Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng S GIÁO D C – ðÀO T O LÂM ð NG Trư ng THPT Phan B i Châu Năm h c 2008 Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng L I NÓI ð U C m nang V t Lí 12 đư c vi t s d a vào tinh th n thay sách giáo khoa c p ñ i m i phương pháp d y h c; ñ i m i phương pháp d y h c v t lí ð c bi t d a s ki m tra ñánh giá ki n th c h c sinh b ng hình th c tr c nghi m khách quan kì thi TNTHPT n sinh vào trư ng ðH, Cð, … Cu n C m Nang V t Lí 12 đư c thi t k ñi kèm v i cu n giáo khoa V t Lí 12 (chương trình chu n chương trình nâng cao), v i m c đích giúp h c sinh rèn luy n kĩ gi i nhanh m t s t p thư ng xu t hi n ñ thi ñ i h c; cao ñ ng nh ng năm g n ñây ð s d ng t t có hi u qu h c sinh ph i trang b ki n th c toán liên quan: H th c lư ng tam giác, công th c lư ng giác, gi i phương trình lư ng giác, cơng th c đ o hàm, phép toán véc tơ, phép toán lũy th a, phép tốn logarít, … Thêm m t u n a h c sinh ph i ñ c kĩ nh ñư c ý; dù r t nh có th giúp gi i toán ph c t p m t cách nhanh chóng hi u qu Dù c g ng r t nhi u ch c ch n cịn nhi u thi u sót, r t mong nh n đư c nhi u ý ki n đóng góp chân thành t phía b n đ c em h c sinh Xin chân thành c m ơn! Di Linh, ngày 03 tháng 06 năm 2008 Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t ñ u t hôm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng V n ñ 1: CƠ H C V T R N Chuy n đ ng quay đ u T c đ góc: ω = const Gia t c góc: γ = T a đ góc: ϕ = ϕ + ωt Chuy n ñ ng quay bi n ñ i ñ u a T c ñ góc ∆ϕ ϕ2 − ϕ1 T c đ góc trung bình: ωtb = = ∆t t2 − t1 dϕ = ϕ '(t ) T c đ góc t c th i: ω = dt Chú ý: ω có th dương; có th âm tùy theo chi u dương hay âm ta ch n b Cơng th c v chuy n đ ng quay bi n đ i đ u Gia t c góc: γ = const T c đ góc: ω = ω0 + γ t T a đ góc: ϕ = ϕ0 + ω0t + γ t 2 Phương trình đ c l p v i th i gian: ω − ω02 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) c Gia t c góc ∆ω ω2 − ω1 Gia t c góc trung bình: γ tb = = ∆t t2 − t1 dω = ω '(t ) Gia t c góc t c th i: γ = dt Vaä t quay nhanh dần đề u : ω γ > Chú ý:  Vậ t quay chậ m dầ n : ω γ < Liên h gi a t c đ dài v i t c đ góc; gia t c dài gia t c góc v = ω.r dv dω = r = γ r dt dt v2 a ht = =ω r r att = a= r ω + r γ = r ω + γ Gia t c ti p n att : ð c trưng cho s bi n thiên nhanh hay ch m v ñ l n c a véc tơ v n t c v; att ↑↑ v ho c v; att ↑↓ v Gia t c pháp n an (hay gia tố c hướng tâ m aht ) : ð c trưng cho s bi n thiên nhanh hay ch m v hư ng c a véc tơ v n t c v; a ht ⊥ v Vaät quay đều: a = aht  Chú ý:  Vật biến đổi đều: a = att + aht  Mơ men a Mơ men l c đ i v i m t tr c: M = F d n b Mơ men qn tính đ i v i m t tr c: I = ∑ mi r i =1 Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN i Ngày mai b t đ u t hơm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng Chú ý: Mơ men qn tính c a m t s d ng hình h c đ c bi t: • Hình trụ rỗ ng hay nh trò n: I = m.R • Hình trụ đặc hay đóa tròn: I = m.R 2 • Hình cầu đặ c: I = m.R • R(m): bán kính • Thanh mả nh có trụ c quay đườ ng trung trự c củ a thanh: I = m.l 12 • Thanh mả nh có trụ c quay qua đầu thanh: I = m.l , l(m): chi u dài c ð nh lí tr c song song: I ∆ = I G + m.d ; ñó d kho ng cách t tr c b t kì đ n tr c qua G d Mơ men đ ng lư ng đ i v i tr c: L = I ω Phương trình đ ng l c h c c a v t r n quay quanh m t tr c c ñ nh dL dω M = I γ hoaëc M = = I dt dt ð nh lu t b o tồn mơ men đ ng lư ng Nếu M = L = const Hệ vậ t: L1 + L2 + = const Vậ t có mô men quán tính thay đổ i: I1ω1 = I 2ω2 = ð nh lí bi n thiên mơmen đ ng lư ng ∆L = M ∆t hay I 2ω2 − I1ω1 = M ∆t ð ng c a v t r n ð ng quay c a v t r n: Wñ = I ω 2 ð ng c a v t r n v a chuy n ñ ng quay v a chuy n ñ ng t nh ti n: Wñ = 2 I ω + mvc 2 Trong m kh i lư ng, vc v n t c kh i tâm ð nh lí ñ ng năng: ∆Wñ = AF hay Wñ − Wñ = AF V n ñ 2: DAO ð NG CƠ H C I CON L C LÒ XO Phương trình dao đ ng: x = A cos(ω t + ϕ ) dx π = x '; v = −ω A sin(ω t + ϕ ) = ω A cos(ω t + ϕ + ) dt dv d x = v '; a = = x ''; a = −ω A cos(ω t + ϕ ); a = −ω x Phương trình gia t c: a = dt dt Hay a = ω A cos(ω t + ϕ ± π ) T n s góc, chu kì, t n s pha dao ñ ng, pha ban ñ u: 2π k g mg = ; ∆l = (m ) (rad / s); ω = a T n s góc: ω = 2π f = T m ∆l k Phương trình v n t c: v = N ω k = (Hz); f = = 2π 2π m T t t 2π m c Chu kì: T = = (s); T = = 2π ω f N k d Pha dao ñ ng: (ω t + ϕ ) b T n s : f = Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t ñ u t hôm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng e Pha ban ñ u: ϕ  x0 = A cos ϕ Chú ý: Tìm ϕ , ta d a vào h phương trình  lúc t0 = v0 = −ω A sin ϕ M T S TRƯ NG H P THƯ NG G P ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí cân b ng x0 = theo chi u dương v0 > : Pha ban ñ u ϕ = − π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí cân b ng x0 = theo chi u âm v0 < : Pha ban ñ u ϕ = π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua biên dương x0 = A : Pha ban ñ u ϕ = ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua biên âm x0 = − A : Pha ban ñ u ϕ = π A ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = theo chi u dương v0 > : Pha ban ñ u ϕ =− π A theo chi u dương v0 > : Pha ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − ban ñ u ϕ = − 2π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = ϕ= π A theo chi u âm v0 < : Pha ban ñ u ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − đ uϕ= 2π A theo chi u dương v0 > : Pha ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = ban đ u ϕ = − π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − ban đ u ϕ = − 3π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = ñ uϕ= A theo chi u âm v0 < : Pha ban π A theo chi u dương v0 > : Pha A theo chi u âm v0 < : Pha ban ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − ban