Một số tài liệu trắc nghiệm môn Vật lý THPT

Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 1 Lôøi môû ñaàu Theo chuû tröông cuûa Boä Giaùo Duïc & Ñaøo Taïo, töø naêm 2007 hình thöùc thi cöû ñaùnh giaù keát quaû hoïc taäp cuûa caùc em hoïc sinh ñoái vôùi moân Vaät Lyù seõ chuyeån töø hình thöùc thi töï luaän sang hình thöùc thi traéc nghieäm. Ñeå giuùp caùc em hoïc sinh hoïc taäp, reøn luyeän toát caùc kó naêng giaûi caùc baøi toaùn traéc nghieäm, ngöôøi bieân soaïn xin traân troïng göûi tôùi caùc baäc phuï huynh, caùc quyù thaày coâ, caùc em hoïc sinh moät soá taøi lieäu traéc nghieäm moân Vaät Lyù THPT – Troïng taâm laø caùc taøi lieäu daønh cho caùc kyø thi toát nghieäp vaø ñaïi hoïc. Vôùi noäi dung ñaày ñuû, boá cuïc saép xeáp roõ raøng töø cô baûn ñeán naâng cao, ngöôøi bieân soaïn hi voïng caùc taøi lieäu naøy seõ giuùp ích cho caùc em trong vieäc oân luyeän vaø ñaït keát quaû cao trong caùc kì thi. Maëc duø ñaõ heát söùc coá gaéng vaø caån troïng trong khi bieân soaïn nhöng vaãn khoâng theå traùnh khoûi nhöõng sai soùt ngoaøi yù muoán, raát mong nhaän ñöôïc söï goùp yù xaây döïng töø phía ngöôøi ñoïc. Xin chaân thaønh caûm ôn! CAÙC TAØI LIEÄU ÑAÕ BIEÂN SOAÏN: @ Baøi taäp traéc nghieäm dao ñoäng cô hoïc – soùng cô hoïc (400 baøi). @ Baøi taäp traéc nghieäm dao ñoäng ñieän – soùng ñieän töø (400 baøi). @ Baøi taäp traéc nghieäm quang hình hoïc (400baøi). @ Baøi taäp traéc nghieäm quang lyù – vaät lyù haït nhaân (400 baøi). @ Baøi taäp traéc nghieäm cô hoïc chaát raén – ban khoa hoïc töï nhieân (250 baøi). @ Baøi taäp traéc nghieäm toaøn taäp vaät lyù 12 (1200 baøi). @ Tuyeån taäp 40 ñeà thi traéc nghieäm vaät lyù daønh cho oân thi toát nghieäp vaø ñaïi hoïc (2 tập). @ Ñeà cöông oân taäp caâu hoûi lyù thuyeát suy luaän vaät lyù 12 – duøng cho thi traéc nghieäm. @ Văn kiện hội thảo “Hướng dẫn thi trắc nghiệm”(ST). @ Baøi taäp traéc nghieäm vaät lyù 11 – theo chöông trình saùch giaùo khoa naâng cao. @ Baøi taäp traéc nghieäm vaät lyù 10 – theo chöông trình saùch giaùo khoa naâng cao. Noäi dung caùc saùch coù söï tham khaûo taøi lieäu vaø yù kieán ñoùng goùp cuûa caùc taùc giaû vaø ñoàng nghieäp. Xin chaân thaønh caûm ôn! Moïi yù kieán xin vui loøng lieân heä: ': 0210.471.167 - 08.909.22.16 – 090.777.54.69 *: buigianoi@yahoo.com.vn GV: BUØI GIA NOÄI (Boä moân vaät lyù) Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, tháng 06 naêm 2007 Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 2 DAO ÑOÄNG CÔ HOÏC Caâu 1 : Ñònh nghóa dao ñoäng ñieàu hoøa. Vieát phöông trình, neâu ñònh nghóa caùc ñaïi löôïng trong phöông trình. Thaønh laäp coâng thöùc tính vaän toác vaø gia toác trong dao ñoäng ñieàu hoaø. Trình baøy moái lieân heä giöõa chuyeån ñoäng troøn ñeàu vaø dao ñoäng ñieàu hoøa. 1. ÑÒNH NGHÓA - VIEÁT PHÖÔNG TRÌNH Dao ñoäng ñieàu hoøa laø dao ñoäng coù ly ñoä x bieán ñoåi theo thôøi gian tuaân theo ñònh luaät hình sin (hay cosin). Phöông trình dao ñoäng ñieàu hoøa: x = Asin(wt + j) § A : bieân ñoä hay giaù trò cöïc ñaïi cuûa ly ñoä. § j : pha ban ñaàu laø ñaïi löôïng xaùc ñònh vò trí, vaän toác luùc t = 0. § (wt + j) : pha dao ñoäng laø ñaïi löôïng xaùc ñinh vò trí, vaän toác luùc t. § T laø chu kyø cuûa dao ñoäng. Noù laø khoaûng thôøi gian ngaén nhaát sau ñoù traïng thaùi dao ñoäng laäp laïi nhö cuõ hay thôøi gian ñeå vaät thöïc hieän ñöôïc 1 laàn dao ñoäng. § f laø taàn soá. Noù laø soá dao ñoäng maø vaät thöïc hieän trong moät ñôn vò thôøi gian. § w laø taàn soá goùc cuûa dao ñoäng. Laø ñaïi löôïng trung gian cho pheùp xaùc ñònh taàn soá vaø chu kyø cuûa dao ñoäng theo coâng thöùc : w = 2 T p = 2pf 2. VAÄN TOÁC - GIA TOÁC - Vaän toác : v = x’ = Aw cos(wt + j) - Gia toác : a = x’’ = - Aw2sin(wt + j) 3. LIEÂN HEÄ GIÖÕA CHUYEÅN ÑOÄNG TROØN ÑEÀU VAØ DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOØA Xeùt ñieåm M chuyeån ñoäng ñeàu treân voøng troøn (O, A) vôùi vaän toác goùc w : § ÔÛ t = 0 : M coù ly ñoä goùc laø j. § ÔÛ t : M coù ly ñoä goùc laø (wt + j). Goïi P laø hình chieáu cuûa M xuoáng truïc x’Ox, ta coù: xp = OP = OMsin(wt + j) Þ xp = Asin(wt + j) Ta thaáy chuyeån ñoäng cuûa P laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa. Noùi khaùc ñi dao ñoäng ñieàu hoøa coù theå coi nhö laø hình chieáu cuûa moät chuyeån ñoäng troøn ñeàu xuoáng moät truïc naèm trong maët phaúng quyõ ñaïo. Caâu 2 : * Nhaän xeùt veà pha dao ñoäng giöõa v vaø x, giöõa a vaø x. * Cho bieát nhöõng ñieåm gioáng nhau vaø khaùc nhau giöõa dao ñoäng ñieàu hoøa vaø dao ñoäng tuaàn hoaøn. 1. Nhaäân xeùt veà pha dao ñoäng giöõa v vaø x; giöõa a vaø x * v = A w cos (wt + j) = A w sin [(wt + j) + 2 p ] x = A sin (wt + j) Þ v vaø x laø 2 ñaïi löôïng vuoâng pha * a = - A w2 sin (wt + j) = A w2 sin [(wt + j) + p ] x = A sin (wt + j) Þ a vaø x laø 2 ñaïi löôïng ngöôïc pha x C (D) Mo M A P j wt x' O Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 3 2. Ñieåm gioáng nhau vaø khaùc nhau cuûa hai dao ñoäng ñieàu hoøa vaø dao ñoäng tuaàn hoaøn * Gioáng nhau : - Ñeàu coù söï laëp laïi nhöõng khoaûng thôøi gian baèng nhau. - Hai ñao ñoäng ñeàu coù chu kyø, taàn soá. * Khaùc nhau: - Dao ñoäng ñieàu hoøa moâ taû baèng ñinh luaät hình sin vaø coù quyõ ñaïo luoân laø ñöôøng thaúng, trong khi dao ñoäng tuaàn hoaøn thì khoâng nhaát thieát phaûi caàn ñieàu kieän ñoù. - Dao ñoäng ñieàu hoøa laø taäp con cuûa dao ñoäng tuaàn hoaøn, dao ñoäng tuaàn hoaøn laïi laø taäp con cuûa caùc dao ñoäng noùi chung. Caâu 3 : Dao ñoäng cuûa con laéc loø xo naèm ngang * Moâ taû caáu taïo vaø thí nghieäm. * Thieát laäp phöông trình dao ñoäng. 1. Moâ taû caáu taïo thí nghieäm veà con laéc loø xo - Xeùt moät heä goàm loø xo coù ñoä cöùng K, moät ñaàu gaén vaøo moät ñieåm coá ñònh, ñaàu kia mang quaû caàu khoái löôïng m, giöõa quaû caàu coù moät caùi raõnh cho pheùp noù chuyeån ñoäng doïc theo moät thanh ngang khoâng ma saùt. F - Choïn goác O laø vò töø luùc quaû caàu ñöùng yeân. - Keùo quaû caàu ra khoûi vò trí caân baèng ñeán ly ñoä x = A roài buoâng tay, quaû caàu chuyeån ñoäng nhanh daàn veà phía O, vöôït qua O do quaùn tính, roài chuyeån ñoäng chaäm daàn ñeán khi vaän toác baèng 0, sau ñoù chuyeån ñoäng nhanh ñaàn veà phía O roài laïi chaäm daàn ñeán khi vaän toác baèng 0. Sau ñoù chuyeån ñoäng laëp laïi nhö cuõ. 2. Thieát laäp phöông trình dao ñoäng cuûa con laéc loø xo a. Phaân tích löïc ÔÛ vò trí x hoøn bi chòu taùc duïng cuûa 3 löïc : troïng löïc P mg= ur r , phaûn löïc N ur cuûa thanh ngang vaø löïc ñaøn hoài F ur cuûa loø xo. Vì P ur vaø N ur caân baèng nhau neân chæ coøn löïc F laøm cho hoøn bi dao ñoäng. Theo ñònh luaät Hooke thì F = - Kx, vôùi K laø ñoä cöùng cuûa loø xo coøn daáu tröø chæ löïc F luoân luoân höôùng veà vò trí caân baèng. b. Laäp phöông trình chuyeån ñoäng Theo ñònh luaät 2 Newton: P N F ma+ + = ur ur ur r (*) Choïn chieàu döông nhö hình veõ, chieáu (*) xuoáng Þ - Kx = mx” Þ x = - F x m - Ñaët w2 = K m Suy ra x” = w2x Hay x” + w2x = 0 Ñaây laø phöông trình vi phaân moâ taû chuyeån ñoäng cuûa con laéc loø xo Nghieäm cuûa phöông trình vi phaân coù daïng: x = Asin(wt + j) Vaäy chuyeån ñoäng cuûa con laéc loø xo laø moät ñao ñoäng ñieàu hoøa. Caâu 4 : * Laäp coâng thöùc lieân heä giöõa w vaø T. * Vieát coâng thöùc chu kì dao ñoäng cuûa con laéc loø xo coù chieàu daøi l treo vaät m. Neáu taêng chiều daøi loø xo laø 2l vaø vaãn treo vaät m thì chu kyø dao ñoäng cuûa con laéc loø xo theá naøo. m N ur P ur K O m F ur K O O x Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 4 1. Quan heä giöõa w vaø T: Ta coù : x = A sin(wt + j) ó x = A sin(wt + j +2p) ó x = A sin [w( t + 2p w ) + j] Vaäy li ñoä taïi thôøi ñieåm t baèng ly ñoä ôû thôøi ñieåm ( t + 2p w ), neân khoaûng thôøi gian 2p w goïi laø chu kyø cuûa ñao ñoäng ñieàu hoøa. p = w 2T 2. Coâng thöùc chu kyø cuûa con laéc loø xo: * Vì w = K m Þ T = 2 m2 K p = p w * Heä soá ñaøn hoài cuûa loø xo: K = E S l vôùi E laø suaát young. Þ chieàu daøi taêng 2 laàn thì ñoä cöùng giaûm 2 laàn: K’ = K 2 Þ T’ = m2 . 2 T 2 K p = . Vaäy chu kyø taêng 2 laàn. Caâu 5: Laäp moãi lieân heä giöõa ly ñoä, bieân ñoä vaø taàn soá cuûa vaät dao ñoäng ñieàu hoaø Ta coù : x = A sin(wt + j) Þ sin2(wt+j)= 2 2 x A v = A w cos(wt + j) Þ cos2(wt + j) = 2 2 2 v A w Þ 2 2 2 2 2 x v 1 A A + = w Caâu 6: * Dao ñoäng cuûa con laéc ñôn: Caáu taïo vaø laäp phöông trình dao ñoäng * So saùnh hai phöông trình cuûa con laéc loø xo vaø con laéc ñôn * Dao ñoäng cuûa con laéc ñôn coù phaûi laø dao ñoäng töï do khoâng? 1. CAÁU TAÏO VAØ PHÖÔNG TRÌNH DAO ÑOÂNG CUÛA CON LAÉC ÑÔN: a. Caáu taïo: Con laéc ñôn goàm hoøn bi coù khoái löôïng m treo vaøo daây daøi coù khoái löôïng vaø ñoä daõn khoâng ñaùng keå. b. Laäp phöông trình: Hôïp löïc taùc duïng leân vaät m coù ly ñoä goùc a P :troïng löïc F P mavôùi : löïccaêngdaây ì = + t = í tî rur r r r r Chieáu hôïp löïc leân tieáp tuyeán: - mgsin a = m aT laø gia toác tieáp tuyeán: aT = s” ® - gsin a = s” (*) Ñieàu kieän: a0 nhoû (a0 < 100) O P ur T ur F ur ao a Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 5 Þ sin a = a = s l'' Þ - g s s''= l => gs'' s 0+ = l Ñaët w2 = g l Þ s” + w2 s = 0 (1) Phöông trình (1) laø phöông trình vi phaân moâ taû ñao ñoäng cuûa con laéc ñôn. Noù coù nghieäm : s = s0 sin(wt + j) (2) Phöông trình (2) laø phöông trình dao ñoäng cuûa con laéc ñôn. Phöông trình cho thaáy con laéc ñôn ñao ñoäng ñieàu hoøa vôùi chu kyø: T = 2p l g 2. SO SAÙNH: * Gioáng nhau: Hai phöông trình cuûa con laéc loø xo vaø con laéc ñôn coù daïng toaùn hoïc gioáng nhau vaø ñeàu moâ taû dao ñoäng ñieàu hoøa. * Khaùc nhau: · Taàn soá goùc khaùc nhau. Ñoái vôùi con laéc loø xo thì w = K m chæ phuï thuoäc vaøo heä kín ( loø xo vaø vaät), trong khi ñoái vôùi con laéc ñôn thì w = g l chæ phuï thuoäc vaøo g. · Khi khoâng ma saùt thì dao ñoäng con laéc loø xo laø dao ñoäng ñieàu hoøa, trong khi dao ñoäng cuûa con laéc ñôn chæ gaàn ñuùng laø dao ñoäng ñieàu hoøa khi bieân ñoä nhoû. 3. ÑOÁI VÔÙI DAO ÑOÄNG NHOÛ : (a0 < 100) thì chu kyø con laéc ñôn khoâng phuï thuoäc bieân ñoä, maø phuï thuoäc ñoä lôùn gia toác troïng löïc g. Taïi vò trí coá ñònh ñoái vôùi traùi ñaát g khoâng ñoåi, dao ñoäng cuûa con laéc ñôn ñöôïc coi laø dao ñoäng töï do. Caâu 7: Khaûo saùt ñònh tính vaø ñònh löôïng söï bieán ñoåi naêng löôïng trong dao ñoäng ñieàu hoøa cuûa con laéc loø xo. 1. KHAÛO SAÙT ÑÒNH TÍNH: (Söï bieán ñoåi naêng löôïng) § Keùo hoøn bi töø vò trí caân baèng O ñeán bôø B thì löïc keûo thöïc hieän coâng vaø truyeàn cho hoøn bi moät naêng löôïng ban ñaàu laø theá naêng ñaøn hoài. § Thaû hoøn bi töùc laø löïc keùo maát ñi thì löïc ñaøn hoài keùohoøn bi chuyeån ñoäng nhanh daàn veà vò trí caên baèng O. Ñoäng naêng hoøn bi taêng, theá naêng loø xo giaûm. § Taïi vò trí caân baèng O, theá naêng loø xo baêng khoâng, ñoäng naêng hoøn bi cöïc ñaïi § Do quaùn tính hoøn bi tieáp tuïc chuyeån ñoäng ñeán bôø B', löïc ñaøn hoài f r ñoåi chieàu laøm hoøn bi chuyeån ñoäng chaäm daàn: ñoäng naêng hoøn bi giaûm, theá naêng loø xo taêng. § Taïi bôø B', hoøn bi döøng laïi, loø xo neân toái ña, ñoäng naêng hoøn bi baèng khoâng theá naêng loø xo cöïc ñaïi. § Sau ñoù hoøn bi döôùi taùc duïng löïc ñaøn hoài laïi chuyeån ñoäng veà vò trí caân baèng O vaø quaù trình nhö treân ñöôïc laäp laïi. Vaäy: Trong quaù trình dao ñoäng cuûa con laéc loø xo coù söï chuyeân hoùa giöõa ñoäng naêng vaø theá naêng cb O B B’ + Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 6 2. KHAÛO SAÙT ÑÒNH LÖÔÏNG: (Söï baûo toaøn naêng löôïng) *) Ñoäng naêng hoøn bi: Eñ = 1 2 mv2 vôùi v = Aw cos(wt + j) Þ Eñ = 1 2 mA2w2cos2(wt + j) *) Theá naêng loø xo: Et = 1 2 Kx2 vôùi x = Asin(w + j) vaø K = mw2 => Et = 1 2 mw2A2sin2(wt + j) *) Cô naêng: E = Et +Eñ ó E = 1 2 mw2A2 [cos2(wt + j) + sin2(wt + j)] E = 1 2 mw2A2 Vaäy: Trong suoát quaù trình dao ñoäng cô naêng caûa con laéc laø khoâng ñoåi vaø tæ leä vôùi bình phöông cuûa bieân ñoä dao ñoäng Caâu 8: * Ñoäng naêng vaø theá naêng cuûa con laéc loø xo bieán ñoåi ñieàu haøa vôùi taàn soá goùc bao nhieâu . * Neáu khoái löôïng taêng 4 1aàn vaø bieân ñoä giaûm 2 laàn thì cô naêng con laéc loø xo ñoåi theánaøo. 