiều dài dây là ℓ = 2d)
Trần Phương Nam
17
Facebook: Gia đình Đức Thiện
6. Máy điện xoay chiều
a) Nguyên lý tạo dòng điện xoay chiều
Cho khung dây N vòng quay đều với tốc độ ω rad/s trong từ trường đều B vuông góc với trục quay, nhờ hiện
tượng cảm ứng điện từ tạo ra dòng điện cảm ứng trên khung dây.
Biểu thức của từ thông:  = NBScos(ωt + φ) = 0cos(ωt + φ) Wb.
(φ là góc tạo bởi B và pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây)
Biểu thức của suất điện động cảm ứng:
e = – ’ = NBSsin(ωt + φ) = 0sin(ωt + φ) = E0sin(ωt + φ) = E0cos(ωt + φ – π/2) V
b) Cấu tạo máy phát điện
- Máy phát điện gồm 2 phần chính:
+ Phân loại theo tác dụng
Phần cảm: tạo ra từ trường.
Phần ứng: từ điện trường.
+ Phân loại theo ch/động
roto: chuyển động.
stato: đứng yên.
- Máy phát điện một pha: phần cảm là roto quay với tốc độ n vòng/s (1 nam châm có p cặp cực), phần ứng là
stato (các cuộn dây nối liên tiếp với nhau) => Tần số của máy là f = p.n
Máy phát điện 1 cặp cực
Máy phát điện 2 cặp cực
- Máy phát điện ba pha: phần cảm là nam châm điện quay (roto), phần ứng là
stato gồm 3 cuộn dây đặt cách nhau 1/3 vòng tròn như hình vẽ
tạo 3 dòng điện trên 3 cuộn có cùng tần số nhưng lệch pha nhau 1200 (dòng
điện 3 pha)
c) Động cơ điện không đồng bộ
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay.
- Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hơn của từ trường quay
(không đồng bộ).
Trần Phương Nam
18
Facebook: Gia đình Đức Thiện
DAO ĐỘNG & SÓNG ĐIỆN TỪ
1. Mạch dao động LC
Mạch dao động LC là một mạch kín gồm cuộn cảm có độ tự cảm L mắc với tụ điện có điện
dung C. Mạch hoạt động nhờ hiện tượng tự cảm.
a) Các đại lượng đặc trưng
1
1
1
=> T = 2π LC , f = =
T 2 LC
LC
➢ Tần số góc của dao động LC: ω =
➢ Điện tích của tụ: q = Q0.cos(t + φ) (C)
➢ Cường độ dòng điện qua cuộn dây: i = q’ = I0.cos(t +  + π/2) (A)
➢ Hiệu điện thế hai đầu tụ điện: u =
q
= U0.cos(t + ) (V)
C
➢ Liên hệ nhanh giữa U0 và I0: CU02 = LI02 ↔ U0 = I0
1
1
=
+
2
T
T12
nt

b) Ghép nối tụ điện: nối tiếp f nt2 = f12 + f 22
 1
1
 2 = 2 +
1
  nt
1
T22
1
 22
Trong đó: I0 = .Q0
Trong đó: U0 =
Q0
C
L
C
 I0 = U0
C
L
Tss2 = T12 + T22

1
1
1
song song  2 = 2 + 2
f1
f2
 fss
 2 =  2 +  2
1
2
 ss
c) Năng lượng trong mạch dao động LC
➢ Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện. Tổng năng
lượng điện trường và năng lượng từ trường là năng lượng điện từ không đổi.
e) Công suất bù đắp do hao phí khi mạch dao động có điện trở thuần R
Dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất: P = I2R =
I02
R
2
2. Sóng điện từ
a) Điện từ trường
Điện từ trường bao gồm điện trường và từ trường luôn tồn tại song song với nhau (có điện trường thì sẽ có từ
trường và ngược lại). Tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường xoáy (điện
trường xoáy là điện trường có đường sức khép kín) và tại nơi có điện trường trường biến thiên theo thời gian thì tại
đó cũng xuất hiện từ trường xoáy.
Trần Phương Nam
19
Facebook: Gia đình Đức Thiện
b) Sóng điện từ
Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.
Tính chất của sóng điện từ
➢ Lan truyền với vận tốc 3.108 m/s trong chân không → λ = c.T = 2πc LC
➢ Sóng điện từ là sóng ngang, trong quá trình lan truyền điện trường và từ trường
ℓan truyền cùng pha và có phương vuông góc với nhau.
➢ Sóng điện từ có thể lan truyền được trong chân không (đây là sự khác biệt giữa sóng điện từ và sóng cơ).
➢ Trong quá trình lan truyền nó mang theo năng lượng.
➢ Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ.
➢ Nguồn phát sóng điện từ (chấn tử) có thể ℓà bất kỳ vật nào phát ra điện trường hoặc từ trường biến thiên như:
tia ℓửa điện, cầu dao đóng ngắt mạch điện…
3. Truyền thông bằng sóng vô tuyến
Các khoảng sóng vô tuyến
Mục
ℓoại sóng
Bước sóng
1
Sóng dài
> 1000 m
Đặc điểm/ứng dụng
- Không bị nước hấp thụ
- Thông tin ℓiên ℓạc dưới nước
- Bị tầng điện li hấp thụ ban ngày, phản xạ ban đêm
2
100 → 1000m
Sóng trung
lên ban đêm nghe radio rõ hơn ban ngày
- Chủ yếu thông tin trong phạm vi hẹp
- Bị tầng điện li và mặt đất phản xạ
3
10 → 100 m
Sóng ngắn
- Máy phát sóng ngắn công suất ℓớn có thể truyền
thông tin đi rất xa trên mặt đất
4
Sóng cực ngắn
0,01 → 10 m
- Có thể xuyên qua tầng điện ly
- Dùng để thông tin liên lạc ra vũ trụ
➢ Sơ đồ khối của máy phát sóng vô tuyến đơn giản
Micro
Biến điệu
Khuếch đại cao tần
Ăng ten phát
Máy phát cao tần
➢ Sơ đồ khối của máy thu sóng vô tuyến đơn giản
Ăng ten thu
Trần Phương Nam
Chọn sóng
Tách sóng
Khuếch đại âm tần
Loa
20
Facebook: Gia đình Đức Thiện
SÓNG ÁNH SÁNG
1. Tán sắc ánh sáng
a) Đặc điểm ánh sáng khi truyền trong các môi trường
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ có một màu nhất định dù truyền trong bất kì môi trường nào. Ánh sáng trắng
là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Trong chân không bước sóng của các ánh sáng thuộc khoảng 0,38 um ≤ λ ≤ 0,76 μm
➢ Trong cùng 1 môi trường: vđỏ > vcam > vvàng > vlục > vlam > vchàm > vtím
Với n là chiết suất môi trường thì n =
c
→ nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím
v
➢ Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau tần số của ánh sáng thì
không đổi nên màu sắc không đổi. Ánh sáng truyền trong chân không với
bước sóng λ thì khi truyền trong môi trường có chiết suất n thì có bước sóng
λ’ =