đ u ϕ = 3π Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN A theo chi u âm v0 < : Pha Ngày mai b t đ u t hơm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng A theo chi u dương v0 > : Pha ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = ban đ u ϕ = − π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − ban ñ u ϕ = − 5π ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = ñ uϕ= π A theo chi u dương v0 > : Pha A theo chi u âm v0 < : Pha ban ♦ Ch n g c th i gian t0 = lúc v t qua v trí x0 = − ban ñ u ϕ = 5π π A theo chi u âm v0 < : Pha π ♦ cos α = sin(α + ) ; sin α = cos(α − ) 2 Giá trị hàm số lượng giác cung (góc ) đặc biệt (ta nên sử dụng đường tròn lượng giác để ghi nhớ giá trị đặc biệt) y t - - /3 -1 u' 2π/3 3π/4 5π/6 x' π -1 B π /2 /3 π/3 u π/4 /2 /2 π/6 /3 1/2 1/2 - /2 - /2 -1/2 /2 /2 A (Điểm gốc) x O -1/2 -π/6 - /2 - /3 -π/4 - /2 -1 -π/3 -1 π -π/2 y' Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN t' - Ngày mai b t đ u t hơm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Goùc Hslg sin α 00 0 cos α tg α cotg α kxñ Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng 300 450 600 900 π π π π 3 3 2 2 2 kxñ 3 1200 2π 3 − − − 3 1350 3π 2 − -1 -1 1500 5π 3 − − − 1800 3600 π 2π 0 -1 0 kxñ kxđ Phương trình đ c l p v i th i gian: v2 a2 v2 A2 = x + ; A2 = + ω ω ω vM = ω A: Vậ t qua vị trí câ n bằ ng a ⇒ω = M Chú ý:  vM aM = ω A: Vật biên L c ñàn h i, l c h i ph c:  FñhM = k (∆l + A)  a L c ñàn h i: Fñh = k (∆l + x ) ⇒  Fñhm = k (∆l − A) neá u ∆l > A  F = nế u ∆l ≤ A  đhm  FhpM = mω A  FhpM = kA  b L c h i ph c: Fhp = kx ⇒  hay Fhp = ma ⇒   Fhpm =  Fhpm =  l c h i ph c ln hư ng vào v trí cân b ng Chú ý: Khi h dao ñ ng theo phương n m ngang l c đàn h i l c h i ph c Fñh = Fhp Th i gian, quãng ñư ng, t c đ trung bình a Th i gian: Gi i phương trình xi = A cos(ω ti + ϕ ) tìm ti Chú ý: G i O trung m c a qu ñ o CD M trung ñi m c a OD; th i gian ñi t O T T ñ n M tOM = , th i gian ñi t M ñ n D tMD = 12 T v trí cân b ng x = v trí x = ± A T m t kho ng th i gian t = T m t kho ng th i gian t = Chuy n ñ ng t O ñ n D chuy n ñ ng ch m d n ( av < 0; a ↑↓ v ), chuy n ñ ng t D ñ n O chuy n ñ ng nhanh d n ( av > 0; a ↑↑ v ) V n t c c c ñ i qua v trí cân b ng (li đ b ng khơng), b ng khơng biên (li đ c c ñ i) T v trí cân b ng x = v trí x = ± A Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t ñ u t hôm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch T  Neá u t = s = A  T  b Qng đư ng: Nế u t = s = A suy  Neá u t = T s = A   Chú ý:    T t =       t = T         T  t=       T  t = 12    Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng  Neá u t = nT s = n4 A  T  Nế u t = nT + s = n4 A + A  T  Neá u t = nT + s = n4 A + A   2 x = ±A  sM = A vật từ x = ∓ A 2   →  s = A vật từ x = O ↔ x = ± A   s = A − vật từ x = ± A x = ±A  m  ( )  2 vật từ x = ↔ x = ± A  sM = A 2  →  s = A  −  vật từ x = ± A ↔ x = ± A      m     3 vật từ x = ↔ x = ± A  sM = A 2   A A → s = vật từ x = ± ↔ x = ±A 2   x = ±A  sm = A − neáu vật từ x = ± A  A A   sM = vật từ x = ↔ x = ±  →   sm = A  −  vật từ x = ± A ↔ x = ± A       ( ) 2 x = ±A T −A − − A 2 A T + − A + A +A x + A T T 12 x = ±A A s t Năng lư ng dao ñ ng ñi u hịa: E = + Et 1 a ð ng năng: Eñ = mv = mω A2 sin (ω t + ϕ ) = E sin (ω t + ϕ ) 2 1 b Th năng: Et = kx = kA2 cos2 (ω t + ϕ ) = E cos2 (ω t + ϕ ); k = mω 2 1  2  E = mω A = kA   Chú ý:  EñM = mvM = mω A : Vậ t qua vị trí câ n bằ ng 2    EtM = kA : Vậ t biê n  f '=2f  T  Th ñ ng c a v t bi n thiên tu n hoàn v i T ' = c a dao ñ ng  ω ' = 2ω  c T c ñ trung bình: vtb = Trong m t chu kì, ch t m qua v trí x = x0 l n, nên (ω t + ϕ ) = α + k Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm π Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng Chu kì c a h lò xo ghép: 1 ⇒ T = T12 + T22 a Ghép n i ti p: = + k k1 k2 1 b Ghép song song: k = k1 + k2 ⇒ = + T T1 T2 c Ghép kh i lư ng: m = m1 + m2 ⇒ T = T12 + T22 Chú ý: Lị xo có đ c ng k0 c t làm hai ph n b ng k1 = k2 = k = 2k0 II CON L C ðƠN Phương trình li đ góc: α = α cos(ωt + ϕ ) (rad) Phương trình li đ dài: s = s0 cos(ω t + ϕ ) ds Phương trình v n t c dài: v = = s '; v = −ω s0 sin(ω t + ϕ ) dt dv d 2s = v '; at = = s ''; at = −ω s0 cos(ω t + ϕ ); at = −ω s Phương trình gia t c ti p n: at = dt dt s s Chú ý: α = ; α = l l T n s góc, chu kì, t n s pha dao ñ ng, pha ban ñ u: 2π g mgd (rad / s); ω = = a T n s góc: ω = 2π f = T l I N ω g b T n s : f = = (Hz); f = = T t 2π 2π l t 2π l = (s); T = = 2π ω f N g d Pha dao ñ ng: (ω t + ϕ ) e Pha ban ñ u: ϕ c Chu kì: T =  s = s0 cos ϕ Chú ý: Tìm ϕ , ta d a vào h phương trình  lúc t0 = v = −ω s0 sin ϕ Phương trình ñ c l p v i th i gian: v2 a2 v 2 s0 = s2 + ; s0 = + ω ω ω vM = ω s0 : Vật qua vị trí câ n baè ng a  Chú ý:  ⇒ω = M vM aM = ω s0 : Vậ t bieân  L c h i ph c: g  g  FhpM = m s0 L c h i ph c: Fhp = m s ⇒  l c h i ph c hư ng vào v trí cân b ng l l  Fhpm =  Năng lư ng dao ñ ng ñi u hịa: E = + Et 1 a ð ng năng: Eñ = mv = mω s0 sin (ω t + ϕ ) = E sin (ω t + ϕ ) 2 g g g b Th năng: Et = mgl(1 − cos α ) = m s2 = m s0 cos2 (ω t + ϕ ) = E cos2 (ω t + ϕ ); ω = l l l Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng 1 g  2  E = mω s0 = m l s0 = mgl(1 − cos α )   Chú ý:  EñM = mvM = mω s0 : Vật qua vị trí câ n baèng 2  g   EtM = m l s0 = mgl(1 − cos α ): Vật biê n  f '=2f  T  Th ñ ng c a v t dao đ ng u hịa v i T ' =  ω ' = 2ω  V n t c: v = ± v0 − 2gl(1 − cos α ) = ± 2gl(cos α − cos α ) L c căng dây: τ = mg(3 cos α − cos α ) S thay đ i chu kì dao đ ng c a l c ñơn:  R  l R+h =T a Theo đ cao (v trí đ a lí): gh = g0   nên Th = 2π gh R  R+h b Theo chi u dài dây treo (nhi t ñ ): l = l0 (1 + α∆t ) nên Tt = 2π Th