giao an vl 12

Như vậy, nếu có một phôtôn ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thì số phôtôn sẽ tăng lên theo cấp số nhân Các phôtôn này có cùng năng lượng (ứng với sóng điện[r]

Chương I

DAO ĐỘNG CƠ

Bài 1DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (Tuần 1, tiết 1-2 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa dao động điều hòa

- Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu

Viết được:

- Phương trình dao động điều hịa giải thích đại lượng phương trình - Cơng thức liên hệ tần số góc chu kì tần số

- Công thức vận tốc gia tốc dao động điều hòa

- Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu không - Làm tập tương tự sách giáo khoa

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Chuẩn bị hình vẽ mơ tả dao động hình chiếu P điểm M đường kính P1P2

3. Học sinh

Ơn lại chuyển động tròn

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. DAO ĐỘNG CƠ

1 Thế giao động cơ.

Dao động chuyển động lặp lặp lại quanh vị trí đặc biệt gọi vị trí cân

 Nêu vài ví dụ dao động Thuyền nhấp nhô chỗ neo, dao động dây đàn rung mặt trống

 Yêu cầu học sinh nêu vài ví dụ dao động

 Sự chuyển động chiềc võng ta đu đưa, chuyển động lắc đồng hồ vv

2 Dao động tuần hoàn.

- Nếu sau khoảng thời gian

nhau gọi chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

- Dao động vật dao động

tuần hồn khơng tuần hoàn

- Dao động tuần hoàn đơn giản

dao động điều hòa

 Minh họa chuyển động vật lặp lại vị trí cũ theo hướng cũ

 Yêu cầu học sinh nêu vài ví dụ dao động tuần hồn

 Dao động lắc đồng hồ bò qua ma sát dao động dao động tuần hồn

II PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA.

1 Ví dụ.

- Một chất điểm M chuyển động theo

chiều dương đường trịn tâm O với tốc độ góc  Chọn trục Ox trùng với đường kính đường trịn có gốc tọa độ trùng với tâm

 Học sinh tiếp thu ghi giảng GV

M M0

P x P

O t

 +

P2

2

P P1

0 x>0 0

x<0 x

đường trịn Gọi P hình chiếu M

trên Ox

- Tọa độ P Ox xác định

biểu thức sau:

) cos( 

OM t

x

Đặt OM = A ta có:

) cos( 

A t

x

Trong A, , số.

- Vì hàm cosin hay hàm sin hàm điều hịa nên dao động P dao động điều hòa

 Dẫn phương trình dao động điều hịa P

Trong tam giác POM vuông P ta có; A x OM P O t )  cos( 

Vậy xAcos( t )

 Yêu cầu học sinh hoàn thành câu hỏi C1 SGK

Hình 1.2 (SGK)

Ta có A y A OQ OM M P

t )   sin( 

Suy y Asin( t ) Vì hàm sin hàm điều hòa nên Q dao động điều hòa

2 Định nghĩa

Dao động điều hịa dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian

 Yêu cầu học sinh xem SGK rút định nghĩa DĐĐH

 Phát biểu định nghĩa daođộng điều hịa

3 Phương trình.

Phương trình xAcos( t ) gọi phương trình dao động điều hòa

- x li độ dao động

- A biên độ dao động hay li độ cực đại -  tần số góc (rad/s)

- t thời gian giao động (s) -  pha ban đầu (rad)

- t pha dao động thời điểm t

Với biên độ xác định pha dao động cho ta biết vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t

 Minh họa , diễn giải giải thích đại lượng phương trình dao động điều hòa

 Học sinh tiếp thu ghi giảng GV

4 Chú ý.

- Điểm P dao động điều hịa

coi hình chiếu chuyển động trịn lên đường kinh đoạn thẳng quỹ đạo

- Đối với phuong trình DĐĐH

) cos( 

A t

x ta quy ước chon trục ox làm gốc để tính pha dao động chiều tăng pha

 Minh họa M chuyển động trịn hình chiếu P M ox dao động quanh vị trí O trục ox

 Học sinh tiếp thu ghi giảng GV

III.CHU KÌ, TẦN SỐ, TẦN SỐ GĨC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA.

1 Chu kì tần số.

- Chu kì dao động điều hòa

khoảng thời gian để vật thực dao động tồn phần

Kí hiệu T đv giây (s)

- Tần số dao động điều hòa số dao

động tịan phần giây Kí hiệu f đv Héc (Hz)

 Khi M chuyển động vịng 2 đường trịn hình chiếu P M thực dao động toàn phần

 Yêu cầu học sinh đưa mối liên hệ chu kì tần số

 Mối liên hệ T f

f T 1

2 Tần số góc.

, chu kì tần số có mối liên hệ T



 2 2f

IV.VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

1 Vận tốc.

Vận tốc đạo hàm bậc li độ theo thời gian ) sin( ,      

x A t

v

Vận tốc đại lượng biến thiên điều hòa

- Ở vị trí biên xA v =

- Ở vị trí cân x = vận tốc đạt cực

đại: vmax = A

 Yêu học sinh tại vị trí cân vận tốc đạt cực đại?

 Về độ lớn vận tốc vmax sin( t )=1 suy

2

 

t  hình

chiếu P M nằm gốc tọa độ

2 Gia tốc.

Gia tốc đạo hàm bậc vận tốc theo thời gian ) cos( ,      

v A t

a , Hay

x

a



 

- Tại vị trí cân x = a =

hợp lực F =

- a x trái dấu với

 Nếu vật dao động điều hịa theo phương trình: xAsin( t ) Thì biểu thức vận tốc gia tốc vật

 Vận tốc:

) cos( ,     

x A t

v Gia tốc ) sin( ,      

v A t

a

V ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

Đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian với 0 Nó đường hình

sin DĐĐH dao động hình sin

Ví dụ:

Cho vật dao động điều hịa theo phương trình: )

6 cos(

4   

 t

x cm Xác định:

1) Biên độ, chu kì, tần số pha ban đầu dao động

2) Vận tốc cực đại vật

3) Li độ vật thời điểm t = s

 Yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để giải ví dụ

 Biên độ A = cm,  = 2 rad/s

Chu kì T 1s

2 2       

Tần số Hz

T

f 1 1 Pha ban đầu

6

   rad

Vận tốc cực đại vmax=

 

A2 416 cm/s Li độ vật thời điểm

t=1 s

3 ) cos(

4  

  

x cm

BÀI TẬP (Tuần 2, tiết 3)

I MỤC TIÊU

- Nhận biết tập dạng dao động điều hòa - Khắc sâu kiến thức dao động điều hịa - Các cơng thức dao động điều hòa

Kĩ năng:

- Giải tập dao động điều hòa

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Một số đề tập tự luận trắc nghiệm dao động điều hịa

3. Học sinh

Ơn lại dao động điều hịa cơng thức liên quan

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài 1: Một vật dao động điều hịa có quỹ đạo

là đoạn thẳng dài 12 cm Biên độ dao động là:

A 12 cm B -12 cm C cm D -6 cm Giải: Ta thấy quỹ đạo dao động có chiều dài là: cm A cm A 12  

 Đưa số dạng tập dạng tự luận trắc nghiệm yêu cầu học sinh tìm hiểu đưa phương pháp giải

 Yêu cầu học sinh quỹ đạo dao động liên quan tới biên độ dao động

 Vẽ hình minh họa quỹ đạo dao động vật dao động điều họa

 Từ nêu mối liên hệ quỹ đạo dao động biên độ dao động

Bài 2: Phương trình dao động điều hịa

một vật có dạng )

6 cos(  

 t

x Hãy cho

biết biên độ, pha ban đầu pha thời điểm t dao động

Giải: Biên độ A2cm Pha ban đầu

6

  

Pha dao động thời điểm t là:

6 5t 

 Tìm hiểu phương trình dao động nêu lên đại lượng cần tìm

 Yêu cầu học sinh nêu phương trình dao động điều hòa tổng quát vật dao động điều hịa

 Từ phương trình học sinh nêu u cầu học sinh dựa vào tìm đại lượng cần tìm

 Phương trình ) cos( 

A t

x

Trong đó:

A biên độ dao động

 tần số dao động 

t pha dao động ở

thời điểm t

Câu 3: Trong dao động điều hịa thì: A Li độ, vận tốc gia tốc biến thiên

điều hòa theo thời gian

B Lực kéo lực đàn hồi C Vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian D Gia tốc ln hướng vị trí cân

bằng tỉ lệ với li độ

Câu 4: Pha dao động dùng để xác định:

A Biên độ dao động B Tần số dao động C Trạng thái dao động D Chu kỳ dao động

Câu 5: Một vật dao động điều hòa, câu khẳng định sau đúng?

A Khi vật qua vị trí cân có vận tốc cực đại, gia tốc B Khi vật qua vị trí cân có

vận tốc gia tốc cực đại C Khi vật qua vị trí biên vận tốc cực

đại, gia tốc

D Khi vật qua vị trí biên động

Câu 6: Phương trình dao động vật dao

động điều hịa có dạng )

2 cos( 

A t

x

Gốc thời gian chọn từ lúc nào?

 Yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để làm tập trắc nghiệm

 Mời học sinh đứng dậy nêu câu trả lời giải thích đáp án

A Lúc chất điểm qua vị trí cân

theo chiều dương

B Lúc chất điểm qua vị trí cân theo chiều âm

C Lúc chất điểm có li độ x = +A D Lúc chất điểm có li độ x = -A

Bài 2:CON LẮC LÒ XO (Tuần 2, tiết )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Nhận xét định tính biến thiên động lắc dao động

Viết được:

- Công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hịa - Cơng thức tính chu kì lắc lị xo

- Cơng thức tính động năng, lắc lị xo - Giải thích lắc lò xo dao động điều hòa

- Viết phương trình động lực học lắc lị xo

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Con lắc lị xo dao động theo phương ngang Vật m vật hình chữ V ngược chuyển động đệm khơng khí

3. Học sinh

Ơn lại lực đàn hồi đàn hồi lớp 10

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I CON LẮC LÒ XO

1 Cấu tạo:  Minh họa mơ hình lắc lị xo hình vẽ

Học sinh tiếp thu ghi nhận

P

N



m k F=0

P



N 

V = k

N 

P



F



m

k V

 m

A

-A V x

Con lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể Một đầu cố định đầu gắn vào vật có khối lượng m (đặt nằm ngang treo thẳng đứng) Bỏ qua ma xát hệ với bên

2 Vị trí cân bằng.

- Vị trí cân vật vị trí lị xo khơng biến dạng (con lắc lò xo đặt nằm ngang) Vật đứng yên vị trí ban đầu đứng yên

- Kéo vật khỏi vị trí cân cho lị xo dãn đoạn nhỏ buông tay Ta thấy vật dao động quanh vị trí cân

 Chỉ vị trí cân vật  Minh họa vị trí cân

cho lắc lị xo đặt nằm ngang

 Làm cách ta biết dao động điều hịa hay khơng điều hịa

 Ta xây dựng phương trình li độ dao động vật hàm cosin hay sin thời gian dao động vật DĐĐH

II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC.

1 Chọn trục tọa độ.

- Chọn trục tọa độ 0x song song với

trục lò xo, chiều dương chiều tăng độ dài l lò xo, gốc tọa độ vị trí cân

- Ở li độ x vật chịu tác dụng

lực:

Trọng lực P, phản lực Nvà lực đàn hồi

đh

F

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

2 Áp dụng định luật II Newtơn.

Ta có P+N+Fđh



=ma

Chiếu hệ véc tơ lân trục 0x ta  Fđh ma

ma kx

 x

m k a 

3 Ta đặt

m k



2



- Từ phương trình ta có:x'' 2x - Đây phương trình vi phân mà nghiệm

của có dạng: xAcos( t )

- Vậy dao động lắc lò xo dao

động điều hòa

- Tần số góc chu kì tần số dao động

của lắc đơn là:

m k   ; k m T 2 ;

m k f  

C1Chứng minh

k m

có đơn vị giây

 Yêu cầu học sinh đưa phương trình động lực học định luật II Newtơn

 Yêu cầu học sinh kết luận dao động lắc lò xo

 Yêu cầu học sinh dẫn công thức tính chu kì tần số dao động conlắc lị xo

 u cầu học sinh hồn thành câu hịi C1

 Phương trình động lực học: Fma

 Vì li độ dao động lắc lò xo hàm cosin thời gian nên dao động lắc lò xo dao động điều hịa  Chu kì tần số dao động

là:

k m T 2 ;

m k f  

 Ta có

k m = k a F

Về đơn vị ta có:

k a F = m N s m N = s s2 

4 Lực kéo về.

Lực ln hướng vị trí cân gọi lực kéo Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG.

1 Động lắc lò xo

Động lắc lò xo động vật m Kí hiệu Wđ , đơn vị Jun (J)

2

mv Wđ 

 Yêu cầu học sinh nhắc lại cơng thức tính động vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v

Công thức động là:

2

mv Wđ 

2 Thế lắc lò xo.

Thế lắc lò xo đàn hồi Khi lò xo bị biến dạng hệ gồm lị xo vật nhỏ đàn hồi

Kí hiệu Wt , đơn vị Jun (J)

2

kx Wt 

 Yêu cầu học sinh nhắc lại cơng thức tính đàn hồi lắc lị xo có độ cứng k bị biến dạng l

 Công thức :

2

l k Wt  

3 Cơ lắc lò xo Sự bảo toàn năng.

- Cơ lắc lò xo tổng động lắc

Kí hiệu W , đơn vị Jun (J) 2 2 kx mv

W  

- Ta dễ dàng chứng minh

khi khơng có ma sát củ lắc lị xo bảo tồn cho cơng thức

2

2 A m kA

W   

- Cơ lắc tỉ lệ với bình

phương biên độ

- Cơ lắc bảo toàn

nếu bỏ qua ma sát Câu hỏi C2:

 Hãy chứng minh

năng lắc lò xo bảo toàn

 Yêu cầu học sinh trả lời câu

hỏi C2

 Ta biết:

) cos( 

A t

x

 , sin( )

 

 

 

x A t

v

Thay vào biểu thức ta được: ) ( cos ) ( sin 2 2 2          t kA t A m W

 2

2 A m kA

W   

 Khi vật từ vị trí biên vị trí cân thì: động tăng, giảm Tại vị trí cân động cực đại cịn

Củng cố :

- Ghi nhận tập nhà

- Ghi nhận chuẩn bị

Yêu cầu H/s thực câu 1,2,3, SGK

Yêu cầu thực PHIẾU

HỌC TẬP.Nhận xét

Về nhà: Làm tập

4,5,6SGK trang 13.Làm tập: 2.1 đến 2.7Sách tập

Chuẩn bị : CON LẮC

ĐƠN”

 Thực câu 1,2,3

 Thực theo nhóm

phiếu học tập

Bài 3 :CON LẮC ĐƠN (tuần 3, tiết 5)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Cấu tạo lắc đơn, điều kiện để lắc đơn dao động điều hòa

- Nhận xét định tính biến thiên động lắc dao động - Ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự

Viết được:

- Cơng thức chu kì dao động lắc đơn

- Cơng thức tính động năng, lắc đơn - Xác định lực kéo tác dụng vào lắc đơn

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Chuẩn bị lắc đơn

3. Học sinh

Ôn tập kiến thức phân tích lực

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN.

1 Cấu tạo.

Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m,

treo vào sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể có chiều dài l

2 Vị trí cân lắc đơn.

Vị cân lắc đơn vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng Hay vị trí mà phương dây treo trùng với phương trọng lực

II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC. 1 Chọn trục tọa độ

Chọn trục tọa độ từ trái sang phải có gốc tọa độ vị trí cân O Khi vị trí vật xác định li độ góc  hay li độ cong s = l

2.Dao động lắc đồng hồ dao động trì, đồng hồ lên giây cót, đồng hồ chạy bắng PinKhảo sát lực tác dụng lên vật

- Trong dao đỗng vật chịu ác dụng

bởi lực: Trọng lực P, Lực căng dây T Ta dùng phép phân tích lực, phân tích trọng lực làm thành phần Pn



Pt



- Lực căng dây T



lực thành phần

n

P vng góc với đường nên không làm

thay đổi tốc độ vật

- Hợp lực chúng lực hướng tâm

dữ cho vật chuyển động cung tròn

- Lực thành phần Pt



lực kéo có giá trị đại số sau

) sin(

mg Pt 

Câu hỏi C1

- Nếu li độ góc  nhỏ sin( )  và

l s



)

sin( Khi lực kéo l

s mg

Pt  Theo định luật II Newtơn ta

có

ma

Pt  suy

l s mg ma đặt

l s    ,,   s

s 

Đây phương trình vi phân mà nghiệm có dạng sSOcos( t )

Vậy góc  nhỏ ( 10o

 ) dao động lắc đơn dao động điều hòa

Chu kì dao động điều hịa lắc đơn

g l T 2 Câu hỏi C2

 Yêu cầu học sinh tìm hiểu trả lời câu hỏi C1 SGK

Yêu cầu học sinh kết luận dao động lắc đơn

 Yêu cầu học sinh tìm hiểu trả lời câu hỏi C2 SGK.

 Ta có với  10o 173

)

sin(  , và

rad 174



 nên độ chênh

lệch không đến 1%

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỘNG.

IV Động năng.

Động lắc đơn động vật Kí hiệu Wđ , đơn vị Jun (J)

2

mv Wđ 

V Thế năng.

Thế lắc đơn trọng trường vật Kí hiệu Wt , đơn vị Jun (J) Nếu chọn mốc vị trí cân lắc đơn li độ góc 

) cos (   mgl Wt VI.Cơ năng.

Nếu bỏ qua ma sát lắc đơn tổng động bảo tồn

Trong q trình dao động biến đổi thành ngược lại

Kí hiệu W , đơn vị Jun (J)

) cos (

1 

 

 mv mgl

W Câu hỏi C3

 Yêu cầu học sinh tìm hiểu trả lời câu hỏi C3 SGK.

 Khi vật từ vị trí biên vị trí cân thì: động tăng, giảm Tại vị trí cân động cực đại

Khi vật từ vị trí cân đến vị rí biên động giảm tăng Tại vị trí biên động cực đại

VII ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO.

Dầu mỏ khoáng sản nằm bề mặt Trái Đất gây giá trị bất thường gia tốc rơi tự Vì nhà địa chất thường sử dụng lắc thiết kế cách cẩn thận để đo gia tốc g

Đo chu kỳ T nơi trái đất 2 g T 

  từ tìm phân bố khối lượng khóang vật lịng đất …

 u cầu học sinh đọc SGK nêu lên phương pháp ứng dụng đo chu kì lắc đơn để xác định gia tốc trọng trường nơi

Diễn giảng :Cách đo chu kỳ T

 Nếu đo T g

tính ? Nếu g khác lạ với g vùng lân cận sao?