λ
hoặc λ2 = 1
n 21
n
b) Tán sắc ánh sáng
Chiếu một chùm sáng trắng tới mặt phân cách hai môi trường khác nhau (lăng kính, mặt nước). Chùm sáng đó bị
tách thành chùm ánh sáng đơn sắc có nhiều màu khác nhau.
Nguyên nhân: Ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác. Do chiết suất của lăng kính có giá trị
khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau nên khi đi qua lăng kính các ánh sáng đơn sắc sẽ bị bẻ gãy với các
góc khác nhau.
Lưu ý: Ánh sáng đỏ truyền tốt nhất nên nó sẽ đi qua mặt phân cách các môi trường dễ nhất và bị lệch ít nhất.
Ánh sáng tím truyền kém nhất nên nó sẽ đi qua mặt phân cách các môi trường kém nhất và bị lệch nhiều
nhất.
Trần Phương Nam
21
Facebook: Gia đình Đức Thiện
2. Giao thoa ánh sáng
Hiện tượng giao thoa sóng là một bằng chứng để chứng tỏ ánh sáng
có tính chất sóng. Khi xảy ra giao thoa thì trên màn E có các vân sáng
và vân tối xếp xen kẽ cách đều nhau. Gọi khoảng cách giữa 2 vân sáng
(2 vân tối) liên tiếp là i (khoảng vân): i =
λD
a
Điều kiện để một điểm là vân sáng hoặc vân tối:
Nếu xM = kM.i → kM =
xM
 d2M – d1M = kM.λ
i
M là vân sáng nếu kM nguyên
M là vân tối nếu kM = x,5 (bán nguyên)
a) Bài toán đếm số vân trên màn
➢ Miền giao thoa đối xứng qua vân trung tâm và có chiều dài L
L
Tính tỉ số N =  
i
Nếu N lẻ thì số vân sáng = N, số vân tối = N + 1.
Nếu N chẵn thì số vân sáng = N + 1, số vân tối = N.
➢ Bài toán tổng quát với miền giao thoa bất kì
Tính kM =
k
xM
và kN = N
i
i
Chú ý: Nếu M, N cùng phía so với vân trung tâm thì kM và
kN cùng dấu. Nếu M, N khác phía so với vân trung tâm thì kM và kN trái dấu.
Số vân sáng = số lượng giá trị k nguyên nằm giữa kM và kN.
Số vân tối = số lượng giá trị k bán nguyên nằm giữa kM và kN.
b) Giao thoa ánh sáng trắng
Trên màn giao thoa cho hình ảnh tại trung tâm là vân sáng trắng
và hai bên là các dải màu quang phổ như hình vẽ.
➢ Bề rộng quang phổ bậc k: Δxk = k.iĐ – k.iT = k
( D − T ) D
a
➢ Bài toán xác định số bức xạ cho vân sáng, vân tối tại M: xM = k
x a
D
k= M
a
D
Kết hợp điều kiện 0,38 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm (hoặc điều kiện đề bài) →
Số bức xạ cho vân sáng tại M = số k nguyên thỏa mãn
x Ma
x a
k M
 max D
 min D
Số bức xạ cho bị tắt (vân tối) tại M = số k bán nguyên thỏa mãn
Trần Phương Nam
x Ma
x a
k M
 max D
 min D
x Ma
x a
k M
 max D
 min D
22
Facebook: Gia đình Đức Thiện
c) Giao thoa nhiều vân sáng
➢ Nếu tại M có hai bức xạ λ1 và λ2 cho vân sáng: xM = k1i1 = k2i2 
k1λ1 = k2λ2
(với k1 và k2 nguyên)
Trong đó: k1, k2 = bậc của vân sáng = số khoảng vân của các vân bức xạ λ1 và λ2.
➢ Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 vân sáng giống màu vân trung tâm)
Cách 1: Tối giản phân số
VD:
 D
k1  2
→ λ12 = k1λ1 = k2λ2 → i12 = 12
=
a
k 2 1
k1  2 3
=
= → k1 = 3 và k2 = 4 → λ12 = 3λ1 = 4λ2
k 2 1 4
Cách 2: sử dụng máy tính: λ12 = BCNN(λ1, λ2)  i12 = BCNN(i1, i2)
VD: λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,6 μm. Dùng máy tính CASIO: Alpha  ( 4 Shift ) 6 ) = 12 → λ12 = 1,2 μm.
➢ Số vân sáng quan sát được trên màn (giao thoa 2 bức xạ)
- Số vị trí có vân sáng của bức xạ λ1:
N1 = số k nguyên từ kM → kN
(với kM =
x
xM
, kN = N )
i1
i1
- Số vị trí có vân sáng của bức xạ λ2: N2 = số k nguyên từ kM → kN
(với kM =
- Số vân sáng trùng nhau của 2 bức xạ λ1, λ2: N12 = số k nguyên từ kM → kN
x
xM
, kN = N )
i2
i2
(với kM =
x
xM
, kN = N )
i12
i12
C1: Số vân sáng quan sát được N = N1 + N2 – N12
C2: VD: N1 = 9, N2 = 7, N12 = 4 → hình vẽ
→ số vân sáng quan sát được là 5 + 4 + 3 = 12
→ số vân sáng đơn sắc màu bức xạ λ1 là 5
Trần Phương Nam
23
Facebook: Gia đình Đức Thiện
3. Các bức xạ điện từ
a) Thang sóng điện từ
Những sóng điện từ có bước sóng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa (tính chất sóng), bước sóng càng ngắn
thì tính đâm xuyên càng mạnh (tính chất hạt) => lưỡng tính sóng hạt.
b) Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X
Tia hồng ngoại
Tia tử ngoại
Tia Rơnghen (tia X)
- Mọi vật có t0 > 0K đều phát - Các vật bị nung nóng đến nhiệt - Cho chùm tia e có vận tốc lớn
Nguồn
phát
ra tia hồng ngoại.
độ cao (trên 20000C)
đập vào kim loại có nguyên tử
- Lò than, lò sưởi điện, đèn - Ở nhiệt độ trên 30000C vật ra lượng lớn → tia X
điện dây tóc…là những nguồn tia tử ngoại rất mạnh như: đen - Thiết bị tạo ra tia X là ống
phát tia hồng ngoại rất mạnh
hơi thuỷ ngân, hồ quang.
- Tác dụng nhiệt rất mạnh.
- Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ - Có khả năng đâm xuyên tốt.
Rơnghen.
- Tác dụng lên kính ảnh, gây mạnh nhưng truyền qua được Xuyên qua được giấy vải, gỗ,
Tính
chất
ra một số phản ứng hoá học.
thạch anh.
- Có thể biến điệu.
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh. nhôm dày vài cm nhưng bị lớp
- Gây ra hiện tượng quang Làm ion hoá chất khí.
dẫn.
mô mềm. Đi xuyên qua tấm
chì dày vài mm chặn lại
- Có tác dụng sinh lí, huỷ diệt tế - Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
bào, làm hại mắt
Làm ion hoá chất khí.
- Gây ra hện tượng quang điện
- Làm phát quang một số chất.
- Làm phát quang một số chất.
- Có tác dụng sinh lí mạnh, hủy
diệt tế bào, vi khuẩn.
- Sây khô, sưởi ấm.
- Khử trùng nước, thực phẩm, - Chiếu điện, chụp điện, chữa
- Sử dụng trong các thiết bị dụng cụ y tế.
bệnh ung thư nông.
Ứng
điều khiển từ xa.
- Dò khuyết tật trong các sản
dụng
- Chụp ảnh, quay camera, ống - Phát hiện vết nứt trên bề mặt phẩm đúc. Kiểm tra hành lí của
nhòm đều có tia hồng ngoại.
- Chữa bệnh còi xương.
kim loại.
hành khách, nghiên cứu cấu
trúc vật rắn.
Trần Phương Nam
24
Facebook: Gia đình Đức Thiện
4. Quang phổ
a) Máy quang phổ
Là dụng cụ để phân tích một chùm sáng phức tạp thành
những thành phần đơn sắc. Máy quang phổ hoạt động dựa trên
hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Ống chuẩn trực: để tạo chùm sáng song song.
Hệ tán sắc: phân tích chùm song song thành các chùm đơn sắc song song.
Buồng ảnh: thu vạch quang phổ của nguồn.
b) Các loại quang phổ
Quang phổ liên tục
Quang phổ vach phát xạ
Hình
Dải màu từ đỏ đến tím, nối Các vạch màu nằm ngăn cách
ảnh
liền nhau một cách liên tục.
Nguồn
phát
nhau bằng những khoảng tối.
Các chất rắn, lỏng hoặc chất Các chất khí hay hơi ở áp suất
khí ở áp suất lớn khi bị nung thấp phát ra khi bị kích thích
nóng.
phát sáng.
- Không phụ thuộc vào cấu - Mỗi nguyên tố hoá học có
tạo nguồn phát.
Tính
chất
quang phổ vạch phát xạ riêng,
đặc trưng cho nguyên tố ấy.
- Phụ thuộc vào nhiệt độ của - Các nguyên tố khác nhau phát
nguồn phát. Quang phổ liên ra quang phổ vạch khác nhau về
tục của các chất khác nhau ở số lượng, màu sắc, vị trí và độ
cùng nhiệt độ thì giống nhau
Trần Phương Nam
sáng của các vạch.
25
Facebook: Gia đình Đức Thiện
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Thuyết lượng tử ánh sáng
a) Thuyết lượng tử anh sáng
➢ Chùm ánh sáng là chùm các hạt rất nhỏ gọi là các hạt
phôtôn (hạt lượng tử). Với mỗi ánh sáng đơn sắc có
tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang
năng lượng ε = hf (lượng tử năng lượng). Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động.
➢ Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s nên ε = hf =
➢ Số photon của chùm sáng phát ra trong thời gian t: N =
hc
λ
(h = 6,625.10-34)
E P.t
=


b) Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng
Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt → lưỡng tính sóng - hạt. Khi tính chất sóng thể hiện rõ thì
tính chất hạt lại mờ, và ngược lại.
Tính chất sóng: hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, phản xạ, khúc xạ,... → các bức xạ có bước sóng cao.
Tính chất hạt: hiện tượng quang điện, phát quang, tính chất đâm xuyên → các bức xạ có bước sóng thấp.
2. Hiện tượng quang điện
Quang điện ngoài
Hiện
Các electron bật ra khỏi bề mặt kim
tượng
loại khi được chiếu bức xạ thích hợp.
Quang điện trong
Các electron bật ra khỏi liên kết → electron
dẫn và lỗ trống khi khối bán dẫn được chiếu
bức xạ thích hợp.
Điều kiện xảy ra: λ ≤ λ0 hoặc  > A hoặc f > f0
Trong đó λ0 =
Đặc
điểm
hc
: giới hạn quang điện với A là công thoát
A
- Xảy ra với kim loại.
- Xảy ra với chất liệu bán dẫn.
- Electron bật ra khỏi kim loại.
- Electron vẫn nằm trong khối bán dẫn.
- Giới hạn quang điện đối với kim loại - Giới hạn quang điện thuộc vùng hồng ngoại.
kiểm và kiềm thổ thuộc vùng ánh - Chế tạo pin quang điện và quang điện trở.
sáng nhìn thấy, đối với kim loại cứng
thuộc vùng tử ngoại.
Trần Phương Nam
26
Facebook: Gia đình Đức Thiện
6. Mẫu nguyễn tử Bo
a) Tiên đề về các trạng thái dừng
➢ Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng. Trong trạng
thái dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng.
➢ Trong trạng thái dừng của nguyên tử, các electrôn chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có
bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng.
Trạng thái kích thích
Trạng thái cơ bản
Quỹ đạo thứ
1
2
3
4
5
6
Tên quỹ đạo
K
L
M
N
O
P
Bán kính
r0
4r0
9r0
16r0 25r0 36r0
Bán kính quỹ đạo rn = n2r0 (r0 = 5,3.10-11m)
Lực do hạt nhân tác dụng lên e chuyển động trên quỹ đạo dừng thứ n: Fn =
Vận tốc e trên quỹ đạo dừng thứ n: vn =
ke 2 mv 2
=
rn2
rn
ke 2
v
→ tần số góc ω =
m e rn
rn
b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
Ecao – Ethấp = ε = hf =
hc
λ
➢ Đối với nguyên tử Hidro, mức năng lượng ở các trạng thái n: En = -
13,6
eV
n2
➢ Năng lượng ion hóa = n/lượng để chuyển e từ tr/thái cơ bản ra xa vô cùng = 1 =
hc
= E - E1
 1