i gian l c ch y nhanh (ch m 1s): ð l ch m t ngày ñêm: θ = 86400 l α∆t = T( + 1) g ∆T T2 − T1 = T1 T1 ∆T T1 c N u l = l1 + l2 T = T12 + T22 ; n u l = l1 − l2 T = T12 − T22   Fl ↑↑ P hay a ↑↑ g ⇒ ghd = g + a  l ⇒ Thd = 2π d Theo l c l Fl :  Fl ↑↓ P hay a ↑↓ g ⇒ ghd = g − a ghd  g 2  Fl ⊥ P hay a ⊥ g ⇒ ghd = g + a = cos α  Chú ý: L c l có th l c ñi n, l c t , l c đ y Acsimet, l c qn tính ( aqt = − a ) v2 ; l: bán kính quỹ đạ o l • L c qn tính: F = − ma , ñ l n F = ma ( F ↑↓ a ) Gia t c pháp n: an = • Chuy n đ ng nhanh d n đ u a ↑↑ v ( v có hư ng chuy n đ ng) • Chuy n đ ng ch m d n đ u a ↑↓ v • L c ñi n trư ng: F = qE , ñ l n F = |q|E; N u q > ⇒ F ↑↑ E ; N u q < ⇒ F ↑↓ E • L c đ y Ácsimét: F = DgV ( F ln th ng đ ng hư ng lên) Trong đó: D kh i lư ng riêng c a ch t l ng hay ch t khí g gia t c rơi t V th tích c a ph n v t chìm ch t l ng hay ch t khí Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 10 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng  U x = Z Đặt  Khi (U L )M = L R + ZC Z C  y = (R2 + Z )x − 2Z x + ( − + 1)m C C  ZL ZL  R + ZC ZL =  ZC  Suy  U R + ZC  (U L )M =  R  Liên quan ñ l ch pha: a Trư ng h p 1: ϕ1 + ϕ2 = b Trư ng h p 1: ϕ1 − ϕ2 = π ⇒ tan ϕ1 tan ϕ2 = π ⇒ tan ϕ1 tan ϕ2 = −1 π ⇒ tan ϕ1 tan ϕ2 = ±1 IV BÀI TỐN H P KÍN (BÀI TỐN H P ðEN) M ch ñi n ñơn gi n: A a N u U NB pha v i i suy X ch ch a R0 • c Trư ng h p 1: ϕ1 + ϕ2 = b N u U NB s m pha v i i góc c N u U NB tr pha v i i góc π π 2 M ch n ph c t p: a M ch N u U AB pha v i i suy N • B • X X ch ch a L suy suy C L R X ch ch a C N u U AN U NB t o v i góc X ch ch a L0 π suy X C R A • N • X B • ch ch a R0 V y X ch a ( R0 , L ) b M ch N u U AB pha v i i suy N u U AN U NB t o v i góc V y X ch a ( R0 , C0 ) X ch ch a C0 π suy X A • R L N • X B • ch ch a R0 V S N XU T VÀ TRUY N T I ðI N NĂNG Dịng n xoay chi u m t pha, máy phát ñi n xoay chi u m t pha: dΦ π π = −Φ ' ; e = ω NBS cos(ω t + ϕ − ) (V ) = E0 cos(ωt + ϕ − ) a Su t ñi n ñ ng t c th i: e = − 2 dt  f = np; n (voøng/s)  ; p: s c p c c t b T n s dao ñ ng:  np f = ; n (vòng/phút)  60  Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 20 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng Chú ý: M t máy phát n có c p c c t mu n phát v i t n s 50Hz ph i quay v i t c đ n = 50 vòng/s ; có 10 c p c c t mu n phát v i t n s 50Hz ph i quay v i t c đ n = vòng/s S c p c c tăng lên l n t c đ quay gi m b y nhiêu l n Dịng n xoay chi u ba pha, máy phát ñi n xoay chi u ba pha: a Dịng n: Dịng n xoay chi u ba pha h th ng g m ba dịng n xoay chi u, đư c t o b i ba su t ñi n ñ ng xoay chi u có t n s , biên đ l ch pha t ng đơi m t 2π m t góc  e1 = E0 cos ω t  2π  Các bi u th c su t ñi n ñ ng: e2 = E0 cos(ω t − )  2π  e3 = E0 cos(ω t + )  b Cách m c: I d = I p  I d = 3I p    ; M c tam giác  M c  I = U d = U p   U d = 3U p   Máy bi n th , truy n t i ñi n năng: a Máy bi n th : U1 N1 Bi n ñ i hi u ñi n th = =k U2 N I N Bi n đ i dịng n = = k I1 N b Hao phí truy n t i: ∆P = P2 l R maø R = ρ 2 S U cos ϕ Pr Pt Ur = = Pv Pc U v Chú ý: Các d ng m ch: RL n i ti p, RC n i ti p, RLC n i ti p mà cu n dây có n tr v cơng th c t ng tr , đ nh lu t Ohm, đ l ch pha, h s cơng su t, liên h gi a hi u ñi n th hi u d ng, … Hi u su t: H = V n đ 6: SĨNG ÁNH SÁNG I GIAO THOA V I ÁNH SÁNG ðƠN S C λD Kho ng vân: i = xk +1 − xk ; i = a λD  saùng: x ks = ki = k a  V trí vân  ; với k = 0; ±1; ±2; ±3; 1 λD toái: x ( k +1) t = (k + )i = (k + )  2 a  ax Hi u quang trình: δ = d2 − d1; δ = D Kho ng cách gi a n vân sáng liên ti p l : l = (n − 1)i B r ng m kho ng vân liên ti p l : l = mi Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hôm Trang 21 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng x  i = k : Vân sáng thứ k  T i v trí M mà   x = k + : Vân tối thứ (k + 1) i  S vân sáng (vân t i) có b r ng trư ng giao thoa L : L = N + phần thập phân ; 2i La = N + phần thập phân 2λ D a S vân sáng: N s = N + ho c  N = N + 2; nếu: phần thập phân ≥ 0,50  b S vân t i:  t  N t = N ; nếu: phần thập phaân < 0,50  Kho ng cách t vân sáng th n ñ n vân sáng th m là: ∆dnm = xn − xm = n − m λD a  Nếu n.m > : Hai vân sáng nằm phía với vân trung tâm Chú ý:   Nếu n.m < : Hai vân sáng nằm khác phía với vân trung tâm D ch chuy n h vân giao thoa: a ð t b n m t song song m t ñư ng truy n c a tia sáng: Trư c có b n m t song song; vân sáng trung tâm là: δ = S2O − S1O = Khi có b n m t song song có chi t su t n , b dày e : ðư ng ñi t S1 ñ n M : d1' = d1 + (n − 1)e ' ðư ng ñi t S2 ñ n M : d2 = d2 Hi u quang trình: δ e = d2 − d1' = d2 − d1 − (n − 1)e; d2 − d1 = ax D (n − 1)eD a Chú ý: Vân sáng trung tâm d ch v phía khe b ch n b i b n m t song song b Ngu n sáng d ch chuy n m t ño n y : Khi có b n m t song song; vân sáng trung tâm d i m t ño n: x = Hi u quang trình: δ = (S ' S2 + S2O ') − (S ' S1 + S1O ') = (S ' S2 − S ' S1 ) + (S2O '− S1O ') = ay ax + d D ay ax + = kλ d D ay ax λ V trí vân t i: δ = + = (2k + 1) d D yD Vân sáng trung tâm: k = ⇒ x = − d Chú ý: Vân sáng trung tâm s d ch chuy n ngư c chi u v i chi u d ch chuy n c a ngu n 10 M t s h giao thoa khác (d + d )λ λ a Giao thoa ánh sáng v i lư ng lăng kính Fresnel: i = = d1 A(n − 1) A(n − 1) (d + d )λ b Giao thoa ánh sáng v i gương Fresnel: i = 2d1α (L − d ')λ c Giao thoa ánh sáng v i lư ng th u kính Billet: i = ; O1O2 = e d +d' e d V trí vân sáng: δ = Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 22 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng II GIAO THOA V I ÁNH SÁNG PH C T P (H N H P) λ = 0,76µ m M t nhìn th y ánh sáng có bư c sóng λ : λT ≤ λ ≤ λĐ với  Đ  λT = 0,40 µ m D B r ng quang ph b c k : ∆xk = k (iÑ − iT ) = k (λÑ − λT ) a V trí vân sáng b c k1 c a b c x λ1 trùng v i v trí vân sáng