Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang ĐT: 0908.346.838 TĨM TẮT CƠNG THỨC VÀ LÝ THUYẾT VẬT LÝ 12-LUYỆN THI ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Chuyển động quay đều: Tốc độ góc trung bình ωtb vật rắn : ωtb = Δϕ Δt z Δϕ hay ω = ϕ ' (t ) Δt →0 Δt Tốc độ góc tức thời ω: ω = lim Vận tốc góc ω = số Toạ độ góc ϕ = ϕ + ωt P0 φ Vận tốc dài điểm cách tâm quay khoảng r : Chuyển động quay biến đổi đều: Δω Gia tốc góc trung bình γtb: γ tb = Δt Gia tốc góc tức thời γ: γ = lim Δt →0 v = ω×r Δω hay γ = ω ' (t ) Δt Gia tốc góc: γ = số Vận tốc góc: ω = ω0 + γt Toạ độ góc: ϕ = ϕ0 + ω0t + γt 2 2 Công thức độc lập với thời gian: ω − ω0 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) P a γ r Vectơ gia tốc a hợp với kính góc α với: tan α = t = an ω Momem: M = F ×d a Momen lực trục quay cố đònh: F lực tác dụng; d cánh tay đòn (đường thẳng hạ từ tâm quay vuông góc với phương lực b Momen quán tính trục: I = ∑ mi ri2 (kg.m2) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI A Hình Hình a = an2 + at2 = r 2γ + r 2ω = r γ + ω Footer Page of 16 O r vr r a α at r M r an O Liên hệ vận tốc dài, gia tốc điểm vật rắn với vận tốc góc, gia tốc góc: v2 at = rγ ; an = = ω r ; r Với : m khối lượng, r khoảng cách từ vật đến trục quay r O r r F Δ Δ L Δ R Hình VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang ĐT: 0908.346.838 * Momen quán tính có tiết diện nhỏ so với chiều dài với trục qua trung điểm: I = mL2 12 * Momen quán tính vành tròn bán kính R trục quay qua tâm: I = mR2 * Momen quán tính đóa đặc dẹt trục quay qua tâm: I = mR2 * Momen quán tính cầu đặc trục quay qua tâm: Δ 2 I = mR R b Momen động lượng trục: Hình Δ R Hình L = Iω (kg.m/s) c Mômen quán tính vật trục Δ song song cách trục qua tâm G đoạn d I Δ = I G + md Hai dạng phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố đònh: dL M = Iγ M = dt Đònh lụât bảo toàn động lượng: Nếu M = L = số Áp dụng cho hệ vật : L1 + L2 = số Áp dụng cho vật có momen quán tính thay đổi: I1ω1 = I 2ω2 Động vật rắn quay quanh trục cố định Động Wđ vật rắn quay quanh trục cố định : Wđ = Iω đó: I momen qn tính vật rắn trục quay ω tốc độ góc vật rắn chuyển động quay quanh trục Động Wđ vật rắn quay quanh trục cố định viết dạng : Wđ = L2 2I : L momen động lượng vật rắn trục quay I momen qn tính vật rắn trục quay Động vật rắn có đơn vị jun, kí hiệu J Định lí biến thiên động vật rắn quay quanh trục cố định Độ biến thiên động vật tổng cơng ngoại lực tác dụng vào vật 1 ΔWđ = Iω22 − Iω12 = A 2 : I momen qn tính vật rắn trục quay ω1 tốc độ góc lúc đầu vật rắn ω tốc độ góc lúc sau vật rắn A tổng cơng ngoại lực tác dụng vào vật rắn ΔWđ độ biến thiên động vật rắn Động vật rắn chuyển động song phẳng: TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Wđ = Trang ĐT: 0908.346.838 2 Iω + mvC m khối lượng vật, vC vận tốc khối tâm 2 DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - CON LẮC LÒ XO I Dao động điều hòa: Dao động điều hoà dao động mà trạng thái dao động mô tả đònh luật dạng sin( cosin) thời gian Phương trình dao động (phương trình li độ) x = A cos( ω t + ϕ ) : A, ω ,φ số ; A [m] biên độ ω [rad/s] tần số góc ϕ [rad] pha ban đầu ωt + ϕ [rad] pha dao động O → Fđh → N → F x → Giá trị đại số li độ: x CĐ = A ; x CT = − A P Độ lớn: |x|max =A (vị trí biên) ; |x|min =0 (vị trí cân bằng) Vận tốc: v = −ω A sin( ω t + ϕ ) (m) Giá trị đại số vận tốc: v CĐ = ω A VTCB theo chiều dương ; v CT = −ω A VTCB theo chiều âm Độ lớn vân tốc : v max = ω A (vị trí cân ) ; v = ( hai biên ) l0 Chú ý: vật theo chiều dương v>0, theo chiều âm v v = ±ω A2 − x ; A = → Fđh O → P (+) a v2 + ω4 ω2 Tần số góc – chu kỳ – tần số: t 2π m k ω= = 2π ; T = ; T= ; t thời gian thực N lần dao động k m N ω f = ω = 2π 2π k ; m f = T t m1 ⎫ = 2π 2 ⎪ N1 k ⎪ ⎛ T1 ⎞ m1 ⎛ N ⎞ ⎟ =⎜ ⎬ ⇒ ⎜⎜ ⎟⎟ = m2 ⎜⎝ N1 ⎟⎠ t m2 ⎪ ⎝ T2 ⎠ T2 = = 2π N2 k ⎪⎭ T1 = Mối liên hệ li độ, vận tốc, gia tốc: x = A cos( ω t + ϕ ) ; TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang ĐT: 0908.346.838 v = −ω A sin( ω t + ϕ ) = ω A sin( ω t + ϕ + π ) = ω A cos( ω t + ϕ + π − π ) = ω A cos( ω t + ϕ + π ) a = −ω A cos( ω t + ϕ ) = ω A cos( ω t + ϕ + π ) π ** Vận tốc nhanh pha li độ góc ** Gia tốc nhanh pha vận tốc góc π ** Gia tốc nhanh pha li độ góc π Năng lượng dao động 1 * Động năng: Wđ = mv = mω A2 sin (ωt + ϕ ) 2 1 Wt = Kx = KA2 cos (ωt + ϕ ) Với: k = mω * Thế : 2 1 * Cơ năng: W = Wđ + Wt = kA = mω2A = Wđ max = Wt max = Const 2 lưu ý: Con lắc dao động với chu kỳ T, tần số f ,tần số góc ω năng, động dao động với chu Kỳ T / , tần số 2f, tần số góc 2ω Còn không đổi theo thời gian * Động trung bình thời gian nT/2 ( n∈N*, T chu kỳ dao động) là: W = mω A2 * Tại vị trí có Wđ = nWt ta có: 1 A + Toạ độ: (n + 1) kx2 = kA2 x = ± 2 n +1 n +1 n mv2 = mω2A2 v = ± ωA + Vận tốc: n +1 n 2 * Tại vị trí có Wt = nWđ ta có: n n +1 + Toạ độ: kx = kA2 x = ± A n n +1 1 ωA + Vận tốc: (n + 1) mv2 = mω2A2 v = ± 2 n +1 x Lực phục hồi: Là lực đưa vật vò trí cân bằng(lực điều hoà), hướng vò trí cân r r F = − kx ; Tại VTCB: Fmin = Độ lớn O → → Fđh N → P → P ’ α ’’ α = 300 → P F =kx ; Tại vi trí biên : Fmax = kA l0 Lực đàn hồi: lực đưa vật vò trí chiều dài tự nhiên l Tại vò trí có li độ x: Fđh = k Δ l ± x * Con lắc có lò xo nằm ngang: * Con lắc có lò xo thẳng đứng: Với Δ l = l − l0 Δl = Fđh = F ph mg = kΔ l Δl → Fđh O → P (+) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang ĐT: 0908.346.838 + Chiều dương thẳng đứng hướng xuống: Fđh = k Δ l + x + Chiều dương thẳng đứng hướng lên : Fđh = k Δ l − x * Con lắc nằm mặt phẳng nghiêng góc α so với mặt phẳng ngang: mg sin α = kΔ l + + Chiều dương hướng xuống: Fđh = k Δ l + x + Chiều dương hướng lên : Lực đàn hồi cực đại: Fđh = k Δ l − x Fđh _ max = k ( Δ l + A) Lực đàn hồi cực tiểu: Nếu A≥ ∆l : Fđh = (Ở vò trí lò xo có chiều dài tự nhiên: Fđh = 0) Nếu A < ∆l : Fđh _ = k ( Δ l − A) 10 Chiều dài tự nhiên lo , chiều dài cực đại lmax , chiều dài cực tiểu lmin Ở vò trí lò xo có chiều dài tự nhiên: Fđh = (tại vò trí cân lò xo bò dãn) * lcb = l0 + Δl * lcb = l0 − Δl M K (tại vò trí cân lò xo bò nén) * lmax = lcb + A * lmin = lcb − A lmax − lmin MN = , với MN = chiều dài quỹ đạo =2A 2 l +l * lcb = max 11 Con lắc lò xo gồm n lò xo: 1 1 = + + + Mắc nối tiếp: * độ cứng knt k1 k kn * A= * chu kỳ Mắc song song: * độ cứng * chu kỳ Tnt = π m k nt K1 K1 K2 → A K2 → FA FB m B m → P Tnt2 = T12 + T22 + + Tn2 k // = k1 + k + k3 + + k n T// = π m k // 1 1 = + +K+ 2 T// T1 T2 Tn Con lắc lò xo treo vật có khối lượng m1 chu kỳ T1 , treo vật m2 chu kỳ T2 ** treo vật có khối lượng m = m1 + m2 chu kỳ : T = T12 + T22 ** treo vật có khối lượng m =| m1 − m2 | chu kỳ : T =| T12 − T22 | 12 Nếu lò xo có độ cứng k1, k2…kn, có chiều dài tự nhiên l1, l2, …ln có chất giống hay cắt từ lò xo ko, lo thì: l0 k0 =l 1k1 = l3 k3 = ln k n 13 Khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có toạ độ x1 đến x2 x ⎧ co s ϕ1 = T/4 ⎪ Δϕ ϕ − ϕ1 ⎪ A -A Δt = = với ⎨ -A/2 ω ω ⎪co s ϕ = x2 T/6 T/12 T/12 ⎪⎩ A TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 T/4 A X A/2 T/6 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ( ≤ ϕ1 ,ϕ2 ≤ π ) 14 Vận tốc trung bình vật từ vò trí x1 đến x2 : A Δx x2 − x1 -A vtb = = Δt t2 − t1 15 Tốc độ trung bình : V= Trang ĐT: 0908.346.838 S t A A X T/6 T/8 T/8 T/12 4A T 16 Tính qng đường lớn nhỏ vật khoảng thời gian < t < T/2 DĐĐH Vật có vận tốc lớn qua VTCB, nhỏ qua vị trí biên nên khoảng thời gian qng đường lớn vật gần VTCB nhỏ gần vị trí biên Sử dụng mối liên hệ dao động điều hồ chuyển đường tròn Góc qt : ϕ = ωt ** Chú ý: Trong chu kỳ vận tốc trung bình tốc độ trung V = Qng đường lớn vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin S max Qng đường nhỏ vật từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos S Lưu ý: + Trong trường hợp t > T/2 M2 = A sin ϕ ϕ = A(1 − cos ) M1 M2 P Tách t = n T + Δt -A T n ∈ N ;0 < Δt < * A P2 O P A P -A x x O T qng đường ln n.2A Do đó, quãng đường thời gian t > T/2 là: Δϕ Δϕ ) với Δϕ = ωΔt S Max = n × A + A sin S Min = n × A + A(1 − cos 2 + Tốc độ trung bình lớn nhỏ vật khoảng thời gian Δt: S S vtbMax = Max vtbMin = Min với SMax; SMin tính Δt Δt M1 Trong thời gian n O1 CON LẮC ĐƠN Phương trình dao động điều hoà: biên độ góc α ≤ 100 s = S cos(ωt + ϕ ) (m) với : s = lα ; S0 = lα α = α cos(ωt + ϕ ) (rad) (độ) Với s : li độ cong ; So : biên độ ; α : li độ góc ; α : biên độ góc Tần số góc – chu kỳ – tần số: Khi biên độ góc α ≤ 10 ω= g l T= 2π ω = 2π l g f = ω = 2π 2π g l l α0 α → T O α → p TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 A → pt (+) → pn VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang ĐT: 0908.346.838 l ⎫ t = 2π ⎪ 2 N1 g ⎪ ⎛ T1 ⎞ l1 ⎛ N ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ = N số lần dao động thời gian t ⎬⇒⎜ ⎟ = l ⎜⎝ N1 ⎟⎠ l ⎪ ⎝ T2 ⎠ t T2 = = 2π N2 g ⎪⎭ T1 = mgd I 2π = 2π ; Chu kỳ: T = I mgd ω Con lắc vật lý: Tần số góc: ω = phương trình vận tốc biên độ góc α ≤ 100 : v = −ω S sin( ω t + ϕ ) (m/s) I Giá trị đại số vận tốc : vCĐ = ω S VTCB theo chiều dương ; α0 vCT = −ω S VTCB theo chiều âm α Độ lớn vận tốc : v max = ω S vị trí cân ; v = hai biên A H Phương trình gia tốc (gia tốc tiếp tuyến) biên độ góc α ≤ 100 : a = −ω S cos( ω t + ϕ ) = −ω s (m/s2) K O Giá trị đại số gia tốc : a CĐ = ω S vò trí biên âm ; a CT = −ω S vò trí biên dương Độ lớn gia tốc : a max = ω S vị trí biên ; a = vò trí cân r r Chú ý: a hướng vò trí cân (gia tốc tiếp tuyến), a n gia tốc hướng tâm Gia tốc tồn phần atp = an2 + a = phương trình độc lập với thời gian: S0 = s + v2 ω ; α0 = α + v2 gl Vận tốc: Khi biên độ góc o * Khi qua li độ góc  bất kỳ: v = gl(cosα − cos α ) => v4 + ω 4s2 l ; S o2 = a2 ω + v2 ω ; a = −ω S = −ω lα v = ± gl(cosα − cos α ) * Khi qua vò trí cân bằng: α = ⇒ cos α = ⇒ vCĐ = gl(1 − cos α ) ; vCT = − gl(1 − cos α ) * Khi hai biên: α = ±α ⇒ cos α = cos α ⇒ v = Chú ý: Nếu α ≤ 10 , dùng: – cos α = sin α0 = α 02 ⇒ vmax = α gl = ωS0 Sức căng dây: Khi biên độ góc α * Khi qua li độ góc  bất kỳ: T = mg (3 cos α − cos α ) * Khi qua vò trí cân : α = ⇒ cos α = ⇒ Tvtcb = Tmax = mg (3 − cos α o ) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG * Khi qua vò trí biên: Trang ĐT: 0908.346.838 α = ±α ⇒ cos α = cos α ⇒ Tbien = Tmin = mg cos α Chú ý: Nếu α ≤ 10 , dùng: - cos α = sin ⎛ α2 ⎞ Tmin = mg ⎜⎜1 − ⎟⎟ ; ⎠ ⎝ α0 = α 02 Tmax = mg (1 + α 02 ) ; *** Lực phục hồi lắc đơn : Fph = −mg sin α = − mgα = −mg Năng