hc
= hf31
E3 − E1 =

31

1
1
 1
−
=

hc

= hf 21 →  31  21  32
➢ Cho bước sóng này tính bước sóng khác: E 2 − E1 =
 21

f − f = f
 31 21 32

hc
= hf32
E 3 − E 2 =
32

➢ Số bức xạ tối đa có thể phát ra từ trạng thái n: n(n - 1)/2
➢ Bước sóng ngắn nhất và dài nhất trong sự dịch chuyển quỹ đạo
Bước sóng ngắn nhất  khoảng dịch chuyển n/lượng nhiều nhất.
Bước sóng dài nhất  khoảng dịch chuyển n/lượng ít nhất.
VD:
hc
hc
= hf min = E 4 − E3
= hf max = E 4 − E1 ,
 max
 min
Trần Phương Nam
27
Facebook: Gia đình Đức Thiện
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Cấu tạo hạt nhân
➢ Hạt nhân nguyên tử
prôtôn
nuclôn
nơtron
➢ Kí hiệu:
A
Z
X
→
A: số khối (số nuclôn trong hạt nhân)
Z: số proton trong 1 hạt nhân → số nơtron N = A – Z
➢ Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau nên số khối
A cũng khác nhau.
VD: Hiđrô có 3 đồng vị là hiđrô thường 11 H , đơteri 21 H (hay 21 D ) và triti 31 H (hay 31T ).
Một số hạt thường gặp
Tên gọi
Kí hiệu
Prôtôn
p
1
1
p
Hiđrô nhẹ
Đơteri
D
2
1
H
Hiđrô nặng
Triti
T
3
1
H
Hiđrô siêu nặng
Anpha
α
He
Hạt nhân Hêli
Bêta trừ
β-
0
−1
Bêta cộng
β+
Nơtrôn
Nơtrinô
12
6
4
2
Chi chú
e
Electron
0
1
e
Pôzitrôn (Phản hạt của electron)
n
1
0
n
Không mang điện

0
0

Không mang điện; m0 = 0 ; v = c
➢ Đơn vị khối lượng hạt nhân: 1u =
→ 1 hạt
Công thức
1
khối lượng nguyên tử
12
12
6
C = 931,5 MeV/c2
C có khối lượng 12u.
➢ Lực hạt nhân là lực tương tác (liên kết) các nuclôn với nhau. Lực hạt nhân thuộc loại tương tác mạnh,
không phải là lực tĩnh điện. Lực hạt nhân có phạm vi tác dụng bằng kích thước hạt nhân (khoảng 10-15m).
2. Năng lượng liên kết trong hạt nhân
➢ Độ hụt khối: Δm = mnu – mh/nhân = (Z.mp + N.mn) – mh/nhân
➢ Năng lượng liên kết của các nuclôn trong hạt nhân: WLK = Δm.c2
➢ Năng lượng liên kết riêng của 1 nuclôn:  =
WLK
→ năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền
A
vững. Những hạt nhân có số khối trung bình bền vững nhất (50 < A < 80)
Trần Phương Nam
28
Facebook: Gia đình Đức Thiện
3. Thuyết tương đối
Một vật có khối lượng m thì có năng lượng tương ứng và ngược lại → E = mc2
Vật không chuyển động
(trạng thái nghỉ)
Khối lượng
Năng lượng
Khối lượng nghỉ m0
Năng lượng nghỉ E0 = m0c2
Năng lượng toàn phần
Vật chuyển động
m0
m=
2
1-
với vận tốc v
E = mc2 =
v
c2
m0c2
2
1-
=
v
c2
E0
1-
v2
c2
→ Động năng: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2
4. Phản ứng hạt nhân
a) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân:
A1
Z1
X1 +
A2
Z2
X 2 → AZ33 X3 +
A4
Z4
X4
➢ Định luật bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
➢ Bảo toàn số nuclôn: A1 + A2 = A3 + A4
➢ Bảo toàn động lượng.
➢ Bảo toàn năng lượng toàn phần: mT.c2 + KT = mS.c2 + KS ↔ (mT - mS)c2 + KT = KS
p = mv