b c k2 c a b c x λ2 : k1λ1 = k2 λ2 V trí vân sáng b c k1 c a b c x k1λ1 = (k2 + )λ2 λ1 trùng v i v trí vân t i b c k2 c a b c x λ2 : c  v = n c  Chú ý: Trong khơng khí (chân khơng): λ = ; mơi trư ng có chi t su t n:  f λ = v = c f nf   i Chú ý: Kho ng vân khơng khí i ; mơi trư ng có chi t su t n kho ng vân imt = n III QUANG PH Máy quang ph : a ð nh nghĩa: Máy quang ph d ng c dùng đ phân tích chùm sáng có nhi u thành ph n thành nh ng thành ph n ñơn s c khác b C u t o: ng chu n tr c t o chùm tia song song Lăng kính đ phân tích song song thành nh ng thành ph n ñơn s c song song khác Bu ng nh kính nh ñ t t i tiêu ñi m nh c a th u kính L2 đ quan sát quang ph c Nguyên t c ho t ñ ng: Chùm tia qua ng chu n tr c chùm tia song song đ n lăng kính Qua lăng kính chùm sáng b phân tích thành thành ph n đơn s c song song Các chùm tia ñơn s c qua bu ng nh đư c h i t kính nh Quang ph liên t c: a ð nh nghĩa: Quang ph liên t c d i màu bi n thiên liên t c, quang ph liên t c c a ánh sáng d i màu bi n thiên liên t c t đ t i tím b Ngu n phát: Các ch t r n, ch t l ng, ch t khí có t kh i l n nóng sáng phát quang ph liên t c c ð c m, tính ch t: Quang ph liên t c không ph thu c thành ph n hóa h c c a ngu n phát mà ch ph thu c vào nhi t c a ngu n phát nhi t ñ 5000 C , v t b t ñ u phát ánh sáng màu ñ ; nhi t ñ 2500K ñ n 3000K v t phát quang ph liên t c có màu bi n thiên t đ đ n tím Nhi t ñ c a b M t Tr i kho ng 6000K , ánh sáng c a M t Tr i ánh sáng tr ng Quang ph v ch phát x : a ð nh nghĩa: Quang ph v ch phát x lo i quang ph g m nh ng v ch màu ñơn s c n m m t n n t i b Các ch t khí hay có áp su t th p b kích thích phát c ð c m: Các ch t khí hay áp su t th p khác cho nh ng quang ph v ch khác c v s lư ng v ch, v trí, màu s c c a v ch ñ sáng t ñ i c a v ch M i ch t khí hay áp su t th p có m t quang ph v ch ñ c trưng Quang ph v ch h p th : a ð nh nghĩa: Quang ph v ch h p th m t h th ng v ch t i n m m t n n m t quang ph liên t c b Cách t o: Chi u vào khe c a máy quang ph m t ánh sáng tr ng ta nh n ñư c m t quang ph liên t c Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 23 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng ð t m t ñèn Natri ñư ng truy n tia sáng trư c ñ n khe c a máy quang ph , n n quang ph xu t hi n v ch t i ñúng v trí v ch vàng quang ph v ch phát x c a Natri d ði u ki n: Nhi t đ c a đám khí hay h p th ph i th p nhi t ñ c a ngu n sáng phát quang ph liên t c e Hi n tư ng ñ o s c: m t nhi t ñ nh t ñ nh, m t đám khí hay có kh phát nh ng ánh sáng đơn s c có kh h p th nh ng ánh sáng đơn s c Chú ý: Quang ph c a M t Tr i mà ta thu ñư c Trái ð t quang ph h p th , B m t c a M t Tr i phát quang ph liên t c IV SÓNG ðI N T Lo i sóng Tia gamma Dưới 10 −12 −12 m −9 Tia Roengent 10 Tia t ngo i 10 m đến 3,8.10 m Ánh sáng nhìn th y 3, 8.10 m đế n 7,6.10 m Tia h ng ngo i 7, 6.10 m đế n 10 m Sóng vơ n 10 m trở lên m đến 10 m −9 −7 −7 −7 −3 −7 −3 Vùng ủ Vựng cam : 0, 640 m ữ 0, 760 µ m λ : 0, 590 µ m ÷ 0, 650 µ m Vùng vàng λ : 0, 570 m ữ 0, 600 m Vựng l c Chú ý c λ= f Bư c sóng λ : 0, 500 m ữ 0, 575 m Vựng lam : 0, 450 m ữ 0, 510 µ m Vùng chàm λ : 0, 440 µ m ữ 0, 460 m Vựng tớm : 0, 38à m ữ 0, 440 m Tia h ng ngo i: a ð nh nghĩa: Tia h ng ngo i nh ng b c x không nhìn th y, có bư c sóng l n bư c sóng cùa ánh sáng đ ( λ > 0, 76 µ m ) b Ngu n phát sinh: Các v t b nung nóng dư i 5000 C phát tia h ng ngo i Có 50% lư ng M t Tr i thu c v vùng h ng ngo i Ngu n phát tia h ng ngo i đèn dây tóc b ng Vonfram nóng sáng có cơng su t t 250W − 1000W c Tính ch t, tác d ng: Có b n ch t sóng n t Tác d ng n i b t nh t tác d ng nhi t Tác d ng lên m t lo i kính nh đ c bi t g i kính nh h ng ngo i B nư c h p th d ng d ng: S y khô s n ph m, sư i m, ch p nh h ng ngo i Tia t ngo i: a ð nh nghĩa: Tia h ng ngo i nh ng b c x khơng nhìn th y, có bư c sóng nh bư c sóng cùa ánh sáng tím ( λ < 0,38µ m ) b Ngu n phát sinh: Các v t b nung nóng 30000 C phát tia t ngo i Có 9% lư ng M t Tr i thu c v vùng t ngo i Ngu n phát tia t ngo i ñèn th y ngân phát tia t ngo i c Tính ch t, tác d ng: Có b n ch t sóng n t Tác d ng r t m nh lên kính nh Làm phát quang m t s ch t Tác d ng làm ion hóa ch t khí Gây m t s ph n ng quang hóa, quang h p Gây hi u ng quang ñi n Tác d ng sinh h c: h y ho i t bào, gi t ch t vi khu n, … B th y tinh, nư c h p th r t m nh Th ch anh g n su t ñ i v i tia t ngo i d ng d ng: Ch p nh; phát hi n v t n t, xư c b m t s n ph m; kh trùng; ch a b nh cịi xương Tia Rưentgen: a ð nh nghĩa: Tia Rưentgen nh ng b c x n t có bư c sóng t 10−12 m đ n 10−8 m (tia Röentgen c ng, tia Röentgen m m) Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 24 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng b Cách t o tia Rơnghen: Khi chùm tia cat t ñ p vào t m kim lo i có ngun t lư ng phát c Tính ch t, tác d ng: Kh ñâm xuyên Tác d ng m nh lên kính nh Làm ion hóa khơng khí Làm phát quang nhi u ch t Gây hi n tư ng quang ñi n Tác d ng sinh lí: h y di t t bào, di t t bào, di t vi khu n, … d ng d ng: Dò khuy t t t bên s n ph m, ch p ñi n, chi u ñi n, ch a b nh ung thư nông, ño li u lư ng tia Rưentgen, … V n đ 7: LƯ NG T ÁNH SÁNG I THUY T LƯ NG T N i dung thuy t lư ng t : Các nguyên t hay phân t v t ch t h p th hay b c x ánh sáng thành t ng ph n riêng bi t ñ t qng; m i ph n mang m t lư ng hồn tồn xác đ nh g i lư ng t lư ng: hc ε = hf = ; h = 6,625.10−34 Js : Hằng số Planck λ Chùm ánh sáng chùm h t (photon); m i photon mang lư ng hoàn tồn xác đ nh b ng lư ng t lư ng (lư ng t ánh sáng) Cư ng ñ chùm sáng t l v i s photon có chùm sáng Các ñ nh lu t quang ñi n: a ð nh lu t quang ñi n: Hi n tư ng quang ñi n ch x y bư c sóng ánh sáng kích thích ( λ ) ph i nh b ng gi i h n quang ñi n ( λ0 ) c a kim lo i đó: λ ≤ λ0 b ð nh lu t quang ñi n: Cư ng ñ dịng quang n bão hịa t l thu n v i cư ng đ chùm sáng kích thích: I qñ ~ I askt c ð nh lu t quang ñi n: ð ng ban ñ u c c ñ i c a electron quang ñi n ch ph thu c vào bư c sóng ánh sáng kích thích b n ch t c a kim lo i, không ph thu c vào cư ng W0 ñM ∈ (λ , λ0 ) ñ chùm sáng kích thích:  W0 đM ∉ I askt Phương trình Einstein: hc a Gi i h n quang ñi n: λ0 = ; 1eV = 1,6.10 −19 J A( J ) b ð ng năng: W0 ñM = mv0 M (J ) hc c Phương trình Einstein: ε = A + W0 đM hay ε = + mv λ0 M Chú ý: Phương trình Einstein gi i thích đ nh lu t 1; ñ nh lu t 3; thuy t lư ng t gi i thích đ nh lu t ði u ki n đ tri t tiêu hồn tồn dịng quang n: I qđ = ⇔ W0 ñM = eUh ; U h < I ∆t n∆q ⇒ n = bh : S electron b t ∆t ∆q E Năng lư ng chùm photon: E = N ε ⇒ N = : S photon đ p vào Dịng quang n bão hịa: I bh = ε E (W ) Cơng su t b c x c a ngu n: P = ∆t n Hi u su t lư ng t : H = 100% N Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hôm Trang 25 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng ∆Wñ = Wñ − W0 ñ ð nh lí ñ ng năng: ∆Wñ = AF với   AF = Fs cos α hc  ε X = hf X = λ 10 Năng lư ng tia Röentgen:  X ε = ∆W = eU ñ AK  X II M U NGUYÊN T BOHR Tiên ñ Bohr: a Tiên ñ 1: Nguyên t ch t n t i nh ng tr ng thái có lư ng hồn tồn xác đ nh g i tr ng thái d ng tr ng thái d ng nguyên t không b c x lư ng b Tiên ñ 2: Nguyên t thái thái có m c lư ng Em cao chuy n v tr ng thái d ng hc có m c lư ng En th p s gi i phóng m t lư ng ε mn = hfmn = = Em − En λmn ngư c l i c H qu : nh ng tr ng thái d ng electron nguyên t ch chuy n đ ng qu đ o có bán kính hồn tồn xác đ nh g i qu đ o d ng: rn = n2r0 ; với r0 = 0,53 A Chú ý: Trong nguyên t Hiđrơ, tr ng thái d ng tr ng thái có m c lư ng th p nh t ( ng v i qu ñ o K), tr ng thái có m c lư ng cao g i tr ng thái kích thích (th i gian t n t i 10 −8 s ) Nguyên t (electron) ch h p th ho c b c x lư ng ñúng b ng hi u lư ng gi a hai m c 13,6 Năng lư ng tr ng thái d ng: En = − (eV ); E0 = 13,6 eV n hc 1 Bư c sóng: = Em − En = 13,6.( − ).1,6.10 −19 (J) λ n m 1 = RH ( − ) hay: λ n m n=6 P −1 O n=5 với RH = 1, 09.10 m : Hằng số Ritber n=4 Quang ph ngun t Hiđrơ: Các electron N −8 tr ng thái kích thích t n t i kho ng 10 s nên gi i n=3 phóng lư ng dư i d ng phơtơn đ tr v M tr ng thái có m c lư ng th p Pasen a Dãy Lynam: Các electron chuy n t tr ng thái n=2 có m c lư ng cao v tr ng thái có m c L Hδ Hγ Hβ Hα lư ng ng v i qu ñ o K (thu c vùng t ngo i) Banme b Dãy Balmer: Các electron chuy n t tr ng thái có m c lư ng cao v tr ng thái có m c lư ng ng v i qu ñ o L (thu c vùng t n=1 K ngo i vùng nhìn th y) c Dãy Paschen: Các electron chuy n t tr ng thái Laiman có m c lư ng cao v tr ng thái có m c lư ng ng v i qu ñ o M (thu c vùng h ng ngo i) Chú ý: Bư c sóng ng n lư ng l n III H P TH VÀ PH N X ÁNH SÁNG H p th ánh sáng: H p th ánh sáng hi n tư ng môi trư ng v t ch t làm gi m cư ng ñ c a chùm sáng truy n qua a ð nh lu t v h p th ánh sáng: Caåm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 26 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng Cư ng ñ c a chùm sáng ñơn s c truy n môi trư ng h p th , gi m theo ñ nh lu t hàm mũ c a ñ dài ñư ng truy n tia sáng: I = I e−α d  I cườ ng độ củ a chù m sá ng tớ i mô i trườ ng  Trong đó: α hệ số hấ p thụ củ a môi trường d độ dà i củ a đườ ng truyề n tia sá ng  b H p th l c l a: V t su t (v t không màu) v t không h p th ánh sáng mi n nhìn th y c a quang ph V t có màu đen v t h p th hồn tồn ánh sáng mi n nhìn th y c a quang ph V t su t có màu v t h p th l c l a ánh sáng mi n nhìn th y c a quang ph Ph n x (tán s c) l c l a ánh sáng: Các v t có th h p th l c l a m t s ánh sáng ñơn s c, v y v t có th ph n x (tán s c) m t s ánh sáng ñơn s c Hi n tư ng đư c g i ph n x (tán s c) l c l a ánh sáng Chú ý: Y u t quy t ñ nh ñ n vi c h p th , ph n x (tán s c) ánh sáng bư c sóng c a ánh sáng IV LASER Hi n tư ng phát quang: a S phát quang: Có m t s ch t th r n, l ng, khí h p th m t lư ng dư i d ng có kh phát m t b c x ñi n t N u b c x có bư c sóng n m gi i h n c a ánh sáng nhìn th y đư c g i s phát quang M i ch t phát quang có m t quang ph đ c trưng riêng cho ð c m: Sau ng ng kích thích, s phát quang c a m t s ch t cịn đư c trì m t kho ng th i gian Th i gian phát quang kho ng th i gian k t lúc ng ng kích thích cho đ n lúc ng ng phát quang Th i gian phát quang có th kéo dài t 10−10 s ñ n vài ngày Hi n tư ng phát quang hi n tư ng v t h p th ánh sáng kích thích có bư c sóng đ phát ánh sáng có bư c sóng khác b Các d ng phát quang: Huỳnh quang s phát quang có th i gian ng n dư i 10−8 s , thư ng x y v i ch t l ng khí Lân quang s phát quang có th i gian dài 10−8 s , thư ng x y v i ch t r n Chú ý: Th c t kho ng 10−8 s ≤ t ≤ 10−6 s khơng xác đ nh đư c lân quang hay huỳnh quang c ð nh lu t Xt c v s phát quang: Ánh sáng phát quang có bư c sóng l n bư c sóng ánh sáng kích thích: λaspq > λaskt ⇔ ε aspq < ε askt Laser: a ð c ñi m: ∆f ≈ 10−15 f Tia Laser chùm sáng k t h p, photon chùm sáng có t n s pha Tia Laser chùm sáng song song, có tính đ nh hư ng cao Tia Laser có cư ng đ l n I ~ 106 W/cm b Các lo i Laser: Laser h ng ng c, Laser th y tinh pha nêoñim, Lasre khí He – He, Laser CO2 , Laser bán d n, … c ng d ng: Trong thông tin liên l c: cáp quang, vơ n đ nh v , … Trong y h c: làm dao m , ch a m t s b nh da nh tác d ng nhi t, … Trong ñ u ñ c đĩa: CD, VCD, DVD, … Trong cơng nghi p: khoan, c t, tơi, … v i đ xác cao Tia Laser có tính đơn s c cao ð sai l ch Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 27 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng V n ñ 8: THUY T TƯƠNG ð I H P Các tiên ñ Einstein: a Tiên ñ I (nguyên lí tương ñ i): Các hi n tư ng