lượng dao động: s = −mω s l mv0 = mgl (cos α − cos α ) Wtα = mghα = mgl (1 − cos α ) = mglα Với hα = l(1 − cos α ) W = Wđα + Wtα = mgl (1 − cos α ) = Wđ max = Wt max Động năng: Wđα = Thế năng: Cơ năng: Chú ý: Nếu α o ≤ 10 dùng: − cos α = sin α0 = α 02 1 mg 1 S0 = mglα 02 = mω 2l 2α 02 W = mω S02 = 2 l 2 * Tại nơi lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2 ** Con lắc đơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T = T12 + T22 ** Con lắc đơn chiều dài l1 - l2 có chu kỳ T = T12 − T22 10 Con lắc đơn có chu kỳ T độ cao h1, nhiệt độ t1 Khi đưa tới độ cao h2, nhiệt độ t2 ta có: ΔT Δh λΔt = + T R Với R = 6400km bán kính Trái Đât, λ hệ số nở dài lắc 11 Con lắc đơn có chu kỳ T độ sâu h1, nhiệt độ t1 Khi đưa tới độ sâu h2, nhiệt độ t2 ta có: ΔT Δh λΔt = + T 2R 12 Con lắc đơn có chu kỳ T nơi có gia tốc g1 Khi đưa đến nơi có gia tốc g2, ta có: l l ΔT − Δg = với Δg = g − g1 Để lắc chạy chiều dài dây thỏa: = T 2g g1 g Lưu ý: * Nếu ΔT > đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng lắc đơn) * Nếu ΔT < đồng hồ chạy nhanh * Nếu ΔT = đồng hồ chạy ΔT * Thời gian chạy sai giây là: θ = T ΔT 86400( s ) * Thời gian chạy sai ngày (24h = 86400s): θ = T 12 Khi lắc đơn chịu thêm tác dụng lực phụ khơng đổi: Lực phụ khơng đổi thường là: ur r ur r * Lực qn tính: F = − ma , độ lớn F = ma ( F ↑↓ a ) r r r Lưu ý: + Chuyển động nhanh dần a ↑↑ v ( v có hướng chuyển động) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page of 16 ĐT: 0908.346.838 Trang r r + Chuyển động chậm dần a ↑↓ v ur ur ur ur ur ur * Lực điện trường: F = qE , độ lớn F = |q|E (Nếu q > ⇒ F ↑↑ E ; q < ⇒ F ↑↓ E ) uur ur ur ur Khi đó: P ' = P + F gọi trọng lực hiệu dụng hay lực biểu kiến (có vai trò trọng lực P ) ur uur ur F g ' = g + gọi gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến m l Chu kỳ dao động lắc đơn đó: T ′ = 2π g′ Các trường hợp đặc biệt: ur * F có phương ngang: F + Tại VTCB dây treo lệch với phương thẳng đứng góc có: tan α = P p g F ⇔ g′ = + g ' = g + ( ) ; p′ = → cos α cos α m α E ur F * F có phương thẳng đứng g ' = g ± m → ur F T + Nếu F hướng xuống g ' = g + → m F ur F α + Nếu F hướng lên g'= g− m → → P' P 13 Đo chu kỳ phương pháp trùng phùng Để xác định chu kỳ T lắc lò xo (con lắc đơn) người ta so sánh với chu kỳ T0 (đã biết) lắc khác Hai lắc gọi trùng phùng chúng qua VTCB lúc theo chiều TT0 Thời gian hai lần trùng phùng liên tiếp : θ = T − T0 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Nếu T > T0 ⇒ θ = nT = (n+1)T0 với n ∈ Z+ Nếu T < T0 ⇒ θ = nT0 = (n+1)T CÁC LOẠI DAO ĐỘNG Dao động tự do: Dao động tự dao động có chu kỳ hay tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào yếu tố bên VD: + Con lắc lò xo dao động điều kiện giới hạn đàn hồi + Con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ,bỏ qua sức cản môi trường đòa điểm xác đònh Dao động tắt dần: Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân: Nguyên nhân dao động tắt dần lực ma sát hay lực cản môi trường Các lực ngược chiều với chiều chuyển động, nên sinh công âm làm giảm vật dao động Các lực lớn tắt dần nhanh x * Một lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát µ Δ + Qng đường vật đến lúc dừng lại là: O kA W − W0 = − μmgS ⇔ − kA2 = − μmgS ⇒ S = ; 2μmg T TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) t Header Page 10 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Nếu lò xo nằm nghiêng góc α thì: S = Trang 10 ĐT: 0908.346.838 kA2 2μmg cos α 1 4μmg 4μg k ( A − ΔA) − kA2 = − μmg A => ΔA = = 2 ω k ω A A kA = = + Số lần dao động trước dừng: N = ΔA 4μmg 4μg T × kA πωA = + Thời gian dao động lúc dừng: Δt = T × N = 4μmg 2μg m * Để m nằm yên M biên độ cực đại là: m k M g (m + M ) g M A≤ = ω k * Để m không trượt M biên độ dao động là: Hình g (m + M ) g A≤ μ = μ μ hệ số ma sát m ω k Dao động cưỡng bức: Dao động cưỡng dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên điều hòa, có dạng: F = F0 cos Ωt gồm hai giai đoạn + Độ giảm biên độ chu kỳ: * Giai đoạn chuyển tiếp: dao động hệ chưa ổn đònh, giá trò cực đại li độ (biên độ) tăng dần, cực đại sau lớn cực đại trước * Giai đoạn ổn đònh: giá trò cực đại không thay đổi(biên độ không đổi) vật dao động với tần số lực cưỡng f Lưu ý:Dao động vật giai đoạn ổn đònh gọi dao động cưỡng Biên độ phụ thuộc vào quan hệ tần số ngoại lực f với tần số riêng hệ f0 ** Sự cộng hưởng Biên độ A dao động cưỡng đạt giá trò cực đại tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động ( Điều chỉnh tần số lực cưỡng bức, ta thấy ) flực=f riêng ⇒ A = AMax Nếu lực ma sát nhỏ cộng hưởng rõ nét hơn(cộng hưởng nhọn) Nếu lực ma sát lớn cộng hưởng rõ nét hơn(cộng hưởng tù) TỔNG HP DAO ĐỘNG Tổng hợp dao động điều hoà phương, tần số Giả sử vật thực đồng thời DĐĐH phương, tần số: x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) x2 = A2 cos(ωt + ϕ ) Dao động hợp là: x = x1 + x2 = A cos(ωt + ϕ ) Với A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) ; tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ * Nếu hai dao động thành phần Δϕ = 2kπ Cùng pha: Ngược pha: Vuông pha: y Δϕ = ( 2k + 1)π A=Amin = A − A2 A = A + A Lệch pha bất kỳ: A − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 Δϕ = (2k + 1) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 10 of 16 M2 A2y 2 A A2 A=Amax = A1 + A2 π M Ay A1y O φ2 φ φ1 A2x A1 M1 A1x x Ax Δ VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 28 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Số vân tối vùng giao thoa: ĐT: 0908.346.838 Trang 28 + Nếu p ≥ thì: NT = 2n + + Nếu p tức anôt nối với cực dương catôt nối với cực âm (UAK = U+ −) - Nếu UAK < tức anôt nối với cực âm catôt nối với cực dương (UAK = U− +) Lúc UAK đóng vai trò cản trở dòng quang điện Nếu dòng quang điện triệt triêu |UAK |= Uh eU h = mev02max xác đònh công thức: 11 Điện cực đai kim loại bò cô lập điện: eVmax = mev02max với Vmax điện cực đại 2 mv Anot − mv02max = e.U AK 12 Đònh lí động năng: 2 mv0 max 13 Bán kính êlectrôn bay vào từ trường theo phương vuông góc: Rmax = e.B hc eU AK = mv = hf X max = 14 Tia Rơnghen: e=1.6.1019 (C) λ X Với : UAK hiệu điện giữ hai đầu anốt catốt ống Rơnghen fXmax tần số lớn tia Rơnghen mà ống phát λ X bước sóng nhỏ tia Rơnghen mà ống phát Wđ = mv động electron tới đối âm cực Khi electron đập vào đối âm cực (đối catốt) làm nóng đối âm cực Nhiệt lượng cung cấp làm tăng nhiệt độ đối âm cực lên Δt C là: Q = mcΔt m khối lượng đối âm cực (khối lượng chất làm nguội đối âm cực) C nhiệt dung riêng đối âm cực(của chất làm nguội đối âm cực) Δt độ tăng nhiệt độ Q = neWđ t Nếu toàn lượng electron đập vào làm nóng đối âm cực ne Số electron đập vào 1s; t thời gian electron đập vào đối âm cực TIÊN ĐỀ BOHR –QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HRÔ Tiên đề trạng thái dừng: Nguyên tử tồn trạng thái có mức lượng xác đònh gọi trạng thái dừng.Trong trạng thái dừng nguyên tử không xạ lượng Tiên đề xạ hay hấp thụ lượng nguyên tử : Khi nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em sang trạng thái dừng có lượng En (với Em > En) nguyên tử phát phôtôn có lượng hiệu Em − En : ε = hf mn = hc λmn = E m − En Với fmn λmn tần số bước sóng ứng với xạ phát Ngược lại nguyên tử trạng thái dừng có mức lượng thấp En mà hấp thụ phôtôn có lượng hfmn chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng cao Em Hệ tiên đề Bo: Trong trạng thái dừng nguyên tử electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác đònh gọi quỹ đạo dừng Ở quỹ có R lớn lượng cao TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 32 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 33 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang 33 ĐT: 0908.346.838 4.Phổ nguyên tử hrô: Đối với nguyên tử hiđrô, bán kính có quỹ đạo dừng tăng tỷ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp: Tên quỹ đạo: K L M N O P 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro Bán kính: ro Mức lượng: E1 E2 E3 E4 E5 E6 rn = n × r0 ro = 5,3.10 -11 m bán kính Bo E0 ; n = 1,2,3 , ∞ n2 với Eo = 13,6 eV En = − * Bước sóng dãy Laiman: * Bước sóng dãy Banme: * Bước sóng dãy Pasen: P O N M 4 3 1 n=2 L n=6 n=5 n=4 n=3 Hδ Hγ Hβ Hα n=1 K Laiman Banme Pasen λn1 với λL max = λ21 λL = λ∞1 Hấp thụ hfmn λn với λB max = λ32 λB = λ∞ λn1 với λP max = λ43 λP = λ∞ Em Bức xạ hfmn En Dãy Laiman (LyMan):Phát vạch miền tử ngoại, electron mức lượng cao (n = 2,3,4 …, ∞ ứng với quỹ đạo tương ứng L,M,N …) nhảy mức bản( mức 1, ứng với quỹ đạo k) Dãy Banme: Phát vạch phổ phần miền tử ngoại vạch phổ miền khã kiến đỏ Hα , lamH β , chàm H γ tím H δ Các electron mức lượng cao ( n = 3,4,5 … ∞ ứng với quỹ đạo tương ứng M,N,O…) nhảy mức thứ hai(ứng với quỹ đạo L) Dãy Pasen: Phát vạch phổ vùng hồng ngoại Các electron mức lượng cao ( n=4,5,6,… ∞ ứng với quỹ đạo tương ứng N,O,P, …) nhảy mức thứ ( Ứng với quỹ đạo M) HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA CỦA ÁNH SÁNG Hấp thụ ánh sáng tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ chùm sáng truyền qua Cường độ I chùm sáng đơn sắctruyền qua môi trường hấp thụ, giảm theo quy luật hàm số mũ độ dài đường d tia sáng I = I e − α d I0 cường độ chùm sáng tới môi trường α hệ số hấp thụ môi trường ( phụ thuộc vào bước sóng ) Những vật không hấp thụ ánh sáng miền quang phổ gọi gần suốt với môi trường Những vật không hấp thụ ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ gọi suốt không màu Những vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy gọi vật suốt có màu TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 33 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 34 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ĐT: 0908.346.838 Trang 34 HIỆN TƯNG QUANG PHÁT QUANG- LAZE Huỳnh quang: phát quang ánh sáng kích thích, ngừng kích thích ánh sáng phát quang tắt (dưới 108s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí Lân quang: phát quang ánh sáng kích thích, ngừng kích thích ánh sáng phát quang kéo dài ( 10−8 s trở lên) Nó thường xảy với chất rắn Các chất gọi chất lân quang Đònh luật Xtốc phát quang Ánh sáng phát quang có bước sóng λ ′ dài bước sóng ánh sáng kích thích λ : λ ′ > λ LaZe:là nguồn sáng phát chùm sáng song song, kết hợp, có tính đơn sắc cao có cường độ lớn * Nguyên tắc phát quang laze dựa việc ứng dụng phát xạ cảm ứng THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP CỦA ANHXTANH ( Einstein) Tiên đề I AnhxTanh: Các đònh luật vật lý (cơ học, điện học…) có dạng hệ quy chiếu quán tính Tiên đề II AnhxTanh: Tốc độ ánh sáng chân độ lớn c ≈ 3.108 m / s hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền vào tốc độ nguồn sáng hay máy thu Độ co chiều dài : l0 chiều dài hệ đứng yên v2 < l0 l chiều dài chuyển động với tốc độ v c2 Sự chậm lại đồng hồ chuyển động với tốc độ v Δt0 Δt = > Δt0 Δt0 thời gian đo theo đồng hồ chuyển động; v2 1− c Δt thời gian đo theo đồng hồ đứng yên Khối lượng tương đối tính m0 m= ≥ m0 m0 khối lượng nghỉ (đứng yên); m khối vật chuyển động với tốc độ v v2 1− c Năng lượng toàn phần Hệ thức lượng khối lượng; m0 c2 W ≈ m0c + m0v E = mc = 2 v 1− c l = l0 1− TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 34 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 35 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang 35 ĐT: 0908.346.838 VẬT LÝ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I PHÓNG XẠ HẠT NHÂN Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân có ký hiệu ZA X gồm có : A: nuclôn (số khối) ; Z: số prôtôn (điện tích hay số thứ tự bảng tuần hoàn); N = A – Z: số nơtrôn Ký hiệu: prôtôn: 11P =11H ; nơtrôn: 01n * Bán kính hạt nhân: R = 1,2.10−15 A (m) Đồng vò: Các nguyên tử mà hạt nhân chứa số Z prôtôn, có số nơtrôn N khác gọi đồng vò Đơn vò khối lượng nguyên tử (đơn vò cacbon) u 1u = 1/12 khối lượng đồng vò nguyên tử cacbon 126 C MeV 1u = 1,66055.10 -27 kg; mp = 1,0073 u; mn = 1,00867 u ; 1u = 931,5 c Phóng xạ: tượng hạt nhân không bền tự phát tia phóng xạ chuyển thành hạt nhân khác a Đònh luật phóng xạ: −t số nguyên tử lại sau thời gian t: N t = N T = N e −λt Khối lượng lại sau thời gian t: mt = m0 T = m0 e −λt số nguyên tử bò phân rã sau thời gian t: ΔN (t ) = N − N (t ) = N (1 − T ) = N (1 − e −λt ) Khối lượng tử bò phân rã sau thời gian t: Δmt = m0 − m(t ) = m(1 − T ) = m0 (1 − e −λt ) λ= −t −t −t ln 0,693 = = số phóng xạ T T T = chu kỳ bán rã ( thời gian để ½ số hạt nhân chất phóng xạ bò phân rã) No, mo số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ thời điểm ban đầu Nt , mt số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ thời điểm t (còn lại sau thời gian t ) ΔN , Δm số nguyên tử bò phân rã, khối lượng bò phân rã chất phóng xạ sau thời gian t A(gam) chất chứa NA = 6,023 10 23 nguyên tử (hay phân tử) mo(gam) ………………………………… No nguyên tử (hay phân tử) m(t) (gam) ………………………………… N(t) nguyên tử (hay phân tử) Δm(gam) ………………………………… ∆N nguyên tử (hay phân tử) N A ΔmN A mN m0 = ; ΔN = Nt = t A ; NA A A Chú ý: Đối với phương trình phóng xạ: Ax X → Ay Y + AzZ khối lượng chất Y, Z tạo thành sau thời gian t là: mY = m0 X Ay Ax −t T (1 − ) = mX Ay Ax t T (2 − 1) −t m0 X Az m X Az Tt T (1 − ) = (2 − 1) mZ = Ax Ax m0X ,mX : khối lượng ban đầu lại X sau thời gian t mY , mZ : khối lượng sinh Y Z sau thời gian t TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 35 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 36 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ĐT: 0908.346.838 Trang 36 Độ phóng xạ H : Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ đo số phân rã( hay số phóng xạ) đơn vò thời gian = số phân rã /s −t dN (t ) H (t ) = − H t = H T = H e − λt ; H = λN ; H t = λN t dt Đơn vò: 1Bq = phân rã/s; 1Ci = 3,7.10 10 Bq Độ hụt khối lượng liên kết: Δm = m0 − m = Zm p + Nmn − m > a Độ hụt khối: mo = tổng khối lượng nuclôn riêng rẽ đứng yên ( trước tạo thành hạt nhân) m = khối lượng hạt nhân mo > m mp = khối lượng prôtôn; mn = khối lượng nơtrôn b Hệ thức Anhxtanh: E = mc2 m = khối lượng vật; c = 3.10 m/s E = lượng nghó vật c Năng lượng liên kết hạt nhân ZA X : Wlk = (m0 − mx )c = [Z mP + ( A − Z ).mn − mX ].c Là lượng tỏa nuclon liên kết thành hạt nhân( lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành nuclon riêng lẻ) W d Năng lượng liên kết riêng ZA X : WlkR = lk A *** Năng lượng lk riêng lớn nguyên tử bền vững *** Ứng dụng đồng vò phóng xạ: * Phương pháp nguyên tử đánh dấu: dùng 1531 P phân lân thường trộn lẫn phóng xạ β − bón cho Theo dõi phóng xạ β − ta trình vận chuyển chất * Dùng phóng xạ γ : Tìm khuyết tật sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư * Phương pháp xác đònh tuổi vật: đo độ phóng xạ 146C xác đònh tuổi cổ vật PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: Đònh nghóa: Là tương tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt nhân khác A+ B → C + D Trong số A,B,C,D … hạt sơ cấp electron, p, n… Sự phóng xạ A → B + C Phóng xạ trường hợp đặc biệt phản ứng hạt nhân toả lượng A hạt nhân mẹ, B hạt nhân C hạt α , β Các đònh luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: A1 Z1 A+ ZA22B→ ZA33C + ZA44D Bảo toàn nuclon(số khối A): A1 + A2 = A3 + A4 Bảo toàn điện tích( Nguyên tử số Z): Z1 + Z2 = Z3+ Z4 r r r r P1 + P2 = P3 + P4 Bảo toàn động lượng: Hay: m1.v1 + m2 v2 = m3 v3 + m4 v4 r Với : p x = mx v x Động lượng hạt nhân m.v 2 Mối liên hệ động lượng động năng: Động năng: Wđ = TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 36 of 16 P = 2mWđ VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 37 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang 37 ĐT: 0908.346.838 Bảo toàn lượng toàn phần Năng lượng toàn phần cuả hạt nhân = lượng nghó + động Tính lượng thu tỏa phản ứng hạt nhân sau: Độ hụt khối phản ứng: ΔM = [(mA + mB ) − (mC + mD )] Wi = mi c + Wđ i A1 A2 A3 A4 Z A+ Z B → Z C + Z D Nếu ΔM > phản ứng hạt nhân toả lượng( W > ) Nếu ΔM < phản ứng hạt nhân thu lượng( W < ) Năng lượng toả hay thu vào: W = ΔM c = ( M − M )c ; MeV 1u = 931,5 ; 1MeV = 106 eV ; 1eV = 1,6.10−19 J c Hoặc: W = [(ΔmC + ΔmD ) − (ΔmA + ΔmB )]× c Hoặc: W = [(Wlk C + Wlk D ) − (Wlk A + Wlk B )] Hoặc : W = [(AW lkRC + A4WlkRD ) − ( A1WlkRA + A2WlkRB )] Với: Δm = m0 − m = Zm p + Nmn − m > độ hụt khối hạt nhân Chú ý: Đối với hạt nhân mẹ đứng yên phóng xạ: m m Ta có W = Wđ B (1 + B ) = Wđ C (1 + C ) mC mB A→ B+C Đònh luật bảo toàn lượng toàn phần Wđ A + Wđ B + mAc + mB c = Wđ C + Wđ D + mC c + mD c ⇔ Wđ A + Wđ B + W = Wđ C + Wđ D Chú ý : Không có đònh luật bảo toàn khối lượng hệ Vận dụng đònh luật bảo toàn vào phóng xạ – Quy tắc dòch chuyển: a Phóng xạ α : chuỗi hạt 24 He mang điện tích dương (2p) qua tụ điện bò lệch phía âm, ion hóa môi trường mạnh nên lượng bay xa khoảng 8cm, bay với tốc độ 2.107m/s * hạt nhân lùi ô bảng tuần hoàn b phóng xạ β : chuỗi hạt electron, bay với vận tốc gần vận tốc ánh sáng Phóng xạ β − : β − = −10 e bay qua tụ điện bò lệch phía dương * hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ hệ thống tuần hoàn 1 (v: nơtrinô) thực chất phóng xa β − ï: n → p1 + −1 e + v Phóng xạ β + : β + =10e , bay qua tụ điện bò lệch phía âm * Hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng hệ thống tuần hoàn 1 ( v : phản nôtrinô) Thực chất phóng xạ β + : p →1 e + n + v c Phóng xạ γ :00 γ = hf phôtôn ánh sáng có bước sóng ngắn nhỏ 10−11 m có khả đâm xuyên mạnh, nguy hiểm Không bò lệch qua điện trường Hạt nhân sinh trạng thái kích thích có mức lượng cao Em chuyển vể mức lượng thấp En phát lượng dạng phôtôn tia gama Vậy phóng xạ gama phóng xạ kèm theo phóng xạ α , β Không có biến đổi hạt nhân phóng xạ γ : hc γ = ε = hf = = Em − En λ TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 37 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 38 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang 38 ĐT: 0908.346.838 II Phản ứng phân hạch: phản ứng hạt nhân có khối lượng lớn hấp thụ nơtron chậm (nơtron nhiệt có lượng khoảng 0,01eV) vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng trung bình kèm theo số hạt nơtron A1 A2 95 139 VD: 01n + 235 ; 235 92 U → Z1 X + Z X + k 0n 92 U + n → 42 Mo + 57 La + n + e III Phản ứng nhiệt hạch : phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối nhỏ thành hạt nhân có khối lượng lớn toả nhiệt 2 VD: 12 H +13H → 24He+ 01n + 17,6 MeV ; H + H → He+ n + 3,25MeV r IV Máy gia tốc: Một hạt khối lượng m mang điện tích q chuyển động với vận tốc v từ r r mv R= trường B ⊥ V hạt chuyển động quỹ đạo tròn có bán kính: qB TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ I CÁC HẠT SƠ CẤP Hạt sơ cấp: Các hạt sơ cấp (hạt bản) hạt nhỏ hạt nhân Các đặc trưng hạt sơ cấp: a Khối lượng nghỉ m0 : Phơtơn ε , nơtrinơ ν , gravitơn có khối lượng nghỉ khơng b Điện tích: Các hạt sơ cấp có điện tích điện tích ngun tố Q = , khơng mang điện Q gọi số lượng tử điện tích c Spin s: Mỗi hạt sơ cấp đứng n có momen động lượng riêng momen từ riêng Các momen đặc trưng số lượng tử spin Prơtơn, nơtrơn có s = , phơtơn có s = , piơn có s=0 d Thời gian sống trung bình T: Trong hạt sơ cấp có hạt khơng phân rã (proton, electron, photon, notrino) gọi hạt nhân bền Còn hạt khác gọi hạt khơng bền phân rã thành hạt khác Notron có T = 932s , hạt khơng bền có thời gian ngắn từ 10−24 s đến 10−6 s Phản hạt: Các hạt sơ cấp thường tạo thành cặp; cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ spin có điện tích trái dấu Trong q trình tương tác sinh cặp hủy cặp Phân loại hạt sơ cấp: a Photon (lượng tử ánh sáng): khối lượng nghỉ không b Lepton: Gồm hạt nhẹ electron, muyon ( μ + , μ − ), hạt tau ( τ + ,τ − ), … c Mêzơn: Gồm hạt có khối lượng trung bình từ (200 ÷ 900)me chia thành mêzơn π mêzơn K d Barion: Gồm hạt nặng có khối lượng lớn proton, chia thành nuclon hipêrơn Tập hợp mêzơn bariơn gọi hađrơn Tương tác hạt sơ cấp: a Tương tác hấp dẫn: Bán kính lớn vơ cùng, lực tương tác nhỏ b Tương tác điện từ: Bán kính lớn vơ hạn, lực tương tác mạnh tương tác hấp dẫn cỡ 1038 lần c Tương tác yếu: Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 10−18 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 1011 lần d Tương tác mạnh: Bán kính tác dụng nhỏ cỡ 10−15 m , lực tương tác yếu tương tác hấp dẫn cỡ 102 lần Tương tác hađrơn Hạt quark: a Hạt quark: Tất hạt hađrơn tạo nên từ hạt nhỏ TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 38 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 39 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ĐT: 0908.346.838 Trang 39 b Các loại quark: Có loại quark u, d, s, c, b, t phản quark tương ứng Điện tích quark e 2e ± ; ± 3 c Các baraiơn: Tổ hợp quark tạo nên baraiơn II MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI Hệ Mặt Trời: Gồm mặt trời hành tinh lớn, tiểu hành tinh, chổi Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh Để đo đơn vị hành tinh người ta dùng đơn vị thiên văn: đvtv=150 triệu km Các hành tinh