 Trả lời câu hỏi tự ghi

bài

Ví dụ:

Một lắc đơn có chiều dài 1m, treo vào vật nhỏ có khối lượng m= 100g.Dao động điều hòa với biên độ cm nơi có gia tốc trọng trường g= 10 m/s2.

a Tính chu kì dao động lắc b Vận tốc vật qua vị trí cân c Cơ lắc

 Yêu cầu học sinh vận dụng kiến hành tinhức học để giải ví dụ

 Chu kì lắc

s g l T 10

2  

  

Vận tốc vật qua vị trí cân

s m T

A

vmax  2 0.020.06 / Cơ lắc động cực đại

2 max

2

= 0.018J

Củng cố:Hướng dẫn cách giải tính vận tốc vị trí dây treo tạo với phương thẳng đứng góc

Tại vị trí dây treo tạo phương thẳng đứng góc  áp dụng định luật bảo tòan VTCB vị trí biên có li độ góc

max   :

2

0

1 (1 cos ) (1 cos )

2mv mg   mg  

v

 

Tại VTCB   0 cos 1nên:

v =……

Yêu cầu H/s thực câu hỏi 1,2,3,4,5SGKtrang 17

Thực Phiếu học tập

Hướng dẫn nhà : Bài tập 6,7trang17SGK

 Làm

tập:3.5;3.6;3.7;3.8;3.9 sách tập

 Thực trả lời câu hỏi

 Thảo luận nhóm thực phiếu học tập

 Ghi nhận hướng dẫn

BÀI TẬP (Tuần 3, tiết 6)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Nhận biết tập lắc đơn - Khắc sâu kiến thức lắc đơn - Các công thức lắc đơn

Kĩ năng:

- Giải tập lắc đơn

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Một số đề tập tự luận trắc nghiệm lắc đơn

3. Học sinh

Ôn lại lắc đơn công thức liên quan

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài tập: 1, 2, 3, 4, Trang 17 SGK  Nhắc học sinh vận dụng

những lí thuyết thầy dạy giải tập

 Tự làm thảo luận nhóm trả lời tập giáo viên đưa

Bài Trang 17 SGK

Giải

Theo định luật bảo toàn năng:

Động cực đại hay cực đại vật ta có:

) cos ( ) cos ( 2     

mgl mgl

mv

Vậy vận tốc vật vị trí li độ góc  là:

) cos (cos

2   0

 gl

v

Tại vị trí cân li độ góc  0 nên biểu thức vận tốc là:

) cos (

2  0

 gl

v

Bài 7 Một lắc lị xo có 1,0J biên độ dao động điều hoà 0,10m tốc độ cực đại 1,0m/s Tìm:

a) Độ cứng lị xo

b) Khối lượng m vật dao động c) Tần số dao động f

Bài 8 Một lắc đơn gồm cầu

 Hướng dẫn học sinh áp dụng định luật bảo toàn để giải tập

 Lưu ý vị trí cân vị trí li độ góc khơng:

 u cầu học sinh nhắc lại công thức lắc đơn:

- Động - Cơ năng, động cực

đại, cực đại

 Các cơng thức là:

- Động

2

mv Wđ 

- Thế

) cos (   mgl Wt

- Cơ

) cos ( 2   

 mv mgl

W

- Động cực đại

2 max max mv Wđ 

- Thế cực đại

) cos

(

nhỏ, khối lượng m = 50g, treo đầu

sợi dây dại l=1m nơi có có trọng trường g=9,8m/s2 Bỏ qua sức cản khơng khí ma sát điểm treo

a) Tính chu kỳ lắc dao động

nhỏ ( )

b) Kéo lắc lệch góc α=600 thả khơng vận tốc đầu Tính tốc độ cực đại cầu tốc độ lắc qua vị trí có li độ góc =300

Bài 6: Thực hành (Tuần 4, tiết 7,8)

KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

I. MỤC TIÊU

Về lí thuyết

- Nhận biết có hai phương pháp dùng để phát định luật vật lí

- Phương pháp suy diễn toán học: dựa vào thuyết hay định luật biết để suy định luật dùng thí

nghiệm để kiểm tra đắn nó:

- Phương pháp thực nghiệm: Dùng hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số đại

lượng có liên quan nhằm tìm định luật

Biết dùng phương páp thực nghiệm để xác định:

- Chu kì dao động T lắc đơn khơng phụ thuộc vào biên độ biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc

vào khối lượng, phụ thuộc vào chiều dài l gia tốc rơi tự nơi làm thí nghiệm

- Tìm thí nghiệm T a lvới hệ số a2kết hợp với nhận xét tỉ số 2g 2 với g 9.8m/s2 từ nghiệm lại cơng thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn Ứng dụng kết đo a để xác định gia tốc trọng trường g nơi làm thí nghiệm

Về kĩ thực hành

- Lựa chọn độ dài l lắc cahc1 đo để xác định l với sai số nhỏ cho phép - Lựa chọn loại đồng hồ đo thời gian dự tính hợp lí số lần dao động tồn phần cần thực để xác

định chu kì lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%

- Kĩ thu thập sử lí kết thí nghiệm: Lập bảng ghi kết đo kèm sai số Xử lí số liệu cách lập

tỉ số cần thiết cách vẽ đồ thị để xác định giá trị  , từ suy cơng thức thực nghiệm chu kì dao động lắc đơn Kiểm chứng công thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn vận dụng tính gia tốc g nơi làm thí nghiệm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nhắc học sinh chuẩn bị theo nội dung phần báo cáo thực hành SGK - Chọn ba cân có móc kéo nặng 50

- Chọn đồng hồ bấm giây có số có độ chia nhỏ 0.01s cộng thêm sai số chủ quan người đo 0.2s

thì sai số phép đo t 0.01s0.2s0.21s Thí nghiệm với lắc có chu kì T 1.0snếu đo thời gian

của n10dao động t 10s sai số tỉ đối phạm phải

10 21

 

  

T T t

t

% Thí nghiệm cho s

T 0.02 100

2 1  

 Kết đủ xác chấp nhận Trong trường hợp dùng đồng hồ đo thời

Học sinh

Trước ngày làm thực hành cần :

- Đọc kĩ thực hành để định rõ mục đích quy trình thực hành - Trả lời câu hỏi cuối để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị tờ giấy kẻ o milimét để vẽ đồ thị lập sẵn bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo

thực hành SGK

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I MỤC ĐÍCH THỰC HÀNH

Mục đích dùng phương pháp thực nghiệm để tìm định luật chu kì dao động lắc đơn, đồng thời để kiểm chứng lí thuyết học SGK

 Kiểm tra phần chuẩn bị học sinh



II CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1 Cấu tạo lắc đơn (xem lắc đơn) Chiều dài co lắc đơn đo từ điểm treo vật tới hết vật treo

 Dẫn dắt học sinh trả lời bốn câu hỏi lí thuyết báo

 HS trả lời câu hỏi SGK

2. Sự phụ thuộc củ chu kì dao động T vào biên độ dao động nhỏ.

Từ định luật F Pmgvà F ma suy

công thức tính ma

l mgs mg

P sin  

Đặt

l g



2

 Qua thấy cần chọn biên độ

 nhỏ để coi sin  từ thể suy s Asin( t )là phương trình dao động điều hịa với chu kì

 

2



T = số

 

Bài 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN (Tuần 5, tiết 9)

DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

I. MỤC TIÊU

- Những đặc điểm dao động tắt dần, dao động trì, dao động cưỡng bức, cộng hưởng - Điều kiện để tượng cộng hưởng xảy

- Một vài ví dụ tầm quan trọng tượng cộng hưởng - Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần

Viết được:

- Vẽ giải thích đường cong cộng hưởng

- Vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thích số tượng vật lí liên quan để giải tập tương

tự

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Chuẩn bị thêm số ví dụ dao động cưỡng tượng cộng hưởng có lợi, có hại

3. Học sinh

Ơn tập lắc 2

1

A m W  

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I DAO ĐỘNG TẮT DẦN.

1 Thế dao động tắt dần.

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi dao động tắt dần

 Đưa mơ hình lắc lị xo cho dao động khơng khí để minh họa tắt dần dao động

 Học sinh quan sát tiếp thu ghi nhận

3 Giải thích.

Khi lắc dao động chịu lực cản khơng khí Lực cản loại lực ma sát làm tiêu hao lắc, chuyển hóa dần thành nhiệt Cơ tỉ lệ với biên độ dao động nên giảm dần biên độ giảm dần cuối lắc dừng lại

 Yêu cầu học sinh nói lên mối liên hệ biên độ dao động

Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

2 2

A m W  

4 Ứng dụng.

Các thiết bị đóng cửa tự động, phận giảm sóc xe gắn máy ứng dụng tắt dần dao động

 Yêu cầu học sinh nêu vài ví dụ ứng dụng tắt dần dao động

 Như tàu sân bay, cách âm ứng dụng tắt dần dao động

II DAO ĐỘNG DUY TRÌ. 1 Định nghĩa:

 Đặt vấn đề làm cách để làm cho dao động lắc không tắt dần

 Người ta dùng thiết bị cung cấp lượng cho hệ dao động

 Học sinh tiếp thu định nghĩa

x

Muốn giữ cho biên độ dao động lắc không đổi mà khơng làm thay đổi chu kì, người ta dùng thiết bị để cung cấp lượng cho sau chu kì phần lượng bị tiêu hao ma sát.Dao động thực theo cách gọi dao động trì

II Ví dụ dao động trì.

Dao động lắc đồng hồ dao động trì, đồng hồ lên giây cót, đồng hồ chạy bắng Pin

 Yêu cầu học sinh nêu vài ví dụ dao động trì

Dao động lắc đồng hồ dao động trì, đồng hồ lên giây cót, đồng hồ chạy bắng Pin.vv

III.DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC 1 Thế dao động cưỡng bức.

Cách đơn giản làm cho hệ dao động không tắt tác dụng vào lực cưỡng tuần hồn Lực cung cấp lượng cho hệ bù lại phần lượng bị tiêu hao ma sát Khi dao động hệ gọi dao động cưỡng

 Diễn giải minh họa định nghĩa dao động cưỡng

Học sinh tiếp thu ghi nhận

2 Ví dụ

Khung xe khách dao động lực tác dụng lực cưỡng tuần hồn gây chuyển động bít tơng xi lanh

 Yêu cầu học sinh nêu ví dụ dao động cưỡng

 Sự dao động bệ máy, thân quạt gió lực cưỡng tuần hồn pít tơng chuyển động xi lanh

3 Đặc điểm.

- Dao động cưỡng có biên độ

khơng đổi có tần số tần số lực cưỡng

- Biên độ cùa dao động cưỡng

không phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng mà phụ thuộc độ chênh lệch tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động Khi tần số lực cưỡng gần tần số riêng biên độ dao động lớn

Câu hỏi C1

 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C1 SGK

 Khi lắc D dao động tất lắc khác dao động theo

Con lắc C dao động mạnh Vì lắc C có chiều dài chiều dài lắc D Do hai lắc có tần số dao động gần Nên lắc C dao động với biên độ lớn

IV HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG. 1 Định nghĩa:

Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số f lực cưỡng tiến đến gần tần số riêng fo hệ dao động gọi tượng cộng hưởng Điều kiện f = fo gọi điều kiện cộng hưởng

 Yêu cầu học sinh quan sát hình 4.4 giải thích hình vẽ



2 Giải thích.

Khi tần số lực cưỡng tần số riêng hệ cung cấp lượng nhịp nhàng lúc biên độ dao động hệ tăng lên đạt giá trị cực đại không đổi tốc độ tiêu hao lượng ma sát tốc độ cung cấp lượng cho hệ

Câu hỏi C2 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C2 Vì tần số gây chuyển

động pít tơng xi lanh máy nổ khác xa tần số riêng khung xe Vì tần số lực đẩy tần số riêng cùa đu

3 Tầm quan trọng tượng cộng hưởng.

Những hệ dao động cầu, tịa nhà, bệ máy có tần số riêng vìa phải cẩn thận để hệ không bị tác dụng lực cưỡng tuần hồn có tần số tần số riêng hệ Nếu không xảy cộng hưởng làm cho hệ dao động mạnh dẫn đến đổ gãy

Trong hộp đàn ghi ta, viơlon nhờ có tượng cộng hưởng mà ta nghe âm dây đàn phát

 Mọi cấu trúc học (toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe…) có nhiều tần số riêng Phải cẩn thận không kiến trúc chịu tác dụng lực cưỡng có tần số tần số riêng Nếu khơng, làm cho kiến trúc dao động mạnh, dẫn đến đỗ gãy  Câu chuyện giọng hát opêra cao khỏe làm vỡ cốc uống rượu làm ta nghĩ đến tượng cộng hưởng Thật vậy, sóng âm người phát tác động lên cốc dao động cưỡng Nếu sóng âm có tần số với tần số riêng cốc biên độ dao động thành cóc lớn đến mức vượt giới hạn đàn hồi thuỷ tinh cốc vỡ (hình đầu chương)

Củng cố

- Thế dao động tắt dần - Thế dao động trì - Thế dao động cưỡng - Đặc điểm dao động cưỡng - Hiện tượng cộng hưởng - Điều kiện cộng hưởng

Yêu cầu học sinh xem lại học trả lời câu hỏi ví dụ vừa đưa

Bài 5: TỔNG HỢP HAI DĐĐH (Tuần 5, tiết 10)

CÙNG PHƯƠNG CÙNG, TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIÀN ĐỒ FRE-NEN

I MỤC TIÊU

Về kiến thức:

- Biểu diễn phương trình dao động điều hòa vectơ quay

Kĩ năng:

- Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để phương trình dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Các hình vẽ 5.1, 5.2 sách giáo khoa

3. Học sinh

Ơn lại kiến thức hình chiếu véc tơ xuống hai trục tọa độ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I VÉC TƠ QUAY

Một dao động điều hòa xAcos( t ) biểu diễn véc tơ quay vẽ thời điểm ban đầu Véc tơ quay có đặc điểm sau

- Có gốc gốc tọa độ trục ox

- Có độ dài biên độ dao động

OM=A

- Hợp với trục ox góc pha ban

đầu

Câu hòi C1

Minh họa hình vẽ véc tơ quay đồng thời giải thích đại lượng liên quan

Yêu cầu học sinh làm câu hỏi

C1

 Học sinh ý minh họa giáo viên tìm hiểu cách biểu diễn véc tơ quay

Véc tơ quay biểu diễn cho dao động:

) cos(  

 t

x

600

x

II PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN. 1 Đặt vấn đề.

Gỉa sử ta phải tìm li độ dao động tổng hợp hai DĐĐH phương tần số sau

)

cos(

1

1 A  t 

x

)

cos( 2

2

2 A  t 

x

- Nếu A1 = A2 ta dễ dàng tìm li độ dao động tổng hợp x = x1 + x2

- Nếu A1 # A2 phải dùng phương pháp khác thuận tiện gọi phương pháp giản đồ Fre-nen nhà vật lí Fre-nen đưa

 Dùng cơng thức lượng giác để

tìm li độ dao động tởng hợp

 Yêu cầu học sinh nhà tìm

 Học sinh tiếp thu ghi

nhận

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen.

0 y

x

M

2

M

M

A

1

x

1

y

2

x

2

y

1

 

2



1

A

2

A





0 

M

Ta vẽ hai vectơ quay OM1



M

O  biểu diễn hai li độ )

cos( 1

1

1 A  t 

x

)

cos(

2

2 A  t 

x tại thời điểm ban đầu Sau ta vẽ vectơ OM

là tổng hai vectơ quay Vì hai vectơ OM1



OM2



có vận tốc góc ω nên hình bình hành OM1MM2 khơng biến dạng quay với vận tốc góc ω Vectơ đường chéo OM

vectơ quay với vận tốc góc ω quanh gốc toạ độ O (H.13.2)

Vì tổng hình chiếu hai vectơ

M

O  OM2



lên trục Ox hình chiếu vectơ tổng OM lên trục đó, nên

vectơ quay OM biểu diễn phương trình

dao động điều hòa tổng hợp )

cos( 

A t

x

Vậy, dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số là một dao động điều hòa phương, cùng tần số.

b) Biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp

Độ lớn vectơ tổng OM biên độ

dao động tổng hợp, cịn góc φ mà vectơ OM

hợp với trục Ox pha ban đầu dao động tổng hợp

Biên độ pha ban đầu tính cơng thức sau đây:

) cos(

2 2

2 2

1     

 A A AA

A 2 1 2 1 cos cos sin sin tan      A A A A   

Câ hỏi C2

 Yêu cầu học sinh kết luận

dao động tổng hợp

 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi

C2

 Dao động tổng hợp

hai dao động điều hòa phương, tần số dao động điều hòa phương, tần số.

3 Ảnh hưởng độ lệch pha

Từ công thức ta thấy biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc vào độ lệch pha φφ dao động thành phần

Nếu dao động thành phần pha, tức  2 1 2n biên độ dao động tổng hợp lớn tổng hai biên độ:

2 A A A 

4 Ví dụ

Cho hai dao động điều hòa phương tần số: x1 3cos(5t); )

3 cos(





 t

x

Tìm phương trình dao động tổng hợp

 Yêu cầu học sinh biểu diễn hai dao động hai véc tơ quay

Áp dụng cơng thức hoạc để tìm biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp

 Biểu diển véc tơ quay hai dao động

M2 M



BÀI TẬP ÔN TẬP (Tuần 6, tiết 11)

I MỤC TIÊU

Về kiến thức:

- Nhận biết tập chương I - Khắc sâu kiến thức chương I - Các công thức chương I

Kĩ năng:

- Giải tập có dạng tập rong chương I

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Một số đề tập tự luận trắc nghiệm

3. Học sinh Ôn lại chương I

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài tập

Bài 1: Câu khẳng định a Thời gian dao động toàn phần chu kì

b Tần số riêng vủa lắc lò xo tăng khối lượng vật tăng

c Tần số riêng lắc lò xo tăng độ cứng lò xo tăng

d Động lắc cực đại li độ khơng

e Thế điều hịa lắc lò xo cực đại li độ cực đại

f Tần số lắc số lần lắc qua vị trí cân giây

g Hình chiếu chuyên động trịn lên đường kính dao động điều hòa h Trong lắc thiết có biến đổi qua lại hai dạng lượng động

 Nhắc học sinh vận dụng lí thuyết thầy dạy giải tập

 Mời học sinh trả lời câu hỏi tập giáo viên đưa

 Tự làm thảo luận nhóm trả lời tập giáo viên đưa

Bài 2: Một lắc lò xo nằm ngang, lò xo có độ cứng k 100Nm Vật nặng có khối lượng kg Bỏ qua ma sát Tại t = vật kéo khỏi vị trí cân cho lị xo dãn 10 cm thả khơng vận tốc đầu

a Tính chu kì dao động lắc b Viết phương trình dao động lắc c Tính lắc

Giải

Chu kì dao động là: 



2



T 10( / )

1 100 s rad m k     ) ( 10 s T    



Phương trình dao động vật : )

cos( 

A t

x

Trong 10( / )

1 100 s rad m k     cm A10

 Yêu cầu học sinh đọc kĩ giải tập giáo viên đưa

 Yêu cầu học sinh đưa cơng thức chu lì dao động, từ tìm cách tính chu kì

 u cầu học sinh nêu phuong trình dao động điều hịa tổng qt vật

 Học sinh tìm hiểu tập tìm phuong pháp đưa

 Chu kì dao động lắc là:

 

2



T

 Phương trình dao động điều hòa vật là:

) cos( 

A t

Khi t 0thì xAta suy cos 1 0

Vậy phương trình dao động vật cm t

x )

2 cos(

10   

Cơ vật

J kA

w 100*0.1 0.5

1

1 2

 

 cơng thức tính vật u cầu học sinh nêu lên năng dao động vật làCông thức tính

2

kA w

Bài 7:SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

(Tuần 6, tiết 12, Tuần 7, tiết 13)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa sóng

- Định nghĩa khái niệm liên quan sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, chu kì, tần số, bước

sóng, pha

- Các đặc trưng sóng biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng lượng sóng

Viết được:

- Phương trình sóng

- Giải tập sóng

- Tự làm thí nghiệm truyền sóng sợi dây

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên

Các thí nghiệm mơ tả SGK sóng ngang, sóng dọc truyền sóng ( 7.1 , 7.2 ,7.3 SGK)

3. Học sinh

Ôn lại dao động điều hòa

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh III SÓNG CƠ

2 Thí nghiệm.

- Một cần rung tạo thép mỏng,

đầu chặt đầu gắn mũi nhọn S cho tiếp xúc với mặt nước

- Khi cho cần rung dao động, mũi S vừa chạm vào

mặt nước O Các phần tử nước O dao động khoảng thời gian sau mẩu nút chai dao động Vậy dao động truyền từ O đến M Ta nói có sóng mặt nước O nguồn sóng

- Câu hỏi C1

 Đi tắm biển chẳng ngạc nhiên trước sóng bạc đầu, từ ngồi khơi chạy xơ vào bờ Làn sóng điện phát từ đài phát thanh, truyền hình, ngày đem tới tin tức nóng hổi lời nói lẫn hình ảnh.Vậy, sóng gì? 

Biểu diễn cho học sinh xem thí nghiệm tạo sóng nước

 Yêu cầu học sinh nêu vài ví dụ sóng đời sống ngày

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1

 Học sinh quan sát , ghi nhận

 Sóng sơng nước, sóng biển, sóng âm sóng

 Tại O ta thấy xuất đường trón đống tâm lan rộng xa Mẩu nút chai không bị đẩy xa

2. Định nghĩa.

Sóng dao động lan truỵền mơi trường

 Giải thích khác Môi trường Chân không cho học sinh biết rõ

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

3 Sóng ngang.

- Sóng phần tử môi trường dao

động theo phương vuông góc với phương truyền sóng

 Mơ tả phương dao động phần tử vng góc với phương truyền sóng sóng ngang

 Yêu cầu học sinh lấy ví dụ sóng ngang

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

gọi sóng ngang

- Ví dụ sóng mặt nước sóng ngang

- Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang

ttruyền chất rắn

4 Sóng dọc.

- Sóng phần tử mơi trường dao động

theo phương trùng với phương truyền sóng gọi sóng dọc

- Sóng dọc truyền chất khí, chất lỏng

chất rắn

Chú ý: Sóng khơng truyền chân khơng

 Mô tả phương dao động phần tử vuông góc với phương truyền sóng sóng dọc

 u cầu học sinh lấy ví dụ sóng ngang

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SĨNG HÌNH SIN. 1 Sự truyền sóng hình sin.