1. Ta coù: * Eñ = 1 2 mA2w2 cos2 (wt + j) 1 cos(2 t 2 )vì cos2 ( t + ) 2 1 1 cos(2 t 2 ) 2 2 + w + j = = + w + j Þ Eñ = 1 4 m A2w2 + 1 4 mA2 w2cos (2wt + 2j) Vaäy Eñ bieán ñoåi ñieàu hoøa vôùi taàn soá goùc w0 = 2w vaø f0 = 2f => chu kì T0 = 0,5T * Töông töï Et bieán ñoåi ñieàu hoøa vôùi taàn soá goùc w0 = 2w vaø f0 = 2f => chu kì T0 = 0,5T * Eñ , Et bieán ñoåi ñieàu hoøa cuøng taàn soá nhöng ngöôïc pha nhau. 2. Cô naêng: E = 1 2 m A2 w2. Khi m’ = 4 m Þ w’= K K m' 4m 2 w = = A’ = A 2 Þ A’2 = 2A 4 Vaäy E’ = 1 2 .4m. 2 2A. 4 4 w E’ = 2 2 1 1( mA ) 4 2 w Þ E’ = E 4 Vaäy cô naêng giaûm 4 laàn. Caâu 9: Khaûo saùt ñònh tính vaø ñònh löôïng söï bieán ñoåi naêng löôïng cuûa con laéc ñôn trong khi dao ñoäng. Chöùng minh raèng neáu dao ñoäng cuûa con laéc ñôn laø dao ñoäng ñieàu hoøa thì cô naêng cuûa noù khoâng ñoåi vaø tæ leä vôùi bình phöông cuûa bieân ñoï dao ñoäng. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 7 1. KHAÛO SAÙT ÑÒNH TÍNH: (Söï bieán ñoåi naêng löôïng) § Keùo con laéc ñôn leäch khoûi vò trí caân baèng moät goùc a0 thì löïc keùo thöïc hieän moät coâng vaø truyeàn cho con laéc ñôn moät theá naêng troïng tröôøng. § Thaû nheï hoøn bi thì löïc keûo maát ñi, hoøn bi chuyeån ñoäng nhanh daàn vaø vò trí caân baèng vaø theá naêng giaûm daàn trong khi ñoäng naêng taêng. § Hoøn bi veà vò trí caân baèng, theá naêng baèng khoâng, ñoäng naêng cöïc ñaïi. § Do quaùn tính hoøn bi leân cao daàn. Theá naêng hoøn bi taêng, ñoäng naêng giaûm. § Khi hoøn bi leân vò trí cao nhaát B’ thì döøng laïi. Ñoäng naêng baèng khoâng vaø theá naêng cöïc ñaïi. § Sau ñoù hoøn bi chuyeån ñoäng nhanh daàn ñeàu veà vò trí caân baèng O vaø quaù trình nhö treân taùi dieãn. Vaäy: Trong quaù trình dao ñoäng coù söï chuyeån hoùa giöõa theá naêng vaø ñoäng naêng 2. KHAÛO SAÙT ÑÒNH LÖÔÏNG: (Söï baûo toaøn naêng löôïng) § Theá naêng : Et = mgh vôùi h = l - l cos a = l (1 - cosa) = 2lsin2 2 a Þ Et = 1 2 mgl a2 vì w2 = g svaø a = l l Þ Et = 2 2 2 2 1 s 1mg m s 2 2 = wl l Maët khaùc: s = sosin(wt + j) Þ Et = 1 2 mw2 20s sin 2(wt + j) § Ñoäng naêng: Eñ = 1 2 mv2 vôùi v =sowcos(wt + j) Þ Eñ = mw2 20s cos 2(wt + j) § Cô naêng: E = Et + Eñ ó 2 2 0 1E m s 2 = w Vaäy: Trong quaù trình dao ñoäng ñieàu hoøa cô naêng cuûa con laéc ñôn laø khoâng ñoåi vaø tæ leä vôùi bình phöông cuûa bieân ñoä dao ñoäng Caâu 10: - Phaùt bieåu caùc ñònh nghóa: dao ñoäng töï do, dao ñoäng cöôõng böùc, heä dao ñoäng - Dao ñoäng töï do vaø dao ñoäng cöôõng böùc coù ñieåm naøo gioáng nhau vaø khaùc nhau 1. Phaùt bieåu ñònh nghóa: v Dao ñoäng töï do: laø dao ñoäng maø chu kyø chæ phuï thuoäc caùc ñaëc tính cuûa heä dao ñoäng nhöng khoâng phuï thuoäc caùc yeáu toá beân ngoaøi v Dao ñoäng cöôõng böùc: laø dao ñoäng chòu taùc duïng cuûa löïc cöôõng böùc bieán thieân tuaàn hoaøn F = Fosin(wt + j) vôùi Fo laø bieân ñoä ngoaïi löïc. v Heä giao ñoäng: laø heä coù khaû naêng thöïc hieän dao ñoäng töï do. Sau khi bò kích thích heä dao ñoäng seõ töï noù thöïc hieän dao ñoäng theo chu kyø rieâng cuûa noù. 2. Dao ñoäng töï do vaø dao ñoäng cöôõng böùc coù ñieåm naøo gioáng vaø khaùc nhau: v Gioáng nhau: ñeàu coù tính tuaàn hoaøn (dao ñoäng ñieàu hoøa) v Nhaùc nhau: Chu kyø vaø taàn soá cuûa dao ñoäng cöôõng böùc phuï thuoäc ngoaïi löïc taùc duïng trong khi dao ñoäng töï do thì khoâng. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 8 Caâu 11: Bieåu dieãn dao ñoäng ñieàu hoøa baèng phöông Phaùp giaùn ñoà vectô quay Fresnel Phöông phaùp vectô quay döïa treân tính chaát: moät dao ñoäng ñieàu hoaø coù theå ñöôïc coi nhö hình chieáu cuûa moät chuyeån ñoäng troøn ñeàu xuoáng moät truïc naèm trong maët phaúng quyõ ñaïo. - Giaû söû caàn bieåu dieãn dao ñoäng: x = Asin(wt + j) Ta veõ moät truïc naèm ngang (D) vaø moät truïc thaúng ñöùng x'x caét (D) taïi O. Veõ moät vectô A r coù goác taïi O: coù ñoä daøi baèng bieân ñoä A vaø taïo vôùi truïc (D) moät goùc baèng j taïi thôøi ñieåm t = 0. Cho vectô A r quay ñeàu theo chieàu döông löôïng giaùc vôùi vaän toác goùc w. Luùc ñoù chuyeån ñoäng cuûa hình chieáu ñaàu muùt vectô A r xuoáng truïc x'x laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa: x = OP = Asin(wt + j) - Ta keát luaän raèng dao ñoäng ñieàu hoøa x = Asin(wt + j) ñöôïc bieåu dieãn baèng vectô quay A r Caâu 12: Toång hôïp hai dao dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng phöông, cuøng taàn soá baèng phöông phaùp vectô quay. 1. TOÅNG HÔÏP HAI DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOØA CUØNG PHUÔNG CUØNG TAÀN SOÁ BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP VECTÔ QUAY: Xeùt vaät tham gia 2 dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng phöông, cuøng ña soá: x1 = A1sin(wt + jl) x2 = A2sin(wt + j2) Dao ñoäng toång hôïp: x = x1 + x2. Tìm x baèng phöông phaùp vectô quay. Ta veõ caùc vectô bieåu dieãn x1, x2, x nhö hình veõ: Ta thaáy ·1 2 1 2M OM haèng= j - j = Cho hai vectô 1 2A ,A r r , quay quanh O theo chieàu döông vôùi vaän toác goùc w khoâng ñoåi. Khi ñoù hình bình haønh OM1MM2 khoâng bieán daïng neân vectô toång hôïp coù ñoä lôùn khoâng ñoåi vaø cuõng quay quanh O theo chieàu ñöông vôùi vaän toác goùc w. Vì toång ñaïi soá caùc hình chieáu cuûa hai vectô 1 2A ,A r r xuoáng truïc x'Ox baèng hình chieáu cuûa vectô 1A r xuoáng truïc ñoù neân chuyeån ñoäng toång hôïp cuûa hai ñao ñoäng ñieàu hoøa cuøng phöông vaø cuøng ña soá laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa cuøng phöông vaø cuøng ña soá. Do ñoù vectô 1A r bieåu dieãn dao ñoäng ñieàu hoøa toång hôïp vaø goùc j bieåu dieãn pha ban ñaàu cuûa ñao ñoäng toång hôïp. 2. BIEÂN ÑOÄ VAØ PHA BAN ÑAÀU CUÛA DAO ÑOÄNG TOÅNG HÔÏP: Coù 1 2OM OM OM= + uuuur uuuuur uuuuur Chieáu xuoáng truïc (D) vaø truïc x’x: Acosa = A1cosj1 + A2cosj2 (1) Asina = A1sinj1 + A2sinj2 (2) (l)2 + (2)2 cho 2 22 1 2 1 2 1 2A A A 2A A cos( )= + + j - j x (D) Mo (t = 0) M P j wt x' O + x (D) A2 A1 A M1 M M2 O j j1 Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 9 (2) (1) cho 1 1 2 2 1 1 2 2 A sin A sintg A cos A cos j + j j = j + j § Neáu x1 vaø x2 dao ñoäng cuøng pha : j1 - j2 = K2p Þ A = A1 + A2 § Neáu x1 vaø x2 dao ñoäng ngöôïc pha : j1 - j2 = (2K + 1)p Þ A = 1 2A A- § Neáu x1 vaø x2 dao ñoäng baát kyø : 1 2A A- < A < (A1 + A2) Caâu 13: Dao ñoäng taét daàn: ñònh nghóa, nguyeân nhaân, ñaëc ñieåm. 1. Ñònh nghóa: Dao ñoäng taét daàn laø dao ñoäng coù bieân ñoä giaûm daàn theo thôøi gian. 2. Nguyeân nhaân: Trong thöïc teá caùc vaät ñeàu dao ñoäng trong moät moâi tröôøng xaùc ñònh neân caùc taùc duïng ma saùt cuûa moâi tröôøng ñoù. Do phaûi thöïc hieän coâng ñeå thaéng ma saùt neân naêng löôïng heä cô giaûm daàn laøm cho bieân ñoä giaûm daàn vaø cuoái cuøng vaät döøng laïi ôû vò trí caân baèng. 3. Ñaëc ñieåm: § Löïc ma saùt nhoû thì dao ñoäng taét daàn chaäm. Ví duï: con laéc ñao ñoäng trong khoâng khí. § Löïc ma saùt lôùn thì dao ñoäng taét daàn nhanh. Ví duï: con laéc dao ñoäng trong nöôùc. § Löïc ma saùt quaù lôùn thì con laéc khoâng dao ñoäng Ví duï: con laéc dao ñoäng trong nhôùt. Caâu 14: - Trình baøy veà dao ñoäng cöôõng böùc. Bieân ñoä dao ñoäng cöôõng böùc phuï thuoäc vaøo yeáu toá naøo? - Söï coäng höôûng cô hoïc laø gì? Neâu moät ví duï veà coäng höôûng coù lôïi vaø coù haïi - Haõy cho bieát caùc ñieåm gioáng nhau vaø khaùc nhau giöõa dao rieâng cöôõng böùc vaø söï töï dao ñoäng. 1. Dao ñoäng cöôõng böùc: Thoâng thöôøng, moät heä dao ñoäng chòu taùc duïng löïc ma saùt cuûa moâi tröôøng neân sinh coâng aâm laøm giaûm cô naêng vaø dao ñoäng bò taét ñaàn. Muoán duy trì dao ñoäng, ta taùc duïng leân heä moät ngoaïi löïc bieán thieân tuaàn hoaøn: F = F0sin(wt + j) vôùi F0 laø bieân ñoä cuûa ngoaïi löïc; w laø taàn soá goùc Trong thôøi gian Dt raát ngaén, dao ñoäng cuûa heä laø moät dao ñoäng phöùc taïp do söï toång hôïp cuûa dao ñoäng rieâng cuûa heä vaø dao ñoäng cuûa ngoaïi löïc. Sau thôøi gian Dt, dao ñoäng rieâng taét haún vaø heä chæ dao ñoäng vôùi ña soá cuûa ngoaïi löïc. Ñoù laø ñao ñoäng cöôõng böùc. a. Ñònh nghóa: Dao ñoäng cöôõng böùc laø dao ñoäng gaây ra bôûi moät ngoaïi löïc bieán thieân tuaàn hoaøn F = F0sin(wt + j) goïi laø löïc cöôõng böùc. x t x t x t Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 10 b. Ñaëc ñieåm: § Coù taàn soá baèng taàn soá cuûa ngoaïi löïc § Coù bieân ñoä phuï thuoäc söï cheânh leäch giöõa taàn soá f cuûa löïc cöôõng böùc vaø taàn soá dao ñoäng rieâng f0 cuûa heä ñao ñoäng. 2. Coäng höôûng cô: a. Ñònh nghóa: Söï coäng höôûng laø hieän töôïng bieân ñoä cuûa dao ñoäng cöôõng böùc taêng ñoät ngoät khi ña soá cuûa löïc cöôõng böùc xaáp xæ baèng taàn soá rieâng cuûa heä dao ñoäng. b. Thí duï veà coäng höôûng: v Coäng höôûng coù lôïi: Moät em nhoû cuõng coù theå ñöa voõng cho moät ngöôøi lôùn leân raát cao. Neáu em taùc duïng leân voõng moät ngoaïi löïc coù taån soá f0 gaàn baèng ñuùng taàn soá rieâng f0 cuûa voõng, nghóa laø löïc keùo cuûa tay “aên nhòp” vôùi nhòp ñong ñöa cuûa voõng, sau moät thôøi gian, bieân ñoä dao ñoäng cuûa voõng raát lôùn. Neáu muoán döøng söùc ñeå ñaåy voõng moät laàn leân cao nhö vaäy, em nhoû seõ khoâng laøm ñöôïc. v Coäng höôûng coù haïi: Chieác caàu, beä maùy, khung xe,... laø nhöõng heä thoáng dao ñoäng coù taàn soá rieâng. Neáu ñeå chuùng dao ñoäng cöôõng böùc vôùi moät vaät dao ñoäng khaùc ñaët leân chuùng (ví duï: moät maùy phaùt ñieän lôùn), chuùng coù theå rung leân raát maïnh vaø coù theå bò gaõy. 3. Ñieåm gioáng nhau vaø khaùc nhau giöõa dao ñoäng cöôõng böùc vaø söï töï dao ñoäng: v Gioáng nhau: Duy trì dao ñoäng laâu nhôø ñöôïc buø naêng löôïng (ñeå thaéng löïc ma saùt) v Khaùc nhau: Söï töï dao ñoäng khoâng caàn taùc duïng cuûa ngoaïi löïc trong khi dao ñoäng cöôõng böùc laø do ngoaïi löïc taùc duïng. Caâu 15: - Neâu nguyeân nhaân ñeå dao ñoäng khoâng taét daàân. - Neâu bieän phaùp kyõ thuaät ñeå duy trì dao coäng cuûa con laéc ñoàng hoã vaø bieän phaùp kó thuaät laøm cho dao ñoäng khung xe oâtoâ choùng taét. 1. DAO ÑOÄNG DUY TRÌ: a. Ñònh nghóa: Dao ñoäng coù bieân ñoä khoâng thay ñoåi theo thôøi gian gôïi laø dao ñoäng duy trì coøn goïi laø töï dao ñoäng. b. Nguyeân taéc duy trì dao ñoäng: laø phaûi taùc duïng vaøo con laéc moät löïc tuaàn hoaøn coù taàn soá baèng taàn soá rieâng cuûa con laéc. Löïc tuaàn hoaøn nhoû khoâng laøm bieán ñoåi taàn soá rieâng cuûa con laéc, löïc cung caáp naêng löôïng cho con laéc trong moãi nöûa chu kyø ñeå buø ñaép naêng löôïng maát ñi do ma saùt. 2. ÖÙNG DUÏNG: a. Bieän phaùp kyõ thuaät ñeå duy trì dao ñoäng cuûa con laéc ñoàng hoà: Laø leân daây coùt cuûa ñoàng hoà. Khi leân daây coùt laø ta cung caáp moät theá naêng ñaøn hoài cho con laéc. Sau ñoù moãi khi con laéc ñaït tôùi bieân ñoä sau moät nöûa chu kyø thì ñaây coùt daõn ra moät chuùt vaø moät phaàn theá naêng cuûa noù truyeàn cho con laéc nhôø caùc cô caáu thích hôïp. b. Bieän phaùp kyõ thuaät laøm dao ñoäng cuûa khung xe oâ toâ choùng taét: Khi oâ toâ bò xoùc thì loø xo giaûm xoùc bò neùn hay daõn. Ñeå laøm cho dao ñoäng cuûa khung xe oâtoâ choùng taét khi qua choã bò xoùc thì ngöôøi ta duøng moät thieát bò goàm piston chuyeån ñoäng theo chieàu thaúng ñöùng trong moät xylanh chöùa ñaày daàu nhôùt. Piston gaén vôùi khung xe, xylanh gaén vôùi truïc baùnh xe. Khi khung xe dao ñoäng treân loø xo giaûm xoùc thì piston cuõng dao ñoäng trong xylanh vaø nhôø daàu nhôùt dao ñoäng trong khung xe choùng taét. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 11 SOÙNG CÔ VAØ AÂM HOÏC Caâu 1 : Soùng cô hoïc laø gì? Giaûi thích söï taïo thaønh soùng treân maët nöôùc. Vì sao quaù trình truyeàn soùng laø moät quaù trình truyeàn naêng löôïng. Thaønh laäp phöông trình dao ñoäng cuûa moät ñieåm treân phöông truyeàn soùng? 