2
Hệ thức liên hệ giữa động lượng và động năng: 
mv 2  p = 2m.K
K =

2
Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn điện tích
b) Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng: mT = mX1 + mX2
Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng: mS = mX3 + mX4
➢ Khi mT > mS → Phản ứng tỏa năng lượng: Etỏa = (mT – mS)c2 = (ΔmS – ΔmT)c2
➢ Khi mT < mS → Phản ứng thu năng lượng: Ethu = (mS – mT)c2 = (ΔmT – ΔmC)c2
c) Bài toán vận dụng các định luật bảo toàn
➢ TH1: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành 2 hạt con)
* (mT – mS)c2 = KB + KC
A→B+C
*
Trần Phương Nam
K A vC mD
=
=
K B vD mC
29
Facebook: Gia đình Đức Thiện
Chú ý: Trường hợp 1 là phản ứng hạt nhân có 3 chất, các trường hợp 2,3,4 là các phản ứng hạt nhân có 4 chất.
A1
Z1
X1 + AZ22 X 2 → AZ33 X3 + AZ44 X 4
➢ TH2: Hai hạt bay theo phương vuông góc
* (mT – mS)c2 = (K3 + K4) - K1
* P12 = P32 + P42  m1K1 = m3K3 + m4 K4
➢ TH3: Hai hạt sinh ra có cùng tốc độ
* (mT – mS)c2 = (K3 + K4) - K1
*
K 3 m3
=
K 4 m4
➢ TH4: Hai hạt sinh ra giống nhau, có cùng động năng
* (mT – mS)c2 = 2K3 - K1 = 2K4 - K1
α
α
* P1 = 2P3cos = 2P4cos
2
2
➢ Tổng quát: dùng để tính góc giữa phương chuyển động của các hạt
* (mT – mS)c2 = (K3 + K4) - K1
* P42 = P12 + P32 − 2P1P3 cos 1
* P12 = P32 + P42 − 2P4 P4 cos 
6. Phóng xạ
Đặc điểm
Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân tỏa năng lượng.
Có tính ngẫu nhiễn, tự phát và không điều khiển được.
➢ Phóng xạ α: Trong không khí, tia α chuyển động với vận tốc khoảng 107 m/s. Đi được chừng vài cm trong
không khí và chừng vài μm trong vật rắn, không xuyên qua được tấm bìa dày 1 mm.
➢ Phóng xạ β: Tia β là các hạt phóng xạ phóng ra với tốc độ xấp
xỉ tốc độ ánh sáng. Trong không khí tia β có thể đi được quãng
đường dài vài mét và trong kim loại có thể đi được vài mm.
Có hai loại phóng xạ β là β+ và β–.
➢ Phóng xạ γ: Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng
là hạt phôtôn có năng lượng cao, thường đi kèm trong cách
phóng xạ β+ và β–. Tia γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều
so với tia α và β.
Trần Phương Nam
30
Facebook: Gia đình Đức Thiện
➢ Định luật phóng xạ
X
Y
Trước phân rã:
N0
0
Đã phân rã:
ΔN
ΔN
Sau phân rã:
N
ΔN
Số hạt X ban đầu
N0
Số hạt X còn lại
N = N0. 2− t /T = N0. e - λt
Số hạt X đã bị phân rã
(Số hạt Y sinh ra)
Với λ là hằng số phóng xạ: λ =
Trần Phương Nam
ΔN = N0 – N = N0.(1 - 2− t /T ) = N0.(1 - e - λt )
ln2 0,693
=
→ 2− t/T = e−t → N = N0 .e−t
T
T
31
Facebook: Gia đình Đức Thiện
ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG
1. Điện tích
➢ Có thể làm nhiễm điện bằng cách: cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng.
➢ Các điện tích tương tác nhau tuân theo định luật Cu-lông: F = k
q1.q 2
ε.r 2
(trong đó ε: là hằng số điện môi, k = 9.109 N.m2/C)
2. Điện trường
Mô phỏng trong không gian bằng các đường sức điện.
E cho biết sự mạnh yếu của điện trường về phương diện tác dụng lực.
a) Cường độ điện trường
➢ Cường độ điện trường E =
F
(V/m)
q
→ F = qE
➢ Điện trường của điện tích điểm Q gây ra tại một điểm cách Q một đoạn r: E = k
|Q|
ε.r 2
Đường sức điện và hướng E của các điện tích điểm như hình bên:
Tính chất các đường sức:
•
Qua mỗi điểm trong đ/trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và
chỉ
1 đường sức điện trường.
•
Các đường sức điện là các đường cong không kín, nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng ở các
điện tích âm.
•
Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau.
•
Nơi nào có cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức ở đó vẽ mau và ngược lại.
➢ Điện trường do 2 điện tích điểm q1, q2 tạo ra tại M: E1 =
kq1
kq
và E2 = 2 2
2
r1
r2
Nếu E1  E2
Nếu E1  E2
→ EM = E1 + E2
→ EM = |E1 – E2|
Nếu q1 = q2 = q
Nếu E1 ⊥ E2
→ E2M = E12 + E22
Trần Phương Nam
→ EM = 2.E1cosα
= 2.E2cosα
32
Facebook: Gia đình Đức Thiện
➢ Cho hai điện tích q1 và q2. Tìm vị trí có điện trường bằng 0.
•
r1 + r2 = AB
r1 + r2 = AB  2
  r1 q1
Nếu q1 và q2 cùng dấu: 
E1 = E 2
 r2 = q
2
2
•
 r1 − r2 = AB
 r1 − r2 = AB  2
Nếu q1 và q2 trái dấu: 
  r1 q1
E1 = E 2
 r2 = q
2
2
b) Điện trường đều có đường sức thẳng, song song, cách đều, có vectơ cường độ
điện trường E như nhau tại mọi điểm (cùng phương, chiều, độ lớn).
E=
UMN
U
= MN → UMN = E.d
d
M'N'
➢ Điện tích nằm cân bằng trong điện trường đều
Fd qE
=
P mg
•
Điện trường nằm ngang: tanα =
•
Điện trường thẳng đứng: Fđ = P  qE = mg
c) Công di chuyển điện tích: A = qUMN = q.Ed
➢ Điện tích q chuyển động với vận tốc đầu là v0 dọc theo đường sức của một điện trường đều:
Biến thiên của động năng = công lực điện 
1 2 1 2
mv − mv0 = qU = qEd
2
2
3. Tụ điện
Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ ở một hiệu điện thế nhất đinh:
C=
Q
(Fara) → Q = CU
U
Ghép nối tụ điện
Trần Phương Nam
Song song
Nối tiếp
Cb = C1 + C2 + … + Cn
1
1
1
1
=
+
+ ... +
Cb C1 C2
Cn
Ub = U1 = U2 = ... = Un
Ub = U1 + U2 + ... + Un
Qb = Q1 + Q2 + ... + Qn
Qb = Q1 + Q2 = ... = Qn
33
Facebook: Gia đình Đức Thiện
DÒNG ĐIỆN
1. Dòng điện
➢ Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng. Chiều quy ước của dòng điện là chiều
dịch chuyển có hướng của các điện tích dương.
➢ Cường độ dòng điện: I =
q Ne e
=
Δt t
Trong đó: q là lượng điện tích dịch chuyển qua dây dẫn trong thời gian Δt.
Ne là số hạt e chạy qua dây dẫn trong thời gian Δt.
2. Nguồn điện
➢ Bên trong nguồn điện có lực lạ làm di chuyển các hạt tải điện để giữ cho một cực luôn thừa êlectron (cực
âm), một cực luôn thiếu electron hoặc thừa ít êlectron hơn bên kia (cực dương).
➢ Suất điện động  của nguồn điện cho biết giá trị của hiệu điện thế hai đầu nguồn điện khi mạch ngoài hở
(mạch ngoài chưa nối vào các thiết bị điện)
➢ Công của của lực lạ di chuyển e từ cực dương sang cực âm được gọi là công của nguồn điện.
A = |q|. →  =
A
(V)
q
ξ b = mξ

