Chuyên đề Vấn đề 1: Cơ học vật rắn
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Chuyên đề Vấn đề 1: Cơ học vật rắn, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Vấn đề 1: CƠ HỌC VẬT RẮN 1. Chuyển động quay đều Tốc độ gĩc: Gia tốc gĩc: Tọa độ gĩc: 2. Chuyển động quay biến đổi đều a. Tốc độ gĩc Tốc độ gĩc trung bình: Tốc độ gĩc tức thời: Chú ý: cĩ thể dương; cĩ thể âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn. b. Cơng thức về chuyển động quay biến đổi đều Gia tốc gĩc: Tốc độ gĩc: Tọa độ gĩc: Phương trình độc lập với thời gian: c. Gia tốc gĩc Gia tốc gĩc trung bình: Gia tốc gĩc tức thời: Chú ý: 3. Liên hệ giữa tốc độ dài với tốc độ gĩc; gia tốc dài và gia tốc gĩc Gia tốc tiếp tuyến : Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về độ lớn của véc tơ vận tốc hoặc . Gia tốc pháp tuyến : Đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về hướng của véc tơ vận tốc . Chú ý: 4. Mơ men a. Mơ men lực đối với một trục: b. Mơ men quán tính đối với một trục: Chú ý: Mơ men quán tính của một số dạng hình học đặc biệt: R(m): là bán kính , l(m): là chiều dài thanh c. Định lí trục song song: ; trong đĩ d là khoảng cách từ trục bất kì đến trục đi qua G. d. Mơ men động lượng đối với trục: 5. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định 6. Định luật bảo tồn mơ men động lượng 7. Định lí biến thiên mơmen động lượng 8. Động năng của vật rắn Động năng quay của vật rắn: Động năng của vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến: Trong đĩ m là khối lượng, là vận tốc khối tâm Định lí động năng: Vấn đề 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC I. CON LẮC LỊ XO 1. Phương trình dao động: 2. Phương trình vận tốc: 3. Phương trình gia tốc: Hay 4. Tần số gĩc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: a. Tần số gĩc: ; b. Tần số: c. Chu kì: d. Pha dao động: e. Pha ban đầu: Chú ý: Tìm , ta dựa vào hệ phương trình lúc MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua biên dương: Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua biên âm: Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều dương : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí theo chiều âm : Pha ban đầu ; Giá trị các hàm số lượng giác của các cung (góc ) đặc biệt (ta nên sử dụng đường tròn lượng giác để ghi nhớ các giá trị đặc biệt) Góc Hslg 00 300 450 600 900 1200 1350 1500 1800 3600 0 sin 0 1 0 0 cos 1 0 -1 1 tg 0 1 kxđ -1 0 0 cotg kxđ 1 0 -1 kxđ kxđ 5. Phương trình độc lập với thời gian: ; Chú ý: 6. Lực đàn hồi, lực hồi phục: a. Lực đàn hồi: b. Lực hồi phục: hay lực hồi phục luơn hướng vào vị trí cân bằng. Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là như nhau . 7. Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình a. Thời gian: Giải phương trình tìm Chú ý: Gọi O là trung điểm của quỹ đạo CD và M là trung điểm của OD; thời gian đi từ O đến M là , thời gian đi từ M đến D là . Từ vị trí cân bằng ra vị trí mất khoảng thời gian . Từ vị trí cân bằng ra vị trí mất khoảng thời gian . Chuyển động từ O đến D là chuyển động chậm dần (), chuyển động từ D đến O là chuyển động nhanh dần () Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng khơng), bằng khơng khi ở biên (li độ cực đại). b. Quãng đường: suy ra Chú ý: c. Tốc độ trung bình: 8. Năng lượng trong dao động điều hịa: a. Động năng: b. Thế năng: Chú ý: Thế năng và động năng của vật biến thiên tuấn hồn với của dao động. Trong một chu kì, chất điểm qua vị trí là 4 lần, nên 9. Chu kì của hệ lị xo ghép: a. Ghép nối tiếp: b. Ghép song song: c. Ghép khối lượng: Chú ý: Lị xo cĩ độ cứng cắt làm hai phần bằng nhau thì II. CON LẮC ĐƠN 1. Phương trình li độ gĩc: (rad) 2. Phương trình li độ dài: 3. Phương trình vận tốc dài: 4. Phương trình gia tốc tiếp tuyến: Chú ý: 5. Tần số gĩc, chu kì, tần số và pha dao động, pha ban đầu: a. Tần số gĩc: b. Tần số: c. Chu kì: d. Pha dao động: e. Pha ban đầu: Chú ý: Tìm , ta dựa vào hệ phương trình lúc 6. Phương trình độc lập với thời gian: ; Chú ý: 7. Lực hồi phục: Lực hồi phục: lực hồi phục luơn hướng vào vị trí cân bằng 8. Năng lượng trong dao động điều hịa: a. Động năng: b. Thế năng: Chú ý: Thế năng và động năng của vật dao động điều hịa với Vận tốc: Lực căng dây: 9. Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn: a. Theo độ cao (vị trí địa lí): nên b. Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ): nên Thời gian con lắc chạy nhanh (chậm trong 1s): Độ lệch trong một ngày đêm: c. Nếu thì ; nếu thì d. Theo lực lạ : Chú ý: Lực lạ cĩ thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính () Gia tốc pháp tuyến: Lực quán tính: , độ lớn F = ma ( ) Chuyển động nhanh dần đều ( cĩ hướng chuyển động) Chuyển động chậm dần đều Lực điện trường: , độ lớn F = |q|E; Nếu q > 0 Þ ; cịn nếu q < 0 Þ Lực đẩy Ácsimét: F = DgV (luơn thẳng đứng hướng lên) Trong đĩ: D là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí. g là gia tốc rơi tự do. V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đĩ. Khi đĩ: gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (cĩ vai trị như trọng lực và gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến). III. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 1. Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hịa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha khơng đổi . Dao động tổng hợp cĩ biên độ và pha được xác định: a. Biên độ: ; điều kiện b. Pha ban đầu : tan; điều kiện Chú ý: 2. Phương pháp lượng giác: a. Cùng biên độ: . Dao động tổng hợp cĩ biên độ và pha được xác định: ; đặt và nên . b. Cùng pha dao động: . Dao động tổng hợp cĩ biên độ và pha được xác định: ; đặt Trong đĩ: ; IV. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG 1. Dao động tắt dần: a. Phương trình động lực học: b. Phương trình vi phân: đặt suy ra c. Chu kì dao động: d. Độ biến thiên biên độ: e. Số dao động thực hiện được: Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm 2. Dao động cưỡng bức: . Cĩ biên độ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức, lực cản của hệ, và sự chênh lệch tần số giữa dao động cưỡng bức và dao động riêng. 3. Dao động duy trì: Cĩ tần số bằng tần số dao động riêng, cĩ biên độ khơng đổi. 4. Sự cộng hưởng cơ: • • • O M N Vấn đề 3: SĨNG CƠ HỌC I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SĨNG 1. Phương trình dao động sĩng: Phương trình dao động sĩng tại điểm M cách nguồn cĩ toạ độ : phụ thuộc vào khơng gian và thời gian. 2. Phương trình truyền sĩng: Phương trình dao động sĩng tại nguồn O: Phương trình truyền sĩng từ O đến M () với vận tốc mất khoảng thời gian là: So với sĩng tại O thì sĩng tại M chậm pha hơn gĩc , phương trình sĩng tại M cĩ dạng: 3. Giao thoa sĩng: Hai sĩng kết hợp ở nguồn phát cĩ dạng Phương trình truyền sĩng từ O1 đến M (): ; pha ban đầu Phương trình truyền sĩng từ O2 đến M (): ; pha ban đầu Phương trình sĩng tổng hợp tại M: ; Đặt ; thế thì a. Hiệu quang trình (hiệu đường đi): b. Độ lệch pha: c. Hai dao động cùng pha: (biên độ cực đại) d. Hai dao động ngược pha: (biên độ bằng khơng) Chú ý: Bước sĩng là khoảng cách gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sĩng dao động cùng pha. 4. Số điểm cực đại, cực tiểu: a. Số điểm cực đại trên đoạn : Ta cĩ: với b. Số điểm cực tiểu trên đoạn : Ta cĩ: với c. Số vị trí đứng yên do hai nguồn gây ra tại M: Ta cĩ: d. Số gợn sĩng do hai nguồn gây ra tại M: Ta cĩ: 5. Liên hệ: II. SĨNG DỪNG 1. Vị trí bụng, vị trí nút: a. Vị trí bụng: b. Vị trí nút: 2. Khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút: 3. Khoảng cách từ một nút đến một bụng: 4. Sĩng dừng trên dây dài (hai đầu là nút): ; 5. Sĩng trên sợi dây mà một đầu là nút đầu kia là bụng: ; 6. Lực căng của sợi dây: III. SĨNG ÂM 1. Cường độ âm (cơng suất âm): P(W): Cơng suất truyền sĩng (năng lượng dao động sĩng truyền sĩng trong 1s) S(m2): Diện tích 2. Mức cường độ âm: 3. Độ to của âm: Độ to tối thiểu mà tai cịn phân biệt được gọi là : 4. Hiệu ứng Doppler: a. Tần số âm khi tiến lại gần người quan sát: b. Tần số âm khi tiến ra xa người quan sát: c. Tần số âm khi