1. ÑÒNH NGHÓA SOÙNG: Soùng cô hoïc laø nhöõng dao ñoäng ñaøn hoài lan truyeàn trong moâi tröôøng vaät chaát theo thôøi gian. 2. GIAÛI THÍCH SÖÏ TAÏO THAØNH SOÙNG TREÂN MAËT NÖÔÙC: § Hieän töôïng soùng nöôùc: - Neùm hoøn ñaù nhoû xuoáng hoà nöôùc yeân laëng ta thaáy xuaát hieän nhöõng soùng nöôùc hình troøn töø nôi hoøn ñaù rôi lan roäng ra treân moâi tröôøng nöôùc vôùi bieân ñoä giaûm daàn - Caùi phao nhaáp nhoâ theo soùng nhöng khoâng truyeàn ñi. § Giaûi thích: Giöõa caùc phaàn töû nöôùc coù löïc töông taùc neân khi moät phaàn töû M ñao ñoäng vaø nhoâ leân cao thì caùc löïc töông taùc keùo caùc phaân töø keá caän nhoá leân theo nhöng chaäm hôn moät chuùt, caùc löïc ñoù cuõng keûo M veà caân baèng. Keát quaû laø dao ñoäng lan roäng ra treân moâi tröôøng nöôùc. Phao chæ nhaáp nhoâ theo soùng maø khoâng truyeàn ñi laø vì trong moâi tröôøng truyeàn soùng thì traïng thaùi dao ñoäng truyeàn ñi coøn phaàn töø vaät chaát cuûa moâi tröôøng chæ dao ñoäng quanh vò trí caân baèng cuûa noù. 3. GIAÛI THÍCH VÌ SAO QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN SOÙNG LAØ MOÄT QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG: § Naêng löôïng truyeàn soùng taïi moät ñieåm tæ leä vôùi bình phöông cuûa bieân ñoä soùng taïi ñoù. Vì vaäy soùng truyeàn ñeán ñieåm naøo thì laøm cho caùc phaàn töû vaät chaát cuûa moâi tröôøng taïi ñieåm ñoù dao ñoäng vôùi moät bieân ñoä nhaát ñònh töùc laø truyeàn cho caùc phaàn töû ñoù moät naêng löôïng. Do ñoù quaù trình truyeàn soùng cuõng laø moät quaù trình truyeàn naêng löôïng. § Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng thì naêng löôïng soùng truyeàn ñi töø nguoàn do phaûi traûi roäng ra cho caùc phaàn töû cuûa moâi tröôøng neân naêng löôïng soùng caøng xa nguoàn caøng nhoû. 4. LAÄP PHÖÔNG TRÌNH DAO ÑOÄNG CUÛA MOÄT ÑIEÅM TREÂN PHÖÔNG TRUYEÀN SOÙNG: Do soùng truyeàn ñi theo moïi phöông nhö nhau neân ta chæ xeùt moät phöông truyeàn soùng Ox. Xeùt ñieåm M treân phöông truyeàn soùng Ox caùch nguoàn soùng O moät khoaûng OM = x. § Phöông trình nguoàn soùng O: u0 = asin2pft § Phöông trình soùng taïi M: u(M) (t) = u(t - q) vôùi q = x v Þ uM = asin2pf(t - x v ) = asin(2pft 2 xv f p ) Vì l = v f Þ uM = asin(2pft - 2 xp l ) Caâu 2: Neâu caùc ñònh nghóa: cuûa soùng cô hoïc, soùng doïc, soùng ngang, caùc soùng keát hôïp söï giao thoa cuûa caùc soùng, soùng döøng, chu kyø cuûa soùng, taàn soá cuûa soùng, böôùc soùng, vaän toác truyeàn soùng, bieân ñoä soùng. Ñònh nghóa 2 dao ñoäng leäch pha, cuøng pha, ngöôïc pha 1. NEÂU CAÙC ÑÒNH NGHÓA: § Soùng cô laø nhöõng dao ñoäng ñaøn hoài lan truyeàn trong moâi tröôøng vaät chaát theo thôøi gian. § Soùng ngang laø soùng coù phöông dao ñoäng vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng. § Soùng doïc laø soùng coù phöông dao ñoäng truøng vôùi phöông truyeàn soùng. § Soùng keát hôïp laø caùc soùng coù cuøng phöông, cuøng taàn soá vaø coù ñoä leäch pha khoâng ñoåi. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 12 § Söï giao thoa cuûa soùng laø söï toång hôïp cuûa hai hay nhieàu soùng keát hôïp trong khoâng gian, trong ñoù coù nhöõng choã coá ñònh maø bieân ñoä soùng ñöôïc taêng cöôøng hay giaûm bôùt. § Soùng döøng laø soùng coù caùc nuùt vaø caùc buïng coá ñònh trong khoâng gian. § Chu kyø T cuûa soùng laø chu kyø dao ñoäng chung cuûa caùc phaàn töû vaät chaát coù soùng truyeàn qua vaø baèng chu kyø dao ñoäng cuûa nguoàn soùng. § Taàn soá f cuûa soùng laø taàn soá dao ñoäng chung cuûa caùc phaàn töû vaät chaát coù soùng truyeàn qua vaø baèng taàn soá dao ñoäng cuûa nguoàn soùng. § Böôùc soùng l laø khoaûng caùch gaàn nhaát giöõa hai ñieåm dao ñoäng cuøng pha (hay ngöôïc pha) treân cuøng moät phöông truyeàn soùng, noù cuõng laø quaõng ñöôøng maø soùng truyeàn ñi ñöôïc trong moät chu kyø cuûa soùng. § Vaän toác truyeàn soùng v laø vaän toác truyeàn pha dao ñoäng § Bieân ñoä soùng A taïi moät ñieåm laø bieân ñoä dao ñoäng cuûa caùc phaàn töû vaät chaát taïi ñieåm ñoù khi soáng truyeàn qua. Lieân heä giöõa T, f, v vaø l laø: l = v.T = v f 2. THEÁ NAØO LAØ HAI DAO ÑOÄNG LEÄCH PHA, CUØNG PHA, NGÖÔÏC PHA: § Hai dao ñoäng leäch pha laø hai ñao ñoäng coù ñoä leäch pha khoâng ñoåi vaø khaùc khoâng § Hai dao ñoäng cuøng pha laø hai dao ñoäng coù ñoä leäch pha baèng 0 hay baèng k2p § Hai dao ñoäng ngöôïc pha laø hai dao ñoäng coù ñoä leäch pha baèng p hay baèng (2k + 1)p § Khi Dj = j1 - j2 > 0 thì dao ñoäng 1 sôùm pha hôn dao ñoäng 2 hay dao ñoäng 2 treã pha hôn dao ñoäng 1 . Caâu 3: Ñònh nghóa ñoä leäch pha giöõa hai soùng. Chöùng minh raèng ñoä leäch pha laø yeáu toá quan troïng trong vieäc giaûi thích hieän töôïng giao thoa soùng nöôùc. 1. Ñònh nghóa ñoä leäch pha giöõa hai soùng: Ñoä leäch pha laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï khaùc nhau veà traïng thaùi giöõa hai hai dao ñoäng vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng hieäu caùc pha ban ñaàu: Dj = j1 - j2 2. Vai troø ñoà leäch pha giöõa 2 soùng trong vieäc giaûi thích hieän töôïng giao thoa: * Phöông trình soùng taïi M do hai nguoàn keát hôïp S1, S2 taïo ra laàn löôït laø: U1M = a sin (2pft - 1 2 dp l ) và U2M = a sin (2pft - 2 2 dp l ) * Phöông trình soùng toång hôïp taïi M: uM = u1m + u2m Þ uM = 2a cos p l (d1 - d2)sin [2pft - p l (d1 + d2)] Ñaây laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa coù: § Pha ban ñaàu: j = - p l (d1 + d2) § Bieân ñoä: A = 2a 1 2cos (d d ) p - Vì: Dj = j2M - j1M = 2p l (d1 – d2) Þ (d1 – d2) = 2 l Dj p Þ A = 2a cos 2 Dj Ta thaáy: Taïi M hai soùng cuøng pha thì Dj = k2p Þ A = 2a Taïi M hai soùng ngöôïc pha thì Dj = (2k + l)p Þ A = 0 Vaäy trong hieän töôïng giao thoa cuûa 2 soùng, ñoä leäch pha cuûa 2 soùng thaønh phaàn taïi ñieåm hai soùng ñoù gaëp nhau seõ quyeát ñònh ñoä lôùn cuûa bieân ñoä dao ñoäng toång hôïp taïi ñoù. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 13 Caâu 4: Moâ taû hai hieän töôïng ñaëc tröng cuûa löu trình truyeàn soùng: hieän töôïng giao thoa vaø hieän töôïng nhieãu xaï. 1. HIEÄN TÖÔÏNG GIAO THOA CUÛA SOÙNG NÖÔÙC: a. Thí nghieäm: Duøng moät aâm thoa coù moät nhaùnh noái vôùi maãu theùp hình chöõ U coù hai ñaàu chaïm nheï vaøo maët nöôùc taïi S1 vaø S2. Khi aâm thoa rung caùc voøng troøn soùng phaùt ra töø S1 vaø S2 lan truyeàn treân maët nöôùc. Hai nguoàn S1 vaø S2 cuøng taàn soá, coù ñoä leäch pha khoâng ñoåi goïi laø hai nguoàn soùng keát hôïp. Hai soùng do chuùng taïo ra goïi laø hai soùng keát hôïp. Trong vuøng giao nhau cuûa hai soùng keát hôïp. Trong vuøng giao nhau cuûa hai soùng keát hôïp xuaát hieän caùc ñöôøng hyperbol coù bieân ñoä cöïc ñaïi, bieân ñoä baèng khoâng naèm xen keõ nhau nhaän S1, S2laøm tieâu ñieåm goïi laø hieän töôïng giao thoa soùng nöôùc. Caùc ñöôøng hyperbol goïi laø vaân giao thoa soùng. b. Giaûi thích: Taïi ñieåm M trong vuøng giao thoa soùng töø nguoàn S1 vaø S2 truyeàn ñeán coù phöông trình laàn löôït laø: u1M = asin(2pft - 1 2 dp l ) vaø u2M = asin(2pft - 2 2 dp l ) Þ Phöông trình soùng giao thoa taïi M: uM = u1M + u2M - a[sin(2pft - 1 2 dp l ) + sin(2pft - 22 dp l )] uM = 2acos 1 2 (d d )p - l sin[2pft - p l (d1 + d2)] Bieân ñoä soùng taïi M: A = 2a 1 2(d d )cos p - l § M laø vaân cöïc ñaïi: Amax Þ 1 2 (d d )cos cos kp - = p l Þ 1 2(d d ) kp - = p l Þ (d1 – d2) = kp § M laø vaân ñöùng yeân: A = 0 Þ 1 2(d d )cos cos(2k 1) 2 p - p = + l Þ 1 2(d d ) (2k 1) 2 p - p = + l Þ (d1 – d2) = (2k+1) 2 p Vì: 1 2d d- = haèng soá neân M ôû treân ñöôøng hyperbol nhaän S1, S2 laøm tieâu ñieåm. c. Ñieàu kieäân coù hieän töôïng giao thoa: - Hai soùng coù cuøng taàn soá - Hai soùng coù ñoä leäch pha khoâng ñoåi theo thôøi gian Caùc soùng coù tính chaát treân goïi laø soùng keát hôïp. Caùc nguoàn taïo ra soùng keát hôïp goïi laø nguoàn keát hôïp. 2. HIEÄN TÖÔÏNG NHIEÃU XAÏ: Khi gaëp moät chöôùng ngaïi vaät coù kích thöôùc nhoû so vôùi böôùc soùng thì soùng coù theå ñi voøng qua veà phía sau vaät nhö khoâng gaëp gì caû. Neáu vaät caûn coù kích thöôùc lôùn hôn so vôùi böôùc soùng thì soùng cuõng ñi voøng qua vaät nhöng ngay phía sau vaät coù moät vuøng khoâng coù soùng. Hieän töôïng soùng ñi voøng qua vaät caûn goïi laø hieän töôïng nhieãu xaï. Khi bò nhieãu xaï caùc tia soùng bò uoán cong ñi. S1 S2 f M S1 S2 d2 d1 k = 3; 2; 1; 0; -1;-2,-3 S2 S1 Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 14 Caâu 5: Khaùi nieäm veà soùng döøng. Giaûi thích caùch hình thaønh soùng döøng treân moät sôïi daây vaø neâu ñieàu kieän ñeå coù soùng döøng. Caùch xaùc ñònh vaän toác truyeàn soùng baèng hieän töôïng soùng döøng. 1. KHAÙI NIEÄM VEÀ SOÙNG DÖØNG: Khi moät soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï cuûa noù truyeàn theo cuøng moät phöông thì chuùng giao thoa vôùi nhau. Keát quaû laø treân phöông truyeàn soùng coù nhöõng ñieåm coá ñònh maø caùc phaàn töû vaät chaát taïi ñoù luoân dao ñoäng vôùi bieân ñoä cöïc ñaïi (goïi laø buïng) vaø nhöõng ñieåm coá ñònh khaùc maø caùc phaàn töû vaät chaát taïi ñoù luoân ñöùng yeân (goïi laø nuùt). Caùc ñao ñoäng naøy taïo thaønh moät soùng khoâng truyeàn ñi trong khoâng gian goïi laø soùng döøng. Vaäy: Soùng döøng laø soùng coù caùc nuùt vaø buïng coá ñònh trong khoâng gian 2. GIAÛI THÍCH CAÙCH HÌNH THAØNH SOÙNG DÖØNG TREÂN MOÄT SÔÏI DAÂY VAØ NEÂU ÑIEÀU KIEÄN ÑEÅ COÙ SOÙNG DÖØNG: a. Caùch hình thaønh soùng döøng: Buoäc ñaàu M cuûa sôïi daây coá ñònh vaøo töôøng vaø cho ñaàu P dao ñoäng. - Thay ñoåi ña soá dao ñoäng cuûa P ñeán moät luùc naøo ñoù ta thaáy sôïi daày dao ñoäng oån ñònh trong ñoù coù nhöõng choã dao ñoäng raát maïnh vaø nhöõng choã haàu nhö khoâng dao ñoäng. b. Giaûi thích: Dao ñoäng truyeàn töø A ñeán B treân ñaày döôùi daïng moät soùng ngang. Ñeán B soùng N Phaûn xaï truyeàn ngöôïc laïi A. Soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï thoûa maõn ñieàu kieän soùng keát hôïp vaø ngöôïc pha nhau taïi B (B coá ñònh) Þ hai soùng naøy giao nhau taïo neân soùng döøng. Keát quaû cho thaáy: A, B laø hai ñieåm luoân ñöùng yeân, caùc ñieåm treân sôïi daây AB caùch A vaø B nhöng khoaûng baèng moät soá nguyeân laàn nöûa böôùc soùng (k 2 l ) luoân luoân ñöùng yeân (goïi laø caùc nuùt cuûa soùng döøng), caùc ñieåm treân AB naèm caùch A vaø B nhöõng khoaûng caùch baèng moät soá leû phaàn tö böôùc soùng [(2k + 1) 4 l ] thì dao ñoäng vôùi bieân ñoä cöïc ñaïi (goïi laø caùc buïng cuûa soùng döøng). Khoaûng caùch giöõa 2 nuùt hay 2 buïng lieân tieáp nhau laø 2 l . Ñoái vôùi soùng doïc tuy hình aûnh soùng döøng coù khaùc nhöng noù vaãn goàm coù caùc nuùt vaø buïng. Khoaûng caùch giöõa hai nuùt treân tieáp vaãn baèng 2 l c. Ñieàu kieän coù soùng döøng: § Ñeå coù soùng döøng vôùi hai ñieåm nuùt ôû hai ñaàu daây phaûi coù ñieàu kieän: l = Î Zl lk ( )vôùi 2 laø chieàu daøi daây § Ñeå coù soùng döøng vôùi moät nuùt ôû ñaàu naøy vaø moät buïng ôû ñaàu kia phaûi coù ñieàu kieän: (2k 1) (k Z) 4 l = + Îl 3. CAÙCH XAÙC ÑÒNH VAÄN TOÁC TRUYEÀN SOÙNG BAÈNG HIEÄN TÖÔÏNG SOÙNG DÖØNG: Hieän töôïng soùng döøng cho pheùp ta ñaõ ñöôïc böôùc soùng 1 moät caùch chính xaùc. Ñoái vôùi soùng aâm vaø caùc soùng khaùc, vieäc do taàn soá f cuõng ñôn giaûn. Bieát l vaø f ta xaùc ñònh vaän toác truyeàn soùng theo heä thöùc: v = lf Ví duï: Vôùi moät sôïi daây ñaøn hoài coù hai ñaàu coá ñònh. Quan saùt soùng treân daây ta ñeám ñöôïc soá baèng (k). Bieát chieàu daøi l cuûa sôïi daây ta thaáy: 2k 2 k l = Þ l = ll Vaäy: v = lf = 2 f k l A B l l 2 Hình veõ coù: 4 buïng, 4 nuùt vaø 3 boù soùng l 4 Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 15 Caâu 6: Theá naøo laø dao ñoäng aâm vaø soùng aâm? Moâi tröôøng truyeàn aâm vaø vaän toác aâm, vai troø cuûa baàu ñaøn vaø caùc daây ñaøn cuûa chieác ñaøn ghi - ta. 1. DAO ÑOÄNG VAØ SOÙNG AÂM: a. Soùng aâm: Laø caùc soùng doïc cô hoïc truyeàn trong caùc moâi tröôøng khí, loûng hay raén. Soùng aâm nghe ñöôïc coù taàn soá naèm trong khoaûng töø 16Hz ñeán 20.000Hz Soùng aâm coù taàn soá nhoû hôn 16Hz goïi laø caùc soùng haï aâm. Soùng aâm coù taàn soá lôùn hôn 20.000Hz goïi laø caùc soùng sieâu aâm. Tai ta khoâng nghe ñöôïc haï aâm vaø sieâu aâm. b. Dao ñoäng aâm: Laø caùc dao ñoäng cô hoïc cuûa caùc vaät raén, loûng, khí v.v … coù taàn soá naèm trong khoaûng noùi treân. Caùc vaät coù dao ñoäng aâm, coù khaû naêng taïo ra soùng aâm trong moâi tröôøng bao quanh goïi laø caùc vaät phaùt dao ñoäng aâm. 2. MOÂI TRÖÔØNG TRUYEÀN AÂM - VAÄN TOÁC AÂM: a. Moâi tröôøng truyeàn aâm: Soùng aâm truyeàn ñöôïc truyeàn caû ba moâi tröôøng raén, loûng vaø khí, nhöng khoâng truyeàn ñöôïc trong chaân khoâng. b. Vaän toác truyeàn cuûa soùng aâm: § Phuï thuoäc vaøo tính ñaøn hoài vaø maät ñoä cuûa môùi tröôøng: Vaän toác aâm trong chaát raén lôùn hôn trong chaát loûng vaø trong chaát loûng lôùn hôn trong chaát khí § Vaän toác aâm thay ñoåi theo nhieät ñoä § Nhöõng vaät lieäu nhö boâng, nhung, taám xoáp v.v… truyeàn aâm keùm vì tính ñaøn hoài cuûa chuùng keùm. Chuùng ñöôïc duøng ñeå laøm caùc vaät lieäu caùch aâm. 3. VAI TROØ CUÛA DAÂY ÑAØN VAØ BAÀU ÑAØN TRONG CHIEÁC ÑAØN GHI TA: Trong ñaøn ghi ta caùc daây ñaøn ñoùng vai troø vaät phaùt dao ñoäng aâm. Dao ñoäng naøy thoâng qua giaù ñôõ, ñaây ñaøn gaén treân maët baàu ñaøn seõ laøm cho maët baàu ñaøn ñao ñoäng. Baàu ñaøn ñoùng vai troø hôïp coäng höôûng coù khaû naêng coäng höôûng ñoái vôùi nhieàu taàn soá khaùc nhau vaø taêng cöôøng nhöõng aâm coù caùc ña soá ñoù. Baàu ñaøn ghi ta coù hình daïng rieâng vaø laøm baèng goã ñaëc bieät neân noù coù khaû naêng coäng höôûng vaø taêng cöôøng moät soá hoïa aâm xaùc ñònh, taïo ra aâm saéc ñaëc tröng cho loaïi ñaøn naøy. Caâu 7: Nhöõng ñaëc tröng sinh lyù cuûa aâm vaø söï phuï thuoäc cuûa chuùng vaøo nhöõng ñaëc tröng vaät lí cuûa aâm 1. ÑOÄ CAO CUÛA AÂM: laø moät ñaëc tröng sinh lí cuûa aâm, phuï thuoäc vaøo ñaëc tính vaät lyù cuûa aâm ñoù laø taàn soá. § AÂm coù taàn soá caøng lôùn thì caøng cao (caøng thanh) § AÂm coù taàn soá caøng nhoû thì caøng thaáp (caøng traàm) 2. AÂM SAÉC: § Moãi ngöôøi, moãi nhaïc cuï phaùt ra nhöõng aâm thanh coù saéc thaùi khaùc nhau (duø cuøng moät cao ñoä) maø tai coù theå phaân bieät ñöôïc. Ñaëc tính ñoù ñöôïc goïi laø aâm saéc. § Thí nghieäm cho bieát neáu nhaïc cuï vaø ngöôøi phaùt ra cuøng moät aâm coù taàn soá f1 thì ñoàng thôøi cuõng phaùt ra caùc aâm coù taàn soá f2 = 2f1, f3 = 3f1, ... aâm coù ña soá f1 laø aâm cô baûn, aâm coù taàn soá f2, f3 goïi laø caùc hoïa aâm thöù 2, thöù 3,.. Do ñoù, aâm phaùt ra laø söï toång hôïp cuûa caùc aâm cô baûn vaø caùc hoïa aâm cuûa noù (vôùi caùc bieân ñoä khaùc nhau) neân ñöôøng bieåu dieãn cuûa noù coù daïng phöùc taïp nhöng chu kyø nhaát ñònh vaø moãi daïng taïo ra moät aàm saéc nhaát ñònh. § Vaäy aâm saéc laø moät ñaëc tröng sinh lyù cuûa aâm, noù phuï thuoäc vaøo ñaëc tính vaät lyù cuûa aâm laø taàn soá vaø bieân ñoä cuûa aâm cô baûn vaø caùc hoïa aâm cuûa noù. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 16 3. ÑOÄ TO CUÛA AÂM: a. Naêng löôïng aâm: Soùng aâm mang theo naêng löôïng truyeàn ñi töø nguoàn aâm ñeán tai ngöôøi nghe. Naêng löôïng naøy tæ leä vôùi bình phöông bieân ñoä soùng. Cöôøng ñoä aâm laø naêng löôïng aâm ñöôïc soùng aâm truyeàn trong moät ñôn vò thôøi gian qua moät ñôn vò dieän tích ñaët vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn aâm, kyù hieäu I, ñôn vò W/m2. b. Ñoä to cuûa aâm: § Muoán gaây caûm giaùc aâm, cöôøng ñoä aâm phaûi lôùn hôn moät giaù trò cöïc tieåu naøo ñoù ñöôïc goïi laø ngöôõng nghe. Ngöôõng nghe phuï thuoäc vaøo ña soá aâm. § Ñoä to cuûa aâm laø moät ñaëc tính sinh lyù cuûa aâm, noù phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä cuûa aâm vaø taàn soá cuûa aâm. Ví duï: - Vôùi aâm coù taàn soá f töø 1000Hz – 1500Hz thì ngöôõng nghe I0 = 10-12W/m2 - Vôùi aâm coù taàn soá f = 1000Hz thì ngöôõng nghe I0 = 10-7W/m2 - Vôùi aâm coù taàn soá 1000Hz coù cöôøng ñoä I = 10-7W/m2 lôùn gaáp 105 laàn ngöôõng nghe laø moät aâm khaù to nghe raát roõ. Vôùi moät aâm coù taàn soá f = 50Hz cuõng coù cöôøng ñoä 10-7 W/m2 thì chæ môùi vöøa baèng ngöôõng nghe I0 cuûa noù neân chæ hôi nghe. Ñoä to cuûa aâm coøn phuï thuoäc vaøo taàn soá aâm. Tai nghe tính nhaát ñoái vôùi caùc aâm coù taàn soá trong khoaûng 1000Hz ñeán 5000Hz vaø nghe aâm coù taàn soá cao (aâm cao) thích hôn aâm coù taàn soá thaáp (aâm traàm). § Neáu cöôøng ñoä aâm leân tôùi 10W/m2 thì ñoái vôùi moïi taàn soá ñeàu gaây ra caûm giaùc cho tai, giaù trò naøy goïi laø ngöôõng ñau. § Mieàn naèm giöõa ngöôõng nghe vaø ngöôõng ñau laø mieàn nghe ñöôïc. c. Möùc ñoä aâm: Ñeå ñaëc tröng cho ñoä to cuûa aâm ta thöôøng duøng moät ñaïi löôïng laø möùc cöôøng ñoä aâm (kí hieäu L). Möùc cöôøng ñoä aâm laø logarit thaäp phaân cuûa tæ soá cöôøng ñoä aâm vaø ngöôõng nghe. L(B) = 0 0 I Ilg ;L(dB) 10 lg I I = Ñôn vò laø Ben (B) hay ñeàxiben (dB), 1dB = 1 B 10 Caâu 8: * Vaän toác truyeàn aâm trong khoâng khí ôû 350C vaø 200C coù khaùc nhau khoâng? Taïi sao. * So saùnh vaän toác truyeàn aâm trong khí oxy vaø khí hidro ôû cuøng nhieät ñoä. Giaûi thích. * Thay ñoåi ñoä caêng daây ñaøn hoài thì böôùc soùng cuûa soùng döøng coù ñoåi khoâng. Taïi sao (cho taàn soá soùng döøng khoâng ñoåi). 1. Vaän toác truyeàn aâm trong khoâng khí ôû 350C vaø 200C khaùc nhau vì vaän toác truyeàn aâm thay ñoåi theo nhieät ñoä (vaän toác tæ leä caên baäc 2 cuûa nhieät ñoä tuyeät ñoái). 2. Vaän toác truyeàn aâm tæ leä nghòch vôùi khoái löôïng phaân töû cuûa chaát khí. Ta thaáy khí hydro coù khoái löôïng phaân töû nhoû hôn oxy neân vaän toác truyeàn aâm trong hydro nhanh hôn. 3. Theo coâng thöùc Melde : Tv = m vôùi T laø löïc caêng daây vaø m laø khoái löôïng cuûa moät ñôn vò chieàu daøi daây. Vaäy khi löïc caêng T ñoåi thì vaän toác v ñoåi. Vì v = lf Þ böôùc soùng l ñoåi. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 17 DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU Caâu 1 : 1. Nguyeân taéc taïo ra doøng ñieän xoay chieàu. Hieäu ñieän theá vaø cöôøng ñoä doøng ñieän xoay chieàu. 2. Theá naøo laø cöôøng ñoä doøng ñieän hieäu duïng, hieäu ñieän theá hieäu duïng? Vì sao ñoái vôùi doøng ñieän xoay chieàu ngöôøi ta söû duïng caùc ñaïi löôïng naøy? 1. NGUYEÂN TAÉC TAÏO RA DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU Nguyeân taéc taïo ra doøng ñieän xoay chieàu döïa treân hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. Cho moät khung daây kim loaïi coù N voøng daây, coù dieän tích S quay vôùi vaän toác goùc w khoâng ñoåi trong töø tröôøng ñeàu B ur sao cho truïc xoay x’x vuoâng goùc vôùi ñöôøng caûm öùng cuûa töø tröôøng. v Luùc t = 0: Phaùp tuyeán nr cuûa khung daây truøng phöông chieàu cuûa töø tröôøng B ur . v Luùc t : Phaùp tuyeán nr hôïp vôùi vectô B ur moät goùc (wt). - Khi ñoù töø thoâng qua khung daây laø : F = NBScoswt. - Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø trong khung daây xuaát hieän SÑÑ caûm öùng : E = -F’ = wNBSsinwt Ñaët Eo = NBSw : Bieân ñoä suaát ñieän ñoäng hay suaát ñieän ñoäng cöïc ñaïi. Þ e = Eosinwt Vaäy : Suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong khung daây laø ñaïi löôïng bieán ñoåi ñieàu hoaø ñöôïc goïi laø suaát ñieän ñoäng xoay chieàu. Noái hai ñaàu khung daây vôùi maïch ngoaøi thì trong maïch ngoaøi coù moät doøng ñieän xoay chieàu. 2. HIEÄU ÑIEÄN THEÁ XOAY CHIEÀU VAØ CÖÔØNG ÑOÄ DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU - Vì suaát ñieän ñoäng xoay chieàu bieán thieân ñieàu hoaø vôùi taàn soá goùc w neân hieäu ñieän theá maø noù gaây ra ôû maïch ngoaøi cuõng bieán thieân ñieàu hoaø vôùi taàn soá goùc w. u = Uosin(wt + ju) - Doøng ñieän xoay chieàu trong maïch ngoaøi cuõng bieán thieân ñieàu hoaø vôùi taàn soá goùc w. i = Iosin(wt + ji) trong ñoù ju = ji + j j laø goùc leäch pha giöõa u, i vaø noù tuyø thuoäc tính chaát cuûa maïch ñieän. Vì ñieän tröôøng truyeàn trong daây daãn coù vaän toác vaøo khoaûng 3.108 m/s neân ôû moãi thôøi ñieåm nhaát ñònh ñieän tröôøng ôû moïi ñieåm treân maïch noái tieáp laø nhö nhau, do ñoù cöôøng ñoä doøng ñieän ôû moïi ñieåm treân maïch noái tieáp laø nhö nhau. 3. CÖÔØNG ÑOÄ HIEÄU DUÏNG VAØ HIEÄU ÑIEÄN THEÁ HIEÄU DUÏNG Cho moät doøng ñieän xoay chieàu i = Iosinwt chaïy qua ñieän trôû thuaàn R trong thôøi gian t thì nhieät löôïng toaû ra treân ñieän trôû laø : 22 0 0I IQ R t R t 2 2 æ ö= = ç ÷ è ø Baây giôø cho doøng ñieän khoâng ñoåi coù cöôøng ñoä I chaïy qua ñieän trôû thuaàn R nhö treân sao cho cuõng trong thôøi gian t thì nhieät löôïng toaû ra cuõng laø : Q = RI2t So saùnh : I = 0 I 2 B r x x' t = 0 t O B r nr nr wt Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 18 Vaäy: Xeùt veà taùc duïng nhieät trong moät thôøi gian daøi thì doøng ñieän xoay chieàu i = Iosinwt töông ñöông vôùi doøng ñieän khoâng ñoåi I = 0 I 2 . Cöôøng ñoä doøng ñieän I goïi laø cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu. Ñònh nghóa : Cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu baèng cöôøng ñoä cuûa moät doøng ñieän khoâng ñoåi maø neáu chuùng laàn löôït ñi qua cuøng moät ñieän trôû trong cuøng moät thôøi gian thì toaû ra cuøng moät nhieät löôïng. Töông töï suaát ñieän ñoäng hieäu duïng vaø hieäu ñieän theá hieäu duïng laàn löôït laø: 0 0 E UE ; U 2 2 = = 4. LYÙ DO SÖÛ DUÏNG CAÙC GIAÙ TRÒ HIEÄU DUÏNG CUÛA CÖÔØNG ÑOÄ DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU VAØ HIEÄU ÑIEÄN THEÁ XOAY CHIEÀU Vôùi doøng ñieän xoay chieàu, ta khoâng theå xaùc ñònh cöôøng ñoä töùc thôøi cuûa noù vì noù bieán ñoåi raát nhanh cuõng nhö khoâng theå laáy giaù trò trung bình cuûa cöôøng ñoä vì trong chu kyø giaù trò naøy baèng khoâng. Ta cuõng khoâng theå duøng ampe keá hay voân keá khung quanh ñeå ño cöôøng ñoä hay hieäu ñieän theá xoay chieàu, vì moãi khi doøng ñieän ñoåi chieàu thì chieàu quay cuûa kim cuõng thay ñoåi nhöng do quaùn tính lôùn cuûa kim vaø khung daây neân kim khoâng theo kòp söï ñoåi chieàu nhanh cuûa doøng ñieän vaø kim seõ ñöùng yeân. Vôùi doøng ñieän xoay chieàu, ta khoâng caàn quan taâm taùc duïng töùc thôøi cuûa noù ôû töøng thôøi ñieåm maø chæ quan taâm taùc duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu trong thôøi gian daøi. Maët khaùc, taùc duïng nhieät cuûa doøng ñieän thì tæ leä vôùi bình phöông cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän, khoâng phuï thuoäc chieàu doøng ñieän; do ñoù coù theå so saùnh doøng ñieän xoay chieàu vôùi doøng ñieän khoâng ñoåi gaây ra taùc duïng nhieät töông ñöông. Ñoù laø caùc lyù do ñeå ñöa ra khaùi nieäm cuûa cöôøng ñoä hieäu duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu. Caâu 2 : 1. Trình baøy coâng suaát cuûa doøng ñieän xoay chieàu. Xeùt caùc tröôøng hôïp rieâng : - Maïch chæ coù R. - Maïch chæ coù C. - Maïch chæ coù L. - Maïch RLC maéc noái tieáp trong ñieàu kieän coù coäng höôûng ñieän. 2. Neâu yù nghóa cuûa heä soá coâng suaát. 3. Vì sao khi cheá taïo caùc duïng cuï ñieän nhö quaït, tuû laïnh, ñoäng cô… ngöôøi ta coá gaéng taêng heä soá coâng suaát. 1. COÂNG SUAÁT CUÛA DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU Ñaët moät hieäu ñieän theá xoay chieàu ôû 2 ñaàu moät ñoaïn maïch. Duøng voân keá, ampe keá, watt keá ñeå ño hieäu ñieän theá hieäu duïng U ôû 2 ñaàu ñoaïn maïch; cöôøng ñoä hieäu duïng I cuûa doøng ñieän qua maïch; coâng suaát tieâu thuï P cuûa ñoaïn maïch thì thaáy : * Neáu ñoaïn maïch chæ coù ñieän trôû thuaàn thì : P = UI. * Neáu ñoaïn maïch coù theâm cuoän caûm hay tuï ñieän hay caû hai thì : P < UI. * Caùc keát quaû ño cho ta : P = UI vôùi K £ 1. * Thöïc nghieäm cho thaáy giöõa heä soá K vaø goùc leäch pha j (cuûa u vaø i) coù moái lieân heä : k = cosj. Vaäy : P = UIcosj cosj : goïi laø heä soá coâng suaát Rcos Z æ öj =ç ÷ è ø Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 19 Ta xeùt caùc tröôøng hôïp rieâng : * Vôùi maïch chæ coù R : cosj = 1 Þ P = UI * Vôùi maïch chæ coù C : cosj = 0 Þ P = 0 * Vôùi maïch chæ coù L : cosj = 0 Þ P = 0 * Vôùi maïch RLC maéc noái tieáp trong ñieàu kieän coù coäng höôûng : ZL = ZC Þ cosj = 1 Þ P = UI 2. YÙ NGHÓA CUÛA HEÄ SOÁ COÂNG SUAÁT Khi U vaø I coù moät giaù trò nhaát ñònh thì töø P = UIcosj, ta thaáy P caøng lôùn khi cosj caøng lôùn. * cosj = 1 Þ j = 0 : ñaây laø tröôøng hôïp ñoaïn maïch chæ coù R hay ñoaïn maïch coù RLC maéc noái tieáp trong ñieàu kieän coäng höôûng. Khi ñoù coâng suaát tieâu thuï treân ñoaïn maïch lôùn nhaát vaø baèng UI. * cosj = 0 Þ j = 2 p ± : ñaây laø tröôøng hôïp ñoaïn maïch chæ coù C hay L, hay coù L, C. Khi coù coâng suaát tieâu thuï treân ñoaïn maïch nhoû nhaát vaø baèng khoâng. Luùc naøy nguoàn ñieän coù theå cung caáp cho ñoaïn maïch moät coâng suaát khaù lôùn töùc laø U vaø I cuûa ñoaïn maïch khaù lôùn, nhöng ñoaïn maïch vaãn khoâng tieâu thuï moät phaàn naøo cuûa coâng suaát ñoù, coù nghóa laø doøng ñieän khoâng coù hieäu quaû coù ích trong khi coù moät phaàn nhoû cuûa coâng suaát vaãn bò hao phí voâ ích treân ñöôøng daây ñieän truyeàn taûi. * 0 < cosj < 1 töùc laø 2 p - < j < 0 hay 0 < j < 2 p : ñaây laø tröôøng hôïp thöôøng gaëp trong thöïc teá. * Khi ñoù coâng suaát tieâu thuï treân ñoaïn maïch P = UIcosj nhoû hôn coâng suaát Po = UI cung caáp cho ñoaïn maïch. 