- Dùng sợi dây mềm dài căng ngang, đầu P cố

định, đầu A cho dao động điều hoàtheo phương thẳng đứng Trên dây xuất sóng hình sin lan truyền đầu P

- Sau khoảng thời gian T dao động truyền từ A

đến P AP  v.T Và P1 dao động hoàn toàn giống

P

 Biểu diễn thí nghiệm ảo máy tính tạo sóng dây mềm

 Yêu cầu học sinh quan sát hình vẽ SGK chi tiết lan truyền sóng hình sin chu kì

 Học sinh quan sát mơ hình tạo sóng dây giáo viên

2 Các đặc trưng sóng hình sin

- Biên độ: Biên độ A sóng biên độ

phần tử cdủa mơi trường có sóng truyền qua

- Chu kì (hoặc tần số): Chu kì sóng chu kì

dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua T 1f .

- Tốc độ truyền sóng v : tốc độ lan truyền dao

động môi trường Đối với mơi trường tốc độ truyền sóng v có giá trị khơng đổi

- Bước sóng  quãng đường mà sóng truyền

được chu kì Hai phần tử cách bước sóng dao động pha với

f v T v  



- Năng lượng sóng: Là lượng dao động phần tử có sóng truyền qua

 Yêu cầu học sinh xem đặc trưng sóng hình sin

 Chỉ hình vẽ khoảng cách bước sóng phương truyền sóng

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

- Xét sóng hình sin lan truyền mơi

trường theo trục ox Sóng phát từ nguồn O Chọn gốc thời gian cho phương trình nguồn là:

t A uo  cos

- Sau khoảng thời gian t dao động O

truyền từ O đến M cách O khoảng x Gỉa sử trình truyền sóng khơng làm thay đổi biên độ sóng

- Phương trình sóng M là:

) (

2 cos )

( cos

 

 x

T t A

v x t A

uM    

Đây phương trình sóng hình sin truyền theo trục ox Nó cho ta biết li độ u phần tử có toạ độ x váo thời điểm

Câu hỏi C3

 Dẫn phuong trình li độ sóng điểm cách nguồn khoảng x

 Học sinh tiếp htu ghi nhận

Bài 8:GIAO THOA SÓNG (Tuần 7, tiết 14 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện giao thoa hai sóng

Viết được:

- Viết công thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa

- Vận dụng công thức (8.2), (8.3) SGK để giải toán đơn giản tượng giao thoa

II CHUẨN BỊ 2. Giáo viên Thí nghiệm 8.1 SGK

3. Học sinh

Ôn lại phần tổng hợp dao động

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI

SÓNG MẶT NƯỚC. 1 Thí nghiệm.

- Ta làm lại thí nghiệm 1.7, thay

mũi nhọn đầu cần rung cặp mũi nhọn S1S2 cách vài centimet

- Gõ nhẹ cần rung cho dao động, ta thấy

trên mặt nước xuất loạt gợn sóng ồn định có hình đường hyperbol có tiêu điểm S1S2

 Biểu diễn thí nghiệm tạo hai nguồn sóng mặt nước

 Yêu cầu học sinh nhận xét hình ảnh sóng sau vài phút

 Học sinh quan sát thí nghiệm

 Xuất hai sóng mặt nước đan chộn vào

2 Giải thích.

Ở miền hai sóng gặp có điểm đứng yên, hai song gặp triệt tiêu Có điểm dao động mạnh, hai sóng gặp tăng cường lẫn

Những điểm tạo thành đường hyperbol

Vậy: Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn định gọi tượng giao thoa hai sóng Các gợn sóng có hình đường hypebol gọi vân giao thoa

Câu hỏi C1

 Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa tượng giao thoa hai sóng kết hợp

 Yêu cầu học sinh trả lời câu

 Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn định gọi tượng giao thoa hai sóng Các gợn sóng có hình đường hypebol gọi vân giao thoa

hỏi C1 nét liền biểu diễn chỗ

hai sóng gặp tăng cường lẫn Nét đứt biểu diễn chỗ hai sóng gặp triệt tiêu lẫn

II CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU

1 Dao động điểm vùng dao thoa.

Gọi M điểm vùng giao thoa, M cách S1, S2 d1=S1M, d2=S2M Chọn gốc thời gian cho phương trình dao động hai nguồn là:

T t A

u

uS1  S2  cos2

Gỉa sử biên độ sóng truyền tới M biên độ nguồn

- Sóng truyền từ S1 đến M làm cho phần tử M dao động theo phương trình là:

) ( cos 1   d T t A

u M  

- Sóng truyền từ S2 đến M làm cho phần tử M dao động theo phương trình là:

) ( cos 2   d T t A

u M  

- Dao động M tổng hai dao động

cùng phương tần số nói

        

 cos2 ( 1) cos2 ( 2)

    d T t d T t A uM ) ( cos ) ( cos

2 1

2

 



 d d

T t d

d A

u M    

Vậy dao động M dao động điều hịa chu kì ( hay tần số) với hai nguồn có biên độ dao động là:



( )

cos

2A d2 d1

AM  

 Diễn giải dẫn phương trình dao động M hai nguồn truyền tới

 Yêu cầu học sinh nêu biên độ dao động M

 Nhận xét biên độ dao động M

Học sinh tiếp thu ghi nhận

Biên độ dao động M



( )

cos

2A d2 d1 AM

 

Biên độ M phụ thuộc vào hiệu đường d1-d2 Chúng tăng cường triệt tiêu

2 Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa

- Vị trí cực đại giao thoa

Những điểm cực đại giao thoa nhũng điểm dao động với biên độ cực đại Đó điểm ứng với

1 ) (

cos

2 2 



 d d

A  cos ( 1) 1

  



Hay 



 d d k

  ) (

tức d2  d1 k k 0,1,2,

Những điểm dao động với biên độ cực đại điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nguyên lần bước sóng

- Vị trí cực tiểu giao thoa

Những điểm cực tiểu giao thoa điểm đứng yên Đó điểm ứng với

0 ) (

cos

2  



 d d

A  cos ( 1)

  

 d d

Hay

2 )

( 2 1 

 



  

k d d

tức )

2 (  d  k

d k 0,1,2,

Những điểm dao động với biên độ cực đại điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nửa nguyên lần bước sóng

III.ĐIỀU KIỆN GIAO THOA SÓNG KẾT HỢP.

Để có vân giao thoa ổn định mặt hi nguồn sóng phải:

- Dao động phương, chu kì ( hay

tần số)

- Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian

Hai nguồn gọi hai nguồn kết hợp, hai sóng hai nguồn kết hợp tạo gọi hai sóng kết hợp

Câu hỏi C2

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2

Q

Bài 9: SÓNG DỪNG (Tuần 8, tiết 15 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Mô tả tượng sóng dừng sợi dây nêu điều kiện để có sóng dừng - Giải thích tượng sóng dừng, tập đơn giản sóng dừng

- Nêu lên điều kiện có sóng dừng trường hợp dây có hai đầu cố định dây có đầu cố định

đầu tự Viết được:

- Cơng thức xác định vị trí nút bụng sợi dây trường dây có hai đầu cố định dây có

một đầu cố định, đầu tự

- Giải tập đơn giản sóng dừng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Chuẩn bị thí nghiệm hình 9.1, 9.2 SGK Học sinh

Đọc SGK, phần mơ tả thí nghiệm trước nghe giảng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I SỰ PHẢN XẠ CỦA SĨNG

1 Phản xạ sóng vật cản cố định.

Thí nghiệm:

Một sợi dây nhỏ, mềm, dài chừng vài met có đầu P gắn vào tường (H.9.1a) Cầm đầu P, căng mạnh cho dây nằm ngang, giật mạnh đầu lên phía trên, hạ tay chỗ cũ Biến dạng dây, vậy, hướng lên (H.9.1a), truyền từ P đến Q Tới Q, ta thấy xung sóng phản xạ trở lại từ Q P, biến dạng dây hướng xuống (H.9.1b) Vậy li độ điểm dây, sóng phản xạ, trái dấu với li độ sóng tới

Câu hỏi C1

Nếu đầu P dao động điều hịa có sóng hình sin lan truyền từ P đến Q Đó sóng tới

Vậy: Khi phản xạ vật cản cố định sóng phản xạ ln ngược pha với sóng tới điểm phản xạ

 Tiến hành làm thí nghiệm cho học sinh quan sát

 yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1

 Làm thí nghiệm ảo máy tính sóng hình sin dây cho học sinh quan sát

 Học sinh quan sát thí nghiệm giáo viên nhận xét biến dạng dây sau hai lần thí nghiệm

 Dây biến dạng ngược chiều

 Vật cản đầu dây gắn vào tường

1 Phản xạ sóng vật cản tự do

Thí nghiệm: Ta làm thí nghiệm (H.9.1) để sợi dây thõng xuống cách tự nhiên, theo đường thẳng đứng Giật mạnh đầu P sợi dây phản, trở ngay, để tạo biến dạng nhỏ, hướng sang phải (H.18.3) Ta thấy xung sóng truyền tới đầu Q phản xạ trở lại, biến dạng dây hướng sang phải, tức không bị đổi chiều

Vậy: Khi phản xạ vật cản tự do, sóng phản xạ ln pha với sóng tới điểm phản xạ

Học sinh quan sát thí nghiệm giáo viên nhận xét biến dạng dây sau hai lần thí nghiệm

 Dây biến dạng không đổi chiều

P

Q

P Q

P P

II SĨNG DỪNG

Sóng truyền sợi dây trường hợp xuất nút bụng gọi sóng dừng

1 Sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định.

- Vì P Q hai đầu cố định nên P Q

hai nút

- Vị trí nút: Người ta chứng minh

rằng nút nằm cách hai đầu P Q khoảng số nguyên nửa bước sóng Hai nút liên tiếp cách khoảng

2



- Vị trí bụng: Các bụng nằm cách hai đầu

cố định khoảng số lẻ lần

 Hai bụng liên tiếp cách

2



- Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có

hai đầu cố định chiều dài sợi dây phải số nguyên lần bước sóng

2

 k l

 Yêu cầu học sinh nhận xét khoảng cách nút bụng sóng dừng

Quan sát nhận xét: Hai nút liên tiếp hay hai bụng liên tiếp cách nửa bước sóng tức

2



Nút cách bụng liên tiếp phần tư bước sóng tức

4



2. Sóng dừng sợi dây có đầu cố định, đầu tự do.

Đầu P cố định nút, đầu Q tự bụng Khaong3 cách nút liên tiếp

2

 Xen kẽ hai nút bụng Khoảng cách hai bụng liên tiếp

2



Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có đầu cố định đầu tự chiều dài sợi dây phải số lẻ lần

4



4 )

(  

 k

l



BÀI TẬP (Tuần 8, tiết 16)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Hiện tượng sóng dừng sợi dây nêu điều kiện để có sóng dừng - Giải thích tượng sóng dừng, tập đơn giản sóng dừng

- Nêu lên điều kiện có sóng dừng trường hợp dây có hai đầu cố định dây có đầu cố định

đầu tự Viết được:

- Công thức xác định vị trí nút bụng sợi dây trường dây có hai đầu cố định dây có

một đầu cố định, đầu tự

- Giải tập đơn giản sách giáo khoa sách tập khác sóng dừng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Một số tập tự luận trắc nghiệm sóng dừng thiết kế chúng phần mềm Powpoimt Học sinh

Học cơng thức sóng dừng tìm hiểu tập sách giáo khoa sách tập

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. Bài tập.

CÂU HỎI

1 Sóng phản xạ vật cản phẳng coi phát từ điểm nào?

2 Phản xạ có đổi dấu gì? Phản xạ khơng đổi dấu gì?

3 Khi xảy phản xạ có đổi dấu? khơng đổi dấu?

4 Sóng dừng tạo thành nguyên nhân gì? Nút dao động, bụng dao động gì? Chúng liên hệ với bước sóng?

6 Phản xạ có đổi dấu khơng đổi dấu có ảnh hưởng đến vị trí bụng nút? Trong thí nghiệm hình 18.7 cần R rung với tần số 60Hz, dây AP dài 0,4m dây rung với múi

a) Tính vận tốc truyền sóng dây

b) Với tần số trên, để rung với múi, phải thay đổi lực dây nào?

8 Trong thí nghiệm hình 18.8 dây AP có độ dài 1,2m Khi cần R rung với tần số 24Hz, dây hình thành hệ sóng dừng, khoảng AP có điểm dây đứng yên

a) Tính vận tốc truyền sóng dây

b) Để dây có 2,3 nút dao động, phải cho cần Rrung với tần số nào?

Câu 10. Một mũi nhọn S đợc gắn vào đầu thép nằm ngang chạm vào mặt n ớc Khi đầu thép dao động theo ph ơng thẳng đứng với tần số f = 100 (Hz), S tạo mặt n ớc sóng có biên độ a = 0,5 (cm) Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp (cm) Tính vận tốc truyền sóng mặt nớc

A 100 cm/s B 50 cm/s C 100cm/s D 150cm/s

Câu 10 Một nguồn sóng dao động điều hồ theo phơng trình 

  

 

 

2 10 cos t  A

x Kho¶ng

cách hai điểm gần ph ơng truyền sóng mà dao động phần tử

 yêu cầu học sinh tham khảo tập, hướng dẫn học sinh phương pháp giải tập

m«i trêng lƯch pha

2



lµ (m) H·y tÝnh vËn tèc truyÒn sãng

A 150m/s B 120m/s C 100m/s D 200m/s

Câu 11. Một sợi dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f theo phơng vng góc với sợi dây Biên độ dao động (cm), vận tốc truyền sóng (m/s) Xét điểm M dây cách A đoạn 28 (cm), ng ời ta thấy M luôn dao động lệch pha với A góc  = (2k + 1) với k = 0, 1, 2,Tính bớc sóng  Biết tần số f có giá trị khoảng từ 22 (Hz) đến 26 (Hz)

A cm B 12 cm C 14 cm D 16 cm

Bài 10: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM (Tuần 9, tiết 17 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Sóng âm gì, âm nghe được, hạ âm, siêu âm - Ví dụ mơi trường truyền âm khác

- Ba đặc trưng vật lí âm tần số âm, cường độ mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, khái niệm

âm họa âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Làm thí nghiệm 10 SGK Học sinh

Ôn lại định nghĩa đơn vị : Niwtơn mét vng, ốt, ốt mét vng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I.ÂM NGUỒN ÂM.

1. Âm gì:

Sóng âm sóng lan truyền mơi trường khí, lỏng, rắn

 Vào bài: Hằng ngày, hàng trăm âm đủ loại, êm tai chói tai, thường xuyên lọt vào tai Vậy âm gì? Truyền nào? Và ta phân biệt âm khác nhau, dựa đặc điểm gì?

 Học sinh ý lắng nghe

2 Nguồn âm gì

Một vật dao động phát âm gọi nguồn âm

Câu C1

 Nêu số dụng cụ phát âm trống, kèn, sáo nguồn âm

 Yêu cầu học sinh lấy vài ví dụ nguồn âm

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1

 Dụng cụ phát âm đàn ghi ta, đàn ocgran, tiếng gà gáy, chim hót vv

Đàn dây phận phát âm dây đàn

Trong ống sáo cột khí dao động phát âm

Trong âm thoa hai nhành dao động phát âm

3 Âm nghe được, hạ âm, siêu âm

- Những âm có tác dụng làm cho màng nhĩ

trong tai ta dao động, gây cảm giác âm gọi âm nghe

- Âm nghe có tần số nằm khoảng

từ 16 Hz – 20.000 Hz

- Âm co tần số nhỏ 16Hz, có cường

 Yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa trả lời câu hỏi âm nghe được, siêu âm, hạ âm

 Dùng thí nghiệm kiềm chứng âm nghe âm không nghe

độ lớn, tai không nghe thấy, gọi

là hạ âm. Một số loại vật, voi, chim bồ câu lại nghe hạ âm

- Âm có tần số lớn 20 000Hz gọi siêu

âm Người không nghe siêu âm, dơi, chó, cá heo số lồi vật khác lại nghe Siêu âm có số ứng dụng thực tế quan trọng (xem đọc thêm)

-4 Sự truyền âm.

a) Môi trường

truyền âm: Âm truyền chất rắn, lỏng, khí Âm khơng truyền qua chất xốp bơng, len Những chất làm chất cách âm

b) Tốc độ

truyền âm: âm truyền mơi trường rắn nhanh đến mơi trường lịng cuối mơi trường khí

Âm khơng truyền chân khơng

Câu hịi C2, C3

 Yêu cầu học sinh lấy ví dụ kiểm chứng âm truyền môi trường rắn, lỏng khí

 Yêu cầu học sinh đọc bảng thồng kê tốc độ truyền âm 10.1 rút kết luận

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2, C3

Âm ta nghe khơng khí, âm thang ta nghe nước, âm ta nge mặt bàn gõ vào mặt bàn

Mơi trường rắn>lỏng>khí

II NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM.

1 Tần số âm.

Tần số âm đặc trưng vật lí quan trọng âm

Diễn giải cho học sinh biết tần số âm tần số dao động nguồn tạo âm

 Học sinh ý, lắng nghe, tiếp thu ghi nhận

2 Cường độ âm mức cường độ âm.

a) Cường độ âm: Cường độ âm điểm đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vng góc với phương truyền âm đơn vị thời gian Đơn vị W/m2.

b) Mức cường độ âm: để thiết lập thang bậc cường độ âm người ta đưa khái niệm mức cường độ âm Kí hiệu L

Người ta lấy âm có cường độ

12

10

m W Io 

 có tần số f 1000Hzlàm

âm chuẩn chọn làm mức Âm có tần cường độ

10I

I  chọn làm mức 1, âm có cường độ

100I

I  chọn làm mức Vậy ta có 

       O I I

L lg gọi mức cường độ âm đơn vị Ben (B) Ngồi ta cịn tính theo đơn vị đề xi ben dB B

10

1  ; theo ta có:          O I I dB

L( ) 10lg

 Diễn giải cường độ âm Học sinh ý, lắng nghe, tiếp thu ghi nhận

3 Âm họa âm.

- Khi nhạc cụ phát âm có tần số fo phát âm có tần số 2fo, 3fo, 4fo

- Âm có tần số fo gọi âm hay họa âm thứ nhất, âm lại gọi họa âm thứ 2, thứ 3, thứ vv

 Minh họa cho học sinh biết đồ thị dao động âm

 Đồ thị dao động âm minh họa biến thiên li độ dao động âm đồ thị

- Biên độ họa âm lớn, nhỏ không

nhau tùy thuộc vào nhạc cụ Tập hợp họa âm tạo thành phổ nhạc âm

- Tổng hợp đồ thị dao động tất họa

âm ta đồ thị dao động nhạc âm

- Vậy đặc trưng vật lí thứ ba âm đồ thị

dao động âm

Bài 11:ĐẶC SINH LÍ CỦA ÂM (Tuần 9, tiết 18 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Ba đặc trưng sinh lí âm là; Độ cao, độ to âm sắc - Ba đặc trưng vật lí tương ứng với ba đặc trưng sinh lí âm

- Giải thích tượng thực tế liên quan đến đặc trưng sinh lí âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Mang đến vài nhạc cụ sáo ống trúc, đàn để minh họa mối liên quan tính chất sinh lí vật lí Học sinh

Ơn lại đặc trưng vật lí âm

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I.ĐỘ CAO.

Độ cao âm đặc trưng sinh lí cùa âm gắn liền với tần số âm

 Ai biết rằng, giọng nói nam giới trầm giọng nói nữ giới, tiếng sáo vút cao tiếng kèn săcxơ

Tính chất âm mà ta thường đánh giá từ trầm, bổng, gọi độ cao âm

Minh họa khác độ cao âm hai nhạc cụ phát

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

II. ĐỘ TO

Độ to âm khái niệm nói đặc trưng sinh lí âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm

Hình vẽ ba đường ghi âm, thu với âm thoa, ta gõ mạnh dần: gõ mạnh âm to hơn, biên độ dao động âm lớn Biên độ dao động lớn, cường độ âm to Vậy:

Âm nghe to, cường độ âm lớn Độ to âm phụ thuộc vào cường độ âm tần số âm

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

III ÂM SẮC

Âm sắc đặc trưng sinh lí âm giúp ta phân biệt âm nguồn khác phát Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

Dùng thí nghiệm hình vẽ, ta thu đường ghi âm âm thoa (cọ vĩ) sáo kèn sacxo lựa chọn khoảng cách từ chúng đến micro, cho ba đường ghi âm có độ cao (H.20.5) Như vậy, ba âm, tới micro, có tần số cường độ, khác dạng đường ghi âm

Với đôi tai, ta cảm nhận ba âm có độ cao, độ to lại gây ba cảm giác khác cảm thụ âm Ta nói, chúng khác âm sắc

Sự khác âm sắc thể thành dạng khác đường ghi âm

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

BÀI TẬP- ÔN TẬP (Tuần 10, tiết 19 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

Viết được:

- Giải tập chương II tập tương tự

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Một số tập tự luận trắc nghiệm chương II thiết kế chúng phần mềm Powpoimt Học sinh

Học cơng thức sóng dừng tìm hiểu tập sách giáo khoa sách tập

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài tập.