v t lí di n h quy chi u quán tính b Tiên ñ II (nguyên lí b t bi n c a v n t c ánh sáng): V n t c ánh sáng chân khơng có giá tr b ng c m i h quy chi u quán tính, khơng ph thu c vào phương truy n v n t c c a ngu n sáng hay máy thu Các h qu : ♦ S co c a ñ dài: ð dài c a m t b co l i d c theo phương chuy n đ ng c a nó: v2 < l0 c2 ♦ S dãn c a kho ng th i gian: ð ng h g n v i quan sát viên chuy n ñ ng ch y ch m ∆t0 > ∆t0 ñ ng h g n v i quan sát viên ñ ng yên: ∆t = v2 1− c m0 ♦ Kh i lư ng tương ñ i: m = v2 1− c m0 ♦ ð ng lư ng tương ñ i: p = mv = v v2 1− c m0 ♦ Năng lư ng tương ñ i: E = mc = c2 v 1− c  2  E = m0 c + m0 v Chú ý:   E = m2c + p2 c2  l = l0 − ð i v i photon: Năng lư ng c a photon: ε = hf = hc λ = mε c Kh i lư ng tương đ i tính c a photon: mε = ε c2 = hf h = = cλ c m0 ε 1− v2 c2 , suy m0ε = mε − v2 c2 Mà v = c nên m0ε = V n ñ 9: H T NHÂN NGUYÊN T I H T NHÂN NGUYÊN T C u t o h t nhân:  m p = 1,67262.10 −27 kg   Z proâtoân  −19  q p = +1,6.10 C   A Z X tạo nên từ  −27    mn = 1,67493.10 kg  N = ( A - Z ) nơtrôn   qp = : không mang điện    m p = 1,007276u ðơn v kh i lư ng nguyên t ( u ): 1u = 1,66055.10−27 kg ⇒  mn = 1,008665u Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t ñ u t hôm Trang 28 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng Các công th c liên h : m  NA  n = A ; A: khối lượng mol(g/mol) hay số khối (u) m = N : khối lượng   A a S mol:  ⇒ N N: số hạt nhân nguyên tử n =  N = mN A ;  23   N A N A = 6,023.10 nguyên tử/mol  A  Bán kính h t nhân: R = 1,2.10 A (m) II NĂNG LƯ NG H T NHÂN m0 = Zm p + ( A − Z )mn : khối lượng nuclôn riêng lẻ  ð h t kh i:  ∆m = m0 − m; m : khối lượng hạt nhân  −15 H th c Einstein: E = mc ; 1uc2 = 931,5MeV ; 1MeV = 1,6.10−13 J Năng lư ng liên k t, lư ng liên k t riêng: a Năng lư ng liên k t: ∆E = ∆mc ∆E : tính cho nuclôn b Năng lư ng liên k t riêng: δ = A Chú ý: H t nhân có s kh i kho ng t 50 ñ n 70, lư ng liên k t riêng c a chúng có giá tr l n nh t vào kho ng 8,8 MeV/nu III PHÓNG X N  N = t0 = N e − λ t  ln  2T ; vớ i λ = : hằ ng số phân rã ð nh lu t phóng x :  m0 T ( s) − λt m = = m0 e t   2T H ln  H = t0 = H e− λ t ; với λ = : số phân rã  T ( s) ð phóng x :  2T  10  H = λ N ; H = λ N ( Bq); 1Ci = 3, 7.10 Bq H Th tích c a dung d ch ch a ch t phóng x : V0 = t V TH Trong đó: V thể tích dung dịch a H Chu kì bán rã c a m t s ch t 12 Ch t phóng x Chu kì bán rã 16 235 Cacbon C Oxi O Urani T = 5730 naêm T = 122 s T = 7,13.10 naêm 92 210 U Poloni T = 138 ngày 84 Po Ri 226 Ra Radon T = 1620 năm T =4s 88 219 86 Ra Iôt 131 53 I T = ngaøy Ch t phóng x b phân rã: a S h t nhân nguyên t b phân rã: ∆N = N − N = N (1 − e − λ t ) b Kh i lư ng h t nhân nguyên t b phân rã: ∆m = m0 − m = m0 (1 − e − λ t ) Chú ý: S h t nhân nguyên t t o thành b ng s h t nhân nguyên t phóng x b phân rã A → B + C : N B = NC = ∆N A ; khơng có đ nh lu t b o toàn kh i lư ng Máy ñ m xung: S xung n mà máy ñ m ñư c s h t nhân nguyên t c a ch t phóng x b phân rã ∆N N0 N1 = N (1 − e − λ∆t ) ∆t N 01 = N e− λt ∆t N = N 01 (1 − e − λ∆t ) t Các tia phóng x : 4 a Tia α : α hạt He , b l ch ñi n trư ng, t trư ng Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 29 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng 0  β + laø pozitron ( e) : p → n + e+ +ν  b Tia β : có hai loại  − , b l ch ñi n trư ng, t − ɶ  −1 β laø electron ( −1 e) : n → p + e +ν  trư ng nhi u tia α c Tia γ : Có bư c sóng ng n λ < 10−11 m , có lư ng r t l n, khơng b l ch n trư ng, t trư ng IV PH N NG H T NHÂN AC A A AD Ph n ng h t nhân: Z AA A + ZBB B → ZC C + ZD D Các ñ nh lu t b o toàn: a ð nh lu t b o toàn ñi n tích: Z A + Z B = ZC + Z D b ð nh lu t b o toàn s nuclon: AA + AB = AC + AD c ð nh lu t b o toàn lư ng: ( E A + EñA ) + ( EB + EñB ) = ( EC + EñC ) + ( ED + EñD ) d ð nh lu t b o tồn đ ng lư ng: pA + pB = pC + pD Các công th c liên h : a ð ng năng: Eñ = mv ; m(kg); 1u = 1,66055.10 −27 kg; 1MeV = 1,6.10 −13 J b ð ng lư ng: p = mv hay p = mv; p ↑↑ v c Liên h : p = 2mEñ Năng lư ng ph n ng h t nhân: Kh i lư ng h t nhân trư c ph n ng: M = mA + mB Kh i lư ng h t nhân sau ph n ng: M = mC + mD a Ph n ng t a lư ng: M > M Năng lư ng t a là: ∆E = ( M − M )c ≥ b Ph n ng thu lư ng: M < M Năng lư ng thu vào là: E = ∆E + Eñ ; ∆E = ( M − M0 )c V n ñ 10: V T LÍ VŨ TR I CÁC H T SƠ C P H t sơ c p: Các h t sơ c p (h t b n) h t nh h t nhân Các ñ c trương c a h t sơ c p: a Kh i lư ng ngh m0 : Phôtôn ε , nơtrinơ ν , gravitơn có kh i lư ng ngh b ng khơng b ði n tích: Các h t sơ c p có th có n tích b ng n tích ngun t Q = , có th khơng mang n Q ñư c g i s lư ng t ñi n tích c Spin s: M i h t sơ c p đ ng n có momen đ ng lư ng riêng momen t riêng Các momen ñư c ñ c trưng b ng s lư ng t spin Prơtơn, nơtrơn có s = , phơtơn có s = , piơn có s = d Th i gian s ng trung bình T: Trong h t sơ c p có h t không phân rã (proton, electron, photon, notrino) g i h t nhân b n Còn h t khác g i h t không b n phân rã thành h t khác Notron có T = 932 s , h t khơng b n có th i gian ng n t 10 −24 s ñ n 10 −6 s Ph n h t: Các h t sơ c p thư ng t o thành m t c p; m i c p g m hai h t có kh i lư ng ngh spin có n tích trái d u Trong q trình tương tác có th sinh c p ho c h y c p Phân lo i h t sơ c p: a Photon (lư ng t ánh sáng): b Lepton: G m h t nh electron, muyon ( µ + , µ − ), h t tau ( τ + ,τ − ), … c Mêzôn: G m h t có kh i lư ng trung bình, đư c chia thành mêzơn π mêzơn K Barion: G m h t n ng có kh i lư ng l n, đư c chia thành nuclon hipêrơn Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 30 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng T p h p mêzôn bariơn đư c g i hrơn Tương tác c a h t sơ c p: a Tương tác h p d n: Bán kính l n vơ cùng, l c tương tác nh b