3. LYÙ DO TAÊNG cosj Muoán taêng hieäu quaû cuûa vieäc söû duïng ñieän naêng, ta phaûi tìm caùch naâng cao trò soá cuûa heä soá coâng suaát cosj ñeå ñoaïn maïch söû duïng ñöôïc phaàn lôùn coâng suaát do nguoàn cung caáp. Coâng suaát tieâu thuï P = UIcosj goàm coâng suaát höõu ích (cô naêng, hoaù naêng,…) vaø moät phaàn coâng suaát hao phí döôùi daïng nhieät naêng (tröø tröôøng hôïp caùc maùy thu chæ toaû nhieät nhö beáp dieän, baøn laø…). Phaàn coâng suaát höõu ích vaø hieäu ñieän theá U cuûa maïch laø do nhu caàu tieâu duøng neân chuùng khoâng ñoåi. Vaäy cöôøng ñoä doøng ñieän PI U cos = j chæ phuï thuoäc cosj. Neáu cosj lôùn thì I nhoû Þ phaàn hao phí döôùi daïng nhieät naêng nhoû, nhöng neáu cosj nhoû thì I lôùn Þ phaàn hao phí döôùi daïng nhieät lôùn coù theå laøm hoûng caùc duïng cuï ñieän. Chính vì theá khi cheá taïo caùc duïng cuï tieâu thuï ñieän nhjö quaït, tuû laïnh, ñoäng cô, … ngöôøi ta coá gaéng taêng heä soá coâng suaát (trong thöïc teá cosj > 0,85). Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 20 Caâu 3 : 1. Trình baøy nguyeân taéc hoaït ñoäng, caáu taïo vaø bieåu thöùc suaát ñieän ñoäng cuûa maùy phaùt ñieän xoay chieàu 1 pha. 2. Trình baøy nguyeân taéc caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuøa maùy phaùt ñieän xoay chieàu 3 pha. Vì sao doøng ñieän xoay chieàu laïi ñöôïc söû duïng roäng raõi trong thöïc teá. 1. MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 1 PHA a. Nguyeân taéc hoaït ñoäng Maùy phaùt ñieän xoay chieàu kieåu caûm öùng hoaït ñoäng döïa vaøo hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. Cho khung daây kim loaïi coù N voøng daây coù dieän tích S quay vôùi vaän toác goùc w khoâng ñoåi trong moät tröôøng ñeàu B sao cho truïc quay cuûa khung daây vuoâng goùc ñöôøng caûm öùng cuûa töø tröôøng. Khi ñoù töø thoâng qua khung daây dao ñoäng ñieàu hoaø laøm phaùt sinh trong khung daây moät suaát ñieän ñoäng xoay chieàu. Suaát ñieän ñoäng trong moät khung daây laø raát nhoû. Ñeå coù suaát ñieän ñoäng ñuû lôùn duøng ñöôïc trong coâng nghieäp vaø ñôøi soáng, ngöôøi ta boá trí trong maùy phaùt ñieän nhieàu cuoän daây daãn, moãi cuoän goàm nhieàu voøng daây vaø nhieàu nam chaâm ñieän taïo thaønh nhieàu caëp cöïc N – S khaùc nhau. Caùc cuoän daây trong maùy phaùt ñieän ñöôïc maéc noái tieáp nhau vaø hai ñaàu ñöôïc noái vôùi maïch tieâu thuï baèng moät cô caáu rieâng goïi laø boä goùp. b. Caáu taïo - Boä goùp laø heä thoáng vaønh khuyeân – choåi queùt : hai vaønh khuyeân ñaët ñoàng truïc vôùi khung daây vaø cuøng quay vôùi khung daây. Noái ñaàu daây A vôùi vaønh khuyeân 1 vaø ñaàu daây B vôùi vaønh khuyeân 2. Hai choåi queùt a, b coá ñònh tì leân 2 vaønh khuyeân vaø ñöôïc noái vôùi maïch ngoaøi. Khi khung daây quay, hai vaønh khuyeân tröôïc treân hai choåi queùt vaø doøng ñieän töø khung daây chuyeàn qua vaønh khuyeân, choåi queùt ra maïch ngoaøi. - Phaàn caûm taïo ra töø tröôøng: trong maùy phaùt ñieän nhoû, phaàn caûm laø nam chaâm vónh cöõu; trong maùy phaùt ñieän lôùn, phaàn caûm laø nam chaâm ñieän. - Phaàn öùng taïo ra doøng ñieän. - Caùc cuoän daây cuûa phaàn caûm vaø phaàn öùng ñeàu quaán treân loõi laøm baèng theùp Silic ñeå taêng cöôøng töø thoâng qua cuoän daây. Ñeå traùnh doøng Foucault caùc loõi ñöôïc gheùp baèng nhieàu taám theùp moûng caùch ñieän vôùi nhau. - Phaàn caûm vaø phaàn öùng coù theå laø boä phaän ñöùng yeân hay boä phaän chuyeån ñoäng cuûa maùy. Boä phaän ñöùng yeân goïi laø stato, boä phaän chuyeån ñoäng goïi laø roâto. - Goïi p laø soá caëp cöïc cuûa phaàn caûm vaø quay vôùi vaän toác quay n (voøng/s) thì taàn soá doøng ñieän phaùt ra laø: f = np c. Bieåu thöùc suaát ñieän ñoäng - Luùc t = 0 giaû söû phaùp tuyeán nr cuûa khung daây truøng vôùi töø tröôøng B r . - Luùc t ¹ 0 thì nr quay vôùi moät goùc wt vaø töø thoâng bieán ñoåi qua khung daây laø : F = NBScoswt - Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø trong khung xuaát hieän suaát ñieän ñoäng caûm öùng töùc thôøi : e = -F’ = NBSwsinwt ñaët Eo = NBSw Þ e = Eosinwt Khi ñoù giöõa hai ñaàu A, B cuûa khung xuaát hieän hieäu ñieän theá töùc thôøi : u = e = Uosinwt Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 21 2 CAÁU TAÏO VAØ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 3 PHA a. Ñònh nghóa Doøng ñieän xoay chieàu ba pha laø heä thoáng goàm ba doøng ñieän xoay chieàu moät pha, 3 doøng ñieän naøy taïo bôûi 3 suaát ñieän ñoäng coù cuøng bieân ñoä, cuøng taàn soá nhöng leäch nhau veà pha moät goùc baèng 2 3 p rad hay 120o töùc laø leäch nhau veà thôøi gian 1 3 chu kyø. b. Caáu taïo : goàm 2 phaàn - Phaàn caûm (Roto) laø nam chaâm ñieän. - Phaàn öùng (Stato) goàm 3 cuoän daây gioáng nhau ñöôïc ñaët leäch nhau 120o treân voøng troøn. c. Hoaït ñoäng Khi Roto quay, vaøo luùc cöïc N ñoái dieän vôùi 1 cuoän 1 thí töø thoâng qua cuoän 1 cöïc ñaïi. Roto quay theâm 120o hay tính veà thôøi gian laø T 3 thì töø thoâng qua cuoän 2 cöïc ñaïi vaø sau thôøi gian 1 3 nöõa thì töø thoâng qua cuoän 3 cöïc ñaïi. Nhö vaäy töø thoâng qua caùc cuoän daây leäch nhau 1 3 chu kyø veà thôøi gian hay leäch nhau 120o veà pha. Do ñoù suaát ñieän ñoäng trong 3 cuoän daây cuõng leäch nhau 120o. Neáu noái caùc ñaàu daây cuûa 3 cuoän vôùi 3 maïch ngoaøi gioáng nhau thì 3 doøng ñieän trong 3 maïch cuõng leäch pha nhau laø 120o : i1 = Iosinwt i2 = Iosin 2t 3 pæ öw -ç ÷ è ø i3 = Iosin 4t 3 pæ öw -ç ÷ è ø d. Lyù do söû duïng roäng raõi doøng ñieän xoay chieàu - Ñoái vôùi caùc öùng duïng thöïc tieãn nhö thaép saùng, ñun naáu, chaïy caùc maùy quaït, maùy coâng cuï… thì doøng ñieän xoay chieàu cuõng cho keát quaû toát nhö doøng ñieän khoâng ñoåi. - Doøng ñieän xoay chieàu deã saûn xuaát hôn (maùy phaùt ñieän xoay chieàu coù caáu taïo ñôn giaûn hôn maùy phaùt ñieän moät chieàu). - Doøng ñieän xoay chieàu coù theå taûi ñi xa ñöôïc vôùi hao phí ít vaø chi phí nhoû vaø vieäc phaân phoái ñieän cuõng thuaän tieän hôn nhôø maùy bieán theá. - Khi caàn coù doøng ñieän moät chieàu, ngöôøi ta coù theå chænh löu doøng ñieän xoay chieàu ñeå taïo ra doøng ñieän moät chieàu. - Doøng ñieän xoay chieàu deã taêng hay giaûm hieäu ñieän theá nhôø maùy bieán theá hôn so vôùi doøng ñieän moät chieàu. - Doøng ñieän xoay chieàu coù theå cung caáp moät coâng suaát raát lôùn. - Ñoái vôùi doøng ñieän xoay chieàu 3 pha coøn coù theâm öu ñieåm : * Coù caùch maéc daây tieát kieäm : hình sao, tam giaùc. * Taïo töø tröôøng quay ñeå vaän ñoäng ñoäng cô khoâng ñoàng boä 3 pha. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 22 Caâu 4 : Caùch maéc maïch ñieän 3 pha. Doøng ñieän 3 pha coù öu ñieåm gì so vôùi doøng ñieän 1 pha. 1. CAÙCH MAÉC MAÏCH ÑIEÄN 3 PHA a. Caùch maéc hình sao Ba ñieåm ñaàu cuûa 3 cuoän daây noái vôùi nhau vaø ñöa ra ngoaøi baèng 1 daây trung hoaø, ba ñieåm cuoái ñöa ra ngoaøi baèng 3 daây khaùc nhau goïi laø 3 daây pha. - Taûi tieâu thuï thöôøng ñöôïc noái vôùi moät daây trung hoaø (daây nguoäi) vaø moät daây pha (daây noùng). Cöôøng ñoä doøng ñieän treân daây trung hoaø : i = i1 + i2 + i3 - Neáu taûi ñoái xöùng töùc laø taûi tieâu thuï treân 3 maïch ngoaøi baèng nhua thì i = 0. - Neáu taûi khoâng ñoái xöùng thì i ¹ 0 nhöng thöôøng raát nhoû => daây trung hoøa thöôøng nhoû hôn daây pha vì noù taûi doøng ñieän nhoû hôn. b. Caùch maéc tam giaùc - Ñieåm cuoái cuûa cuoän daây 1 ñöôïc noái vôùi ñieåm ñaàu cuûa cuoän daây 2, ñieåm cuoái cuûa cuoän daây 2 noái vôùi ñieåm ñaàu cuûa cuoän 3 vaø ñieåm cuoái cuûa cuoän 3 noái vôùi ñieåm ñaàu cuûa cuoän 1. - Ba ñieåm noái ñoù ñöôïc noái vôùi 3 maïch ngoaøi baèng 3 daây pha. Caùch maéc naøy caàn 3 taûi tieâu thuï phaûi gioáng nhau (taûi ñoái xöùng). - Ta coù theå maéc moät taûi hình tam giaùc vaøo moät maùy phaùt ñieän maéc hình sao hay ngöôïc laïi. - Ngöôøi ta chöùng minh ñöôïc : d pU U 3= Ud laø hieäu ñieän theá giöõa 2 daây pha. Up laø hieäu ñieän theá giöõa daây trung hoaø vaø daây pha. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 23 2. ÖU ÑIEÅM CUÛA DOØNG ÑIEÄN 3 PHA SO VÔÙI DOØNG ÑIEÄN MOÄT PHA - Baèng caùch maéc hình sao hay tam giaùc, ta taûi ñöôïc ba doøng ñieän maø chæ caàn ba daây noái, do ñoù tieát kieäm ñöôïc daây daãn vaø hao phí ñieän naêng treân daây. - Taïo ra töø tröôøng quay ñeå söû duïng trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha laø loaïi ñoäng cô coù coâng suaát lôùn, deã saûn xuaát hôn ñoäng cô duøng doøng ñieän moät pha, chieàu quay cuûa chuùng coù theå thay ñoåi deã daøng. Caâu 5 : Trình baøy * Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä. * Nguyeân taéc caáu taïo cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä 3 pha. * Öu ñieåm cuûa doäng cô khoâng ñoàng boä 3 pha. * So saùnh roto vaø stato cuûa maùy dao ñieän 3 pha vaø cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha. 1. NGUYEÂN TAÉC HOAÏT ÑOÄNG Bieán ñieän naêng thaønh cô naêng treân cô sôû hieän töôïng caûm öùng ñieän töø vaø söû duïng töø tröôøng töø tröôøng quay. * Thí nghieäm : Quay ñeàu moät nam chaâm chöõ U vôùi vaän toác goùc w quanh truïc x’x thì töø tröôøng B ur giöõa hai nhaùnh cuûa noù cuõng quay ñeàu vôùi vaän toác goùc w. Khi ñoù moät khung daây ñaët giöõa hai nhaùnh coù truïc quay laø x’x quay nhanh daàn cuøng chieàu quay cuûa nam chaâm vaø khi ñaït tôùi vaän toác wo < w thì giöõ nguyeân vaän toác ñoù. Ta noùi khung daây quay khoâng ñoàng boä vôùi töø tröôøng quay. * Giaûi thích Khi nam chaâm baét ñaàu quay (töø tröôøng quay) thì töø thoâng qua khung bieán thieân laøm xuaát hieän doøng ñieän caûm öùng. Theo ñònh luaät Lenz, doøng ñieän naøy choáng laïi söï bieán thieân cuûa töø thoâng sinh ra noù, nghóa laø choáng laïi söï chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa nam chaâm vaø khung daây, do ñoù löïc ñieän töø taùc duïng leân khung daây laøm khung quay cuøng chieàu vôùi nam chaâm. Neáu khung daây ñaït tôùi vaän toác w thì töø thoâng qua noù khoâng bieán thieân nöõa, doøng ñieän caûm öùng maát ñi, löïc töø cuõng maát ñi, khung daây quay chaäm laïi neân thöïc teá khung daây chæ ñaït tôùi moät vaän toác goùc oån ñònh wo < w. Ta noùi khung daây quay khoâng ñoàng boä vôùi nam chaâm. Ñoäng cô hoaït ñoäng theo nguyeân taéc treân goïi laø ñoäng cô khoâng ñoàng boä. 2. TÖØ TRÖÔØNG QUAY CUÛA DOØNG ÑIEÄN 3 PHA Cho doøng ñieän xoay chieàu 3 pha ñi vaøo trong 3 cuoän daây daãn gioáng nhau ñaët leäch nhau 120o treân moät voøng troøn. Giaû söû ôû thôøi ñieåm t = T 4 thì töø tröôøng cuûa cuoän daây 1 coù giaù trò cöïc ñaïi döông B01 vaø höôùng töø trong ra ngoaøi cuoän daây. Khi ñoù, töø tröôøng cuûa cuoän daây 2 vaø 3 coù giaù trò aâm. B2 = B3 = 01 B 2 - Vaäy : Töø tröôøng toång hôïp B ur cuûa 3 cuoän daây coù höôùng truøng vôùi töø tröôøng B ur töùc laø höôùng töø cuoän daây 1 ra ngoaøi. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 24 - Lyù luaän töông töï, ta thaáy sau 1 3 chu kyø thì B ur höôùng töø cuoän daây 2 ra vaø sau 1 3 chu kyø nöõa thì B ur höôùng töø cuoän daây 3 ra. - Toùm laïi, töø tröôøng toång hôïp B ur cuûa 3 cuoän daây quay quanh taâm O vôùi taàn soá baèng taàn soá goùc cuûa doøng ñieän 3 pha. 3. CAÁU TAÏO CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ BA PHA * Goàm 2 phaàn chính : - Stato goàm 3 cuoän daây gioáng nhua quaán treân loõi saét leäch nhau 120o treân moät voøng troøn ñeå taïo ra töø tröôøng quay. - Roto laø hình truï coù taùc duïng nhö moät cuoän daây quaán treân loõi theùp. Khi maéc ñoäng cô vaøo maïng ñieän 3 pha thì töø tröôøng quay do Stato gaây ra laøm cho Roto quay quanh truïc. Chuyeån ñoäng quay cuûa roto ñöôïc truïc maùy truyeàn ra ngoaøi vaø ñöôïc söû duïng ñeå vaän haønh caùc maùy coâng cuï … 4. ÖU ÑIEÅM CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ BA PHA - Caáu taïo ñôn giaûn, deã cheá taïo. - Söû duïng tieän lôïi, khoâng caàn vaønh khuyeân, choåi queùt. - Coù theå thay ñoåi chieàu quay deã daøng. 5. SO SAÙNH ROTO VAØ STATO CUÛA MAÙY PHAÙT ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 3 PHA VAØ ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ 3 PHA - Stato cuûa maùy phaùt vaø cuûa ñoäng cô gioáng nhau : goàm 3 cuoän daây daãn gioáng nhau quaán treân loõi saét ñaët leäch nhau 120o treân voøng troøn. - Roto khaùc nhau : Roto cuûa maùy phaùt laø nam chaâm ñieän, coøn cuûa ñoäng cô laø hình truï coù taùc duïng nhö moät cuoän daây quaán treân loõi theùp. Caâu 6 : Maùy bieán theá * Ñònh nghóa vaø caáu taïo * Nguyeân taéc hoaït ñoäng, söï bieán ñoåi hieäu ñieän theá vaø cöôøng ñoä doøng ñieän qua maùy bieán theá. * Coâng duïng cuûa maùy bieán theá. 1. ÑÒNH NGHÓA Bieán theá laø moät thieát bò duøng ñeå thay ñoåi hieäu ñieän theá cuûa doøng ñieän xoay chieàu. 