người quan sát tiến lại gần: d. Tần số âm khi người quan sát tiến ra xa: (: là vận tốc âm khi nguồn đứng yên). Tổng quát: c. Cộng hưởng âm: Chú ý: Dao động cơ học trong các mơi trường vật chất đàn hồi là các dao động cưỡng bức (dao động sĩng, dao động âm, ) IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA SĨNG ÂM 1. Sĩng âm, dao động âm: a. Dao động âm: Dao động âm là những dao động cơ học cĩ tần số từ đến mà tai người cĩ thể cảm nhận được. Sĩng âm cĩ tần số nhỏ hơn gọi là sĩng hạ âm; sĩng âm cĩ tần số lớn hơn gọi là sĩng siêu âm. b. Sĩng âm là các sĩng cơ học dọc lan truyền trong các mơi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí. Khơng truyền được trong chân khơng. Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức cĩ tần số bằng tần số của nguồn phát. 2. Vận tốc truyền âm: Vận tốc truyền âm trong mơi trường rắn lớn hơn mơi trường lỏng, mơi trường lỏng lớn hơn mơi trường khí. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của mơi trường. Trong một mơi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của mơi trường đĩ. 3. Đặc trưng sinh lí của âm: Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí Độ cao Âm sắc Độ to a. Nhạc âm: Nhạc âm là những âm cĩ tần số hồn tồn xác định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, b. Tạp âm: Tạp âm là những âm khơng cĩ tần số nhất định; nghe khĩ chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, c. Độ cao của âm: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí của âm là tần số. Âm cao cĩ tần số lớn, âm trầm cĩ tần số nhỏ. d. Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm cĩ cùng độ cao, nĩ phụ thuộc vào biên độ và tần số của âm. e. Độ to: Độ to là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí là mức cường độ âm và tần số. Ngưỡng nghe: Âm cĩ cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số của âm. Ngưỡng đau: Âm cĩ cường độ lớn đến mức tai người cĩ cảm giác đau ( ứng với với mọi tần số). Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau. Chú ý: Quá trình truyền sĩng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động tại chỗ.Vấn đề 4: DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ I. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động: 2. Sự biến thiên cường độ dịng điện trong mạch dao động: ; 3. Sự biến thiên hiệu điện thế trong mạch dao động: ; 4. Tần số gĩc, tần số, chu kì, pha dao động và pha ban đầu: a. Tần số gĩc: b. Tần số: c. Chu kì: d. Pha dao động: e. Pha ban đầu : Tìm bằng cách giải hệ phương trình 5. Phương trình độc lập với thời gian: 6. Năng lượng dao động điện từ: a. Năng lượng điện trường: b. Năng lượng từ trường: q -Q0 Q0 O Chú ý: Năng lượng điện và năng lượng từ của mạch biến thiên tuần hồn với của dao động. Mạch dao động LC lí tưởng thực hiện dao động điện từ. Khoảng thời gian, giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng từ trường trong cuộn dây. Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn cảm, ta cĩ: hay Với hai vị trí li độ trên trục Oq, tương ứng với 4 vị trí trên đường trịn, các vị trí này cách đều nhau bởi các cung . Cĩ nghĩa là, sau hai lần liên tiếp , pha dao động đã biến thiên được một lượng là : Pha dao động biến thiên được 2p sau thời gian một chu kì T. Tĩm lại, cứ sau thời gian năng lượng điện lại bằng năng lượng từ. II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SĨNG ĐIỆN TỪ 1. Bước sĩng: 2. Điện từ trường: Điện trường và từ trường cĩ thể chuyển hĩa cho nhau, liên hệ mật thiết với nhau. Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường. 3. Giả thuyết Maxwell: a. Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xốy. b. Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy. c. Dịng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy. Điện trường này tương đương như một dịng điện gọi là dịng điện dịch. 4. Sĩng điện từ: Sĩng điện từ là quá trình truyền đi trong khơng gian của điện từ trường biến thiên tuần hồn theo thời gian. a. Tính chất: Sĩng điện từ truyền đi với vận tốc rất lớn (). Sĩng điện từ mang năng lượng (). Sĩng điện từ truyền được trong mơi trường vật chất và trong chân khơng. Sĩng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, Sĩng điện từ là sĩng ngang. Sĩng điện từ truyền trong các mơi trường vật chất khác nhau cĩ vận tốc khác nhau. b. Phân loại và đặc tính của sĩng điện từ: Loại sĩng Tần số Bước sĩng Đặc tính Sĩng dài Năng lượng nhỏ, ít bị nước hấp thụ Sĩng trung Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tầng điện li phản xạ Sĩng ngắn Năng lượng lớn, bị tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần Sĩng cực ngắn Cĩ năng lượng rất lớn, khơng bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường thẳng 5. Mạch chọn sĩng: a. Bước sĩng điện từ mà mạch cần chọn: b. Một số đặc tính riêng của mạch dao động: Vấn đề 5: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA 1. Từ thơng: 2. Suất điện động tức thời: ; ; 3. Hiệu điện thế tức thời: II. DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Cường độ dịng điện tức thời: 2. Các giá trị hiệu dụng: 3. Tần số gĩc của dịng điện xoay chiều: Chú ý: Nếu dịng điện xoay chiều dao động với tần số thì trong đổi chiều lần. Nam châm điện được tạo ra bằng dịng điện xoay chiều dao động với tần số thì nĩ rung với tần số . Hoặc từ trường của nĩ biến thiên tuần hồn với tần số 4. Các phần tử tiêu thụ điện a. Điện trở: Định luật Ohm: b. Cảm kháng: Định luật Ohm: c. Dung kháng: Định luật Ohm: • • 5. Đặc điểm đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: a. Tổng trở: b. Độ lệch pha (u so với i): c. Định luật Ohm: d. Cơng suất tiêu thụ trên đoạn mạch: Chú ý: Với mạch hoặc chỉ chứa L, hoặc chỉ chứa C, hoặc chứa LC khơng tiêu thụ cơng suất () e. Giản đồ véc tơ: Ta cĩ: 6. Liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp: • • Từ suy ra Tương tự suy ra Tương tự suy ra Tương tự suy ra III. BÀI TỐN CỰC TRỊ 1. Hiện tượng cộng hưởng: Điều kiện cộng hưởng thì . Suy ra . Chú ý 2. Khi : Cơng suất 3. Khi : Hiệu điện thế . Khi đĩ Suy ra 4. Khi : Hiệu điện thế . Khi đĩ Suy ra 5. Liên quan độ lệch pha: a. Trường hợp 1: b. Trường hợp 1: c. Trường hợp 1: • • X • A N B IV. BÀI TỐN HỘP KÍN (BÀI TỐN HỘP ĐEN) X 1. Mạch điện đơn giản: a. Nếu cùng pha với suy ra chỉ chứa X b. Nếu sớm pha với gĩc suy ra chỉ chứa X c. Nếu trễ pha với gĩc suy ra chỉ chứa 2. Mạch điện phức tạp: X a. Mạch 1 • • X • A N B Nếu cùng pha với suy ra chỉ chứa X Nếu và tạo với nhau gĩc suy ra chỉ chứa X Vậy chứa () X b. Mạch 2 • • X • A N B Nếu cùng pha với suy ra chỉ chứa X Nếu và tạo với nhau gĩc suy ra chỉ chứa X Vậy chứa () V. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 1. Dịng điện xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều một pha: a. Suất điện động tức thời: ; b. Tần số dao động: ; p: số cặp cực từ Chú ý: Một máy phát điện cĩ cặp cực từ muốn phát ra với tần số thì phải quay với tốc độ ; cĩ cặp cực từ muốn phát ra với tần số thì phải quay với tốc độ . Số cặp cực tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần. 2. Dịng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha: a. Dịng điện: Dịng điện xoay chiều ba pha là hệ thống gồm ba dịng điện xoay chiều, được tạo ra bỡi ba suất điện động xoay chiều cĩ cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đơi một một gĩc . Các biểu thức suất điện động: b. Cách mắc: Mắc sao ; Mắc tam giác 3. Máy biến thế, truyền tải điện năng: a. Máy biến thế: Biến đổi hiệu điện thế Biến đổi dịng điện b. Hao phí khi truyền tải: 4. Hiệu suất: Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây cĩ điện trở trong về cơng thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số cơng suất, liên hệ giữa các hiệu điện thế hiệu dụng, Vấn đề 6: SĨNG ÁNH SÁNG I. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC 1. Khoảng vân: 2. Vị trí vân 3. Hiệu quang trình: 4. Khoảng cách giữa n vân sáng liên tiếp nhau là : 5. Khoảng cách giữa m khoảng vân liên tiếp nhau là : 6. Tại vị trí M mà 7. Số vân sáng (vân tối) cĩ trong bề rộng trường giao thoa : ; hoặc a. Số vân sáng: b. Số vân tối: 8. Dịch chuyển hệ vân giao thoa: a. Đặt bản mặt song song trên một đường truyền của tia sáng: Trước khi cĩ bản mặt song song; vân sáng trung tâm là: . Khi cĩ bản mặt song song cĩ chiết suất , bề dày : Đường đi từ đến : Đường đi từ đến : Hiệu quang trình: Khi cĩ bản mặt song song; vân sáng trung tâm dời một đoạn: Chú ý: Vân sáng trung tâm dịch về phía khe bị chắn bỡi bản mặt song song. b. Nguồn sáng dịch chuyển một đoạn : Hiệu quang trình: Vị trí vân sáng: Vị trí vân tối: Vân sáng trung tâm: Chú ý: Vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển của nguồn. II. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP) 1. Mắt nhìn thấy ánh sáng cĩ bước sĩng : 2. Bề rộng quang phổ bậc : 3. Vị trí vân sáng bậc của bức xạ trùng với vị trí vân sáng bậc của bức xạ : 4. Vị trí vân sáng bậc của bức xạ trùng với vị trí vân tối bậc của bức xạ : Chú ý: Trong khơng khí (chân khơng): ; trong mơi trường cĩ chiết suất n: Chú ý: Khoảng vân trong khơng khí là ; trong mơi trường cĩ chiết suất khoảng vân III. QUANG PHỔ 1. Máy quang phổ: a. Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng cĩ nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. b. Cấu tạo: Ống chuẩn trực là tạo ra chùm tia song song. Lăng kính để phân tích song song thành những thành phần đơn sắc song song khác nhau. Buồng ảnh là kính ảnh đặt tại tiêu điểm ảnh của thấu kính để quan sát quang phổ. c. Nguyên tắc hoạt động: Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính. Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song. Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh được hội tụ trên kính ảnh. 2. Quang phổ liên tục: a. Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục của ánh sáng là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. b. Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí cĩ tỉ khối lớn nĩng sáng phát ra quang phổ liên tục. c. Đặc điểm, tính chất: Quang phổ liên tục khơng phụ thuộc thành phần hĩa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát. Ở nhiệt độ , các vật bắt đầu phát ra ánh sáng màu đỏ; ở nhiệt độ đến các vật phát ra quang phổ liên tục cĩ màu biến thiên từ đỏ đến tím. Nhiệt độ của bề Mặt Trời khoảng , ánh sáng của Mặt Trời là ánh sáng trắng. 3. Quang phổ vạch phát xạ: a. Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là loại quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên một nền tối. b. Các chất khí hay hơi cĩ áp suất thấp bị kích thích phát ra. c. Đặc điểm: Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khác nhau cho những quang phổ vạch khác nhau cả về số lượng vạch, vị trí, màu sắc của các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch. Mổi chất khí hay hơi ở áp suất thấp cĩ một quang phổ vạch đặc trưng. 4. Quang phổ vạch hấp thụ: a. Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên một nền một quang phổ liên tục. b. Cách tạo: Chiếu vào khe của máy quang phổ một ánh sáng trắng ta nhận được một quang phổ liên tục. Đặt một đèn hơi Natri trên đường truyền tia sáng trước khi đến khe của máy quang phổ, trên nền quang phổ xuất hiện các vạch tối ở đúng vị trí các vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ của Natri. d. Điều kiện: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục. e. Hiện tượng đảo sắc: Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi cĩ khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nĩ cũng cĩ khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đĩ. Chú ý: Quang phổ của Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt của Mặt Trời phát ra quang phổ liên tục. IV. SĨNG ĐIỆN TỪ Loại sĩng Bước sĩng Chú ý Vùng đỏ Tia gamma Vùng cam Tia Roengent Vùng vàng Tia tử ngoại Vùng lục Ánh sáng nhìn thấy Vùng lam Tia hồng ngoại Vùng chàm Sĩng vơ tuyến Vùng tím 1. Tia hồng ngoại: a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy, cĩ bước sĩng lớn hơn bước sĩng cùa ánh sáng đỏ (). b. Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nĩng dưới phát ra tia hồng ngoại. Cĩ năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng hồng ngoại. Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn dây tĩc bằng Vonfram nĩng sáng cĩ cơng suất từ . c. Tính chất, tác dụng: Cĩ bản chất là sĩng điện từ. Tác dụng nổi bật nhất là tác dụng nhiệt. Tác dụng lên một loại kính ảnh đặc biệt gọi là kính ảnh hồng ngoại. Bị hơi nước hấp thụ. d. Ứng dụng: Sấy khơ sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại. 2. Tia tử ngoại: a. Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy, cĩ bước sĩng nhỏ hơn bước sĩng cùa ánh sáng tím (). b. Nguồn phát sinh: Các vật bị nung nĩng trên phát ra tia tử ngoại. Cĩ năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng tử ngoại. Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại. c. Tính chất, tác dụng: Cĩ bản chất là sĩng điện từ. Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh. Làm phát quang một số chất. Tác dụng làm ion hĩa chất khí Gây ra một số phản ứng quang hĩa, quang hợp. Gây hiệu ứng quang điện. Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh. Thạch anh gần như trong suốt đối với các tia tử ngoại d. Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh cịi xương. 3. Tia Rưentgen: a. Định nghĩa: Tia Rưentgen là những bức xạ điện từ cĩ bước sĩng từ đến (tia Rưentgen cứng, tia Rưentgen mềm). b. Cách tạo ra tia Rơnghen: Khi chùm tia catốt đập vào tấm kim loại cĩ nguyên tử lượng phát ra. c. Tính chất, tác dụng: Khả năng đâm xuyên. Tác dụng mạnh lên kính ảnh. Làm ion hĩa khơng khí. Làm phát quang nhiều chất. Gây ra hiện tượng quang điện. Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào, diệt tế bào, diệt vi khuẩn, d. Ứng dụng: Dị khuyết tật bên trong các sản phẩm, chụp điện, chiếu điện, chữa bệnh ung thư nơng, đo liều lượng tia Rưentgen, Vấn đề 7: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. THUYẾT LƯỢNG TỬ 1. Nội dung thuyết lượng tử: Các nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng phần riêng biệt đứt quãng; mỗi phần đĩ mang một năng lượng hồn tồn xác định gọi là lượng tử năng lượng: . Chùm ánh sáng là chùm các hạt (photon); mỗi photon mang năng lượng hồn tồn xác định bằng lượng tử năng lượng (lượng tử ánh sáng). Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon cĩ trong chùm sáng. 2. Các định luật quang điện: a. Định luật 1 quang điện: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sĩng ánh sáng kích thích () phải nhỏ hơn bằng giới hạn quang điện () của kim loại đĩ: . b. Định luật 2 quang điện: Cường độ dịng quang điện bão hịa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích: . c. Định luật 3 quang điện: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện chỉ phụ thuộc vào bước sĩng ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại, khơng phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích: . 3. Phương trình Einstein: a. Giới hạn quang điện: b. Động năng: c. Phương trình Einstein: Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2. 4. Điều kiện để triệt tiêu hồn tồn dịng quang điện: 5. Dịng quang điện bão hịa: : Số electron bứt ra 6. Năng lượng chùm photon: : Số photon đập vào 7. Cơng suất bức xạ của nguồn: 8. Hiệu suất lượng tử: 9. Định lí động năng: 10. Năng lượng tia Rưentgen: II. MẪU NGUYÊN TỬ BOHR 1. Tiên đề Bohr: a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái cĩ năng lượng hồn tồn xác định gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng nguyên tử khơng bức xạ năng lượng. b. Tiên đề 2: Nguyên tử ở thái thái cĩ mức năng lượng cao hơn khi chuyển về trạng thái dừng cĩ mức năng lượng thấp hơn sẽ giải phĩng một năng lượng và ngược lại. c. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong nguyên tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định gọi là quỹ đạo dừng: . Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrơ, trạng thái dừng là trạng thái cĩ mức năng lượng thấp nhất (ứng với quỹ đạo K), các trạng thái cĩ mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn tại ). Nguyên tử (electron) chỉ hấ
File đính kèm:
- Hay.doc