➢ Ghép nguồn điện thành bộ (các nguồn giống nhau): 
mr
rb = n
m: là số nguồn trong một dãy (hàng ngang)
n: là số dãy (hàng dọc)
3. Định luật Ôm
➢ Định luật Ôm đối với toàn mạch: I =
➢ Hiệu suất của nguồn điện: H =
➢ Điện trở của dây dẫn: R = ρ
S
ξ
→ UAB = I.R = ξ - I.r
r+R
U AB
R
=
ξ
R+r
(ρ là điện trở suất, ℓ là chiều dài, S là tiết diện dây dẫn)
4. Điện năng và công suất điện
Nguồn
Mạch ngoài
Điện năng nguồn: A = q = It
Công suất nguồn: P =
A
t
= I
Điện năng mạch ngoài: A = qU = UIt
Công suất mạch ngoài: P =
A
= UI
t
Lưu ý: 1 số điện = 1 kWh = 1000W.3600s = 3,6.106 J
Trần Phương Nam
34
Facebook: Gia đình Đức Thiện
5. Dòng điện trong các môi trường
Các hạt tải điện trong các môi trường
Kim loại: các e tự do
Dung dịch điện phân: ion âm và ion dương
Bán dẫn: các electron và lỗ trống.
a) Dòng điện trong kim loại
Nhiệt độ càng thấp thì điện trở càng nhỏ, nhiệt độ càng cao điện trở càng lớn.
Giải thích: khi nhiệt độ càng cao, các nút mạng dao động mạnh (mất trật tự). Khi đó các electron di chuyển theo
chiều điện trường bị cản trở nhiều nên dòng điện khó đi qua → điện trở càng lớn.
Điện trở trong kim loại: R = R0[1 + α(t – t0)]
Trong đó:
R0 : điện trở tại nhiệt độ t0,
R : điện trở tại nhiệt độ t.
α : hệ số nhiệt điện trở (đơn vị K-1)
b) Dòng điện trong chất điện phân
➢ Điện phân dung dịch CuSO4:
-
Các ion âm SO24− di chuyển về cực dương làm bằng đồng (anot), bám
vào
dương cực làm dương cực tan dần.
-
Các ion dương Cu2+ di chuyển về cực âm làm bằng một kim loại khác
(catot), bám vào âm cực tạo ra một lớp mỏng kim loại đồng xung quang catot. Người ta dựa vào phương
pháp này để mạ đồng cho một số kim loại.
➢ Định luật Faraday: Khối lượng m của kim loại được giải phóng ra ở anot (bằng khối lượng bám vào catot)
m=
Trong đó
1A
It (F ≈ 96500 C/mol)
Fn
A: nguyên tử khối của kim loại,
n: hóa trị của kim loại.
I; t: cường độ dòng điện và thời gian điện phân (giây)
c) Dòng điện trong chất bán dẫn
➢ Có loại bán dẫn
loại n: có nhiều electron hơn lỗ trống.
bán dẫn loại p: có nhiều lỗ trống hơn electron.
➢ Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất
định từ p sang n.
Trần Phương Nam
35
Facebook: Gia đình Đức Thiện
TỪ TRƯỜNG
1. Từ trường
Vùng không gian xung quanh nam châm, dòng điện và hạt điện tích chuyển động có tồn tại từ trường.
Người ta sử dụng kim nam châm (nam châm thử) để nhận biết từ trường.
Từ trường
Mô phỏng trong không gian bằng các đường sức từ.
Vecto cảm ứng từ B cho biết sự mạnh yếu của từ tường.
2. Một số từ trường đặc biệt
Dây dẫn thẳng dài
Ống dây
Vòng dây
Cảm ứng từ trong lòng ống dây
B = 4.π.10-7
Cảm ứng từ tại điểm cách dây
Cảm ứng từ tại tâm vòng
I
một đoạn r: B = 2.10
r
dây bán kính r:
-7
I
B = 2.π.10 -7
r
N.I
N là số vòng dây trên ống dây, ℓ là chiều dài
của ống dây
Nếu d là đường kính tiết diện của dây cuốn
thì số vòng dây trên mỗi mét chiều dài:
n=
N
=
1
d
Lưu ý: Xác định chiều các đường sức theo quy tắc nắm tay phải
3. Lực từ
➢ Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện có chiều dài ℓ, cường độ dòng điện I đang chạy
qua và được đặt trong từ trường đều B là: F = B.I.ℓ.sinα
Góc α = ( I , B )
Lưu ý: Xác định chiều lực từ theo quy tắc bàn tay trái.
➢ Lực Lorentz: F = |q|vB.sinα
Trần Phương Nam
góc α = ( v , B )
36
Facebook: Gia đình Đức Thiện
CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ
➢ Từ thông diễn tả số đường sức từ đi qua khung dây kín: Φ = BScosα (đơn vị là Vêbe - Wb)
Trong đó: góc α = (B,n) với n là pháp tuyến của mặt phẳng khung dây.
B (tesla - T) là từ trường xuyên qua khung dây.
S (m2) là diện tích khung dây.
➢ Khi cho từ trường qua một mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện
một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng xuất hiện
trong khối vật dẫn gọi là dòng điện Fuco.
➢ Suất điện động cảm ứng: ec = -
ΔΦ