C©u Xét hai nguồn kết hợp với S1 S2 mặt

nc cỏch 16 cm, dao động điều hồ phơng với phơng trình: u = u0 cos10t)cm Cho biết vận tốc

truyền sóng v= 50cm/s Xác định  =?

A 10cm B 15cm C 20cm D 25cm

Câu Một sóng học truyền tr ờng đàn hồi.Phơng trình dao động nguồn có dạng:

) ( cos

4 t cm

x 

    

  TÝnh bíc sãng  Cho biÕt vËn tèc trun sãng v = 40 (cm/s)

A 120 cm B 160cm C 180 cm D 240 cm

Câu Một sóng học truyền tr ờng đàn hồi.Phơng trình dao động nguồn có dạng:

) ( sin

4 t cm

x 

    

  Tính độ lệch pha dao động điểm sau khoảng thời gian 0,5 (s)

A /6 B /12 C /3 D /8

Câu Một sóng học truyền tr ờng đàn hồi.Phơng trình dao động nguồn có dạng:

) ( sin

4 t cm

x 

    

  Tính bớc sóng  Cho biết vận tốc truyền sóng v = 40 (cm/s) Tính độ lệch pha hai điểm cách khoảng 40 (cm) phơng truyền sóng thời điểm

A /12 B /2 C /3 D /6

Câu 5. Chọn phát biểu nói sóng hc:

A.Sóng học lan truyền vËt chÊt kh«ng gian

B Sóng học là lan truyền dao động theo thời gian mơi trờng vật chất C Sóng học lan truyền biên độ dao động theo thời gian môi trờng vật chất D Sóng học lan truyền phần tử vật chất theo thời gian

C©u 6. Chän câu trả lời sai:

A.Súng c hc l nhng dao động truyền theo thời gian không gian

B Sóng học dao động học lan truyền theo thời gian môi trờng vật chất C Phơng trình sóng hàm biến thiên tuần hồn theo thời gian với chu kì T

D.Phơng trình sóng hàm biến thiên tuần hoàn không gian với chu kì

Câu 7: Sóng dừng đợc hình thành bởi: A.Sự giao thoa hai song kết hợp

B Sù giao thoa sóng tới sóng phản xạ truyền theo phơng C Sự tổng hợp không gian hai hay nhiều sóng kÕt hỵp

D.Sù tỉng hỵp cđa hai sãng tíi sóng phản xạ truỳen khác phơng

Cõu 8: chọn phát biểu sai nói sóng dừng: A.Hình ảnh sóng dừng bụng sóng nút sóng c nh khụng gian

B Khoảng cách hai nót sãng ho¹c hai bơng sãng kÕ tiÕp b»ng bíc sãng /2

 yêu cầu học sinh tham khảo tập, hướng dẫn học sinh phương pháp giải tập

C Có thể quan sát đợc tợng sóng dừng

một sợi dây dẻo, có tính n hi

D.Khoảng cách hai nút sóng hai bơng sãng kÕ tiÕp b»ng bíc sãng 

Câu 9: Trong hệ sóng dừng sợi dây mà hai đầu đợc giữ cố định, bớc sóng bằng:

A.Hai lần khoảng cách hai nút sóng hay hai bụng sóng liên tiếp

B Độ dài dây

C Khoảng cách hai nút sóng hay hai bơng sãng liªn tiÕp

D.Một nủa độ dài

KIỂM TRA ( Tuần 10, tiết 20)

CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

(Tuần 11, tiết 21 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa dòng điện xoay chiều

- Ví dụ đồ thị cường độ dịng điện tức thời, đồ thị đại lượng cường độ dòng điện cực

đại, chu kì

- Định nghĩa cường độ dịng điện hiệu dụng điện áp hiệu dụng - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều

Viết đựơc

- Biểu thức cường độ dòng điện tức thời dòng điện xoay chiều - Biểu thức cơng suất tức thời dịng điện xoay chiều qua điện trở

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Mơ hình đơn giản máy phát điện xoay chiều

- Trong điều kiện cho phép sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn hình đồ thị theo thời gian

cường độ dòng điện xoay chiều Học sinh

Ơn lại khái niệm dịng điện khơng đổi, dòng điện biến thiên định luật Jun tính chất hàm điều hồ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. KHÁI NIỆM DỊNG ĐIỆN XOAY

CHIỀU.

Dịng điện xoay chiều dịng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật hàm sin hay cosin, với dạng tổng quát:

Trong chương trình Vật lý 11 nghiên cứu dòng điện chiều không đổi Từ bắt đầu nghiên cứu dòng điện xoay chiều, đặc trưng, tính chất ứng dụng dịng điện

 Yêu cầu học sinh nêu lên khái niệm dịng điện khơng đổi

) cos( 

I t

i O

Trong đại lượng:

i cường độ dòng điện tức thời I0 cường độ dòng điện cực đại

 gọi tần số góc 

t pha i  pha ban đầu i

Câu hỏi C2, C3

Yêu cầu học sinh làm câu hỏi c2, c3

Hướng dẫn học sinh ý câu c: dùng công thức biến đổi lượng giác cos() cos

 Hướng dẫn học sinh làm câu C3 dựa vào hình vẽ

 Dựa vào dạng tổng quát i để xác định đại lượng cần tìm

II. NGUN TẮC TẠO RA DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU.

Khi cuộn dây dẫn hình tròn quay xung quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặc từ trường B có phương vng góc với trục quay, cuộn dây xuất dòng điện xoay chiều Trên hình 12.2, góc vectơ pháp tuyến n mặt phẳng chứa cuộn dây lúc t > 0,  tvới ω vận tốc cuộn dây quay xung quanh trục ∆

Lúc t > 0, từ thông qua cuộn dây cho bởi: )

cos( t NBS   

Với N số vịng dây S diện tích vịng Vì từ thông Φ qua cuộn dây biến thiên theo t nên cuộn dây xuất suất điện động cảm ứng tính theo định luật Pha-ra-đây

) sin( t NBS

dt d

e    

Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R cường độ dịng điện cảm ứng cho

t R

NBS R

e

i  sin



 Học sinh tiếp thu ghi nhận

III GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

1. Nếu iIOcos(t) cường độ tức thời chạy qua R, cơng suất tức thời tiêu thụ R tính theo cơng thức Jun:

) ( cos2

2 RI t

Ri

p  

Công thức chứng tỏ rằng, công suất điện p biến thiên tuần hoàn theo t, có tên

cơng suất tức thời Khi tính tốn điện năng,

một khoảng thời gian đó, khoảng thời gian đó, khoảng thời gian thường bội số nguyên chu kì T

Vì vậy, người ta quy ước tính giá trị trung bình p chu kì, sau điện phải tìm cơng suất trung bình chu kì nhân với số chu kì khoảng thời gian xét Giá trị trung bình p chu kì cho bởi:

) ( cos2 t RI

p 

 

Kết tính tốn cho ta giá trị trung bình cơng suất p chu kì cịn gọi tắt cơng suất trung bình, kí hiệu là:

2 RI p  

Nếu ta đặt

2 2 I

I  cơng thức đưa cơng thức Jun viết cho dịng điện khơng đổi

2 RI   I

I  đại lượng I gọi giá trị hiệu dụng

của cường độ dòng điện xoay chiều

Câu hỏi C4

Vậy : Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều đại lượng có giá trị cường độ dịng điện khơng đổi, cho qua điện trở R cơng suất tiêu thụ R dịng điện khơng đổi cơng suất tiêu thụ trung bình tiêu thụ R dịng điện xoay chiều nói

2. Ngồi cường độ dòng điện, dòng điện xoay chiều có nhiều đại lượng điện từ khác hàm số sin hay côsin thời gian với đại lượng ta có:

Gía trị hiệu dụng = Gía trị cực đại /

Câu hỏi C5

lượng lượng tiêu thụ R

Nếu NBScos(t) là cường độ tức thời chạy qua R, cơng suất tức thời tiêu thụ R tính theo cơng thức Jun:

 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C4

 Sử dụng gía trị hiệu dụng để tính tốn mạch điện xoay chiều thuận tiện đa số cơng thức điện xoay chiều có dạng cơng thức tương ứng dịng điện chiều khơng đổi Do đó, số liệu ghi thiết bị điện giá trị hiệu dụng Ví dụ, bóng đèn có ghi 220V-5A, nghĩa là:

U = hiệu điện hiệu dụng = 220V

I = cường độ hiệu dụng = 5A Các thiết bị đo mạch điện xoay chiều chủ yếu đo gía trị hiệu dụng

 Điện tiêu thụ R

3600 t RI2 P

A 

 Gía trị cực đại điện áp là:

2 220  I

IO

Bài 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

(Tuần 11, tiết 22; Tuần 12, tiết 23 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định luật ôm đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở - Định luật ôm đoạn mạch điện xoay chiều có điện tụ điện - Định luật ơm đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm - Tác dụng tụ điện đoạn mạch điện xoay chiều

Viết đựơc

- Công thức tính dung kháng, cảm kháng

Giáo viên

- Chuẩn bị sẵn thí nghiệm gồm có dao động kí điện tử hai chùm tia, vôl kế amper kế, phần tử

R, L, C để minh hoạ kết tìm lí thuyết, trình bày giảng Học sinh

Ôn lại số công thức tụ điện: qCuvà

dt dq

i suất điện động tự cảm

dt di L e 

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

Thực nghiệm lí thuyết chứng tỏ rằng, cường độ dòng điện xoay chiều đoạn mạch điện có dạng

) cos(

0 t

I

i   .

Thì điện áp xoay chiều hai đầu mạch điện có tần số , nghĩa có dạng

) cos( 

U t

u O

Đại lượng vật lý  gọi hiệu pha

hay độ lệch pha u i

- Nếu φ > u gọi sớm pha so với i;

- Nếu φ < u gọi trễ pha so với i;

- Nếu φ = u gọi pha với i

 Trong ta nghiên cứu dòng điện xoay chiều xuất mạch điện tác dụng nguồn điện (xoay chiều) tạo điện áp xoay chiều hai đầu mạch

 Trong sơ đồ vẽ hình , u i đại lượng đại số Ta quy ước rằng, điện A cao điện B u > 0, cịn u < trường hợp ngược lại Còn chiều dòng điện qua mạch từ A đến B i > i < trường hợp ngược lại

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

I. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ.

Nối hai đầu điện trở R vào điện áp xoay chiều u U 2cos(t) Tuy

dòng điện xoay chiều, thời điểm, dòng điện I chạy theo chiều xác định Vì dịng điện kim loại nên i u tỉ lệ với

) cos(

2 t

R U R u

i  

 Minh hoạ đoạn mạch có điện trở R

 Yêu cầu học sinh nhắc lại định luật ôm cho đoạn mạch có điện trở dòng điện chiều

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

 u điện áp tức thời

U điện áp hiệu dụng

Nếu ta đặt

R U

I  iI 2cos(t)

Câu hỏi C1

1.Cường độ hiệu dụng mạch điện xoay chiều điện trở có giá trị thương số điện áp hiệu dụng điện trở mạch

Phát biểu gọi định luật Ôm mạch điện xoay chiều điện trở

2.Cường độ tức thời mạch pha với hiệu điện tức thời hai đầu mạch

Khác với dịng điện khơng đổi, phần tử mạch điện xoay chiều cịn tụ điện hay cuộn cảm

Câu hỏi C2

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1  Minh hoạ đồ thị biến thiên u I theo thời gian

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2

 Cường độ dòng điện mạch tỉ lệ thuận với điện áp hai đầu đoạn mạch tỉ lệ nghịch với điện trở mạch

R U I 

II. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CĨ TỤ ĐIỆN.

1 Thí nghiệm.

Trên hình a, mạch điện nguồn chiều có mắc xen vào tụ điện C: ampe kế không dịng điện

Trên hình b, mạch điện nguồn xoay chiều có mắc xen vào tụ điện C: ampe kế(1) có dịng điện có cường độ (hiệu dụng )

Ampe kế thuộc loại ampe kế nhiệt độ đo dòng điện chiều dòng điện xoay chiều.)

Kết luận: Dịng điện xoay chiều xuất hiện, tồn mạch có chứa tụ điện

 Minh hoạ thí nghiệm mạch điện xoay chiều có tụ điện



 Yêu cầu học sinh nêu kết luận thí nghiệm

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ điện.

 Minh hoạ thí nghiệm mạch điện có tụ điện

Ta nối tụ điện C vào nguồn điện xoay chiều tạo nên điện áp xoay chiều u hai tụ điện

) cos( t U

u  

Điện tích bên trái tụ điện :

) cos( t CU

Cu

q  

Câu hỏi C3

Và ta có:

dt dq i ) sin( t CU

i  

) cos(

2  

 

 CU t

i Nếu ta đặt

C U I  

) cos(  

I t

i

) cos( t U

u  

Ta viết

C U I  

Nếu ta đặt

C Zc   c Z U I 

Đại lượng

C Zc



1

 gọi dung

kháng mạch (và đo ôm) Hệ thức

c

Z U

I  phát biểu: Cường độ hiệu

dụng mạch tụ điện có gía trị thương số điện áp hiệu dụng hai đầu mạch dung kháng mạch

Phát biểu gọi định lụât Ôm mạch tụ điện

Câu hỏi C4.

So sánh pha dao động u i:

Ta thấy )

2 cos(  

I t

i và

) cos( t U

u  

Ta kết luận:

Trong mạch tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha

2



so với điện áp hai đầu tụ điện Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện phần tử có tác dụng làm cho cường độ dịng điện

 Điện áp thay đổi theo thời gian t Điều chứng tỏ tồn dịng điện mạch Độ biến thiên tích q cho phép ta tính cường độ dòng điện mạch

 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C3  Giả sử thời điểm t, dòng điện chạy theo chiều mũi tên (h24.4) bên trái tích điện dương, nhờ điện tích tụ điện tăng lên Sau khoảng thời gian ∆t, lượng điện tích tụ điện từ giá trị q tăng lên thành q+∆q, nghĩa tăng thêm ∆q Cường độ dòng điện thời điểm t tính tỉ số ∆q ∆t

So sánh

c

Z U

I  với định luật Ôm , ta

thấy ZC đại lượng có vai trị tương tự điện trở R mạch điện trở

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C4

 Minh hoạ đổ thị biểu diễn biến thiên u i theo thời gian

sớm pha

2



so với điện áp tức thời

3 Ý nghĩa dung kháng.

Tương tự điện trở, dung kháng C

Zc 

1

 đại lượng biểu cản trở

dòng điện xoay chiều tụ điện

Nếu C lớn ZC nhỏ dịng xoay chiều bị cản trở Nếu tần số góc lớn ZC nhỏ, dịng xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua mạch có tụ điện dễ dàng dịng điện xoay chiều có tần số thấp

 Yêu cầu học sinh mô tả mối quan hệ tần số dòng điện đại lượng dung kháng tụ điện

 Yêu cầu học sinh tham khảo ví dụ sách giáo khoa

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

1. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN.

1 Hiện tượng tự cảm mạch điện xoay chiều.

Khi có dịng điện cường độ I chạy qua cuộn cảm (cuộn dây dẫn nhiều vòng, ống dây hình trụ thẳng dài, hình xuyến…) từ thông tự cảm cho bởi:

Li





Với L độ tự cảm cuộn dây Trường hợp i dòng điện xoay chiều từ thơng Φ liên tục biến thiên tuần hồn theo t, cuộn cảm liên tục xuất suất điện động tự cảm:

t i L e

  

 Khi thời gian biên thiên

khoảng vơ bé ta dt

di L e 

Câu hỏi C5

 Cuộn cảm cuộn cảm có điện trở khơng đáng kể Khi dịng điện xoay chiều chạy qua xảy tượng tự cảm



2 Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần.

Đặt vào hai đầu cuộn cảm (có độ tự cảm L có điện trở khơng) điện áp xoay chiều, tần số góc ω, giá trị hiệu dụng U

Giả sử cường độ tức thời mạch có:

) cos( t I

i 

Theo kết nêu lên C5, hiệu điện tức thời hai đầu cuộn cảm (r = 0) cho

 Mơ tả mạch điện xoay chiều có cuộn dây cảm

 Dẫn biểu thức cường độ dịng điện điện áp mạch điện có cuộn cảm

 Từ tìm đại lượng cảm kháng

)

sin(

2 t

LI dt

di L

u   

) cos(  

 

 LI t

u

Đặt U LI

suy )

2 cos(  

U t

u

L U I





Đặt ZL Lsuy

L

Z U I  .

Dễ dàng chứng minh được: ZL L Có thứ nguyên điện trở, gọi cảm kháng mạch Và phát biểu:

Trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị thương số hiệu điện hiệu dụng cảm kháng mạch

Phát biểu gọi định luật Ôm đoạn mạch có cuộn cảm

Câu hỏi C6

Ta có hai biểu thức: ) cos(  

U t

u i I 2cos(t)

Ta thấy u sớm pha i góc

 Kết luận Trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm điện áp biên thiên điều hoà sớm pha dịng điện góc

2



 Yêu cầu học sinh phát biểu định luật ôm trường hợp mạch điện có cuộn cảm

 Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C6  Biểu diễn đồ thị điện áp cường độ dòng điện tức thời đồ thị

 Trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị thương số hiệu điện hiệu dụng cảm kháng mạch



3 Ý nghĩa cảm kháng

Có vai trị tương tự điện trở R, cảm kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm Ta thấy L lớn ω lớn ZL lớn Vậy cuộn cảm có L lớn cản trở nhiều dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều cao tần

Chú ý rằng, chế tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều R L khác hẳn Trong điện trở làm yếu dịng điện hiệu ứng Jun, cuộn cảm làm yếu dòng điện định luật Len-xơ cảm ứng điện từ

 Nêu ý nghĩa cảm kháng

 Hướng dẫn học sinh giải ví dụ sách giáo khoa

 Giải ví dụ sách giáo khoa

BÀI TẬP(Tuần 12, tiết 24)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

Viết đựơc

- Các dạng tập viết biểu thức cường độ dòng điện điện áp xoay chiềuchỉ có R, L, C

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số tập tự luận trắc nghiệm 13

2 Học sinh

Làm trước tập sách giáo khoa 13

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. Bài tập

1. Phát biểu định luật Ôm dịng điện xoay chiều mạch có;

a) tụ điện b) cuộn cảm So sánh tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều thể mạch:

a) ZC b) ZL

3 Hiệu điện hai đầu tụ điện:

v t

u 100 2cos(100 ) biết cường độ dòng điện

hiệu dụng qua mạch A

a) Xác định C b) Viết biểu thức i Điện áp hai đầu cuộn cảm thuần: u100 2cos(100t)v Cường độ hiệu

dụng mạch I = 5A

a) Xác định L b) Viết biểu thức i Chứng minh hai cuộn cảm L1 L2 mắc nối tiếp mạch điện xoay chiều có cảm kháng cho

ZL= (L1+L2)ω

6 Tương tự tụ C1 C2 nối tiếp: C

ZC 

1

 với

2

1 1

C C C  

 Yêu cầu học sinh tham khảo tập, hướng dẫn học sinh phương pháp giải tập

 Tìm hiểu tập giải tập giáo viên đưa

Bài 14: MẠCH ĐIỆN CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

(Tuần 13, tiết 25 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Những tình chất chung mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp - Những điểm phương pháp giản đồ Frênen

- Đặc điểm đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện

Viết đựơc

- Cơng thức tính tổng trở

- Cơng thức tính độ lệch pha dịng điện điện áp mạch có R, L, C mắc nối tiếp

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị sẵn thí nghiệm gồm có dao động kí điện tử hai chùm tia, vơl kế amper kế, phần tử

R, L, C

2 Học sinh

Ôn lại phép cộng vectơ, phương pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao động điều hoà phương tần số

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ

FRE-NEN.

1 Định luật điện áp tức thời.