Tương tác n t : Bán kính l n vơ h n, l c tương tác m nh tương tác h p d n c 1038 l n c Tương tác y u: Bán kính tác d ng r t nh c 10 −18 m , l c tương tác y u tương tác h p d n c 1011 l n d Tương tác m nh: Bán kính tác d ng r t nh c 10 −15 m , l c tương tác y u tương tác h p d n c 102 l n Tương tác gi a hrơn H t quark: a H t quark: T t c h t hrơn đư c t o nên t h t r t nh b Các lo i quark: Có lo i quark u, d, s, c, b, t ph n quark tương ng ði n tích quark e 2e ± ; ± 3 c Các baraiôn: T h p c a quark t o nên baraiôn II M T TR I – H M T TR I H M t Tr i: G m hành tinh l n, ti u hành tinh, ch i Các hành tinh: Th y tinh, Kim tinh, Trái ð t, H a tinh, M c tinh, Th tinh, Thiên Vương tinh, H i Vương tinh, Diêm Vương tinh ð ño ñơn v gi a hành tinh ngư i ta dùng ñơn v thiên văn: 1ñvtv = 150trKm Các hành tinh ñ u quay quanh m t tr i theo chi u thu n m t ph ng, M t Tr i hành tinh t quay quanh ñ u quay theo chi u th n tr Kim tinh M t Tr i: a C u trúc c a M t Tr i: G m quang c u khí quy n Quang c u: Kh i khí hình c u nóng sáng, nhìn t Trái ð t có bán kính góc 16 phút, bán kính c a kh i c u kho ng 7.105 Km , kh i lư ng riêng trung bình c a v t ch t quang c u 1400kg/m , nhi t ñ hi u d ng 6000K Khí quy n: Bao quanh M t Tr i có khí quy n M t Tr i: Ch y u Hiđrơ, Heli Khí quy n đư c chia hai l p có tính ch t v t lí khác nhau: S c c u nh t hoa S c c u l p khí n m sát m t quang c u có đ dày 10000km có nhi t đ kho ng 4500K Phía s c c u nh t hoa: Các phân t v t ch t t n t i tr ng thái ion hóa m nh (tr ng thái plasma), nhi t ñ kho ng triệu độ Nh t hoa có hình d ng thay ñ i theo th i gian b Năng lư ng M t Tr i: Năng lư ng M t Tr i đư c trì nh lịng di n ph n ng nhi t h ch H ng s M t Tr i H = 1360W/m lư ng lư ng b c x c a M t tr i truy n vng góc t i m t đơn v di n tích cách m t đơn v thiên văn m t đơn v th i gian Cơng su t b c x lư ng M t Tr i P = 3,9.1026 W c S ho t ñ ng c a M t Tr i: Quang c u sáng khơng đ u, có c u t o d ng h t, g m nh ng h t sáng bi n ñ i n n t i s ñ i lưu mà t o thành: v t ñen, bùng sáng, tai l a: V t ñen có màu s m t i, nhi t ñ vào kho ng 4000K Bùng sáng thư ng xu t hi n có v t đen, bùng sáng phóng tia X dịng h t tích n g i gió M t Tr i Tai l a nh ng lư i phun l a cao s c c u Năm M t Tr i có nhi u v t đen nh t xu t hi n ñư c g i Năm M t Tr i ho t ñ ng Năm M t Tr i có v t đen nh t xu t hi n ñư c g i Năm M t Tr i tĩnh Chu kì ho t đ ng c a M t Tr i có tr s trung bình 11 năm S ho t đ ng c a M t Tr i có nhi u nh hư ng đ n Trái ð t Tia X dịng h t tích n t bùng sáng truy n ñ n Trái ð t gây nhi u tác ñ ng: Làm nhi u ho c m t thông tin liên l c b ng sóng vơ n ng n Làm cho t trư ng Trái ð t bi n thiên, gây bão t : bão t xu t hi n sau kho ng 20 gi k t bùng sáng xu t hi n s c c u Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hơm Trang 31 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng S ho t ñ ng c a M t Tr i cịn có nh hư ng đ n tr ng thái th i ti t Trái ð t, đ n q trình phát tri n c a sinh v t, … Trái ð t: a C u t o: Trái ð t có d ng hình ph ng c u, bán kính xích đ o b ng 6378km , bán kính hai c c b ng 6357km , kh i lư ng riêng trung bình 5520kg/m Lõi Trái ð t: bán kính 3000km ; ch y u s t, niken; nhi t ñ kho ng 3000 - 4000 C V Trái ð t: dày kho ng 35km ; ch y u granit; kh i lư ng riêng 3300kg/m b T trư ng c a Trái ð t: Tr c t c a nam châm nghiêng so v i tr c đ a c c m t góc 110 thay ñ i theo th i gian c M t Trăng – v tinh c a Trái ð t: M t Trăng cách Trái ð t 384000km ; có bán kính 1738km ; có kh i lư ng 7,35.1022 kg ; gia t c tr ng trư ng 1,63m/s2 ; quay quanh Trái ð t v i chu kì 27,32 ngày; M t Trăng quay quanh Trái ð t v i chu kì b ng chu kì quay c a Trái ð t quanh tr c; quay chi u v i chi u quay quanh trái ð t, nên M t Trăng hư ng m t n a nh t ñ nh vào Trái ð t; nhi t ñ lúc gi a trưa 100 C , lúc n a ñêm −150 C M t Trăng có nhi u nh hư ng đ n Trái ð t th y tri u, … Các hành tinh khác Sao ch i: a Các ñ c trưng b n c a hành tinh Thiên th Kho ng cách ñ n M t Tr i (đvtv) Bán kính (km) Kh i lư ng (so v i Trái ð t) Kh i lư ng riêng (103kg/m3) Chu kì t quay Chu kì chuy n ñ ng quanh M t Tr i S v tinh ñã bi t Th y tinh Kim tinh Trái ð t H a tinh M c tinh Th tinh Thiên Vương tinh H i Vương tinh Diêm Vương tinh 0,39 0,72 1,52 5,2 9,54 19,19 30,07 39,5 2440 6056 6375 3395 71,490 60,270 25,760 25,270 1160 0,052 0,82 0,11 318 95 15 17 0,002 5,4 5,3 5,5 3,9 1,3 0,7 1,2 1,7 0,2 59 ngày 243 ngày 23g56ph 24g37ph 9g50ph 14g14ph 17g14ph 16g11ph 6,4 ngày 87,0 ngày 224,7 ngày 365,25 ngày (1 năm) 1,88 năm 11,86 năm 29,46 năm 84,00 năm 164,80 năm 248,50 năm 0 > 30 19 15 >8 b Sao ch i: Sao ch i chuy n ñ ng quanh M t Tr i theo qu đ o elíp; có kích thư c kh i lư ng r t nh ðư c c u t o t ch t d b c tinh th băng, amoniac, mêtan, … Ngồi có nh ng ch i thu c thiên th b n v ng III CÁC SAO THIÊN HÀ Các sao: a ð nh nghĩa: Sao m t thiên th nóng sáng gi ng M t Tr i Các r t xa, hi n bi t ngơi g n nh t cách ñ n hàng ch c t kilơmet; cịn ngơi xa nh t cách xa ñ n 14 t năm ánh sáng ( naêm aù nh saù ng = 9, 46.1012 Km ) b ð sáng sao: ð sáng mà ta nhìn th y c a m t th c ch t ñ r i sáng lên c a m t ta, ph thu c vào kho ng cách ñ sáng th c c a m i ð sáng th c c a m i l i ph thu c vào công su t b c x c a ð sáng c a r t khác Ch ng h n Sao Thiên Lang có cơng su t b c x l n c a M t Tr i 25 l n; sáng nh t có cơng su t b c x nh c a M t Tr i hàng v n l n c Các lo i ñ c bi t: ða s t n t i tr ng thái n đ nh; có kích thư c, nhi t đ , … khơng đ i m t th i gian dài Ngồi ra; ngư i ta phát hi n th y có m t s đ c bi t bi n quang, m i, nơtron, … Sao bi n quang có đ sáng thay đ i, có hai lo i: • Sao bi n quang che khu t m t h đơi (g m v tinh), đ sáng t ng h p mà ta thu ñư c