→ |ec| =
Δt
t
➢ Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenz:
Nếu Bngoài tăng thì Bcư cùng phương, ngược chiều với Bngoài.
Nếu Bngoài giảm thì Bcư cùng phương, cùng chiều chiều với Bngoài.
VD: Do cực bắc hướng xuống và nam châm đang đi
xuống nên từ trường bên ngoài Bngoài đang hướng xuống
và đang tăng → Bcư ngược chiều với Bngoài tức là Bcư
hướng lên. Áp dụng quay tắc nắm bàn tay phải → chiều
dòng điện cảm ứng như hình vẽ.
2. Hiện tượng tự cảm
➢ Độ tự cảm của ống dây dài ℓ, tiết diện S, gồm N vòng dây: L = 4π.10
-7
N2
S
ℓ
➢ Từ thông riêng qua cuộn dây do chính dòng điện i đang chạy qua cuộn dây
gây ra: Φ = Li
➢ Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch kín
có dòng điện mà sự biến thiên từ thông xuyên qua ống dây được gây ra bởi chính sự biến thiên của cường độ
dòng điện trong mạch.
Suất điện động tự cảm: eC = L.
Trần Phương Nam
Δi
Δt
37
Facebook: Gia đình Đức Thiện
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Khúc xạ ánh sáng
➢ Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của nó đối với chân không n =
➢ Chiết suất tỉ đối: n21 =
c
.
v
n2
n1
➢ Định luật khúc xạ ánh sáng: n1.sini = n2.sinr  sini = n21.sinr
➢ Một vật ở dưới nước có độ sâu h, người ở trên quan sát sẽ thấy vật cách mặt
nước một đoạn h’ =
h
n
2. Phản xạ toàn phần
➢ Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần:
•
Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn.
•
Góc tới i ≥ igh (sinigh =
1
)
n
➢ Một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang, ống nhòm.
Trần Phương Nam
38
Facebook: Gia đình Đức Thiện
MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG
1. Công thức thấu kính
➢ Công thức thấu kính: D =
1 1
1
= + '
f
d
d
Trong đó: D : độ tụ của thấu kính (dp)
(D > 0 → thấu kính hội tụ, D < 0 → thấu kính phân kì)
(f > 0 → thấu kính hội tụ, f < 0 → thấu kính phân kì)
f : tiêu cự thấu kính
d : khoảng cách vật đến thấu kính.
d' : khoảng cách ảnh đến thấu kính (d’ > 0 → ảnh thật, d’ < 0 → ảnh ảo)
➢ Độ phóng đại của ảnh: k =
d'
f
f −d'
A'B'
= − =
=
AB
d f −d
f
Nếu k < 0 → ảnh vật ngược chiều, nếu k > 0 → ảnh và vật cùng chiều.
d + d ' = L

➢ Bài toán xác định khoảng cách L giữa vật – màn để có ảnh rõ nét trên màn:  1 1 1
 d + d ' = f
•
Để có 2 vị trí cho ảnh rõ nét trên màn: L ≥ 4f
•
Để có 1 vị trí cho ảnh rõ nét trên màn: L = 4f
•
Để không có vị trí nào cho ảnh rõ nét trên màn: L < 4f
2. Mắt và các tật của mắt
a) Mắt
➢ Mắt giống như một máy ảnh, cho một ảnh thật nhỏ hơn vật trên võng mạc có cấu tạo:
•
Thủy tinh thể: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được.
•
Võng mạc: sát đáy mắt nơi tập trung các tế bào nhạy sáng ở đầu các dây thần kinh thị giác. Trên võng
mạc có điểm vàng V rất nhạy sáng.
➢ Thủy tinh thể có thể phồng ra hoặc dẹt lại làm thay đổi tiêu cự của mắt. Mắt luôn thay đổi tiêu cự để ảnh của
vật luôn là ảnh thật và hiện lên võng mạc (hình vẽ) → sự điều tiết của mắt. Khoảng cách từ thủy tinh thể tới
võng mạc (OV) luôn không đổi.
•
Khi mắt nhìn vật ở CC, mắt phải điều tiết nhiều nhất → độ tụ D lớn nhất
→ Dmax =
•
1
f min
=
1
1
+
−OV OCC
Khi mắt nhìn vật ở Cv, mắt phải điều tiết ít nhất nhất → độ tụ D bé nhất
→ Dmin =
1
f max
=
1
1
1
1
1
+
=
+ =
−OV OCV −OV  −OV
➢ Với mắt bình thường: OCc = 25 cm; OCv = ∞.
Trần Phương Nam
39
Facebook: Gia đình Đức Thiện
➢ Năng suất phân li và sự lưu ảnh của mắt
•
Năng suất phân ly của mắt là góc trông vật nhỏ nhất αmin giữa hai
điểm A và B mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm đó
→ để nhìn rõ được vật thì góc trông α > αmin
•
Sự lưu ảnh của mắt là hiện tượng hình ảnh mắt quan sát được vẫn còn lưu giữ thêm 1 khoảng thời
gian (khoảng 0,1s) sau khi không nhìn thấy vật nữa.
b) Sửa các tật của mắt
➢ Mắt cận thị: phải đeo kính phân kì để nhìn được các vật ở xa. Chùm tia sáng song song tới mắt cho điểm
sáng hội tụ trước võng mạc (hình vẽ).
Khi đó ảnh của vật ở rất xa hiện lên CV và ảnh của vật ở dC hiện lên ở CC
1
1
1
  + −OC = f → f K = −OCV

V
K
→ 
→ Khi đeo kính mắt người nhìn được các vật từ dC tới 
1
1
1
 +
=
 d C −OCC f K
➢ Mắt viễn thị: phải đeo kính hội tụ để nhìn được các vật ở gần. Chùm tia sáng song song tới mắt cho điểm
sáng hội tụ sau võng mạc (hình vẽ).
Khi đó ảnh của vật ở dC hiện lên ở CC →
1
1
1
+
=
d C −OCC f K
→ khi đeo kính mắt người nhìn được các vật từ dC tới 
➢ Mắt lão thị: Do cơ mắt về già kém đi nên CC xa mắt hơn so với lúc trẻ → đeo kính hội tụ.
3. Kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn
Độ bội giác là con số cho biết khả năng phóng đại khi nhìn vật qua dụng cụ quang.
Kính lúp
G∞ =
OC C
d'
; GC = kC = −
f
d
Vật phải đặt trong khoảng tiêu
cự để thu được ảnh lớn hơn vật
Trần Phương Nam
Kính hiển vi
G∞ =
.OCC
f1.f 2
 = F1/ F2 gọi là độ dài quang học
Kính thiên văn
G∞ =
f1
f2
f1 + f2 = O1O2
của kính hiển vi
40