Tại thời điểm xác định, dòng điện mạch xoay chiều chạy theo chiều đó, nghĩa thời điểm ấy, dịng điện chiều Vì ta áp dụng qui luật tổng quát sau dòng điện chiều cho giá trị tức thời dòng điện xoay chiều Cụ thể là:

a) Hiệu điện tức thời hai đầu mạch điện xoay chiều gồm nhiều mạch mắc nối tiếp tổng đại số hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch

b) Cường độ dòng điện tức thời vào mạch điện xoay chiều gồm nhiều nhánh mắc song song tổng đại số cường độ dòng điện tức thời chạy qua nhánh

 Trong 14 để nghiên cứu mạch điện xoay chiều sơ cấp gồm loại phần tử (điện trở, tụ điện hay cuộn cảm) Trong ta nghiên cứu mạch điện xoay chiều tạo loại phần tử khác loại ghép nối lại với

 Yêu cầu học sinh nhắc lại điện áp đoạn mạch điện chiều

 Nêu định luật điện áp đoạn mạch điện xoay chiều

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

 Điện áp toàn mạch tổng điện áp mạch thành phần

2. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Theo quy tắc nêu trên, giải mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) hiệu điện tức thời cường độ dòng điện tức thời: chúng đại lượng xoay chiều hình sin tần số

Ta biểu diễn u i loại đoạn mạch 13 tương ứng theo bảng sau Phép cộng đại số đại lượng xoay chiều hình sin thay phép tổng hợp véctơ quay tương ứng

Các thông tin giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng độ lệch pha hoàn toàn xác định giản đồ véctơ Fre-nen

Câu hỏi C2

 Khái quát phương pháp giản đồ Fre-nen

 Ứng dụng phương pháp giản đồ Fre-nen

 Biểu diễn u i vectơ giản đồ véc tơ Fre-nen cho loại đoạn mạch 13

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

 Quan sát bảng 14.1 giản đồ véc tơ loại đoạn mạch

II MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP. 1. Định luật ôm cho đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp.

Ta tìm mốu liên hệ U I đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Cho biết điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch là:

) cos( t U

u  

Hệ thức điện áp tức thời mạch

C L

R u u

u

u   

Ta biểu diễn điện áp tức thời véc tơ quay hệ thức đại số chuyển thành hệ thức vectơ

C L

R U U

U

U    

Trong đó:UR IR, UL IZL,UC IZC

Ta nhận thấy hai vectơ UL 

và UC



cùng phương ngược chiều véc tơ tổng hai véc tơ : ULC UL UC

  



 độ lớn véc tơ : ULC UL  UC

Trên giản đồ véc tơ ta dễ dàng tính :

 

 2 2

2

2 U U R Z Z I

U  R  LC   L  C

Suy :   UZ

Z Z R U I C L     2

Vậy  2

C L Z

Z R

Z    gọi tổng trở

mạch

Câu hỏi C3

Công thức diễn tả định luật ôm đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp

Cường độ hiệu dụng đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị thương số điện áp hiệu dụng mạch tổng trở mạch

Z U I 

 Minh hoạ đoạn mạch điện R, L, C mắc nối tiếp

 Biểu diễn vectơ điện áp đoạn maạch giản đồ véc tơ Fre-nen

 Lưu ý cho học sinh giản đồ véc tơ ứng với trường hợp UL UC Yêu cầu học sinh

hãy vẽc lại giản đồ véc tơ cho trường hợp UL UC

 Học sinh làm tương tự áp dụng công thức tam giác vuông đề suy biểu thức vừa tìm

 Yêu cầu học sinh phát biểu định luật ôm trừong hợp

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

 Trong trường hợp

C

L U

U  ta vẽ giản đồ véc tơ hình vẽ

Cường độ hiệu dụng đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp có giá trị thương số điện áp hiệu dụng mạch tổng trở mạch

2. Độ lệch pha điện áp dòng điện.

Góc lệch pha  điện áp cường độ dịng

điện tính sau R LC U U  

tan Hoặc ta viết lại sau.

 Minh hoạ độ lệch pha u i giản đồ véc tơ Fre-nen hai trường hợp u sớm pha I u trễ pha i

Học sinh minh hoạ lại giản đồ tìm hiểu

 hai trường hợp

R Z Z U

U

U L C

R C

L 

    tan

Trong  độ lệch u so với i

Nếu ZL ZC điện áp u sớm pha dịng

điện

Nếu ZL ZCthì điện áp u trễ pha dòng điện

3. Cộng hưởng điện.

Nếu ZL ZC tan 0 hay 0ta nói dịng

điện pha với điện áp

Lúc tổng trở Z R Cường độ hiệu dụng

trong mạch đạt giá trị lớn R U I 

Đó tượng cộng hưởng điện Điều kiện cộng hưởng ZL ZChay

 

C L 

1



  LC

 Minh hoạ tượng cộng hưởng điện

 Yêu cầu học sinh tự rút điều kiện cộng hưởng điện

 Khi ZL ZC

 

C

L   2LC 1

 Đây điều kiện cộng hưởng điện

BÀI TẬP (Tuần 13, tiết 26)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết dòng điện xoay chiều cụ thể mạch RLC mắc nối tiếp - Làm dạng tập dòng điện xoay chiều cụ thể mạch RLC mắc nối tiếp

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm dịng điện xoay chiều, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho học

sinh làm Học sinh

Ơn lại dịng điện xoay chiều, mạch điện RLC mắc nối tiếp

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. Bài tập

Cho mạch RLC mắc nối tiếp có L = 1,41/ H, C =

1,41/10000 F, R = 100 Ω, đặt vào hai đầu mạch điện áp u = sin(100 /6)

3 200



t V Trả lời câu hỏi sau:

Câu 1 Tổng trở mạch

A 50 Ω B 50

C 100 D 100/

Câu 2 Biểu thức cường độ dòng điện mạch bao nhiêu:

A i = 2 sin(100t) A B i = 4sin(100t – /12)A

C i = 2/3 sin(100t – 5/12) A D i = sin(100t – /2) A

Câu 3: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Cho R = 100 Ω , L = 1/ H, C = 1/10 mF Cho i = 1sin(100t) mA Biểu thức điện áp hai đầu mạch :

A.u = 100cos(100 t) V B u = 100cos(100 t) mV C.u = 200cos(100t + /4) V D 150sin(100t – /4) V

Câu 4 cho mạch điện xoay chiều có i = cos(100t) A

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết cơng thức để giải tập

Học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Học sinh vận dụng

Trong mạch có tụ điện C với Zc = 100

Ω Biểu thức điện áp hai đầu mạch A u = 100 sin(100t) V B u = 100 sin(100 t + ) V C u = 100 sin(100 t + /2)V D u = 100 sin(100 t – /2)V

Câu 5 Cho mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp nhau, R = 140 Ω, L = H, C = 25 µF, I = 0,5 A, f = 50 Hz Tổng trở hiệu điện toàn mạch là:

A 233Ω , 117 V C 323 Ω , 117V B 233Ω , 220V D 323 Ω , 220 V

Bài 15: CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN

XOAY CHIỀU; HỆ SỐ CÔNG SUẤT (Tuần 14, tiết 27 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa thiết lập công thức công suất trung bình tiêu thụ đoạn mạch điện xoay

chiều

- Định nghĩa hệ số công suất

- Vai trị hệ số cơng suất mạch điện xoay chiều

Viết đựơc

- Công thức hệ số công suất

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị sẵn thí nghiệm mạch điện xoay chiều đơn giản

2 Học sinh

Ơn lại cơng thức mạch điện R, L, C mắc nối tiếp

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN

XOAY CHIỀU

1 Biểu thức công suất.

Ta xét đoạn mạch xoay chiều hình sin Điện áp tức thời hai đầu mạch:

) cos( t U

u  

Cường độ dòng tức thời mạch:

) cos(

2  

I t

i

Tại thời điểm t, dòng điện mạch chạy theo chiều Áp dụng cơng thức tính cơng suất dịng điện – cơng suất tiêu thụ mạch thời điểm – ta

 Trong mạch điện xoay chiều, điện áp tức thời, cường độ tức thời… biến thiên theo thời gian t Vậy tính tốn cơng suất tiêu thụ mạch theo cách nào?..

 Dẫn công thức điện áp cường độ tức thời mạch điện xoay chiều

Câu hỏi C1

Tại thời điểm t, dịng điện mạch chạy theo chiều Áp dụng cơng thức tính cơng suất dịng điện – công suất tiêu thụ mạch thời điểm – ta được:

ui p ) cos( cos

2   

 UI t t

p

)

cos(

[cos   

UI t t

p

Đại lượng p gọi công suất tức thời mạch điện xoay chiều:

Tình cảm ahãy tính giá trị trung bình chu kì T

)] ( s co s

[co   



p UI t

P

Trong toán học ta dễ dàng chứng minh 

cos

UI p

P 

 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1

 Công thức công suất tiêu thụ mẠch điỆn không đổi

UI P

1. Điện tiêu thụ mạch điện.

Điện tiêu thụ mạch điện thời gian tình cảm

Pt A

 Giới thiệu điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

II. HỆ SỐ CÔNG SUẤT.

1. Biểu thức hệ số công suất.

Trong công thức trên, thừa số cosφ gọi hệ số cơng suất Vì góc φ có giá trị tuyệt đối khơng vượt q 900, nên 0cos1.

Câu hòi C2.

 Minh họa hệ số cơng suất  Nêu vài ví dụ xác dịnh hệ số công suất vài dạng mạch điện R, L, C

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

2. Tầm quan trọng hệ số cơng suất trong q trình cung cấp sử dụng điện năng.

Cơng suất tiêu thụ trung bình thiết bị điện nhà máy: P=UIcosφ với cosφ>0

Cường độ dòng điện hiệu dụng



cos

U P I 

Được dẫn đến từ nhà máy phát điện, qua đường dây tải điện Nếu r điện trở đường dây tải điện, với P xác định cơng suất hao phí đường dây là:

 2 2 cos U P r rI Php  

 Nếu hệ số công suất cosφ nhỏ cơng suất hao phí dây P’ lớn; kết ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh cơng ti điện lực Vì vậy, sở tiêu thụ điện phải bố trí mạch điện cho hệ số công suất cosφ lớn (nghĩa φ nhỏ) Muốn vậy, cần bố trí tụ điện có điện dung C lớn (đắt tiền) gây tốn

 Một nhà máy công nghiệp cần cung cấp điện để chạy động cơ, máy móc sản xuất Khi vận hành ổn định, công suất trung bình giữ khơng thay đổi Trong động điện nhà máy có cuộn dây, cường độ dịng điện i nói chung lệch pha so với điện áp u

cho sở Để dung hòa hai phía, nhà nước

quy định hệ sơ cosφ sở sử dụng điện tối thiểu phải 0,85

3. Tính hệ số cơng suất mạch điện RLC nối tiếp.

Gỉa sử điện áp hai đầu đoạn mạch )

cos(

0 t

U

u   cường độ dịng điện

mạch cho

2

phat phat hp

U P r rI

p  

Từ giản đồ véc tơ ta có

U UR

 

cos hay

Z R





cos

Công suất tiêu thụ trung bình mạch điện xoay chiều tính

2 cos RI UI

p 

 Yêu cầu học sinh vẽ lại giản đồ véctơ Fre-nen theo điện áp theo điện trở mạch điện R-L-C

 Vẽ giản đồ Fre-nen

BÀI TẬP (Tuần 14, tiết 28)

III MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết dòng điện xoay chiều cụ thể mạch RLC mắc nối tiếp, công suất

mạch RLC

- Làm dạng tập dòng điện xoay chiều cụ thể mạch RLC mắc nối tiếp, công suất mạch

RLC

-IV CHUẨN BỊ

3 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm dòng điện xoay chiều, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho học

sinh làm Học sinh

Ơn lại dịng điện xoay chiều, mạch điện RLC mắc nối tiếp

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

II. Bài tập

Câu Cho mạch điện xoay chiều, biểu thức điện áp mạch u = 100sin(100t ) Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch biết C = 10-4 / F

A i = sin(100 t) A B i = 1sin(100t +  )A C i = sin(100t + /2)A D i = 1sin(100t – /2)A

Câu 2: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Cho R = 100 Ω ,

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết cơng thức để giải tập

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

Học sinh vận dụng lí

L = 1/ H, C = 1/10 mF Tổng trờ mạch

cho f = 50Hz

A 100 Ω B 200 Ω C 150 Ω D 300 Ω

Câu 3: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp Cho R = 100 Ω , L = 1/ H, C = 1/10 mF Cho i = 1sin(100t) mA Biểu thức điện áp hai đầu mạch :

A.u = 100cos(100 t) V B u = 100cos(100 t) mV C.u = 200cos(100t + /4) V D 150sin(100t – /4) V

Câu 4 cho mạch điện xoay chiều có i = cos(100t) A Trong mạch có tụ điện C với Zc = 100 Ω Biểu thức điện áp hai đầu mạch

E u = 100 sin(100t) V F u = 100 sin(100 t + ) V G u = 100 sin(100 t + /2)V H u = 100 sin(100 t – /2)V

Câu 5 Cho mạch điện xoay chiều RLC ghép nối tiếp nhau, R = 140 Ω, L = H, C = 25 µF, I = 0,5 A, f = 50 Hz Tổng trở hiệu điện toàn mạch là:

C 233Ω , 117 V C 323 Ω , 117V D 233Ω , 220V D 323 Ω , 220 V

Câu 6 Điện áp hai đầu cuộn cảm L = 1/ H : u = 220 sin(100t + /3) V Cường độ dòng điện qua mạch ?

A i = 2sin(100t – /6)A B i = 2sin(100t + /6)A C i = 2sin(100t + 5/6)A D i = 2sin(100t – 5/6)A

Câu 7 Cho mạch RLC ghép nối tiếp với có u = 127 2sin(100t + /3)V, R = 50 Ω , công suất mạch bao nhiêu?

A 80,64W C 20,16W

B 40,38W D 10,08W

Bài 19: THỰC HÀNH

KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

(Tuần 15, tiết 29-30 )

I MỤC TIÊU

Bài thực hành nhằm giúp học sinh nắm vững vận dụng kiến thức, kĩ rong tồn chương : Dịng điện xoay chiều

Về hiểu biết lí thuyết

- Phát biểu viết cơng thức tính dung kháng, cảm kháng, tổng trở, cường độ hiệu dụng I, hệ số công

suất cos đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.

- Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn điện áp loại đoạn mạch điện xoay chiều

mắc nối tiếp

Về kĩ thực hành

- Sử dụng đồng hồ đa số để đo điện áp xoay chiều, lựa chọn phạm vi đo đọc kết

đo, xác định sai số đo

- Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r ống dây, điện dung C tụ điện, góc lệch pha

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nhắc học sinh tìm hiểu nội dung thực hành, ơn lại kiến thức liên quan dòng điện xoay chiều đặc

biệt phương phqáp giản đồ Fre-nen

- Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị đủ kiểm tra cẩn thận dụng cụ cần cho học sinh nhóm thực hành - Một nguồn điện xoay chiều 12V

- Một điện ttrở cỡ 220 ôm

- Một tụ điện loại không phân cực có điện dung khoảng 4F đến 10F dán giấy che khuất trị số - Một cuộn cảm khoảng 1000 – 2000 vịng dây dẫn có hai đầu cắm kẹp cá sấu

- Một đồng hồ đa số cho phép đo điện trở, điện áp xoay chiều - Một compa, thứoc đo góc, thước 200 mm

- Tiến hành lắp mạch điện, đo, vẽ giản đồ theo nội dung thực hành sách giáo khoa để phát

điểm cần điều chỉnh rút kinh nghiệm cần lưu ý

- Lập danh ách nhóm thực hành gồm 3-4 học sinh

2 Học sinh

Trước ngày làm thí nghiệm cần

- Đọc thực hành để định rõ mục đích quy trình thực hành - Trả lời câu hỏi phần tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành

- Trả lời câu hỏi cuối để biết cách dùng đồng hồ đa số luyện cách vẽ giàn đồ Fre-nen

- Một compa, thứoc đo góc, thước 200 mm lập sẵn ba bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo

thực hành

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. MỤC ĐÍCH.

1.Tập sử dụng đồng hồ đa số để đo điện trở, đo hiệu điện xoay chiều

2 Vận dung phương pháp vẽ giản đồ vectơ Fre-nen để xác định L, r, C, I, cosφ, P đoạn mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp

 Giới thiệu mục đích thí nghiệm cho học sinh tiếp thu

 Học sinh tiếp thu mục đích thí nghiệm

II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM.

Một đồng hồ đa số, nguồn điện xoay chiều 3V - 6V - 12V, điện trở R=270V(hay 220V), tụ điện C có điện dung

F



4 đến 10F, cuộn dây có lõi sắt với độ tự

cảm L cuộn cảm khoảng 1000 – 2000 vòng điện trở r, bốn dây dẫn, compa, thước 300mm, thước đo góc

 Minh hoạ dụng cụ cần có thí nghiệm

 Học sinh nhớ dụng cụ cần có thí nghiệm để chuẩn bị mơ hình thí nghiệm cho đầy đủ

III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

1 Mắc đoạn mạch điện gồm R, L, C nối tiếp vào hai cực nguồn điện xoay chiều theo sơ đồ hư hình vẽ

Chọn điện áp xoay chiều cỡ 12V Chọn vơn kế có thang đo thích hợp để đo với sai số nhỏ trị số sau

UMN = …… …….(V) UMP = …… …….(V)



 Hướng dẫn học sinh tiến hành mắc mạch điện hoàn chỉnh tiến hành đo trị số theo yêu cầu

 Jj

 Tiến hành lắp mạch điện đo giá trị điện áp theo yêu cầu Đồng thời bó có kết đo cho giáo viên

N NP Q

UMQ = …… …….(V)

UNP = …… …….(V) UPQ = …… …….(V)

2 Dùng thước compa vẽ véc tơ quay theo tỉ xích V ứng với 10 mm

Véc tơ MNbiểu diễn cho uMN có độ lớn

IR UMN 

Véc tơ NPbiểu diễn cho uNP có độ lớn Lr

NP IZ

U 

Véc tơ MPbiểu diễn cho uMP có độ lớn RLr

MP IZ

U 

Véc tơ PQbiểu diễn cho uPQ có độ lớn

C I UPQ  

Véc tơ MQbiểu diễn cho uMQ có độ lớn

IZ UMN 

Giản đồ véc tơ vẽ sau P

I.ZRLr

I.ZLr IL M Ir H

 IR N



Z I C  Q

Đo độ dài cạnh MN, MP, NH, PH, PQ MQ xác đến milimét

Từ suy trị số:

  I MN R PH L MN PH R L I U U R L     R PQ MN C PQ MN CR C I IR U U C R         MN R NH r MN NH R r IR Ir U U R r      MQ MH  

cos mà

Z r R   cos Nên  cos r R Z  

 Vẽ giản đồ Fre-nen để biểu diễn véc tơ

 Tiến hành đo độ dài véc tơ tính tốn suy đại lượng cần tìm

 Vẽ giản đồ Fre-nen theo giào viên hướng dẫn

Bài 16: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

MÁY BIẾN ÁP (Tuần 16, tiết 31 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa, nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy biến áp

Viết đựơc

- Biểu thức điện hao phí đường dây truyền tải điện từ nêu phương pháp giảm điện

năng hao phí đường dây tải điện biện pháp tăng áp biện pháp triệt để hiệu

- Hệ thức điện áp cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp

- Hệ thức cường độ dòng điện hiệu dụng cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị sẵn thí nghiệm tìm tính chất, hệ thức máy biến áp

2 Học sinh

Ôn lại suất điện động cảm ứng vật liệu từ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. BÀI TOÁN TRUYỀN TẢI ĐIỆN

NĂNG ĐI XA

Cơng suất hao phí tỏa nhiệt đường dây tính theo định luật Jun:

2 2

phat phat hp

U P r rI p  

Kết luận: Trong trình truyền tải điện từ nhà máy điện xa, lúc “đưa” điện lên đường dây truyền tải, phải tìm cách tăng điện áp Khi tới nơi tiêu thụ, để đảm bảo an toàn cho việc sử dụng điện, phải giảm điện áp Nói cách khác, q trình truyền tải điện năng, phải sử dụng thiết bị biến đổi điện áp

Câu hỏi C1

 Điện phát từ nhà máy phát điện, truyền đến nơi tiêu thụ đường dây có tổng điện trở R Điện áp hiệu dụng hai cực máy phát U (xác định từ nhà máy); công suất phát từ nhà máy có độ lớn: Pphát=UphátI, I cường độ dòng điện hiệu dụng đường dây

 Yêu cầu học sinh đề phương pháp giảm cơng suất hao phí

 Biện pháp giảm R có nhiều khó khăn (chẳng hạn muốn giảm R phải thay dây đồng dây bạc dây siêu dẫn tốn kém; không, phải tăng tiết diện dây đồng, nghĩa tăng khối lượng dây đồng tăng số lượng cột điện (vì dây nặng trước)… Như vậy, biện pháp có hạn chế Nếu tăng Uphát có hiệu rõ rệt: tăng Uphát lên 10 lần giảm Phao 100 lần

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

 Ta thấy

2 2

phat phat hp

U P r rI

p   để

giảm hao phí ta giảm r hay tăng điện áp U phát

II. MÁY BIẾN ÁP.

Máy biến áp thiết bị có khả biến đổi điện áp xoay chiều

1 Cấu tạo nguyên tắc máy biến áp.

Bộ phận biến áp khung

 Trình bày mơ hình máy biến áp cho học sinh quan sát

sắt non có pha silic gọi lõi biến áp (thường

hình chữ nhật) với hai cuộn dây dẫn D1 D2 có điện trở nhỏ độ từ cảm lớn quấn hai cạnh đối diện khung Cuộn thứ D1 có N1 vịng nối vào nguồn phát điện, gọi cuộn sơ cấp Cuộn thứ hai D1 có N1 vịng nối sở tiêu thụ điện gọi cuộn thứ cấp

Nguồn phát điện tạo nên điện áp xoay chiều tần số f hai đầu cuộn sơ cấp Dòng xoay chiều cuộn sơ cấp gây biến thiên từ thông hai cuộn Do cấu tạo biến áp, đường sức từ dòng điện cuộn sơ cấp gây qua vịng cuộn thứ cấp; nói cách khác từ thơng qua vịng cuộn sơ cấp vòng cuộn thứ cấp Gọi từ thông qua cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp

t N1 0cos

1   

t N2 0cos

2  

 cuộn thứ cấp xuất suất điện động cảm ứng

t N

dt d

e2  2  20sin

Như làm việc cuộn thứ cấp xuất dòng điện xoay chiều số với dòng điện cuộn sơ cấp

Câu hỏi C2

Minh hoạ máy biến áp

Yêu cầu học sinh lảm câu hỏi C2

Vì điện áp biến thiên điều hoà tần số 

2 Khảo sát thực nghiệm biến áp

Một biến áp làm việc hai chế độ: -Cuộn thứ cấp hở mạch (chế độ không tải) -Cuộn thứ cấp nối với sở tiêu thụ (chế độ tải)

a) Thí nghiệm 1: Khố K ngắt ( chế độ khơng tải I2=0)

Thay đổi số vòng N1, N2, đo điện áp U1 U2, ta kết

 Ta khảo sát thực nghiệm đặc tính biến áp(1) sơ đồ thực nghiệm hình vẽ Mạch nối với cuộn sơ cấp gọi mạch sơ cấp; mạch nối vào cuộn thứ cấp gọi mạch thứ cấp.