2. CAÁU TAÏO - Moät loõi theùp kyõ thuaät do nhieàu laù theùp moûng hình khung chöõ nhaät ghaùp saùt vaø caùch ñieän vôùi nhau (ñeå taêng ñieän trôû cuûa loõi saét, traùnh ñöôïc hao phí do doøng ñieän phucoâ). - Hai cuoän daây ñoàng quaán treân loõi theùp: cuoän sô caáp n1 voøng laø cuoän maéc vaøo maïng ñieän xoay chieàu; cuoän thöù caáp nhieàu voøng laø cuoän noái vôùi taûi tieâu thuï. 3. NGUYEÂN TAÉC HOAÏT ÑOÄNG - Hoaït ñoäng cuûa maùy bieán theá döïa treân hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. - Khi cuoän sô caáp ñöôïc maéc vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu thì doøng ñieän trong cuoän sô caáp laøm phaùt sinh moät töø tröôøng bieán thieân trong loõi theùp. - Töø thoâng bieán thieân cuûa töø tröôøng ñoù truyeàn qua cuoän thöù caáp. Neáu maïch thöù caáp noái vôùi taûi thì trong taûi coù doøng ñieän caûm öùng. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 25 4. SÖÏ BIEÁN ÑOÅI HIEÄU ÑIEÄN THEÁ VAØ CÖÔØNG ÑOÄ DOØNG ÑIEÄN a. Hieäu ñieän theá - Goïi n1, e1, u1, i1 laø soá voøng daây, suaát ñieän ñoäng, hieäu ñieän theá, cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa cuoän sô caáp. Goïi n2, e2, u2, i2 laø soá voøng daây, suaát ñieän ñoäng, hieäu ñieän theá, cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa cuoän thöù caáp. - Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø : e1 = -F’1 = -n1 d dt F vaø e2 = -F’2 = -n2 d dt F - Theo ñònh luaät Ohm : u1 = e1 vôùi r1 = 0 - Khi maïch thöù caáp hôû : u2 = e2. Þ 1 1 1 2 2 2 u e n u e n = = Þ 1 1 2 2 U n U n = - Neáu n1 > n2 Þ U1 > U2 : maùy haï theá - Neáu n1 < n2 Þ U1 < U2 : maùy taêng theá. b. Cöôøng ñoä doøng ñieän Neáu boû qua hao phí naêng löôïng trong maùy bieán theá thì coâng suaát trong maïch sô caáp vaø thöù caáp baèng nhau : P1 = P2 Þ U1I1 = U2I2 Þ = =1 2 2 2 1 1 I U n I U n Vaäy : Duøng laøm maùy bieán theá laøm hieäu ñieän theá taêng bao nhieâu laàn thì cöôøng ñoä doøng ñieän giaûm baáy nhieâu laàn vaø ngöôïc laïi. 5. COÂNG DUÏNG: Maùy bieán theá duøng ñeå taïo hieäu ñieän theá thích hôïp trong sinh hoaït, trong kyõ thuaät vaø nhaát laø ñeå truyeàn taûi ñieän naêng ñi xa vôùi hao phí nhoû. Caâu 7 : Vai troø cuûa maùy bieán theá trong vieäc vaän taûi ñieän naêng ñi xa vaø söû duïng ñieän. 1. COÂNG SUAÁT HAO PHÍ TREÂN ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI Khi ñöa doøng ñieän töø nhaø maùy ñeán nôi tieâu thuï (thöôøng raát xa) seõ phaûi maát naêng löôïng hao phí treân ñöôøng daây toaû nhieät. Goïi P laø coâng suaát cung caáp cuûa nhaø maùy. Goïi U laø hieäu ñieän theá ôû hai ñaàu ñöôøng daây. - Cöôøng ñoä doøng ñieän treân ñöôøng daây : I = P U - Coâng suaát hao phí treân ñöôøng daây coù ñieän trôû R : P’ = RI2 = R 2 2 P U Ta thaáy ñeå giaûm coâng suaát hao phí treân ñöôøng daây thì : - Giaûm R töùc laø taêng tieát dieän daây. Caùch naøy raát toán keùm. - Taêng U baèng caùch duøng maùy bieán theá ñöa hieäu ñieän theá ôû nhaø maùy leân raát cao. Gaàn ñeán nôi tieâu thuï laïi giaûm hieäu ñieän theá töøng böôùc ñeán giaù trò thích hôïp. 2. SÔ ÑOÀ HEÄ THOÁNG CHUYEÅN TAÛI VAØ PHAÂN PHOÁI ÑIEÄN NAÊNG Taêng theá Haï theá Haï theá Haï theá 11 KV 110 V 35 KV 6 KV 220V Nhaø maùy ñieän Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 26 Caâu 8: 1. Söï caàn thieát cuûa doøng ñieän moät chieàu. 2. Trình baøy phöông phaùp chænh löu doøng ñieän xoay chieàu baèng diod. 3. Öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy. 1. SÖÏ CAÀN THIEÁT CUÛA DOØNG ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU Moät soá ngaønh kyõ thuaät sau ñaây vaãn phaûi duøng doøng ñieän moät chieàu : - Maï ñieän, ñuùc ñieän, voâ tuyeán ñieän, naïp ñieän cho acquy, saûn xuaát hoaù chaát, tinh cheá kim loaïi… - Ñoäng cô ñieän moät chieàu vì chuùng coù öu ñieåm hôn ñoäng cô ñieän xoay chieàu ôû choã coù moment khôûi ñoäng lôùn vaø thay ñoåi ñöôïc vaän toác deã daøng. - Moät soá maïch ñieän töû hoaëc moät soá boä phaän caàn ñieän aùp moät chieàu. 2. PHÖÔNG PHAÙP CHÆNH LÖU BAÈNG DIOD a. Chænh löu nöûa chu kyø : - Trong nöûa chu kyø ñaàu cuûa doøng ñieän xoay chieàu thì A laø cöïc döông, B laø cöïc aâm: doøng ñieän truyeàn töø A qua dido D, qua R veà B. - Trong nöûa chu kyø sau cuûa doøng ñieän xoay chieàu thì A laø cöïc aâm, B laø cöïc döông: khi ñoù khoâng coù doøng ñieän qua R. Vaäy doøng ñieän qua R laø doøng ñieän 1 chieàu nhaáp nhaùy coù daïng : b. Chænh löu 2 nöûa chu kyø - Trong nöûa chu kyø cuûa doøng ñieän xoay chieàu thì A laø cöïc döông, B laø cöïc aâm: doøng ñieän ñi töø A tôùi M qua diod D1 tôùi N qua R tôùi Q qua diod D3 tôùi P roài veà B. - Trong nöûa chu kyø sau cuûa doøng ñieän xoay chieàu thì A laø cöïc aâm, B laø cöïc döông: doøng ñieän ñi töø B tôùi P qua diod D2 tôùi N qua R tôùi Q qua diod D4 ñeán M roài veà A. Vaäy doøng ñieän qua R cuõng laø doøng 1 chieàu vaãn coøn nhaáp nhaùy. Ñeå doøng ñieän moät chieàu bôùt nhaáp nhaùy, ta duøng boä loïc. 3. ÖU VAØ NHÖÔÏC ÑIEÅM CUÛA PHÖÔNG PHAÙP CHÆNH LÖU * Öu ñieåm : Laø phöông phaùp kinh teá, thieát bò deã cheá taïo, ít toán keùm, goïn, vaän chuyeån deã daøng. Coù theå taïo ra doøng ñieän moät chieàu coâng suaát lôùn. * Nhöôïc ñieåm : Doøng ñieän moät chieàu ñöôïc taïo ra vaãn coøn nhaáp nhaùy. Ta coù theå laøm giaûm söï nhaáp nhaùy baèng caùch duøng boä loïc. R Ñ P n Io O i t Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 27 Caâu 9 : 1. Trình baøy nguyeân taéc caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu. 2. Taïi sao phöông phaùp chænh löu ñöôïc duøng phoå bieán hôn maùy phaùt ñieän moät chieàu. 3. Öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy. 1. MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU a. Caáu taïo Moät khung daây coù theå quay xung quanh truïc ñoái xöùng cuaû noù trong moät töø tröôøng ñeàu vôùi vaän toác goùc w khoâng ñoåi sao cho truïc vuoâng goùc töø tröôøng. Boä goùp ñieän goàm hai vaønh baùn khuyeân vaø hai choåi queùt ñeå laáy ñieän ra maïch ngoaøi. b. Hoaït ñoäng Döïa treân hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. Khi töø thoâng qua khung daây bieán thieân ñieàu hoaø thì laøm phaùt sinh trong khung moät suaát ñieän ñoäng caûm öùng cuõng bieán thieân ñieàu hoaø. Doøng ñieän trong khung laø doøng xoay chieàu nhöng do boá trí hai vaønh baùn khuyeân, neân khi doøng ñieän trong khung ñoåi chieàu thì vaønh baùn nguyeät ñoåi chieàu queùt, neân ôû choåi a luoân luoân coù doøng ñieän ñi ra maïch ngoaøi vaø ôû choåi b luoân luoân coù doøng ñieän töø maïch ngoaøi ñi vaøo. Vaäy choåi a laø cöïc döông, choåi b laø cöïc aâm cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu naøy. Doøng ñieän phaùt ra laø doøng nhaáp nhaùy : * Trong kyõ thuaät maùy phaùt ñieän coù nhieàu khung daây ñaët leäch nhau vaø maéc noái tieáp nhau taïo ra doøng ñieän moät chieàu haàu nhö khoâng nhaáp nhaùy. * Neáu cho doøng ñieän moät chieàu chaïy vaøo khung daây thì döôùi taùc duïng cuûa löïc ñieän töø khung daây seõ quay: maùy phaùt ñieän moät chieàu trôû thaønh ñoäng cô ñieän moät chieàu. 2. LYÙ DO PHÖÔNG PHAÙP CHÆNH LÖU ÑÖÔÏC DUØNG PHOÅ BIEÁN HÔN MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU So vôùi maùy phaùt ñieän moät chieàu, phöông phaùp chænh löu ñöôïc duøng phoå bieán hôn, vì noù coù caùc öu ñieåm : * Laø phöông phaùp kinh teá nhaát, tieän lôïi nhaát. * Thieát bò chænh löu deã cheá taïo nhaát, ít toán keùm, goïn, vaän chuyeån deã daøng. * Coù theå taïo ra doøng ñieän moät chieàu coù coâng suaát lôùn. Trong khi maùy phaùt ñieän moät chieàu cheá taïo phöùc taïp, toán keøm hôn neân khoâng kinh teá vaø khoâng tieän lôïi. Coå goùp thöôøng xuyeân coù tia löûa ñieän, neân choùng hö hoûng vaø laøm aûnh höôûng ñeán caùc thieát bò ñieän töû khaùc ôû laân caän. Io O i t Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 28 DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ – SOÙNG ÑIEÄN TÖØ Caâu 1 : 1. Khaûo saùt söï bieán thieân cuûa ñieän tích treân 2 baûn tuï ñieän vaø söï bieán thieân cuûa cöôøng ñoä doùng ñieän trong maïch dao ñoäng. 2. Khaûo saùt naêng löôïng ñieän töø trong maïch dao ñoäng. Vì sao dao ñoäng trong maïch laïi taét daàn 1. SÖÏ BIEÁN THIEÂN ÑIEÄN TÍCH VAØ DOØNG ÑIEÄN TRONG MAÏCH DAO ÑOÄNG - Maïch dao ñoäng goàm tuï C maéc noái tieáp vôùi cuoän caûm L. - Noái K vôùi A thì nguoàn ñieän P tích cho tuï ñieän moät ñieän tích cöïc ñaïi Qo. - Sau ñoù noái K vôùi B thì tuï ñieän phoùng ñieän laøm phaùt sinh doøng ñieän i = q’. Doøng ñieän naøy taêng daàn laøm xuaát hieän trong cuoän caûm moät suaát ñieän ñoäng töï caûm : e = -Li’ = -Lq” - AÙp duïng ñònh luaät Ohm : u - e = 0 u = +e = -Lq” Vôùi u laø hieäu ñieän theá giöõa 2 ñaàu cuoän daây, ñoàng thôøi cuõng laø hieäu ñieän theá giöõa 2 ñaàu tuï ñieän neân : qu C = Þ q Lq" C = - Þ 1q" q 0 LC + = ñaët 2 1 LC w = Þ 2q" q 0+ w = - Phöông trình vi phaân naøy coù nghieäm : ( )oq Q sin t= w + j Phöông trình cho thaáy ñieän tích tuï ñieän bieán thieân ñieàu hoaø vôùi taàn soá goùc w. Vì 1 LC w = chæ phuï thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa maïch, neân dao ñoäng ñieän trong maïch goïi laø dao ñoäng rieâng. - Cöôøng ñoä doøng ñieän : i = q’ = Qowcos(wt + j) = Iocos(wt + j) vôùi Io = Qow : cöôøng ñoä cöïc ñaïi. Vaäy : Doøng ñieän i cuõng bieán thieân ñieàu hoaø vôùi taàn soá goùc w nhöng sôùm pha 2 p so vôùi ñieän tích. 2. KHAÛO SAÙT NAÊNG LÖÔÏNG ÑIEÄN TÖØ TRONG MAÏCH DAO ÑOÄNG Naêng löôïng trong maïch dao ñoäng goàm naêng löôïng ñieän tröôøng taäp trung ôû tuï ñieän vaø naêng löôïng töø tröôøng taäp trung ôû cuoän caûm. - Naêng löôïng ñieän tröôøng : ( ) 22 20 E Q1 qW . sin t 2 C 2C = = w + j - Naêng löôïng töø tröôøng : ( )2 2 2 2B 0 1 1W Li LQ cos cos t 2 2 = = w w + j Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 29 vì 2 1 LC w = Þ ( ) 2 20 B QW cos t 2C = w + j - Naêng löôïng cuûa maïch dao ñoäng : 2 0 E B QW W W W 2C = + = = Vaäy : * Naêng löôïng ñieän tröôøng vaø naêng löôïng töø tröôøng bieán thieân ñieàu hoaø theo thôøi gian vôùi cuøng moät taàn soá, vaø taàn soá naøy gaáp 2 laàn taàn soá dao ñoäng cuûa maïch. * Naêng löôïng cuûa maïch dao ñoäng laø khoâng ñoåi. * Trong maïch dao ñoäng luoân luoân coù söï chuyeån hoaù giöõa naêng löôïng ñieän tröôøng trong tuï ñieän vaø naêng löôïng töø tröôøng trong cuoän daây. 3. NGUYEÂN NHAÂN TAÉT DAÀN CUÛA DAO ÑOÄNG ÑIEÄN TÖØ TRONG MAÏCH DAO ÑOÄNG Thöïc teá cuoän caûm, daây noái ñeàu coù ñieän trôû R (duø nhoû) laøm tieâu hao naêng löôïng trong maïch, ñoàng thôøi moät phaàn naêng löôïng cuûa maïch bò böùc xaï ra khoâng gian xung quanh döôùi daïng soùng ñieän töø laøm naêng löôïng cuûa maïch dao ñoäng giaûm daàn, do ñoù dao ñoäng ñieän töø trong maïch taét daàn. Caâu 2 : So saùnh dao ñoäng cuûa con laéc loø xo vaø dao ñoäng cuûa maïch LC veà caùc maët : caùc ñaïi löôïng bieán thieân, phöông trình dao ñoäng rieâng, taàn soá dao ñoäng rieâng, naêng öôïng dao ñoäng rieâng, taùc nhaân laøm taét dao ñoäng, ñieàu kieän coäng höôûng nhoïn. a. Veà caùc ñaïi löôïng bieán thieân - Cuøng bieán thieân ñieàu hoaø vôùi cuøng taàn soá. * ÔÛ con laéc loø xo : li ñoä, vaän toác, gia toác. * ÔÛ maïch LC : ñieän tích cuûa tuï, cöôøng ñoä doøng ñieän qua cuoän caûm, hieäu ñieän theá. b. Phöông trình dao ñoäng rieâng - Coù cuøng moät daïng : * ÔÛ con laéc : x” + w2x = 0 Þ x = Asin(wot + j) * ÔÛ maïch LC : q” + w2oq = 0 Û q = Qosin(wt + j) c. Taàn soá dao ñoäng rieâng - Ñeàu chæ phuï thuoäc caáu taïo cuûa heä. * ÔÛ con laéc : o K m w = * ÔÛ maïch LC : o 1 LC w = d. Naêng löôïng dao ñoäng rieâng Laø toång cuûa hai daïng naêng löôïng, caùc daïng naêng löôïng ñeàu bieán thieân tuaàn hoaøn vôùi cuøng taàn soá nhöng toång coù giaù trò khoâng ñoåi ôû moïi thôøi ñieåm. * ÔÛ con laéc : W = Eñ + Et = 2 1 KA 2 * ÔÛ maïch LC : W = WE + WB = 2 0Q1 . 2 C e. Taùc nhaân laøm taét daàn dao ñoäng Laøm cho naêng löôïng dao ñoäng bò tieâu hao. * ÔÛ con laéc : löïc ma saùt laøm naêng löôïng con laéc chuyeån hoaù thaønh nhieät. * ÔÛ maïch LC : toûa nhieät treân ñieän trôû R cuûa cuoän caûm hoaëc söï böùc xaï soùng ñieän töø cuûa tuï. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 30 Caâu 3 : 1. Phaùt bieåu 2 giaû thieát cuûa Maxwell veà ñieän tröôøng bieán thieân vaø töø tröôøng bieán thieân. Ñaëc ñieåm cuûa ñieän tröôøng xoaùy. Theá naøo laø doøng ñieän dòch? 2. Theá naøo laø ñieän tröôøng töø tröôøng. 