quay quanh mặt trời theo chiều thuận phẳng, Mặt Trời hành tinh tự quay quanh quay theo chiều thuận trừ Kim tinh Mặt Trời: a Cấu trúc Mặt Trời: Gồm quang cầu khí Quang cầu: Khối khí hình cầu nóng sáng, nhìn từ Trái Đất có bán kính góc 16 phút, bán kính khối cầu khoảng 7.105 Km , khối lượng riêng trung bình vật chất quang cầu 1400kg/m , nhiệt độ hiệu dụng 6000 K Khí quyển: Bao quanh Mặt Trời có khí Mặt Trời: Chủ yếu Hiđrơ, Heli Khí chia hai lớp có tính chất vật lí khác nhau: Sắc cầu nhật hoa Sắc cầu lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày 10000km có nhiệt độ khoảng 4500 K Phía sắc cầu nhật hoa: Các phân tử vật chất tồn trạng thái ion hóa mạnh (trạng thái plasma), nhiệt độ khoảng triệu độ Nhật hoa có hình dạng thay đổi theo thời gian b Năng lượng Mặt Trời: Năng lượng Mặt Trời trì nhờ lòng diễn phản ứng nhiệt hạch Hằng số Mặt Trời H = 1360W/m lượng lượng xạ Mặt trời truyền vng góc tới đơn vị diện tích cách đơn vị thiên văn đơn vị thời gian P H= Cơng suất xạ lượng Mặt Trời P = 3,9.1026 W 4π × (150.109 ) c Sự hoạt động Mặt Trời: Quang cầu sáng khơng đều, có cấu tạo dạng hạt, gồm hạt sáng biến đổi tối đối lưu mà tạo thành: vết đen, bùng sáng, tai lửa: Vết đen có màu sẫm tối, nhiệt độ vào khoảng 4000K Bùng sáng thường xuất có vết đen, bùng sáng phóng tia X dòng hạt tích điện gọi gió Mặt Trời Tai lửa lưỡi phun lửa cao sắc cầu Năm Mặt Trời có nhiều vết đen xuất gọi Năm Mặt Trời hoạt động Chu kì hoạt động Mặt Trời có trị số trung bình 11 năm Sự hoạt động Mặt Trời có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất Tia X dòng hạt tích điện từ bùng sáng truyền đến Trái Đất gây nhiều tác động: * Làm nhiễu thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến ngắn * Làm cho từ trường Trái Đất biến thiên, gây bão từ: bão từ xuất sau khoảng 20 kể từ bùng sáng xuất sắc cầu * Sự hoạt động Mặt Trời có ảnh hưởng đến trạng thái thời tiết Trái Đất, đến q trình phát triển sinh vật, … Trái Đất: a Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình cầu, bán kính xích đạo 6378km , bán kính hai cực 6357km , khối lượng riêng trung bình 5520kg/m Lõi Trái Đất: bán kính 3000km ; chủ yếu sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000 - 40000 C Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km ; chủ yếu granit; khối lượng riêng 3300kg/m TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 39 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 40 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG Trang 40 ĐT: 0908.346.838 b Từ trường Trái Đất: Trục từ nam châm nghiêng so với trục địa cực góc 110 thay đổi theo thời gian c Mặt Trăng – vệ tinh Trái Đất: Mặt Trăng cách Trái Đất 384000km ; có bán kính 1738km ; có khối lượng 7,35.1022 kg ; gia tốc trọng trường 1,63m/s2 ; quay quanh Trái Đất với chu kì 27,32 ngày; Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với chu kì chu kì quay Trái Đất quanh trục; quay chiều với chiều quay quanh trái Đất, nên Mặt Trăng ln hướng nửa định vào Trái Đất; nhiệt độ lúc trưa 1000 C , lúc nửa đêm −150 C Mặt Trăng có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất thủy triều, … Các hành tinh khác Sao chổi: a Các đặc trưng hành tinh Thiên thể Khoảng Bán Khối cách đến kính lượng Mặt Trời (km) (so với (đvtv) Trái Đất) Thủy tinh 0,39 2440 0,052 Khối lượng riêng (103kg /m3) 5,4 Chu kì tự quay Chu kì chuyển động quanh Mặt Trời 59 ngày 87,9 ngày Số vệ tinh biết Kim tinh Trái Đất 0,72 6056 6375 0,82 5,3 5,5 243 ngày 23g56ph Hỏa tinh 1,52 3395 0,11 3,9 24g37ph 224,7 ngày 365,25 ngày (1 năm) 1,88 năm Mộc tinh 5,2 71,490 318 1,3 9g50ph 11,86 năm 63 Thổ tinh 9,54 60,270 95 0,7 14g14ph 29,46 năm 34 Thiên Vương 19,19 25,760 15 1,2 17g14ph 84,00 năm 27 tinh Hải Vương 30,07 25,270 17 1,7 16g11ph 164,80 năm 13 tinh b Sao Chổi: Sao chổi chuyển động quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elíp; có kích thước khối lượng nhỏ Được cấu tạo từ chất dễ bốc tinh thể băng, amoniac, mêtan, …Vì Sao Chổi nhẹ nên bò áp suất nóng mặt trời xa nên đuôi hướng xa mặt trời Ngồi có chổi thuộc thiên thể bền vững III CÁC SAO - THIÊN HÀ Các sao: a Định nghĩa: Sao khối khí nóng sáng giống Mặt Trời Các xa, biết ngơi gần cách đến hàng chục tỉ kilơmet; ngơi xa cách xa đến 14 tỉ năm ánh sáng ( năm ánh sáng = 9,46.1012 Km ) b Độ sáng sao: Độ sáng mà ta nhìn thấy ngơi thực chất độ rọi sáng lên mắt ta, phụ thuộc vào khoảng cách độ sáng thực Độ sáng thực lại phụ thuộc vào cơng suất xạ Độ sáng khác Chẳng hạn Sao Thiên Lang có cơng suất xạ lớn Mặt Trời 25 lần; sáng có cơng suất xạ nhỏ Mặt Trời hàng vạn lần c Các loại đặc biệt: Đa số tồn trạng thái ổn định; có kích thước, nhiệt độ, … khơng đổi thời gian dài Ngồi ra; người ta phát thấy có số đặc biệt biến quang, mới, nơtron, … Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại: • Sao biến quang che khuất hệ đơi (gồm vệ tinh), độ sáng tổng hợp mà ta thu biến thiên có chu kì TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 40 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 41 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ĐT: 0908.346.838 Trang 41 Sao biến quang nén dãn có độ sáng thay đổi thực theo chu kì xác định • Sao