 Yêu cầu học sinh quan sát bảng kết thí nghiệm nhận xét

Ta kết

2

N N U U

 luôn nhau. Kết luận

Tỉ số điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp sơ cấp ln tỉ số vịng dây hai cuộn

Và ta thấy : 1 

N N

Máy tăng áp

1



N N

Máy hạ áp

Khảo sát công suất tiêu thụ mạch sơ cấp mạch thứ cấp ta thấy mạch thứ cấp ngắt

0 

I ; mạch sơ cấp, cho U1thay đổi ta nhận thấy I1 nhỏ

Vậy máy biến áp chế độ khơng tải khơng tiêu thụ điện

b) Thí nghiệm 2: Khố K đóng ( chế độ có tải) Ta nhận thấy đóng khóa K: I2 0 I1 tự động tăng lên theo I2

Trong chế độ làm việc có tải biến áp, cường độ hiệu dụng I2 không vượt giá trị chuẩn cuộn dây khơng q nóng tỏa nhiệt Jun (thường nhiệt độ không vượt 550C), ta nói biến áp làm việc bình thường

Nếu tiến hành thí nghiệm điều kiện biến áp làm việc bình thường, ta thu kết :

1 2 1

N N I I U U

 

III. ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP. 1 Truền tải điện năng

Máy biến áp sữ dụng để truyền tải điện nhằm giảm hao phí trình truyền tải

Câu hỏi C4

 Yêu cầu học sinh đề cách sử dụng mài biến áp truyền tải điện

 Yêu cầu học sinh trả lời

câu C4

2.Nấu chảy kim loại

Trong biến áp dùng để nấu chảy kim loại hàn điện, cuộn sơ cấp gồm nhiều vòng dây tiết diện nhỏ, cuộn thứ cấp gồm vịng dây tiết diện lớn

Câu hỏi C5 hỏi C5Yêu cầu học sinh làm câu hạ áp nên cường độ dòngDùng máy biến áp tăng làm kim loại cần nấu chảy se8 toả nhiệt nhiều làm kim loại chảy

Bài 17: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU (Tuần 16, tiết 32 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Mô tả sơ đồ cấu tạo giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều pha - Mô tả sơ đồ cấu tạo giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều ba pha

Viết đựơc

- Biểu thức điện áp dây pha dây trung hoà

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị đầy đủ mơ hình máy phát điện xoay chiều pha, ba pha, sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều

đối với mạch chỉnh lưu, sử dụng dao động kí để biểu diễn dịng chỉnh lưu Học sinh

Ôn lại kiến thức tượng cảm ứng điện từ định luật Len-xơ lớp 11

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

MỘT PHA.

Máy phát điện xoay chiều (một pha) cấu tạo phận chính:

Câu C1

 Các máy phát điện xoay chiều pha, ba pha Các phương pháp tạo dòng chiều từ dòng xoay chiều, tất quen thuộc

 Trình bày cấu tạo máy phát điện xoay chiều pha biểu diễn mơ hình máy phát điện xoay chiều pha

 Yêu cầu học sinh trả lời câu C1

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

a) Phần cảm (rôto) tạo từ thông biến thiên nam châm quay: vơ lăng (có trục quay ) có gắn nam châm điện (2p cực nam châm điện gồm p cực nam p cực bắc) mắc xen kẽ nối tiếp quay tròn xung quanh trục  với tốc độ n vòng/giây

b) Phần cứng (stato) gồm cuộn dây giống nhau, cố định vịng trịn Khi rơto quay, từ thông qua cuộn dây stato biến thiên tuần hoàn theo t, với tần số: f=pn Kết xuất suất điện động xoay chiều hình sin tần số f Các cuộn dây nối với cho suất điện động cuộn dây ln ln chiều, ln cộng lại với

Ở nhà máy nhiệt điện, rơto máy phát điện có tốc độ quay lớn: 1500 đến 3000 vịng/phút

động tạo mạch ngồi dịng điện xoay chiều

II. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA.

1 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động

Máy phát điện ba pha máy tạo ba suất điện động xoay chiều hình sin tần số biên độ lệch pha

3 2

Máy phát điện ba pha gồm

- Ba cuộn dây hình trụ giống gắn cố định

một đường trịn ba vị trí đối xứng

- Một nam châm quay quanh trục O với tốc

độ góc  khơng đổi Khi nam châm quay từ thông qua cuộn dây ba hàm số cosin cùa thời gian với tần số  biên độ lệch pha

3 2

 

2 Cách mắc mạch ba pha

Máy phát ba pha nối với ba mạch tiêu thụ điện (mạch tiêu thụ điện thường gọi phụ tải hay tải) Các tải giả thiết giống nhau: điện trở, dung kháng, cảm kháng Ta nói tải đối xứng Trong mạch ba pha, tải

 Minh hoạ hai cách mắc dòng điện ba pha cách mắc hình cách mắc hình tam giác

ghép nối với theo cách :

a) Cách mắc hình

b) Cách mắc hình tam giác

Trên hình 28.7, 28.8, điện áp u10, u20, u30 gọi điện áp pha Các điện áp u12, u23, u31 gọi điện áp dây

Dễ dàng chứng minh hệ thức sau điện áp hiệu dụng Uday  3Upha

3 Dòng ba pha

Dòng điện xoay chiều máy phát điện xoay chiều ba pha phát dịng ba pha Đó hệ ba dịng điện xoay chiều hình sin có tần số, lệch pha với

3 2

đơi Nếu tải đối xứng ba dịng điện có biên độ

 Minh hoạ ba dòng điện xoay chiều ba pha đồ thị

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

4 Những ưu việt hệ ba pha

Ngày hệ ba pha sử dụng rộng rãi có nhiều ưu việt

a) Truyền tải điện xa dòng ba pha tiết kiệm dây dẫn so với truyền tải dòng pha

b) Dòng ba pha đối xứng cho hiệu suất cao so với dòng pha

c) Cho phép sử dụng động không đồng ba pha thuận lợi nhiều

 Nêu lên số ưu việt dòng ba pha

 Yêu cầu học sinh nêu số ví dụ động sử dụng dịng ba pha

 Đơng điện mơtơ vv

Bài 18: ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA

(Tuần 17, tiết 33 )

Nêu được:

- Khái niệm từ trường quay, cách tạo từ trường quay

- Cấu tạo nguyên tắc hoạt động động không đồng ba pha

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị động không đồng ba pha tháo học sinh nhìn thấy phận

động Học sinh

Ôn lại kiến thức động điện lớp

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ.

Kết luận: Khung dây dẫn đặt từ trường quay quay theo từ trường Đó nguyên tắc động điện xoay chiều gọi động cảm ứng

Người ta chứng minh khung quay chậm từ trường quay, nghĩa chuyển động quay khung không đồng pha với chuyển động quay từ trường Vì động điện hoạt động theo nguyên tắc động không đồng

 Nhiều gia đình thường sử dụng động điện như: quạt máy, máy bơm nước,… Nguyên tắc hoạt động chúng sao?  Giả sử có từ trường quay B (vectơ B quay xung quanh điểm O) tạo nam châm NS quay xung quanh trục thẳng đứng D qua O cố định Ta thấy B

Trong từ trường quay đặt khung dây dẫn cứng MNPQ, khung quay xung quanh trục D đồng phẳng với MNPQ Lúc đầu khung vị trí cho B mặt phẳng MNPQ Ta chọn vectơ pháp tuyến dương n MNPQ hướng với Btại vị trí (t = 0) nghĩa góc nB0

  

 , từ

thông qua khung

0 max    

 BS

Khi quay, góc: nB0   



từ thông qua khung: giảm khung xuất dịng cảm ứng i chạy theo chiều thuận với n Lúc (t > 0) khung dây dẫn có dịng điện i đặt từ trường, từ thơng qua khung : nên theo qui tắc từ thông cực đại, khung chuyển đến vị trí Φ tăng lên nghĩa khung quay theo từ trường B để góc

B nˆ



 giảm đến 0, Blại tiếp tục quay theo q trình tiếp diễn





II. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

Cũng loại động khác, động cảm ứng có phận rôto stato

1 Rôto khung dây dẫn quay tác dụng từ trường quay

Để tăng thêm hiệu quả, người ta ghép nhiều khung quay giống có trục quay chung tạo thành lồng hình trụ, mặt bên tạo nhiều kim loại song song Vì phận gọi rơto lồng sóc

2.Stato phận tạo nên từ trường quay gồm ba cuộn dây giống hệt đặt ba vị trí nằm vịng tròn cho chục ba cuộn dây đồng quy tâm O vịng trịn hợp với góc

3 2

Khi cho dòng ba pha vào ba cuộn dây từ trường tổng hợp ba cuộn dây tạo O từ trường quay Rơ to lồng sóc nằm từ quay quay theo từ trường với tốc độ góc nhỏ tốc độ quay từ trường

Chuyển động quay rơto truyền ngồi để sử dụng

BÀI TẬP ÔN TẬP (Tuần 17, tiết 34 )

V MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết chương V - Làm dạng tập chương V

VI CHUẨN BỊ

5 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm chương V, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho học sinh

làm

6 Học sinh Ôn lại chương V

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

III. Bài tập

Câu 1 Cho mạch R,L,C, u = 240 cos(100t) V, R = 40Ω, ZC = 60Ω , ZL= 20 Ω.Viết biểu thức dòng điện

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

mạch

A i = cos(100t) A B i = 6cos(100t)A

C i = cos(100t + /4) A

D i = 6cos(100t + /4)A

Câu 2 Cho mạch điện R,L,C cho u = 240 2cos(100t) V, R = 40 Ω, ZL = 60 Ω , ZC = 20Ω, Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch

A i = cos(100t)A B i = 6cos(100t) A

C i = cos(100t – /4)A D i = 6cos(100t - /4)A

Câu 3 Cho mạch R,L,C, R = 40Ω, ZL = ZC = 40 Ω, u = 240 cos(100t) Viết biểu thức i

A i = cos(100t )A B i = cos(100t)A C i = cos(100t + /3)A D cos(100t + /2)A

Câu 4. Cho mạch R,L,C, u = 120 cos(100t)V R = 40Ω, L = 0,3/ H C = 1/3000 F, xác định  = ? để mạch có cộng hưởng, xác định biểu thức i

A  = 100, i = 2cos(100t)A B  = 100, i = 2cos(100t +  )A C  = 100, i = 2cos(100t + /2)A D  = 100, i = 2cos(100t – /2)A

Câu 5. Cho khung dây quay từ trường đều, mệnh đề sau đúng?

A Phần tạo từ trường phần ứng B Phần tạo dòng điện phần ứng

C Phần tạo từ trường ln quay D Phần tạo dịng điện ln đứng yên

Câu 6. máy phát điện xoay chiều mệnh đề mơ tả cấu tạo máy

A Phần tạo từ trường phần cảm B Phần tạo dòng điện phần cảm

C Phần cảm phần ứng đứng yên hay chuyển động

D A C

Câu 7. Chọn phát biểu nói máy phát điện xoay chiều pha

A Các cuộn cảm quấn lõi thép làm tôn silic

B Trong phần lớn máy phát phần cảm phải nam châm vĩnh cửu

C Khi roto quay với tốc độ n vòng/s, số cặp cực p f = np

D A C

Câu 8 Máy phát điện xoay chiều pha có p cặp cực, số vịng quay rơto n (vịng/phút) tần số dịng điện xác định là:

A f = np B f = 60np C f = np/60 D f = 60n/

Câu 6. Cho máy có cặp cực, tần số f = 50 Hz, tìm số vòng quay roto

A 25 vòng/s B 50 vòng/s C 12,5 vòng/s D 75 vòng/s

Câu 7. Khi n = 360 vịng/phút, máy có 10 cặp cực tần số dịng điện mà máy phát

dụng lí thuyết cơng thức để giải tập

A 60 Hz B 30 Hz

C 90 Hz D 120 Hz

Câu 8

Cho máy biến có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vịng, cuộn thứ cấp có 300 vòng Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100Ω, độ tự cảm 0,1/π H Hệ số công suất mạch sơ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp đặt hiệu điện xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz Tính cơng suất mạch thứ cấp

A 100W B 150W

C 200W D 250W

Câu 9

Cho máy biến có hiệu suất 80% Cuộn sơ cấp có 150 vịng, cuộn thứ cấp có 300 vịng Hai đầu cuộn thứ cấp nối với cuộn dây có điện trở hoạt động 100Ω, độ tự cảm 0,1/π H Hệ số công suất mạch sơ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp đặt hiệu điện xoay chiều có U1 = 100V, tần số 50Hz Tính cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp A 1,5A B 1,8A C 2,0A D 2,5A

Câu 10 Một máy phát điện ba pha mắc hình có hiệu điện pha Up =115,5V tần số 50Hz Người ta đưa dòng ba pha vào ba tải mắc hình tam giác, tải có điện trở 12,4Ω độ tự cảm 50mH Tính cường độ dòng điện qua tải

A 8A B 10A

C 11A D 12A

Câu 11

Một máy phát điện ba pha mắc hình có hiệu điện pha Up =115,5V tần số 50Hz Người ta đưa dịng ba pha vào ba tải mắc hình tam giác, tải có điện trở 12,4Ω độ tự cảm 50mH Tính cơng suất tải tiêu thụ

A 3500W B 3625W C 3700W D 3720W

Câu 12

Cuộn sơ cấp máy biến có 1023 vịng, cuộn thứ cấp có 75 vịng Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 3000V Nối hai đầu cuộn thứ cấp điện trở R = 10Ω Tính cường độ hiệu dụng dịng điện mạch thứ cấp

KIỂM TRA HỌC KÌ I (Tuần 18, tiết 35 )

Trường Trung học phổ thông Vân Khánh ĐỀ THI HỌC KÌ I NĂM HỌC 2008-2009 Họ tên……… Mơn: Vật Lí 12

Lớp ………… Thời gian 45 phút

Câu 1.Mối liên hệ điện áp, cường độ dòng điện số vòng dây máy biến áp là: A

1 2

N N U U

 B

1 2

I I U U

 C

2 1

N N U U

 D

1 2

I I N N



Câu 2 : Dao động cưỡng :

A Dao động có li độ phụ thuộc vào thời gian theo dạng hình sin B Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Dao động tác dụng lực cưỡng tuần hồn D. Dao động có chu kì tần số ln thay đổi theo thời gian

Câu 3: Trong dao động điều hoà :

A Vận tốc biến thiên điều hoà pha với li độ B Vận tốc biến thiên điều hoà ngược pha với li độ C Vận tốc biến thiên điều hoà sớm pha /2 với li độ D Vận tốc biến thiên điều hoà chễ pha /2 với li độ

Câu 4: Trong dao động điều hoà giá trị cực đại vận tốc tốc là:

A vmax A B vmax 2A C vmax A D. A

v

max 

Câu 5:Một vật dao động điều hồ theo phương trìnhxcos2.t pha dao động chất điểm thời điểm t = 10s là: A.(rad) B 2(rad) C 3(rad) D 20(rad)

Câu 6: Một lắc lị xo dao động điều hồ với biên độ (cm) tần số góc  rad/s Khối lượng vật nặng 0,5 kg, Cơ dao động lắc là:

A W = 9,9.10-4J B W= 0.9.10-4J C W= 4,9.10-4J D W= 1,9.10-4J Câu 7: Hai dao động điều hoà ngược pha độ lệch pha chúng là:

A,  2n nZ B  (2n1) nZ C  (2n1)/2 nZ D.(2n1)/4

Z n

Câu 8: Hiện tượng cộng hưởng là:

A. Hiện tượng tần số tăng nhanh đến giá trị cực đại B Hiện tượng vận tốc vật dao động đạt giá trị cực đại C Hiện tượng gia tốc vật đạt giá trị cực đại

Câu 9: Một vật dao động điều hoà với biên độ cm , chu kì  Chọn gốc thời gian lúc vật đạt li độ cực đại dương Phương trình dao động vật là:

A )

2 cos(  

 t

x cm B )

2 cos(

10  

 t

x (cm) C x5cos(2.t)cm D x 5cos(2.t) cm

Câu 10: Sóng lan truyền môi trường với vận tốc v khơng đổi Khi giảm tần số sóng xuống lần bước sóng: A Giảm lần B Tăng lần C Không đổi D Giảm 16 lần

Câu 11: Một sóng lan truyền với vận tốc 50 m/s Bước sóng 25 m Chu kì sóng : A T = 0.5 s B T = s C T = 50 s D T = 25 s

Câu 12: Chọn phát biểu sai

A. Sóng dao động lan truyền mơi trường B. Sóng có hai loại sóng ngang sóng dọc

C. Sóng ngang sóng dọc truyền tất mơi trường ngoại trừ chân khơng D. Sóng lan truyến môi trường rắn nhanh

Câu 13: Một dây đàn dài 100 cm, căng hai đầu cố định Sóng dứng dây có bước sóng 25 cm Sóng dứng có: A. bụng, nút B. bụng, nút C bụng, nút D bụng, nút

Câu 14: Cho đoạn ạch RLC mắc nối tiếp biết R=50  tụ điện có dung kháng Zc 50, L cuộn dây cảm có cảm kháng ZL 100 Tổng trở đoạn mạch là:

A 100 B. 50 C. 200 D. 50 2.