1. HAI GIAÛ THUYEÁT CUÛA MAXWELL VEÀ TÖØ TRÖÔØNG BIEÁN THIEÂN VAØ ÑIEÄN TRÖÔØNG BIEÁN THIEÂN a. Giaû thuyeát veà töø tröôøng bieán thieân Moïi töø tröôøng bieán thieân theo thôøi gian ñeàu laøm xuaát hieän moät ñieän tröôøng xoaùy, töùc laø moät ñieän tröôøng maø caùc ñöôøng söùc bao quanh caùc ñöôøng caûm öùng. b. Giaû thuyeát veà ñieän tröôøng bieán thieân Moïi ñieän tröôøng bieán thieân theo thôøi gian ñeàu laøm xuaát hieän moät töø tröôøng bieán thieân. Caùc ñöôøng söùc cuûa töø tröôøng naøy bao quanh caùc ñöôøng söùc cuûa ñieän tröôøng. c. Ñaëc ñieåm cuûa ñieän tröôøng xoaùy Ñieän tröôøng xoaùy coù caùc ñöôøng söùc laø ñöôøng cong kheùp kín bao quanh caùc ñöôøng caûm öùng töø, khaùc vôùi ñöôøng tónh ñieän trong ñoù ñöôøng söùc hôû (ñi ra töø ñieän tích döông, ñi vaøo ñieän tích aâm). d. Doøng ñieän dòch Doøng ñieän daãn laø doøng chyueån dôøi coù höôùng cuûa caùc haït ñieän tích töï do. Doøng ñieän dòch laø khaùi nieäm ñeå chæ söï bieán thieân cuûa ñieän tröôøng (giöõa caùc baûn cuûa tuï ñieän), noù töông ñöông nhö moät doøng ñieän. Doøng ñieän trong maïch dao ñoäng ñöôïc coi laø moät doøng ñieän kheùp kín bôûi doøng ñieän daãn chaïy trong daây daãn vaø doøng ñieän dòch chaïy qua tuï ñieän. 2. ÑIEÄN TÖØ TRÖÔØNG Töø hai giaû thuyeát, Maxwell keát luaän : “Moãi bieán thieân cuûa töø tröôøng ñeàu gaây ra moät ñieän tröôøng xoaùy cuûa bieán thieân trong khoâng gian xung quanh vaø ñeán löôït mình moãi bieán thieân cuûa ñieän tröôøng cuõng laøm xuaát hieän töø tröôøng bieán thieân trong khoâng gian xung quanh. Vaäy ñieän tröôøng vaø töø tröôøng coù theå chuyeån hoaù laãn nhau, lieân heä vôùi nhau raát chaët cheõ, chuùng laø hai maët khaùc nhau cuûa moät tröôøng duy nhaát goïi laø tröôøng ñieän töø. Tröôøng ñieän töø laø moät daïng cuûa vaät chaát, toàn taïi khaùch quan, noù goàm ñieän tröôøng vaø töø tröôøng bieán thieân lieân heä vôùi nhau raát chaët cheõ, ñoùng vai troø truyeàn töông taùc giöõa caùc ñieän tích. Töông taùc ñieän töø lan truyeàn trong khoâng gian vôùi vaän toác höõu haïn gaàn baèng c = 3.108m/s. Tröôøng tónh ñieän vaø töø tröôøng laø tröôøng hôïp rieâng cuûa tröôøng ñieän töø. Caâu 4 : 1. Giaûi thích söï hình thaønh soùng ñieän töø khi 1 ñieän tích ñieåm dao ñoäng ñieàu hoaø. Töø ñoù phaùt bieåu theá naøo laø soùng ñieän töø. 2. Neâu caùc tính chaát cuûa soùng ñieän töø. 1. GIAÛI THÍCH SÖÏ HÌNH THAØNH SOÙNG ÑIEÄN TÖØ o Giaû söû taïi O moät ñieän tích ñieåm dao ñoäng ñieàu hoaø vôùi taàn soá f theo phöông thaúng ñöùng thì noù sinh ra moät ñieän tröôøng dao ñoäng ñieàu hoaø cuøng taàn soá f. E ur B ur B ur E ur Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 31 o Giaû thuyeát Maxwell cho raèng ñieän tröôøng treân laøm xuaát hieän ôû ñieåm laâm caän xung quanh moät töø tröôøng dao ñoäng ñieàu hoaø vôùi cuøng taàn soá. o Ñeán löôït töø tröôøng dao ñoäng sinh ra ñieän tröôøng dao ñoäng ôû laân caän khaùc trong khoâng gian, quaù trình treân cöù lan truyeàn goïi laø soùng ñieän töø. o Vaäy ñieän töø tröôøng lan truyeàn trong khoâng gian döôùi daïng soùng goïi laø soùng ñieän töø. Moät ñieän tích +q dao ñoäng ñieàu hoaø vôùi taàn soá f treân truïc thaúng ñöùng cho soùng ñieän töø truyeàn theo truïc Ox (nhö hình veõ). Vaäy soùng ñieän töø laø quaù trình truyeàn ñi trong khoâng gian cuûa tröôøng ñieän töø bieán thieân tuaàn hoaøn theo thôøi gian. 2. TÍNH CHAÁT CUÛA SOÙNG ÑIEÄN TÖØ o Coù ñaày ñuû tính chaát nhö soùng coâ nhöng quaù trình lan truyeàn khoâng caàn ñeán moâi tröôøng ñaøn hoài, vì vaäy noù coù theå truyeàn ñöôïc trong chaân khoâng. o Coù vaän toác truyeàn trong khoâng khí (hay chaân khoâng) laø c = 3.108 (m/s) vaø coù böôùc soùng tính theo bieåu thöùc : c f l = o Taïi moät ñieåm baát kyø treân phöông truyeàn, vectô cöôøng ñoä ñieän tröôøng E ur , vectô caûm öùng töø B ur ñeàu vuoâng goùc vôùi höôùng truyeàn cuûa soùng. Vectô E ur , B ur vaø vectô vaän toác vr taïo thaønh moät tam dieän thuaän. Soùng ñieän töø laø soùng ngang. o Quaù trình truyeàn soùng ñieän töø trong khoâng gian, noù mang theo naêng löôïng tæ leä vôùi luyõ thöøa baäc 4 cuûa taàn soá. o Soùng ñieän töø cuõng tuaân theo caùc ñònh luaät phaûn xaï, khuùc xaï vaø cuõng cho hieän töôïng giao thoa. Caâu 5 : 1. Neâu nguyeân nhaân taét daàn cuûa dao ñoäng ñieän töø trong maïch dao ñoäng vaø cuûa dao ñoäng con laéc ñôn. Ñeå dao ñoäng ñöôïc duy trì vaø nguyeân taéc phaûi laøm gì? 2. Moâ taû sô ñoà nguyeân taéc vaø giaûi thích hoaït ñoäng cuûa moät maùy phaùt dao ñoäng ñieàu hoaø transitor. 1. NGUYEÂN NHAÂN TAÉT DAÀN a. Cuûa dao ñoäng ñieän töø trong maïch o Do cuoän caûm vaø daây noái coù ñieän trôû R neân moät phaàn naêng löôïng maát ñi döôùi daïng nhieät. o Naêng löôïng giaûm daàn neân q, i cuõng giaûm daàn neân dao ñoäng ñieän töø trong maïch bò taét daàn. o Do böùc xaï soùng ñieän töø neân naêng löôïng cuõng giaûm daàn. b. Dao ñoäng cuûa con laéc ñôn Do löïc ma saùt cuûa moâi tröôøng luoân höôùng ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng, neân sinh coâng caûn, naêng löôïng dao ñoäng giaûm daàn. c. Duy trì dao ñoäng : Phaûi buø cho maïch dao ñoäng moät naêng löôïng baèng naêng löôïng ñaõ tieâu hao. Sau moãi chu kyø, maïch ñöôïc boå sung ñuùng luùc moät naêng löôïng khoâng nhoû hôn vaø cuõng khoâng lôùn hôn naêng löôïng ñaõ tieâu hao. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 32 2. MAÙY PHAÙT DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOAØ a. Caáu taïo Sô ñoà goàm khung dao ñoäng LC noái vôùi nguoàn ñieän khoâng ñoåi qua tranzito. Moät cuoän caûm L’ ñöôïc ñaët gaàn cuoän L cuûa maïch dao ñoäng. Hai ñaàu cuûa L’ noái vôùi eâmitô vaø bazô cuûa tranzito qua tuï ñieän C’ ñeå ngaên oøng ñieän moät chieàu. b. Nguyeân taéc hoaït ñoäng Khi maïch dao ñoäng hoaït ñoäng, töø tröôøng bieán thieân cuûa cuoän L gaây ra suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong L’; hai cuoän L vaø L’ ñöôïc boáù trí sao cho khi doøng colectô IC taêng jB > jE khoâng coù doøng ñieän chaïy qua tranzito. Traùi laïi, khi coù doøng ñieän IC giaûm jE > jB thì coù doøng ñieän chaïy qua tranzito töø eâmitô vaø laøm giaûm IC, maïch dao ñoäng ñöôïc boå sung theâm naêng löôïng. Phaûi choïn caùc thoâng soá cuûa maïch cho thích hôïp ñeå trong moãi chu kyø maïch dao ñoäng ñöôïc boå sung ñuùng soá naêng löôïng maø noù ñaõ maát ñi. Söï duy trì ôû ñaây, töông töï nhö söï duy trì dao ñoäng cuûa quaû laéc trong ñoàng hoà quaû laéc; nguoàn ñieän coù vai troø nhö naêng löôïng döï tröõ cuûa daây coát, transistor coù vai troø nhö boä phaän baùnh xe coù raêng cöa xieân vaø choát hình cung, moãi chu kyø hai laàn ñieàu chænh soá naêng löôïng cho quaû laéc ñang dao ñoäng. Caâu 6 : Vai troø cuûa taàng ñieän li trong vieäc truyeàn soùng voâ tuyeán treân Traùi ñaát - Taàng ñieän li laø taàng khí quyeån ôû ñoä cao 50km trôû leân, chöùa raát nhieàu haït tích ñieän laø caùc electron vaø caùc ion. Vai troø truyeàn soùng : * Vôùi soùng trung bình (l töø 100m – 1000m) Ban ngaøy bò haáp thuï maïnh, neân khoâng truyeàn ñi xa ñöôïc. Ban ñeâm ít bò haáp thuï, phaûn xaï toá ôû taàng ñieän li neân soùng coù theå truyeàn ñi xa ñöôïc. Vì vaäy, bam ñeâm nghe ñaøi baèng soùng trung roõ hôn ban ngaøy. * Vôùi soùng ngaén (l töø 10m – 100m) Noù coù naêng löôïng lôùn, bò taàng ñieän li phaûn xaï maïnh xuoáng ñaát, roài töø maët ñaát laïi phaûn xaï leân taàng ñieän li, quaù trình cöù tieáp tuïc nhö vaäy. Do ñoù moät daøi phaùt soùng ngaén coù coâng suaát lôùn coù theå truyeàn soùng tôùi moïi ñieåm treân traùi ñaát. * Vôùi soùng cöïc ngaén (l töø 10m – 0,01m) Khoâng bò taàng ñieän li haáp thuï hay phaûn xaï, noù xuyeân qua taàng ñieän li vaø truyeàn ñi xa trong vuõ truï neân ñöôïc duøng trong thoâng tin vuõ truï. Caâu 7 : Moâ taû 1. Maïch dao ñoäng hôû – AÊngten 2. Trình baøy nguyeân taéc phaùt vaø thu soùng ñieän töø 1. MAÏCH DAO ÑOÄNG HÔÛ – AÊNGTEN o Khi maïch dao ñoäng kín, naêng löôïng ñieän tröôøng taäp trung khoaûng khoâng gian giöõa hai baûn tuï ñieän vaø naêng löôïng töø tröôøng taäp trung ôû cuoän caûm, do ñoù naêng löôïng ñieän tröôøng böùc xaï ra ngoaøi khoâng ñaùng keå. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 33 o Muoán naêng löôïng ñieän töø tröôøng böùc xaï ra ngoaøi vaø truyeàn ñi baèng soùng ñieän töø, ta thöïc hieän khung dao ñoäng hôû baèng caùch taùch rôøi hai cöïc cuûa tuï ñieän ra xa. Giôùi haïn cuûa khung dao ñoäng hôû goïi laø aêngten : moãi baûn cuûa tuï ñieän leäch haún moät goùc 180o vaø khaû naêng phaùt soùng cuûa maïch dao ñoäng laø lôùn nhaát. Trong thöïc teá, aêngten laø moät cuoän caûm nhoû coù giôùi haïn laø moät daây daãn thaúng ñöùng, baûn cöïc thöù nhaát cuûa tuï ñieän laø maët ñaát, baûn cöïc thöù hai laø daây daãn caêng thaúng naèm ngang caøng cao caøng daøi caøng toát. 2. NGUYEÂN TAÉC PHAÙT VAØ THU SOÙNG ÑIEÄN TÖØ o Dao ñoäng ñieän töø tuaàn hoaøn ñöôïc duy trì baèng tranzito coù taàn soá 1f 2 LC = p caøng cao khi C vaø L caøng nhoû, cuoän caûm L cuûa maïch ñöôïc caûm öùng vôùi moät aêngten phaùt, soùng ñieän töø ñöôïc phaùt ñi coù taàn soá f. Taàn soá f caøng cao, naêng löôïng cuûa soùng caøng lôùn. o Ñeå thu soùng ñieän töø, ngöôøi ta duøng moät aêngten thu caûm öùng vôùi maïch dao ñoäng LC vôùi tuï ñieän C coù theå ñieàu chænh ñöôïc. Khi tuï ñieän C ñöôïc ñieàu chænh maïch coù taàn soá rieâng o 1f 2 LC = p khôùp vôùi taàn soá f cuûa nguoàn phaùt thì trong maïch coù coäng höôûng. Dao ñoäng ñieän töø trong maïch öùng vôùi taàn soá f coù bieân ñoä lôùn haún so vôùi caùc dao ñoäng khaùc. Keát quaû ta ñaõ choïn vaø thu ñöôïc soùng ñieän töø coù choïn loïc. Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 34 QUANG HỌC Caâu 1: Ñònh luaät phaûn xaï aùnh saùng. AÙp duïng ñònh luaät naøy ñeå: a) Tìm vò trí cuûa aûnh cuûa moät ñieåm saùng qua moät göông phaúng. b) Tìm tia phaûn xaï cuûa saùng chieáu tôùi moät göông caàu. Ñònh luaät phaûn xaï aùnh saùng: v Tia phaûn xaï naèm trong maët phaúng tôùi vaø ôû beân kia phaùp tuyeán so vôùi tia tôùi. v Goùc phaûn xaï i’ baèng goùc tôùi i (i’ = i). a) AÛnh cuûa moät ñieåm saùng qua moät göông phaúng: (Chöùng minh aûnh, vaät ñoái xöùng qua göông): * S laø ñieåm saùng tuøy yù. Töø S veõ chuøm tia phaân kyø ñeán göông phaúng giôùi haïn bôûi hai tia SI, SJ. Chuøm phaûn xaï töông öùng cuõng laø chuøm tia phaän kyø. Giao ñieåm S’ do hai tia phaûn xaï IR1, IR2 keùo daøi laø aûnh cuûa S cho bôûi göông phaúng. Ta coù: DSIJ = DS’IJ vì: IJ laø caïnh chung ¶ ¶ ¶1 2 3J J J= = ¶ ¶ ¶1 2 3I I I= = Þ · ·SJI S 'IJ= Vaäy: SI = S’I Þ S vaø S’ ñoái xöùng qua göông phaúng. b) Veõ tia phaûn xaï treân göông caàu: * Ñöôøng thaúng noái taâm C voái ñieåm tôùi I laø ñöôøng phaùp tuyeán. ·SIC = i laø goùc tôùi ·CIR = i’ laø goùc phaûn xaï * Neáu tia tôùi qua taâm C thì phaûn xaï truøng vôùi tia tôùi. Caâu 2 1.Tieâu ñieåm chính vaø caùc tieâu ñieåm phuï cuûa moät göông caàu: ñònh nghóa, nhöõng ñaëc ñieåm, vò trí. 2 Ñieàu kieän trung ñieåm laø gì ? Caên cöù vaøo ñieàu kieän naøy ñeå tìm coâng thöùc xaùc ñònh vò trí cuûa tieâu ñieåm chính cuûa moät göông caàu. 1. Tieâu ñieåm chính, tieâu ñieåm phuï: a) Ñònh nghóa: * Tieâu ñieåm chính: Neáu chuøm tia tôùi song song vôùi truïc chính cuûa göông caàu thì chuøm tia phaûn xaï (hoaëc ñöôøng keùo daøi cuûa caùc tia phaûn xaï) seõ ñoàng qui taïi ñieåm F treân truïc chính. Ñieåm F goïi laø tieâu ñieåm chính cuûa göông caàu. N I i’ i S R S M 2 1 I 1 3 2 R1 3 R2 S’ J O F C O F C O C R S i i’ I O I S C i’ i R Göông caàu loõm Göông caàu loài Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 35 * Tieâu ñieåm phuï: Neáu chuøm tia tôùi song song vôùi moät truïc phuï cuûa göông caàu thì chuøm tia phaûn xaï (hay ñöôøng keùo daøi cuûa caùc tia phaûn xaï) seõ ñoàng qui taïi ñieåm j treân truïc phuï ñoù. Ñieåm j laø moät tieâu ñieåm phuï cuûa göông. b) Ñaëc ñieåm, vò trí: – Theo tính thuaän nghòch cuûa chieàu truyeàn aùnh saùng thì tia tôùi qua tieâu ñieåm chính F (hay keùo daøi ñi qua F) seõ cho tia phaûn xaï song song truïc chính. – Tieâu ñieåm chính cuûa göông caàu loõm laø ñieåm thaät ôû tröôùc göông, taïi ñoù coù söï taäp trung naêng löôïng cuûa chuøm tia phaûn xaï khi chuøm tia tôùi song song truïc chính. – Tieâu ñieåm chính cuûa göông caàu loài laø ñieåm aûo ôû sau göông. – Moãi göông caàu chæ coù moät tieâu ñieåm chính nhöng coù voâ soá tieâu ñieåm phuï. – Tieâu ñieåm chính laø trung ñieåm cuûa ñoaïn OC (O laø ñænh göông C laø taâm göông). – Tieâu ñieåm phuï naèm trong maët phaúng vuoâng goùc truïc chính taïi tieâu ñieåm chính goïi laø tieâu dieän. 