có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần sau từ từ giảm Lí thuyết cho pha đột biến q trình biến hóa hệ Punxa, nơtron ngồi xạ lượng có phần xạ lượng thành xung sóng vơ tuyến • Sao nơtron cấu tạo bỡi hạt nơtron với mật độ lớn 1014 g/cm Punxa (pulsar) lõi nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 vòng/s phát • sóng vơ tuyến Bức xạ thu Trái Đất có dạng xung sáng giống sáng hải đăng mà tàu biển nhận Thiên hà: Các tồn Vũ trụ thành hệ tương đối độc lập với Mỗi hệ thống gồm hàng trăm tỉ gọi thiên hà a Các loại thiên hà: • Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt đĩa, có cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí Thiên hà elip có hình elip, chứa khí có khối lượng trải dải rộng Có loại thiên • hà elip nguồn phát sóng vơ tuyến điện mạnh Thiên hà khơng định hình trơng đám mây (thiên hà Ma gien-lăng) • b Thiên Hà chúng ta: Thiên Hà thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng có • khối lượng khoảng 150 tỉ khối lượng Mặt Trời Nó hệ phẳng giống đĩa dày khoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ ngơi • Hệ Mặt Trời nằm cánh tay xoắn rìa Thiên Hà, cách trung tâm khoảng 30 nghìn năm ánh sáng Giữa có bụi khí • Phần trung tâm Thiên Hà có dạng hình cầu dẹt gọi vùng lồi trung tâm tạo bỡi già, khí bụi • Ngay trung tâm Thiên Hà có nguồn phát xạ hồng ngoại nguồn phát sóng vơ tuyến điện (tương đương với độ sáng chừng 20 triệu ngơi Mặt Trời phóng luồng gió mạnh) Từ Trái Đất, nhìn hình chiếu thiên Hà vòm trời gọi dải Ngân Hà nằm • theo hướng Đơng Bắc – Tây Nam trời c Nhóm thiên hà Siêu nhóm thiên hà: Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, thiên hà thường cách khoảng mười lần kích thước Thiên Hà Các thiên hà có xu hướng hợp lại với thành nhóm từ vài chục đến vài nghìn thiên hà Thiên Hà thiên hà lân lận thuộc Nhóm thiên hà địa phương, gồm khoảng 20 thành viên, chiếm thể tích khơng gian có đường kính gần triệu năm ánh sáng Nhóm bị chi phối chủ yếu bỡi ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224); Thiên Hà chúng ta; Thiên hà Tam giác, thành viên lại Nhóm thiên hà elip thiên hà khơng định hình tí hon Ở khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộng bầu trời chòm Trinh Nữ Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà Siêu nhóm thiên hà địa phương có tâm nằm Nhóm Trinh Nữ chứa tất nhóm bao quanh nó, có nhóm thiên hà địa phương IV THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG) Định luật Hubble (Hớp-bơn): Tốc độ lùi xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách thiên hà ⎧ v = Hd ; năm ánh sáng = 9,46.1012 Km chúng ta: ⎨ −2 ⎩ H = 1, 7.10 m/(s.năm ánh sáng) Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang): Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ “điểm kì dị” Để tính tuổi bán kính vũ trụ, ta chọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi điểm zêrơ Big Bang) TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 41 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) Header Page 42 of 16 GV TRƯƠNG ĐÌNH HÙNG ĐT: 0908.346.838 Trang 42 Tại thời điểm định luật vật lí biết thuyết tương đối rộng khơng áp dụng Vật lí học đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đốn tượng xảy thời điểm t p = 10−43 s sau Vụ nổ lớn gọi thời điểm Planck Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ 10 −35 m , nhiệt độ 1032 K mật độ 1091 kg/cm Các trị số cực lớn cực nhỏ gọi trị số Planck Từ thời điểm Vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ Vũ trụ giảm dần Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập bỡi hạt có lượng cao electron, notrino quark, lượng 1015 GeV Tại thời điểm t = 10−6 s , chuyển động quark phản quark đủ chậm để lực tương tác mạnh gom chúng lại gắn kết chúng lại thành prơtơn nơtrơn, lượng trung bình hạt vũ trụ lúc 1GeV Tại thời điểm t = phút , hạt nhân Heli tạo thành Trước đó, prơtơn nơtrơn kết hợp với để tạo thành hạt nhân đơteri 12 H Khi đó, xuất hạt nhân đơteri 12 H , triti 13 H , heli 24 He bền Các hạt nhân hiđrơ hêli chiếm 98% khối lượng thiên hà, khối lượng hạt nhân nặng chiếm 2% Ở thiên thể, có khối lượng hêli có khối lượng hiđrơ Điều 4 chứng tỏ, thiên thể, thiên hà có chung nguồn gốc Tại thời điểm t = 300000 năm , loại hạt nhân khác tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác điện từ Các lực điện từ gắn electron với hạt nhân, tạo thành ngun tử H He Tại thời điểm t = 109 năm , ngun tử tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom ngun tử lại, tạo thành thiên hà ngăn cản thiên hà tiếp tục nở Trong thiên hà, lực hấp dẫn nén đám ngun tử lại tạo thành Chỉ có khoảng cách thiên hà tiếp tục tăng lên Tại thời điểm t = 14.109 năm , vũ trụ trạng thái với nhiệt độ trung bình T = 2,7K TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 42 of 16 VIỆT ( NGUYÊN LÀ TTLT ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ) ... rắn ω tốc độ góc lúc sau vật rắn A tổng cơng ngoại lực tác dụng vào vật rắn ΔWđ độ biến thi n động vật rắn Động vật rắn chuyển động song phẳng: TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page of 16... (2k + 1) + λ λ 4 nguyên * Số cực đại giao thoa số cực tiểu bằng: − TRUNG TÂM LUYỆN THI ĐẠI HỌC ĐẠI Footer Page 16 of 16 l λ − l