Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí 12 HKII - CHƯƠNG 4 - 5 (hay, chi tiết) | Kiến thức trọng tâm Vật Lí 12

CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

I. MẠCH DAO ĐỘNG:

1. Mạch dao động là một mạch kín gồm một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một cuộn cảm có độ tự cảm L.

2. Mạch dao động lí tưởng là mạch dao động có điện trở của mạch bằng không và mạch không bức xạ sóng điện từ.

3. Định luật biến thiên điện tích, cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong mạch dao động lí tưởng.

- Sự biến thiên điện tích của một bản tụ điện: q = q0cos(ωt + φ).

- Sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch: i = -I0sin(ωt + φ) = I0cos(ωt + φ + π/2). (Với I0 = ωq0)

- Sự biến thiên hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện: u = U0cos(ωt + φ).

q0 : điện tích cực đại trên một bản tụ điện (đơn vị C).

I0 : cường độ dòng điện cực đại trong mạch (đơn vị A).

U0 : hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện (đơn vị V)

: tần số góc riêng của mạch dao động LC (đơn vị rad/s).

: chu kì riêng của mạch dao động LC (đơn vị s).

: tần số riêng của mạch dao động LC (đơn vị Hz).

Độ tự cảm của cuộn cảm: (đơn vị H)

(trong đó, N là số vòng dây quấn của ống dây điện chiều dài l, có tiết diện ống dây S)

Nhận xét: i nhanh pha π/2 so với q, và so với u. Và q cùng pha với u.

Chú ý:

C1//C2⇒ C = C1 + C2

C1 nt C2 ⇒ 1/C = 1/C1 + 1/C2

L1//L2⇒ 1/L = 1/L1 + 1/L2

L1 nt L2⇒ L = L1 + L2

4. Biểu thức độc lập với thời gian.

i2 = ω2(q20 − u2C2) = C/L(U20 − u2).

5. Định nghĩa dao động điện từ tự do: là sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc của cường độ điện trường và cảm ứng từ ) trong mạch dao động.

6. Năng lượng điện từ trong mạch dao động lí tưởng.

- Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện.

- Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.

- Năng lượng điện từ trong mạch dao động là tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch.

Nhận xét:

Năng lượng trong mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.

Mạch dao động có tần số góc w, tần số f và chu kỳ T thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn với tần số góc 2w, tần số 2f và chu kỳ T/2.

Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn luôn không đổi. Nói cách khác, năng lượng điện từ trường của mạch dao động luôn bảo toàn.

Năng lượng điện trường cực đại = năng lượng từ trường cực đại = năng lượng điện từ trường.

(Lưu ý thêm rằng )

II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG (TRƯỜNG ĐIỆN TỪ):

1. Giả thuyết của Mắc-xoen về mối quan hệ giữa điện trường và từ trường.

- Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy, là điện trường có các đường sức điện là đường cong kín, bao quanh các đường sức từ.

- Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường, có các đường cảm ứng từ bao quanh các đường sức điện.

2. Điện từ trường là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

III. SÓNG ĐIỆN TỪ:

1. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

2. Những tính chất (đặc điểm) của sóng điện từ.

- Sóng điện từ truyền được trong tất cả các môi trường vật chất, kể cả chân không. Vận tốc lan truyền sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng trong chân không : c = 3.108 m/s. Trong chân không, sóng điện từ tần số f thì có bước sóng là

- Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kì trên phương truyền, vecto và vecto luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng . Ba vecto , , tạo thành một tam diện thuận.

- Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn biến thiên tuần hoàn theo không gian và thời gian, và luôn cùng pha với nhau.

- Sóng điện từ cũng tuân theo các định luật phản xạ, khúc xạ; cũng có thể giao thoa, nhiễu xạ ... như ánh sáng.

- Sóng điện từ mang năng lượng. Năng lượng sóng điện từ tỉ lệ với lũy thừa bậc bốn của tần số.

- Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến và được gọi là sóng vô tuyến.

3. Ứng dụng của sóng điện từ.

- Sóng điện từ dùng làm sóng mang để chuyển tải các dao động âm thanh, hình ảnh… đi xa bằng phương pháp biến điệu.

4. Sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến điện đơn giản:

5. Nguyên tắc thu sóng điện từ: Dựa vào cộng hượng điện từ trong mạch LC (f = f0)

- Tần số thu khi có cộng hưởng điện từ: f =

- Bước sóng điện từ thu được là:

- Chu kì sóng điện từ thu được:

CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG .

I. Tán sắc ánh sáng.

-Tán sắc ánh sáng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm sáng phức tạp thành những chùm sáng có màu sắc khác nhau.

- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính.

- Ánh sáng trắng là sự tổng hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ đến tím.

- Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng đơn sắc, lớn nhất đối với tia tím và nhỏ nhất đối với tia đỏ.

- Chiết suất: n = c/v => vtím < vđỏ

II. Nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng.

1. Nhiễu xạ ánh sáng: là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, khi ánh sáng truyền qua một lỗ nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt

2. Kết quả thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng:

- Đối với ánh sáng đơn sắc: là một vùng sáng hẹp trong đó có những vân sáng , vân tối xen kẽ, song song và cách đều nhau.

- Đối với ánh sáng trắng: tại điểm giữa O có một vân sáng trắng, hai bên là những vân sáng, vân tối chồng chất hỗn độn có dạng các dải sáng cầu vồng tím ở trong đỏ ở ngoài.

3. Công thức giao thoa ánh sáng:

a) Khoảng vân: là khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc tối) cạnh nhau:

a = S1S2: khoảng cách giữa hai khe sáng, l: bước sóng của ánh sáng

D: khoảng cách từ hai khe sáng tới màn hứng vân (E)

b) Vị trí vân sáng:

( k = 0, ± 1, ± 2, …gọi là bậc giao thoa)

c) Vị trí vân tối:

, vân tối thứ n ứng với: k = (n - 1)

4. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu xác định, ứng với một bước sóng (tần số) xác định.

Trong chân không λ = c/f, c = 3.10 8 (m/s), trong môi trường chiết suất n: λ’ = λ/n

5. Ánh sáng trắng có mọi bước sóng trong khoảng từ 0,38mm (tím) đến 0,76mm (đỏ).

+ Độ rộng quang phổ bậc k:

6. Khi chiếu vào khe S đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng l1 , l2: thì trên màn có hai hệ vân của hai ánh sáng đơn sắc đó, đồng thời xuất hiện một số vân trùng (đổi màu)

Tại vị trí vân trùng (hai vân sáng trùng nhau): xk1 = xk2 ⇔ k1λ1 = k2λ2

III. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức thành những thành phần đơn sắc khác nhau.

- Cấu tạo và hoạt động: có ba bộ phận chính:

+ Ống chuẩn trực là bộ phận tạo ra chùm sáng song song.

+ Lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng song song chiếu tới, thành những chùm sáng đơn sắc song song.

+ Buồng ảnh là bộ phận dùng để thu (chụp) ảnh quang phổ.

- Mỗi chùm sáng đơn sắc tao ra trên kính ảnh một vạch màu đơn sắc. Tập hợp các vạch màu đơn sắc đó tạo thành quang phổ của nguồn S.

IV. Phân tích quang phổ

- Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học của một chất hay hợp chất , dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra

- Ưu điểm: Nhanh, chính xác, chỉ cần lượng nhỏ mẫu vật, Có thể phân tích được các vật ở xa.

V. Các loại quang phổ

VI. Các loại Tia (bức xạ) không nhìn thấy

VII. Thuyết điện từ về ánh sáng.

- Bản chất của ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn lan truyền trong không gian.

- Mối liên hệ giữa tính chất điện từ và tính chất quang của môi trường: c/v = n

VIII . Thang sóng điện từ

Các sóng vô tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, và tia gamma đều có cùng một bản chất là sóng điện từ, chúng chỉ khác nhau về bước sóng ( tần số).

+ Các tia có bước sóng càng ngắn thể hiện tính chất hạt có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và ion hóa không khí.

+ Các tia có bước sóng dài thể hiện tính chất sóng, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.

Nếu sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần ( tần số tăng dần) ta được một thang sóng điện từ như sau: Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma.

Kết luận

Trên đây là tổng hợp các công thức Vật lý hk2, Các bạn có thể tham khảo và ôn tập cho các kỳ thi sắp tới. Hy vọng rằng bài viết này của Điểm 10+ sẽ hữu ích đối với bạn.

Tham khảo KHÓA HỌC VẬT LÝ 12: TẠI ĐÂY