2. Ñieàu kieän töông ñieåm (ñieàu kieän aûnh roõ neùt): – Goùc môû a cuûa göông caàu raát nhoû. – Goùc tôùi cuûa caùc tia saùng treân maët göông phaûi raát nhoû. 3. Xaùc ñònh vò trí tieâu ñieåm chính: * Xeùt tia saùng SI song song truïc chính tôùi göông caàu cho tia phaûn xaï caét truïc chính taïi F. – i = i’ ¶1C Þ DFIC caân. – cos ¶1C = cosi = CH R CF 2CF = Þ CF = R 2cos i – Theo ñieàu kieän töông ñieåm: i nhoû Þ cos i = 1 Þ CF = R CO 2 2 = Vaäy F laø trung ñieåm ñoaïn CO. Ñaët ROF f 2 = = laø tieâu cöï cuûa göông caàu. Caâu 3 1. Trình baøy caùch veõ cuûa moät ñieåm saùng qua moät göông caàu loõm, göông caàu loài trong caùc tröôøng hôïp sau: a) Ñieåm saùng naèm ngoaøi truïc chính cuûa göông. b) Ñieåm saùng naèm treân truïc chính cuûa göông. 2. Chöùng minh raèng neáu vaät AB laø moät ñoaïn thaúng nhoû, vuoâng goùc vôùi truïc chính cuûa göông caàu thì aûnh cuûa noù qua göông cuõng laø ñoaïn thaúng vuoâng goùc truïc chính. 3. Neáu caùc tính chaát cuûa aûnh cuûa vaät phaúng nhoû ñaët vuoâng goùc vôùi truïc chính cuûa göông caàu loõm, göông caàu loài. Coâng thöùc göông caàu. 1. Caùch veõ aûnh: a) Ñieåm saùng naèm ngoaøi truïc chính: O F C j O F C j O F C G 1 i’ i O F C S S’ O F C S S’ Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 36 * Muoán veõ aûnh cuûa ñieåm saùng S thì töø S ta veõ 2 trong 4 tia tôùi göông caàu nhö sau: – Tia qua taâm C cuûa göông cho tia phaûn xaï truøng vôùi chính noù. – Tia song song vôùi truïc chính cho tia phaûn xaï qua tieâu ñieåm chính F. – Tia qua tieâu ñieåm chính F cho tia phaûn xaï song song truïc chính. – Tia tôùi ñænh göông cho tia phaûn xaï ñoái xöùng qua truïc chính. Laáy giao ñieåm cuûa 2 trong 4 tia phaûn xaï laø vò trí aûnh S’. Neáu chuøm tia phaûn xaï hoäi tuï thì aûnh S’ thaät, coøn laø chuøm tia phaân kyø thì aûnh S’ aûo. b) Ñieåm saùng naèm treân truïc chính: * Töø S ta veõ hai tia tôùi göông caàu nhö sau: – Tia tôùi truøng vôùi truïc chính cho tia phaûn xaï truøng vôùi truïc chính. – Tia tôùi tuøy yù cho tia phaûn xaï qua tieâu ñieåm phuï ôû treân truïc phuï song song vôùi tia tôùi tuøy yù. Laáy giao ñieåm cuûa hai tia phaûn xaï laø aûnh S’ cuûa S. 2. Chöùng minh aûnh cuûa ñoaïn thaúng AB cuõng laø ñoaïn thaúng: * Ñieåm saùng A treân truïc chính cuûa göông caàu cho aûnh A’ ôû treân truïc chính. * Quay heä quang hoïc moät goùc raát nhoû quanh taâm C thì ñeán vò trí B vaø A’ ñeán vò trí B’. Khi quay göông nhö vaäy thì göông truøng vôùi chính noù do ñoù cung nhoû ¼A 'B ' laø aûnh cuûa cung »AB qua göông caàu. Vì goùc quay raát nhoû neân caùc cung » ¼AB, A 'B ' coi nhö ñoaïn thaúng. Vaäy neáu AB vuoâng goùc truïc chính thì A’B’ cuõng vuoâng goùc vôùi truïc chính. Keát luaän: Ñeå veõ aûnh cuûa vaät AB vuoâng goùc vôùi truïc chính taïi A ta chæ caàn veõ aûnh B’ cuûa B roài töø B’ haï vuoâng goùc truïc chính taïi A’ laø aûnh cuûa A. 3. Tính chaát aûnh cuûa vaät vuoâng goùc truïc chính cuûa göông caàu: a) Ñoái vôùi göông caàu loài: Moät vaät ñaët tröôùc göông caàu loài luoân luoân cho aûnh aûo cuøng chieàu vaät vaø nhoû hôn vaät. b) Ñoái vôùi göông caàu loõm: – Vaät ôû ngoaøi ñoaïn OC cho aûnh thaät ngöôïc chieàu vaät vaø nhoû hôn vaät. – Vaät ôû taâm C cho aûnh thaät ngöôïc chieàu, baèng vaät vaø cuõng ôû taâm C. – Vaät ôû tieâu ñieåm chính F cho aûnh ôû voâ cöïc. – Vaät ôû trong ñoaïn OF cho aûnh aûo cuøng chieàu vaät vaø lôùn hôn vaät. – Vaät ôû ñænh göông cho aûnh aûo cuøng chieàu vaät, baèng vaät vaø ôû ñænh göông. 4) MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC CAÀN NHÔÙ VEÀ GÖÔNG CAÀU: 1. Tieâu cöïc cuûa göông caàu : Rf 2  ( R: Baùn kính cuûa göông caàu) - Göông caàu loõm f > 0 - Göông caâuø loài f < 0 2. Ñoä tuï cuûa göông caàu: 1D(dioâp) f(m)  3. Coâng thöùc göông caàu * OA d : Khoaûng caùch töø vaät tôùi göông * OA' d ' : Khoaûng caùch töø aûnh tôùi göông O F C S S’ O F C S S’ j O A A B B C Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 37 * Chieàu döông: Laø chieàu truyeàn cuûa aùnh saùng phaûn xaï. a. Coâng thöùc ñònh vò trí: 1 1 1 f d d '   b. Coâng thöùc tính ñoä phoùng ñaïi : A 'B' d 'k dAB   * d > 0:vaät thaät; d < 0:vaät aûo * d’> 0: aûnh thaät; d’< 0: aûnh aûo * k > 0: aûnh vaø vaät cuøng chieàu (traùi baûn chaát) * k < 0: aûnh vaø vaät ngöôïc chieâuø (cuøng baûn chaát) BAÛNG TOÙM TAÉT: GÖÔNG CAÀU LOÕM GÖÔNG CAÀU LOÀI * Vaät thaät: ÔÛ ngoaøi OF cho aûnh thaät ngöôïc chieàu vaät. * Vaät thaät: ôû trong khoaûng OF cho aûnh aûo cuøng chieàu lôùn hôn vaät * Vaät aûo: luoân cho aûnh thaät cuøng chieàu nhoû hôn vaät * Vaät thaät: luoân luoân cho aûnh aûo cuøng chieàu, nhoû hôn vaät. * Vaät aûo: ôû trong khoaûng OF cho aûnh thaät cuøng chieàu lôùn hôn vaät. * Vaät aûo: ôû ngoaøi OF cho aûnh aûo ngöôïc chieàu vaät. Caâu 4 1. Hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng vaø ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng. Trong nhöõng tröôøng hôïp naøo tia saùng khoâng bò khuùc xaï khi truyeàn qua maët ngaên caùch hai moâi tröôøng. 2. Caùc khaùi nieäm chieát suaát tæ ñoái vaø chieát suaát tuyeät ñoái. Moái lieân heä giöõa chieát suaát tæ ñoái vaø chieát suaát tuyeät ñoái vôùi vaän toác truyeàn aùnh saùng trong caùc moâi tröôøng vaø trong chaân khoâng. 1. Hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng: a) Thí nghieäm: Chieáu moät tia saùng ñôn saéc töø khoâng khí vaøo nöôùc. Khi ñeán maët nöôùc taïi I ta thaáyt tia ñôn saéc bò chia laøm hai phaàn: – Phaàn quay trôû laïi khoâng khí ñoù laø tia phaûn xaï. – Phaàn ñi vaøo nöôùc nhöng ñoåi phöông truyeàn. Ñoù laø hieän töôïng khuùc xaï. b) Ñònh nghóa: Hieän töôïng aùnh saùng truyeàn qua maët phaân giôùi giöõa hai moâi tröôøng trong suoát bò gaõy khuùc ôû maët phaân giôùi goïi laø hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng. c) Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng: · Ñònh luaät 1: Tia khuùc xaï naèm trong maët phaúng tôùi vaø ôû beân kia phaùp tuyeán so vôùi tia tôùi. · Ñònh luaät 2: Ñoái vôùi moät caëp moâi tröôøng trong suoát nhaát ñònh thì tæ soá giöõa sin goùc tôùi (sini) vaø sin goùc khuùc xaï (sinr) luoân luoân maø moät soá khoâng ñoåi. Soá khoâng ñoåi naøy phuï thuoäc baûn chaát cuûa hai moâi tröôøng vaø ñöôïc goïi laø chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng chöùa tia khuùc xaï (moâi tröôøng 2) ñoái vôùi moâi tröôøng R’ N R S I KK nöôùc i i’ r N R S I  ‚ i r Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 38 chöùa tia tôùi (moâi tröôøng 1). Kí hieäu 21n . 21 sin i n sin r = Ta thaáy: · i = 00 Þ r = 00 tia saùng tôùi vuoâng goùc maët phaân giôùi thì truyeàn thaúng khoâng bò khuùc xaï. · 21n = 1 khi hai moâi tröôøng chieát quang nhö nhau Þ i = r: tia saùng tôùi truyeàn thaúng khoâng bò khuùc xaï. 2. Chieát suaát: * Chieát suaát tæ ñoái laø chieát suaát cuûa moät moâi tröôøng ñoái vôùi moät moâi tröôøng khaùc. * Chieát suaát tuyeät ñoái laø chieát suaát cuûa moät moâi tröôøng ñoái vôùi chaân khoâng. * Moâi tröôøng  vaø ‚ coù chieát suaát tuyeät ñoái laø 1 2n , n . Chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng ‚ ñoái vôùi moâi tröôøng  laø: 221 1 nn n = * Theo thuyeát soùng cuûa Huyghen ta coù: · Chieát saát tuyeät ñoái cuûa caùc moâi tröôøng trong suoát tæ leä nghòch vôùi vaät truyeàn cuûa aùnh saùng trong caùc moâi tröôøng ñoù. 2 1 1 2 n v n v = · Moâi tröôøng 1 laø chaân khoâng thì 1 1n 1; v= = 3.10 8m/s = C Þ 2 2 Cn v = Vaäy chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moâi tröôøng naøo ñoù laø: n = C v vì C > v Þ n > 1. Caâu 5 1. Hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn vaø nhöõng ñieàu kieän ñeå hieän töôïng ñoù xaûy ra. 2. Phaân bieät hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn vôùi phaûn xaï thoâng thöôøng. 3. Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn vaø öùng duïng cuûa noù. 1. Hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn: a) Thí nghieäm: * Chieáu chuøm tia saùng song song heïp SH töø khoâng khí vaøo nöôùc theo phöông vuoâng goùc vôùi maët nöôùc. Döôùi ñaùy beå ñaët göông phaúng maø ñoä nghieâng coù theå thay ñoåi ñöôïc. Tia saùng SH bò phaûn xaï treân göông vaø trôû laïi maët nöôùc taïi J. ÔÛ ñoù moät phaàn chuøm saùng bò phaûn xaï (JR) vaø moät phaàn khuùc xaï ra khoâng khí (JR’). * Taêng daàn ñoä nghieâng cuûa göông ñeå taêng goùc tôùi i cuûa tia IJ. Ta thaáy: · Goùc i nhoû, tia khuùc xaï JR’ raát saùng, tia phaûn xaï IR môø. · Taêng i thì r taêng vaø r < i. Tia phaûn xaï JR saùng daàn trong khi tia khuùc xaï JR’ môø daàn. · i = ghi thì r = 90 0, tia khuùc xaï JR’ ñi laø laø maët phaân giôùi, tia phaûn xaï raát saùng. · i > ghi thì tia khuùc xaï JR’ bieán maát, tia phaûn xaï JR saùng baèng tia tôùi. Ñoù laø hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn. Vaäy hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn laø hieän töôïng phaûn xaï trong ñoù chæ coù tia phaûn xaï maø khoâng coù tia khuùc xaï. N S R’ r J H KK nöôùc I A i i’ R Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 39 b) Ñieàu kieän ñeå coù hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn: · Tia saùng truyeàn töø moâi tröôøng coù chieát suaát lôùn ñeán moâi tröôøng coù chieát suaát nhoû hôn. · Goùc tôùi i > igh (igh laø goùc giôùi haïn). 2. Phaân bieät hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn vaø hieän töôïng phaûn xaï thoâng thöôøng: a) Gioáng nhau: · Cuøng laø hieän töôïng phaûn xaï. · Cuøng tuaân theo ñònh luaät phaûn xaï aùnh saùng. b) Khaùc nhau: · Hieän töôïng phaûn xaï thoâng thöôøng xaûy ra khi tia saùng gaëp maët nhaün boùng hay maët phaân giôùi hai moâi tröôøng vaø khoâng caàn theâm ñieàu kieän naøo khaùc trong khi hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn phaûi tuaân theo hai ñieàu kieän neâu treân. · Trong phaûn xaï toaøn phaàn thì naêng löôïng aùnh saùng phaûn xaï baèng naêng löôïng aùnh saùng tôùi trong khi phaûn xaï thoâng thöôøng thì naêng löôïng yeáu hôn. 3. Laêng kinh phaûn xaï toaøn phaàn: a) Moâ taû: Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn laø moät khoái thuûy tinh hình laêng truï coù tieát dieän thaúng laø tam giaùc vuoâng caân, coù chieát suaát n = 1,5 neân goùc giôùi haïn ñoái vôùi khoâng khí laø ghi = 42 0. b) ÖÙng duïng: Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn ñöôïc duøng thay göông phaúng trong moät soâ duïng cuï quang hoïc nhö oáng nhoøm, kính tieàm voïng... vì noù coù öu ñieåm. · Saùng hôn göông phaúng do phaûn xaï toaøn phaàn. · Beàn hôn göông phaúng. · Khoâng caàn lôùp maï baïc nhö göông phaúng. Ta coù theå söû duïng laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn theo 2 caùch sau: – Chieáu tia tôùi vuoâng goùc vôùi maët beân AB khi ñoù tia saùng bò phaûn xaï toaøn phaàn ôû maët huyeàn BC. Chieáu tia tôùi vuoâng goùc maët ñaùy BC khi ñoù tia saùng seõ bò phaûn xaï toaøn phaàn lieân tieáp ôû hai maët beân. Caâu 6 1. Veõ vaø neâu nhöõng ñaëc ñieåm cuûa ñöôøng ñi cuûa moät tia saùng ñôn saéc vaø cuûa moät tia saùng traéng qua maët laêng kính thuûy tinh. 2. Goùc leäch cuûa moät tia saùng ñôn saéc khi ñi qua laêng kính: ñònh nghóa, thieát laäp caùc coâng thöùc tính, khaùi nieäm veà goùc leäch cöïc tieåu, yù nghóa cuûa vieäc ño goùc leäch cöïc tieåu. 1. a) Ñöôøng ñi cuûa tia saùng ñôn saéc qua laêng kính: – Ta chæ xeùt ñöôøng ñi cuûa tia saùng qua laêng kính naèm trong moät tieát dieän thaúng nhaát ñònh. – Tia tôùi SI ñeán gaëp maët AB taïi I döôùi goùc tôùi i, tia khuùc xaï IJ coù goùc khuùc xaï r < i neân leäch veà phía ñaùy laêng kính. – Tia saùng IJ ñi trong laêng kính ñeán gaëp maët AC döôùi goùc tôùi r’. Khi r’ < ghi ( ghi laø goùc giôùi haïn cuûa chaát laøm laêng kính) thì coù tia loù JR ôû maët AC vôùi goùc loù i’. Vì i’ > r’ neân tia loù JR laïi bò leäch veà phía ñaùy laêng kính so vôùi tia saùng IJ. A B C B A A Trung taâm LTÑH Tröôøng ÑHSP TP.HCM GV: Buøi Gia Noäi ': 090.777.54.69 Trang: 40 Vaäy: Tia saùng qua laêng kính bò khuùc xaï hai laàn vaø t