s bi n thiên có chu kì • Sao bi n quang nén dãn có đ sáng thay đ i th c s theo m t chu kì xác ñ nh Sao m i có ñ sáng tăng ñ t ng t lên hàng ngàn, hàng v n l n r i sau t t gi m Lí thuy t cho r ng m i m t pha đ t bi n q trình bi n hóa c a m t h Punxa, nơtron ngồi s b c x lư ng cịn có ph n b c x lư ng thành xung sóng vơ n Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t ñ u t hôm Trang 32 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng • Sao nơtron đư c c u t o b i h t nơtron v i m t đ c c kì l n 1014 g/cm • Punxa (pulsar) lõi nơtron v i bán kính 10km t quay v i t c đ góc 640 vòng/s phát sóng vơ n B c x thu ñư c Trái ð t có d ng t ng xung sáng gi ng sáng ng n h i ñăng mà tàu bi n nh n ñư c Thiên hà: Các t n t i Vũ tr thành nh ng h tương ñ i ñ c l p v i M i h th ng v y g m hàng trăm t g i thiên hà a Các lo i thiên hà: • Thiên hà xo n c có hình d ng d t đĩa, có nh ng cánh tay xo n c, ch a nhi u khí • Thiên hà elip có hình elip, ch a khí có kh i lư ng tr i m t d i r ng Có m t lo i thiên hà elip ngu n phát sóng vơ n n r t m nh • Thiên hà khơng đ nh hình trơng nh ng đám mây (thiên hà Ma gien-lăng) b Thiên Hà c a chúng ta: • Thiên Hà c a thiên hà xo n c, có đư ng kính kho ng 90 nghìn năm ánh sáng có kh i lư ng b ng kho ng 150 t kh i lư ng M t Tr i Nó h ph ng gi ng m t ñĩa dày kho ng 330 năm ánh sáng, ch a vài trăm t ngơi • H M t Tr i n m m t cánh tay xo n rìa Thiên Hà, cách trung tâm kho ng 30 nghìn năm ánh sáng Gi a có b i khí • Ph n trung tâm Thiên Hà có d ng hình c u d t g i vùng l i trung tâm ñư c t o b i già, khí b i • Ngay trung tâm Thiên Hà có m t ngu n phát x h ng ngo i ngu n phát sóng vơ n n (tương ñương v i ñ sáng ch ng 20 tri u M t Tr i phóng m t lu ng gió m nh) • T Trái ð t, ch nhìn đư c hình chi u c a thiên Hà vịm tr i g i d i Ngân Hà n m theo hư ng ðông B c – Tây Nam n n tr i c Nhóm thiên hà Siêu nhóm thiên hà: Vũ tr có hàng trăm t thiên hà, thiên hà thư ng cách kho ng mư i l n kích thư c Thiên Hà c a Các thiên hà có xu hư ng h p l i v i thành t ng nhóm t vài ch c đ n vài nghìn thiên hà Thiên Hà c a thiên hà lân l n thu c v Nhóm thiên hà ñ a phương, g m kho ng 20 thành viên, chi m m t th tích khơng gian có đư ng kính g n m t tri u năm ánh sáng Nhóm b chi ph i ch y u b i ba thiên hà xo n c l n: Tinh vân Tiên N (thiên hà Tiên N M31 hay NGC224); Thiên Hà c a chúng ta; Thiên hà Tam giác, thành viên cịn l i Nhóm thiên hà elip thiên hà khơng đ nh hình tí hon kho ng cách c kho ng 50 tri u năm ánh sáng Nhóm Trinh N ch a hàng nghìn thiên hà tr i r ng b u tr i chòm Trinh N Các nhóm thiên hà t p h p l i thành Siêu nhóm thiên hà hay ð i thiên hà Siêu nhóm thiên hà đ a phương có tâm n m Nhóm Trinh N ch a t t c nhóm bao quanh nó, có nhóm thiên hà ñ a phương c a IV THUY T V N L N (BIG BANG) ð nh lu t Hubble (H p-bơn): T c ñ lùi xa c a thiên hà t l v i kho ng cách gi a thiên hà v = Hd ; năm nh sá ng = 9, 46.1012 Km chúng ta:  −2  H = 1,7.10 m/(s.năm ánh sáng) Thuy t v n l n (Big Bang): Theo thuy t v n l n, vũ tr b t ñ u dãn n t m t “đi m kì d ” ð tính tu i bán kính vũ tr , ta ch n “đi m kì d ” làm m c (g i m zêrơ Big Bang) T i th i m đ nh lu t v t lí bi t thuy t tương ñ i r ng khơng áp d ng đư c V t lí h c hi n ñ i d a vào v t lí h t sơ c p đ d đốn hi n tư ng x y b t ñ u t th i ñi m t p = 10 −43 s sau V n l n g i th i ñi m Planck th i ñi m Planck, kích thư c v tr 10−35 m , nhi t ñ 1032 K m t ñ 1091 kg/cm Các tr s c c l n c c nh g i tr s Planck T th i ñi m Vũ tr dãn n r t nhanh, nhi t đ Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN Ngày mai b t đ u t hôm Trang 33 Giáo viên: Nguy n H ng Th ch Trư ng THPT Phan B i Châu, Di Linh, Lâm ð ng c a Vũ tr gi m d n T i th i ñi m Planck, Vũ tr b tràn ng p b i h t có lư ng cao electron, notrino quark, lư ng nh t b ng 1015 GeV T i th i ñi m t = 10−6 s , chuy n ñ ng quark ph n quark ñã ñ ch m ñ l c tương tác m nh gom chúng l i g n k t chúng l i thành prơtơn nơtrơn, lư ng trung bình c a h t vũ tr lúc ch 1GeV T i th i ñi m t = phú t , h t nhân Heli đư c t o thành Trư c đó, prơtơn nơtrơn ñã k t h p 2 v i ñ t o thành h t nhân ñơteri H Khi đó, xu t hi n h t nhân ñơteri H , triti H , heli He b n Các h t nhân hiđrơ hêli chi m 98% kh i lư ng thiên hà, kh i kh i lư ng hêli có 4 kh i lư ng hiđrơ ði u ch ng t , m i thiên th , m i thiên hà có chung ngu n g c T i th i m t = 300000 năm , lo i h t nhân khác ñã ñư c t o thành, tương tác ch y u chi ph i vũ tr tương tác ñi n t Các l c ñi n t g n electron v i h t nhân, t o thành nguyên t H He T i th i ñi m t = 109 năm , ngun t ñư c t o thành, tương tác ch y u chi ph i vũ tr tương tác h p d n Các l c h p d n thu gom nguyên t l i, t o thành thiên hà ngăn c n thiên hà ti p t c n Trong thiên hà, l c h p d n nén ñám nguyên t l i t o thành Ch có kho ng cách gi a thiên hà ti p t c tăng lên T i th i ñi m t = 14.109 naê m , vũ tr tr ng thái hi n v i nhi t ñ trung bình T = 2, 7K lư ng h t nhân n ng ch chi m 2% Cẩm Nang V t Lí 12 Ban KHTN m i thiên th , có Ngày mai b t đ u t hôm Trang 34 ... m h? ?nh tinh l n, ti u h? ?nh tinh, ch i C? ?c h? ?nh tinh: Th y tinh, Kim tinh, Tr? ?i ð t, H a tinh, M c tinh, Th tinh, Thi? ?n Vư? ?ng tinh, H i Vư? ?ng tinh, Di? ?m Vư? ?ng tinh ð ño ñ? ?n v gi a h? ?nh tinh ng? ?... c d? ?ng đ ph? ?n tích chùm s? ?ng c? ? nhi u th? ?nh ph n th? ?nh nh ng th? ?nh ph n ñ? ?n s c kh? ?c b C u t o: ng chu n tr c t o chùm tia song song L? ?ng kính đ ph? ?n tích song song th? ?nh nh ng th? ?nh ph n ñ? ?n. .. nh h? ?nh tí hon kho ng c? ?ch c kho ng 50 tri u n? ?m ánh s? ?ng Nhóm Trinh N ch a h? ?ng ngh? ?n thi? ?n h? ? tr i r ng b u tr i chòm Trinh N C? ?c nhóm thi? ?n h? ? t p h p l i th? ?nh Siêu nhóm thi? ?n h? ? hay ð i