Câu 15: Độ cao âm đặc tính sinh lí âm hình thành dựa đặc tính vật lí âm là: A Biên độ B Tần số C Mức cường độ âm D Đồ thị dao động âm

Câu 16 Sóng có bước sóng m Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động ngược pha là:

A m B m C 10 m D m Câu 17: Hãy chọn phát biểu sai

A. Máy biến áp máy dúng để biến đổi điện áp xoay chiều

B. Máy biến áp có cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp quấn lõi thép gọi lõi biến áp thường hình chữ nhật C. Máy biến áp có số vịng dây cuộn sơ cấp lớn số vòng dây cuộn thứ cấp gọi máy tăng áp

D. Máy biến áp hoạt động hai chế độ có tải khơng có tải

Câu 18: Biểu thức công suất đoạn mạch điện xoay chiều R, L,C mắc nối tiếp là: A P I2R2

 B. R I P  C. I U

P D. PI2R

Câu 19:Một vật dao đơng điều hồ có phương trình dao động ) cos(

2  

 t

x Gia tốc vật có li độ x = 100cm là:

A - m/s2 B -100 m/s2 C. -9,8 m/s2 D -10 m/s2 Câu 20 Cho đoạn mạch điện RLC mắc nối tiếp có điện trở R = 10 , cuộn dây cảm có độ tự cảm L H



1

 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u 4cos(.t) (V) Điện dung tụ điện phải có giá trị để mạch xảy cộng hưởng điện

A F B  F C



1

F D F

Câu 21: Con lắc đơn dao động điều hồ với chu kì s nơi có gia tốc trọng trường g =

 m/s2, chiều dài lắc là:

A 1,1 m B 2,1 m C 0,1 m D m

Câu 22: Biểu thức tần số góc lắc đơn dao động điều hịa viết dạng A

l g



 B l

g   C g l   D l g  

Câu 23: Trong đoạn ạch điện xoay chiều có tụ điện

A. Điện áp tức thời hai tụ điện sớm pha dịng điện tức thời góc /2 B. Điện áp tức thời hai tụ điện pha với dòng điện tức thời

C. Điện áp tức thời hai tụ điện trễ pha pha dịng điện tức thời góc  /2 D. Điện áp tức thời hai tụ điện dòng điện tức thời

Câu 24 Chọn câu sai đây:

A. Máy phát điện xoay chiều ba pha tạo dòng điện xoay chiều ba pha B. Máy phát điện xoay chiều ba pha có ba cuộn dây đặt song song với

C. Có hai cách mắc dòng điện ba pha cách mắc hình tam giác cách mắc hình D. Mối liên hệ điện áp dây điện áp pha Ud  3Up

Câu 25 Cho đoạn ạch RL mắc nối tiếp biết R=100  cuộn dây cảm có độ tự cảm L H 

2

A 224 B. 300 C.200 D.223

Câu 26 Cho đoạn ạch RLC mắc nối tiếp biết R=100  tụ điện có điện dung C F 

2 104

 cuộn dây cảm có độ tự cảm

H L



1

 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u220 2cos(100.t) (V) Biểu thức cường độ dòng

điện mạch

A )

4 100 cos( ,

1   

 t

i (A) B )

4 100 cos( ,

2  

 t

i (A) C )

4 100 cos(

12  

 t

i (A) D

) 100 cos( ,

2  

 t

i (A)

Câu 27 Cho đoạn ạch RLC mắc nối tiếp biết R=200  tụ điện có điện dung C F 

4 10

 cuộn dây cảm có độ tự cảm

H L



2

 cường độ dòng điện có tần số 50 Hz với giá trị hiệu dụng I=1 A Cơng suất dịng điện là:

A 200 W B.220 W C.110 W D 45 W

Câu 28: Cho hai dao động điều hịa phương tần số pha có biên độ dao A1 A2 2cm Biên độ dao động tổng hợp hai dao động là:

A. 14 cm B.16 cm C 8 cm D cm

Câu 29: Một lắc lò xo dao động điều hịa theo phương trình ) cos(

10  

 t

x cm Ở thời điểm ban đầu vật có li độ

A cm B. cm C 10 cm D. 25 cm

Câu 30. Một vật dao động điều hịa theo phương trình ) cos( 

 t

x cm Véc tơ quay biểu diễn cho dao động có độ lớn

A. cm B. cm C.11cm D 0,1 cm

Đáp án

1 10 11 12 13 14 15

A B C A D A B D C B A C B D B

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

CHƯƠNG IV

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

Bài 20: MẠCH DAO ĐỘNG

(Tuần 18, tiết 36 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các định nghĩa mạch dao động dao động điện từ

- Vai trò tụ điện cuộn cảm hoạt động mạch LC

Viết

- Biểu thức điện tích, cường độ dịng điện, chu kì tần số dao động riêng mạch dao động - Giải tập áp dụng cơng thức chu kì tần số mạch dao động

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị vài linh kiện điện tử có mạch dao động

- Nếu có thí nghiệm chứng minh cho bái chuẩn bị cho hoạt động

2 Học sinh

Ơn lại điện tích tụ điện, độ tự cảm cuộn dây

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

II. MẠCH DAO ĐỘNG.

1.Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C thành mạch điện kín gọi mạch dao động Nếu điện trở mạch nhỏ, coi khơng, mạch mạch dao động lý tưởng

Mạch dao động

mạch máy móc điện tử

 Máy

dao động kí điện tử dùng để đo dao động mạch RLC

Học sinh quan sát

tiếp thu ghi nhận

2. Muốn cho mạch dao động hoạt động ta tích điện cho tụ điện cho phóng điện

Vì q trình phóng điện tụ điện

mạch Tụ điện phóng điện qua lại

nhiều lần tạo dòng điện xoay chiều mạch

diễn biến trình xảy này, ta phải dùng dao động ký điện từ

3. Ðặt điện áp hai tụ điện vào mạch quét đứng (mạch Y) dao động ký điện tử , mạch quét ngang điều chỉnh đồng với mạch quét đứng, dao động ký ta thấy có đường cong dạng sin

Biểu diễn dao động kí điện tử

của điện áp mạch dao động

III. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MẠCH DAO ĐỘNG

1 Định luật biến thiên điện tích và cường độ dịng điện mạch dao động lí tưởng

Nghiên cứu mặt lí thuyết biến thiên điện tích tụ điện mạch dao động người ta thu kết

 

q t

q ocos Trong

LC



 tần số góc cùa dao động

0



q ứng với lúc mà ta xét điện dương.

Từ phương trình ta có phương trình cường độ dịng điện là:

          cos t   I dt dq i O 

i ứng với dòng điện có chiều chạy tới ta xét

Chọn lúc t 0 lúc tụ điện bắt đầu phóng điện

Tức lúc qCq0 lúc i 0 Ta suy  0

Vậy: q qocos t

        cos t  I

i O

Vậy điện tích q tụ điện cường độ dòng điện i mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian I sớm pha q góc

2



Câu hỏi C1

Minh họa chi tiết tụ điện

tích điện



Dịng điện mạch dao động



Diễn giải chi tiết phương trình q

I cho học sinh hiểu

Yêu cầu học sinh nhận xét điện

tích cường độ dịng điện mạch dao động

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 Biểu diễn hai đồ thị q i

cùng hệ trục tọa độ

 Học sinh quan sát

hình xuất dao động kí mà giáo viên biểu diễn



2 Định nghĩa dao động điện từ tự do.

Sự biến thiên điều hòa theo thời gian điện tích q tụ điện cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E, cảm ứng từ Btrong mạch dao động gọi

là dao động điện từ tự

Ta chứng minh dễ dàng cường độ

điện trường E tụ điện tỉ lệ thuận

với điện tích q tụ; từ cảm B

ống dây tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện i qua ống Do đó, dao động điện từ có định nghĩa sau:



 Học sinh tham khảo

sách giáo khoa định nghĩa dao động điện từ tự

3 Chu kì tần số dao động riêng của mạch dao động.

Chu kì tần số dao động điện từ tự mạch dao động gọi chu kì tần số dao động riêng mạch dao động

Yêu cầu học sinh dẫn cơng thức

tần số chu kì mạch dao động  Ta biết

   T mà LC 

 nên ta

Công thức sau

LC

T 2

LC f  

Nếu L cỡ milihenri, C cỡ picơfara

tần số cỡ megahéc

LC

T 2 Tương tự tần số ta có:

LC f  

II. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ

Định nghĩa

Tổng lượng điện trường lượng từ trường gọi lượng điện từ

Biếu thứ lượng điện trường tức thời tụ điện

    t C q Cu w o đ 2 cos 2

Biểu thức lượng từ trường tức thời cuộn cảm là:

 



 Li LI t

wt O2sin2

1

1

( 2

o

O q

I  ) Năng lưỡng điện từ mạch dao động là:

2

2 2o LIO

C q w 

Chúng ta biết tụ điện tích

điện thí tụ điện dự trữ lượng gọi lượng điện trường; có dịng điện chạy qua cuộn cảm trí từ trường cuộng dây dự trữ lượng gọi lượng từ trường

Khi mạch dao động hoạt động

trong mạch có lượng điện trường lượng từ trường

 Nếu khơng có tiêu hao lượng

thì lượng điện từ mạch bảo toàn



Bài 21: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

(Tuần 19, tiết 37 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa điện từ trường

- Phân tích tượng để thấy mối liên quan biến thiên theo thời gian cảm ứng từ

với điện trường xoáy biến thiên cường độ điện trường với từ trường

- Hai điếu quan trọng thuyết điện từ

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Làm thí nghiệm cảm ứng điện từ

2 Học sinh

Ôn lại tượng cảm ưng điện từ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG

1 Từ trường biến thiên điện trường xốy.

a Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ Faraday

Câu hỏi C1

Thông qua môi trường mà

tin tức đài phát Tiếng nói Việt Nam phát truyền đến máy thu nhà chúng ta?





Trong thí nghiệm vẽ hình 21.1, từ thơng qua vịng dây dẫn kín biến thiên vịng dây xuất dòng điện cảm ứng

Học sinh quan sát

tiếp thu ghi nhận

Khi có biến thiên

Điện trường có đường cong khép kín gọi điện trường xoáy

Câu hỏi C2

b Kết luận

Nếu nơi có từ trường biến thiên theo thời gian nơi xuất điện trường xoáy

- Sự xuất dòng điện cảm ứng chứng tỏ điểm dây có điện trường có vectơ điện trường chiều với dòng điện Đường sức điện trường nằm dọc theo đường dây: Đó đường cong kín

Tại điểm nằm ngồi vịng dây có điện trường nói hay khơng? Ta việc thay đổi vị trí vịng dây làm vịng dây kín nhỏ hay to chút lặp lại thí nghiệm có đủ sở để trả lời câu hỏi

- Gọi O vị trí tâm vịng dây Nếu khơng có vịng dây mà cho nam châm tiến lại gần O liệu xung quanh O có xuất điện trường xốy hay khơng?

Lúc ta khơng thể nói biến thiên từ thơng được, mà nói biến thiên (mạnh lên hay yếu đi) từ cảm O theo thời gian



cảm ứng

2 Điện trường biến thiên từ trường.

a Từ trường mạch dao động Ta xét mạch dao động lí tưởng hoạt động Giả sử lúc t, điện tích tụ chiều dịng điện hình 21.2 Tụ điện tích thêm điện Tụ điện phẳng có cách xa Cường độ dòng điện từ thời mạch

dt dq

i mà q=CU=Ced

Suy

dt dE Cd i

b Kết luận

Nếu nơi có điện trường biến thiên theo thời gian nơi xuất từ trường Đường sức từ trường khép kín

Xung quanh điện trường biến

thiên có xuất từ trường hay không? Xuất phát từ quan điểm cho “có đối xứng hồn tồn điện từ”, Mác-xoen khẳng định có chứng minh chặt chẽ điều tốn học Ta hiểu sơ điều nghiên cứu khái niệm dòng điện dịch

Dòng điện i chạy dây dẫn lúc

đó gọi dịng điện dẫn, ứng với biểu thức 21.1 Nếu ta quan niệm dòng điện chạy mạch dịng điện kín phần dịng điện chạy qua tụ điện lúc gọi dịng điện dịch, ứng với biểu thức 33.2 Hệ thức (21.2) chứng tỏ dịng điện dịch có chất điện trường tụ điện biến thiên theo thời gian

Mặt khác ta biết, xung quanh dòng điện có từ trường Như xung quanh dịng điện dẫn dịng điện dịch có từ trường Từ đó, ta có luận điểm thứ hai thuyết điện từ Mác-xoen





II DIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MAXWELL

1 Điện từ trường

Điện trường biến thiên theo thời gian sinh từ trường xốy từ trường biến thiên sinh điện trường xoáy Hai trường biến thiên liên quan mật thiết với hai thành phần

Minh họa hình ảnh điện từ

trường



Học sinh tiếp thu ghi

trường thống gọi làđiện từ trường.

2 Thuyết điện từ Maxwell

- Điện tích, với tư cách nguồn trường,

với trường (điện trường từ trường);

- Sự biến thiên từ trường theo thời

gian điện trường xoáy

- Sự biến thiên điện trường theo thời

gian từ trường xoáy

Hai điều khẳng định quan trọng thuyết điện từ là: Mọi biến thiên từ trường nơi theo thời gian gây nơi điện trường xoáy; Mọi biến thiên điện trường nơi gây nơi từ trường xoáy

Minh họa thuyết điện từ

Maxwell

Tổng kết, hệ thống hóa phát

triển cơng trình nghiên cứu điện từ Cu-lơng, Am-pe, Pha-ra-đây, Pốt-xơng, La-pla-xơ… Mác-xoen xây dựng hệ thống bốn phương trình diễn tả mối quan hệ phức tạp:

Đó phương trình Mác-xoen,

phương trình điện từ trường Chúng cốt lõi thuyết vật lí lớn: Thuyết điện từ. Thuyết khẳng định mối quan hệ khăng khít điện tích, điện trường từ trường

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Bài 22: SÓNG ĐIỆN TỪ (Tuần 19, tiết 38 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Định nghĩa sóng điện từ - Đặc điểm sóng điện từ

- Đặc điểm sóng điện từ truyền khí

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Thí nghiệm Héc phát thu sóng điện từ

- Một máy thu bán dẫn để học sinh quan sát bảng giải tần máy - Mơ hình sóng điện từ

2 Học sinh

Ôn lại điện từ trường

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. SĨNG ĐIỆN TỪ

1 Sóng điện từ gì

Vậy sóng điện từ điện từ trường biến thiên lan truyền không gian

Câu hịi C1

Khi giải hệ phương trình

Mác-xoen, người ta thu kết quan trọng là: điện từ biến thiên luôn lan truyền khơng gian dạng sóng Đó sóng điện từ

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

2 Những đặc điểm sóng điện từ.

a Sóng điện từ truyền chân khơng Vận tốc sóng điện từ chân khơng có giá trị lớn c, với

Mơ tả đặc điểm sóng

điện từ 

Đây sở quan trọng

chứng tỏ ánh sáng sóng điện từ

Sóng điện từ lan truyền điện mơi Vận tốc sóng điện từ điện mơi nhỏ chân không phụ thuộc vào số điện môi:

b Sóng điện từ sóng ngang: Vectơ điện trường véctơ từ cảm ln ln vng góc với vng góc với phương truyền sóng Ba vectơ , tạo với thành tam diện vng góc thuận

c Trong sóng điện từ, dao động điện trường từ trường luôn đồng pha với

d Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách hai mơi trường bị phản xạ khúc xạ ánh sáng

e Sóng điện từ mang lượng Nhờ có lượng mà sóng điện từ lan đến anten, làm cho êlectron tự anten dao động

f Những sóng điện từ có bước sóng từ vài met đến vài kilơmet dùng thông tin liên lạc với vô tuyến nên gọi sóng vơ tuyến Người ta chia sóng vơ tuyến thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung sóng dài

Yêu cầu học sinh quan sát bảng

mơ tả thang sóng điện từ nêu nhận xét bước sóng tần số

Tần số sóng bước

sóng sóng điện từ tỷ lệ nghịch với

II SỰ TRUYỀN SÓNG VƠ TUYẾN RONG KHÍ QUYỂN.

1. Các vùng sóng ngắn bị hấp thụ.

Sóng dài sóng trung sóng cực ngắn bị phần tử khí hấp thụ mạnh nên sóng khơng thể truyền xa

Sóng ngắn bị hấp thụ số vùng tương đối hẹp bước sóng sóng ngắn khơng bị hấp thụ

Vì nhiều lí như: hấp thụ

sóng điện từ(sóng dài, sóng trung sóng cực ngắn) khí quyển, mặt đất, nhiễu gây q trình phóng điện khí quyển… mà người ta thấy sử dụng sóng điện từ có bước sóng nằm số vùng định để truyền vô tuyến xa cách thuận lợi Các vùng gọi dải sóng vơ tuyến truyền Nhìn vào số ghi dải tần máy thu ta thấy số dải vùng bước sóng như: 16m; 19m; 25m; 31m; 41m; 49m; 60m; 75m; 90m 120m Đài phát hầu phát sóng dải

Học sinh tiếp thu ghi

2. Sự phản xạ sóng ngắn tần điện li

Tầng điện li lớp khí phần tử khí bị ion hóa mạnh tác dụng tia tử ngoại ánh sáng mặt trời

Tầng điện li kéo dài từ độ cao khoảng 80km đến 800km

Một đặc điểm quan trọng sóng ngắn vô tuyến chúng phản xạ tốt tầng điện li mặt đất mặt nước biển

Nhờ có phản xạ liên tiếp tầng điện li (coi gương cầu lõm) mặt đất (coi gương cầu lồi) mà sóng ngắn truyền xa (có thể đến vài chục nghìn kilơmet) mặt đất

Mô tả tầng điện li truyền

sóng điện từ khí



Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Bài 23: NGUYÊN TẮC THƠNG TIN LIÊN LẠC

BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN (Tuần 20, tiết 39 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Những nguyên tắc việc thơng tin liên lạc sóng vơ tuyến - Vẽ sơ đồ khối máy phát máy thu sóng vơ tuyến đơn giản

- Nêu rõ chức khối sơ đồ máy phát máy thu sóng vô tuyến đơn giản

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nếu có thí nghiệm chứng minh máy phát máy thu đơn gỉan thí chuẩn bị cho chúng hoạt động - Một điện thoại di động bị hư tháo nắp cho học sinh biết vùng phận phát sóng vùng

bộ phận thu sóng (nếu có) Học sinh

Ơn lại sóng điện từ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA VIỆC THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN

1 Dùng sóng điện từ cao tần

Những vơ tuyến dùng để tải thơng tin gọi các sóng mang Đó sóng điện từ cao tần

Câu hịi C1

Trong vơ tuyến truyền thanh, người ta thường dùng sóng mang có bước sóng từ vài met đến vài trăm met Trong vơ tuyến truyền hình, người ta dùng sóng mang có bước sóng ngắn nhiều

Làm dùng sóng điện từ để

truyền thông tin lời ca tiếng hát ca sĩ, hình ảnh màu sắc cảnh thiên nhiên từ nơi đến nơi khác Trái Đất?

Học sinh tiếp

Câu hòi C2

2 Phải biến điệu sóng mang

Dùng phận gọi micrô để biến dao động âm thành dao động điện có tần số Dao động ứng với sóng điện từ gọi sóng âm tần

- Dùng phận khác để “trộn” sóng âm tần với sóng mang Việc làm gọi biến điệu sóng điện từ Bộ phận trộn sóng gọi mạch biến điệu Sóng mang biến điệu truyền tải đài phát đến máy thu

- Có nhiều cách biến điệu: biến điệu biên độ, biến điệu tần số, biến điệu xung biến điệu pha

Biến điệu biên độ làm cho biên độ sóng mang biến thiên (tăng, giảm) theo thời gian với tần số tần số âm Cách biến điệu biên độ dùng việc truyền sóng dài, trung ngắn

Âm nghe thấy có tần số từ 16Hz

đến 20 kHz Sóng mang có tần số từ 500kHz đến 900kHz, lớn so với tần số âm Vấn đề phải cho sóng mang truyền tải thơng tin có tần số âm Để giải vấn đề này, ta phải làm công việc sau:



Học sinh tiếp

thu ghi nhận

3 Ở nơi thu phải có tách sóng âm tần khỏi sóng cao tần để đưa loa Bộ phận làm việc gọi mạch tách sóng Loa biến dao động điện thành dao động âm có tần số

 Học sinh tiếp

thu ghi nhận Khi tín hiệu thu có cường độ nhỏ, ta

phải khuếch đại chúng mạch khuếch đại Ta không đề cập đến cấu tạo chuyển vận mạch biến điệu, mạch tách sóng, mạch khuếch đại, micrô loa





Học sinh tiếp

thu ghi nhận

II SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT MÁY PHÁT THANH VÔ TUYẾN ĐƠN GIẢN

Một máy phát vô tuyến đơn giản phải gồm năm phận sau ; micrơ (1); mạch phát sóng điện từ cao tần (2); mạch biến điệu (3); mạch khuếch đại (4) cuối anten phát (5) Sóng điện từ cao tần mang tín hiệu âm phát từ anten

Câu hòi C3

III SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT MÁY THU THANH ĐƠN GIẢN

Một máy thu đơn giản gồm năm phân sau: anten (1); mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần (2); mạch tách sóng (3); mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần (4) loa (5)

BÀI TẬP ÔN TẬP (Tuần 20, tiết 40 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết chương sóng điện từ - Làm dạng tập liên quan đến sóng điện từ

II CHUẨN BỊ

7 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm chương sóng điện từ, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho học

sinh làm Học sinh

Ôn lại chương sóng điện từ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. Bài tập

Câu Dao động điện từ mạch LC đóng kín tụ tích điện :

A Dao động tự B Dao động điều hoà C Dao động cưỡng D Sự tự dao động

Câu Câu nói kết luận sai dao động điện từ mạch dao đông LC lý tưỏng ?

A Năng lượng mạch dao động gồm lượng điện trường từ tập trung tụ điện lượng từ trường tập trung cuộn cảm

B Năng lượng điện trường lượng từ trường dao động tần số với dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm

C Khi lượng điện trường giảm lượng từ trường tăng ngựơc lại

D thời điểm lượng dao động điện từ mạch LC khơng đổi

Câu Sóng điện từ :

A Sóng lan truyền mơI trường đàn hồi

B Sóng có điện trường từ trường dao động pha tần số

C Sóng có hai thành phần điện trường từ trường dao động phương

D Sóng có lượng tỷ lệ với bình phương tần số Câu Mạch LC máy phát dao động điện từ trì hoạt động :

A Nguồn phát sóng điện từ B Mạch dao động hở

C Nguồng dao động điện từ trì với tần số D Nguồn dao động điện từ trì với tần số riêng

mạch LC

Câu Mạch dao động lý tưởng : C=50 F, L=5mH Hiệu điện cực đại hai đầu cực tụ 6(v) dịng điện cực đại chạy mạch :

A 0.6 (A) B 0.7 (A) C 0.06 (A) D Kết khác

Câu Mạch dao động lý tưởng LC, dùng tụ C1 tần số f1=30 kHz, dùng tụ C2 tần số riêng f2=40 kHz Khi dùng tụ C1 C2 ghép song song tần số dao động riêng :

A 24 kHz B 38 kHz C 50 kHz D Kết khác

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết công thức để giải tập

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

Học sinh vận dụng lí

Câu Mạch dao động lý tưởng LC Hiệu điện cực đại

ở hai tụ Umaxthì giá trị dịng điện qua mạch Imax băng ?

A B

B D

Câu Mạch chọn sóng máy thu có L=5.10-6 (H),

C=2.10-8(F),R=0 thu sóng điện từ có bước sóng ?

(c=3.10-8(m/s), 2=10)

A 590 (m) B 600 (m) 610 (m) D Kết khác

Câu Mạch dao động lý tưởng LC C=0.5 F, hiệu điện cực đại tụ (v) lượng điện từ mạch dao động :

A 8.10-6(J) B 9.10-6(J). C 9.10-7(J) D Kết khác.

Câu 10 Sóng điện từ có tần số f=3(MHz) truyền thuỷ tinh có n=1.5 bước sóng lan truyền :

A 40 (m) B 70 (m) C 50 (m) D kết khác Câu 11 sóng điện từ có tần số f=300(MHz) : A Sóng dàI B sóng trung C Sóng ngắn D Sóng cực ngắn Câu 12 Nguyên tắc phát sóng điện từ phảt :

CHƯƠNG V : SÓNG ÁNH SÁNG

Bài 24: TÁN SẮC ÁNH SÁNG

(Tuần 21, tiết 41 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Hai thí nghiệm New-tơn kết luận rút từ thí nghiệm

- Giải thích tượng tán sắc ánh sáng qua hai giả thiết New-tơn

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Làm hai thí nghiệm New-tơn

2 Học sinh

Ơn lại tính chất lăng kính

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. THÍNGHIỆM VỀ SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG CỦA NEWTON (1672)

Dùng gương G, hắt ánh sáng Mặt Trời qua khe hẹp, nằm ngang F vào buồng tối Nhờ hạt bụi nhỏ, ta trông thấy vết chùm sáng song song, hẹp, qua F Đặt M song song với F (H.35.1), cách F chừng một, hai met để hứng chùm sáng, màn, ta thấy vệt sáng F’ màu trắng, giống khe F Đặt lăng kính thủy tinh P, F F’, cho cạnh khúc xạ P song song với F, cho chùm sáng dọi vào mặt AB, ta thấy vệt sáng F’ M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành dải sáng sặc sỡ

Quan sát kĩ dải sáng ta phân biệt bảy màu, từ xuống (tức từ đỉnh xuống đáy lăng kính) là: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Đó bảy màu cầu vồng

Ranh giới màu không rõ rệt, tức màu chuyển dần sang màu cách liên tục, phạm vi màu, sắc thái biến thiên cách liên tục, từ sẫm, tối, đến tươi, sáng

Dải sáng màu gọi quang phổ ánh sáng Mặt Trời, hay vắn tắt hơn, quang phổ của Mặt Trời Anh1 sáng mặt trời ánh sáng trắng.

Hiện tượng gọi tán sắc ánh sáng gây

Đi vào khu vườn trăm hoa đua

nở, thường ngất ngây hoa mắt hàng trăm sắc màu rực rỡ ánh sáng Mặt Trời Chìa khóa để mở “bí mật màu sắc” nằm đâu?

Học sinh tiếp thu

lăng kính P

Câu hỏi C1.

II. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC CỦA NEWTƠN.

Ơng rạch M thí nghiệm I khe hẹp F’ song song với khe F, xê dịch M để đặt F’ vào chỗ màu – màu vàng V, chẳng hạn – quang phổ (H.35.2) Như vậy, sau M, ông thu chùm sáng hẹp, có màu vàng Cho chùm sáng màu vàng khúc xạ qua lăng kính P’ giống hệt lăng kính P hứng chùm tia ló M’, ơng thấy vệt sáng M’, bị dịch chuyển phía đáy P’, nhưng giữ nguyên màu vàng Vậy :

Chùm sáng màu vàng, tách từ quang phổ của Mặt Trời, sau qua lăng kính P’, bị lệch, mà

không bị đổi màu.

Niu-tơn gọi chùm sáng chùm sáng đơn sắc. Lần lượt đặt F’ chỗ màu, đỏ, da cam, lục… quang phổ, để tách riêng chùm sáng màu đỏ, da cam, lục… cho chúng qua P’, ông thấy chúng bị lệch, mà khơng bị đổi màu Vậy, bảy chùm sáng có bảy màu cầu vồng, tách từ quang phổ Mặt Trời, chùm sáng đơn sắc

Vậy ánh sáng đơn sắc ánh sáng có màu định không bị tán sắc truyền qua lăng kính

Để kiểm nghiệm xem, có

thủy tinh “nhuộm màu” – tức làm thay đổi màu sắc ánh sáng không – Niu-tơn làm thí nghiệm thứ II, sau

Học sinh tiếp thu

ghi nhận Quan sát giáo viên làm thí nghiệm

III. GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

- Theo Niu-tơn, ánh sáng trắng, tức ánh sáng

Mặt Trời, ánh sáng đèn điện dây tóc, đèn măng sơng, khơng phải ánh sáng đơn sắc, mà hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ màu đỏ đến màu tím

- Chiết suất thủy tinh ánh sáng

đơn sắc có màu khác khác Chiết suất có giá trị nhỏ ánh sáng đỏ, tăng dần chuyển sang màu da cam, màu vàng… có giá trị lớn nhất, ánh sáng màu tím

- Vì góc lệch tia sáng khúc xạ qua lăng

kính tăng theo chiết suất, nên chùm tia sáng có màu khác chùm sáng tới bị lăng kính làm lệch góc khác nhau, ló khỏi lăng kính, chúng khơng trùng Do đó, chùm sáng ló bị xịe rộng thành nhiều chùm

Tại lại có tượng tán sắc

ánh sáng Hiện tượng giải thích

Học sinh tiếp thu

đơn sắc

Vậy: Sự tán sắc ánh sáng phân tán chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc

IV. ỨNG DỤNG

Hiện tượng tán sắc ánh sáng giúp ta giải thích số tượng tự nhiên cầu vồng ứng dụng ttrong máy quang phổ lăng kính

Ta xem tượng tán sắc ánh

sáng có ứng dụng

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

Bài 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG

(Tuần 21, tiết 42 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Mơ tả thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng - Viết công thức cho vị trí vân sáng tối cho khoảng vân i

- Nhớ giá trị chừng bước sóng ứng với vài màu thơng dụng đỏ, lam lục, tím - Điều kiện xảy tượng giao thoa ánh sáng

- Giải đề toán giao thoa với ánh sáng đơn sắc

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Làm thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc

2 Học sinh

Ôn lại giao thoa sóng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Đặt nguồn sáng điểm S trước lỗ trịn nhỏ O, kht hộp kín hình hộp chữ nhật

S O D D’

Nếu ánh sáng truyền theo đường thẳng thí thành đối diện lỗ O ta thấy vết sáng trịn đường kính D

Thực tế ta lại thấy vết trịn sáng có đường kính D’ lớn Lỗ O nhỏ D’ lớn so với D

Như gặp mép lỗ ánh sáng có truyền sai lệch với truyền thẳng

Hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng

 Giữa âm ánh sáng có khơng

ít điểm tương đồng; âm ánh sáng truyền theo đường thẳng, truyền môi trường với vận tốc không đổi, bị phản xạ gặp vật cản thích hợp Những âm lại có tính chất sóng Liệu ánh sáng, có tính chất không? Bài cho ta câu trả lời

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng giải

thích thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng

 Quan sát giáo

Mỗi chùm sáng đơn sắc có bước sóng

xác định coi sóng có bước sóng xác định

II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.

1. Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng.

Thí nghiệm Y-âng giải thích sau Sóng ánh sáng, phát từ hai lỗ F1, F2 sóng kết hợp, sóng phát từ F sinh Hai sóng gặp M, giao thoa với cho ta hệ vân sáng, tối xen kẽ .

Câu hỏi C1

Một bóng đèn Đ, chiếu sáng lỗ F

, lỗ F nhiễu xạ ánh sáng qua phía, trở thành nguồn sáng điểm mới, nguồn lại chiếu sáng hai lỗ tròn nhỏ F1, F2 đặt cách F chừng vài chục xentimet Ánh sáng nhiễu xạ qua F1, F2 rọi vào M, đặt cách F1,F2 chừng vài chục xentimet Quan sát M qua kính lúp L, ta trơng thấy hệ vân có nhiều màu Đặt kính màu K (màu đỏ chẳng hạn) đèn Đ lỗ F, hệ vân M có màu đỏ, có dạng vạch sáng, tối xen kẽ, song song cách Đó hệ vân giao thoa sóng ánh sáng

Hai lỗ F1, F2 chiếu sáng khe F, trở thành hai nguồn kết hợp…Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp M giao thoa với Tại điểm A, vân sáng, hai sóng tăng cường lẫn nhau, điểm B vân tối, chúng lại triệt tiêu

 Quan sát giáo

viên làm thí nghiệm giải thích thí nghiệm

2. Vị trí vân sáng

a=F1F2 khoảng cách hai nguồn đồng F1, F2; D khoảng cách từ hai nguồn tới M, λ bước sóng ánh sáng

٭ d1=F1A d2=F2A lộ trình hai sóng, từ F1, F2 đến điểm A, vân sáng

O giao điểm đường trung trực F1F2 với M, x = OA khoảng cách từ O đến vân sáng A Ta tính hiệu lộ trình A:

1 2

2 d d

ax d

d

  

a x thường khơng q một, hai milimet, cịn D thường vài chục, chí một, hai trăm xentimet Do lấy gần

D d

d2  2 đẳng thức thành: D

ax d d2  1 

Để A có vân sáng, hai sóng gặp A phải tăng cường lẫn nhau, tức ta

Hình vẽ sau sơ đồ rút gọn thí

nghiệm Y-âng Ta gọi:

Diễn giải tìm cơng thức xác địh vân

sáng thứ k vân tối

Học sinh tiếp thu

phải có:

 k d

d2 1 k 0,1,2

Và khoảng cách từ O đến vân sáng thứ k a

D k

xk   k 0,1,2

k gọi bậc giao thoa

Để A cho vân tối hai sóng gặp phải triệt tiêu Tức là:

2 ) (   

 d k

d k 0,1,2

Vị trí vân tối thứ k là: a

D k

xk ) ( 

 k 0,1,2

3. Khoảng vân

a. Định nhĩa: khoảng vân i khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp

b. Cơng thức tính khoảng vân

a D x

x

i  k1 k 

Tại điểm O ta có x 0, k 0 d2  d1 0 Không phụ thuộc vào  Vậy O có vân sáng bậc ánh sáng đơn sắc Ta gọi vân hay vân trung tâm

Yêu cầu học sinh trình bày định nghĩa

khoảng vân

Minh hoạ khoảng vân xác định

cơng thức tính khoảng vân

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

4. Ứng dụng : Đo bước sóng ánh sáng.

Tù công thức a

D

i ta suy

D ai





Công thức cho thấy rằng, đo

ba đại lượng i, a D suy λ Khoảng cách a hai lỗ (hoặc hai khe) F1, F2 đo xác với kính hiển vi, khoảng D đo dễ dàng với thước dây thông thường, cần đo khoảng vân i cách dùng kính lúp có thước trắc vi đo bước sóng λ Chính cách này, mà Y-âng, lần đầu tiên, đo bước sóng số xạ, màu sắc khác

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

III. BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG

1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng chân khơng xác định

Ví dụ : ánh sáng vàng natri có nm

589



 , ánh sáng lục đèn thủy ngân có bước sóng  546nm

Kết đo bước sóng ánh

sáng đơn sắc khác cho thấy ghi nhậnHọc sinh tiếp thu

2.Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta trông thấy có bước sóng khoảng từ chừng 380nm ứng với màu tím quang phổ, đến chừng 760nm, ứng với màu đỏ Các màu vàng, lục, lam… có bước sóng nằm khoảng hai giá trị Vì vậy, hai giá trị 380nm (hay 0,38μm) 760nm (0,76μm) gọi “giới hạn phổ khả kiến” (hay phổ nhìn thấy)

Trình bày ánh sáng khả kiến với

bước sóng tương ứng

Học sinh tham khảo

các ánh sáng đơn sắc ứng với bước sóng chúng

3. Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc, có bước sóng biến thiên liên tục từ đến Nhưng mắt người cảm nhận xạ có bước sóng khoảng từ 380nm đến 760nm, bước sóng giúp cho mắt nhìn rõ vật phân biệt màu sắc

 Mắt khơng phân biệt hai xạ

có bước sóng q gần Vì vậy, người “tinh mắt” phân vài trăm màu, dựa vào màu sắc xạ ta ước lượng chừng bước sóng chúng, mà

Học sinh tiếp thu

4.Bảng 25.1 khoảng bước sóng chân khơng bảy màu quang phổ, hay bảy màu cầu vồng

Màu Bước sóng

Đỏ từ 640 nm đến 760 nm

Da cam 590 650

Vàng 570 600

Lục 500 575

Lam 450 510

Chàm 430 460

Tím 380 440

Trình bày bước sóng cùa phổ cầu

vồng

Học sinh tham khảo

các ánh sáng đơn sắc ứng với bước sóng chúng

5.Điều kiện nguồn kết hợp hiện tượng giao thoa ánh sáng phát biểu như sau.

- Hai nguồn phải phát hai sóng có

bước sóng

- Hiệu số pha dao động hai nguồn phải

không đổi theo thời gian

Yêu cầu học sinh nhắc lại

hai sóng kết hợp

Trình bày điều kiện xảy tượng

giao thoa ánh sáng

Phát biểu đặc

điểm hai nguồn kết hợp

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

BÀI TẬP (Tuần 22, tiết 43)

I. MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết giao thoa ánh sáng

- Làm dạng tập liên đến tượng giao thoa ánh sáng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm giao thoa ánh sáng, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho học sinh

cùng làm Học sinh

Ôn lại giao thoa ánh sáng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. Bài tập CÂU HỎI

1 Kết luận quan trọng rút từ thí nghiệm Y-âng gì?

2 Để khẳng địng rằng, vân sáng, tối xuất thí nghiệm Y-âng giao thoa sóng ánh sáng, ta cần làm gì?

3 Tác dụng hai xạ đơn sắc có bước sóng khác nhau, mắt có khác nhau? Cho ví dụ

4 Khi ánh sáng truyền từ môi trường sang

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết cơng thức để giải tập

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

Học sinh vận dụng lí

mơi trường khác, ba đại lượng đặc trưng sóng

là tần số, chu kì bước sóng, đại lượng bị thay đổi, đại lượng không?

5 Giới hạn phổ khả kiến gì?

6 Bậc giao thoa vân giao thoa gì?

7 Bốn đại lượng liên quan cơng thức cho ta khoảng vân i có đặc điểm đáng ý gì? Từ nhận xét này, rút kết luận có ích cho việc giải tập?

8 Trong thí nghiệm Y-âng với a =2mm, D =1,2m người ta đo i =0,36mm Tính bước sóng λ tần số xạ

BÀI TẬP

9 Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ=600nm chiếu sáng hai khe F1, F2 song song với F cách 1,2 mm Vân giao thoa quan sát M song song với mặt phẳng, chứa F1,F2 cách 0,5m

a) Tính khoảng cách hai vân sáng liên tiếp b) Tại điểm M cách vân 0,88mm vân sáng, hay tối-thứ mấy, kể từ vân

10 Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai lỗ S1, S2 a =1,56mm, khoảng cách từ S1, S2 đến quan sát D = 1,24m Đo khoảng cách từ vân sáng đến vân thứ 12 bên phải nó, thấy 5,21mm Tính bước sóng ánh sáng

11 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu lỗ F đèn natri phát ánh sáng màu vàng, bước sóng λ=586nm, người ta quan sát 15 vân sáng, mà khoảng hai vân 6,3 mm Thay đèn natri đèn phát ánh sáng λ' quan sát 18 vân sáng, mà hai vân cách 6,3mm Tính bước sóng λ'.

12 Một khe F hẹp phát ánh sáng trắng chiếu sáng hai khe F1, F2, song song với F cách 1,2mm Màn quan sát M cách mặt phẳng chứa F1, F2 khoảng cách D =2m

a) Tính khoảng vân i1 i2 cho hai xạ λ1=400nmvà λ2=750nm

b) Ở điểm A M cách tâm vân màu trắng (hai mép đen) 4mm, có vân sáng xạ nào? Vân tối xạ nào?

Bài 29: ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG BẰNG

PHƯƠNG PHÁP GIAO THOA (Tuần 22, tiết 44; Tuần 23, tiết 45 )

I MỤC TIÊU

- Biết sử dụng dụng cụ thí nghiệmtạo hệ vân giao thoa ảnh cách dùng nguồn sáng laser

chiếu vng góc với chắn có khe ng Quan sát hệ vân phân biệt vân sáng, tối vân sáng hệ vân

- Biết cách sử dụng thước kẹp đo khoảng vân Xác định tương đối xác bước sóng chùm tia

laser Thông qua thực hành nhận thức rõ chất sóng ánh sáng, biết ứng dụng tượng giao thoa để đo bước sóng ánh sáng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chia sáu nhóm thực hành nhóm cung cấp dụng cụ - Nguồn phát laze bán dẫn laze He – Ne

- Một chắn có khe ng

- Giá thí nghiệm có rãnh trượt.để thay đổi vị trí khe - Thước kẹp có phạm vi – 150 mm độ chia nhỏ 0.02- 0.1 mm

- Thước cuộn 3000 mm độ chia nhỏ 1mm

- Màn ảnh làm nhựa phẳng suốt có chân đế đặt mặt bàn tờ giấy trắng gắn

mặt nhựa

- Kẻ sẵn bảng ghi số liệu SGK

2 Học sinh

Ôn lại giao thoa sóng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Quan sát hệ vân giao thoa tạo khe Y-âng, sử dụng chùm sáng laze Đo bước sóng ánh sáng

Trình bày định nghĩa máy

quang phổ giới thiệu máy quang phổ

Quan sát giáo viên

làm thí nghiệm giải thích thí nghiệm

II. DỤNG CỤ

Nguồn phát laze (4,5V–5mW);

2 Hệ ba khe Y-âng có khoảng cách hai khe khác nhau, đặt hộp bảo vệ;

3. Thước cuộn 3000mm;

4. Thước cặp 0–150mm/0,1mm;

5. Giá thí nghiệm;

6 Một tờ giấy trắng

 

III. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Tia laze chùm sáng song song, đơn sắc, kết hợp Khi chiếu chùm tia laze vng góc với chắn P có hai khe hẹp song song F1,F2 (H.40.1), F1,F2 trở thành hai nguồn đồng phát sóng ánh sáng phía trước Cách P khoảng D, ta đặt quan

a D i 

Nếu khoảng cách a hai khe cho biết trước (hoặc đo kính hiển vi), đo khoảng cách D khoảng vân i, ta tính bước sóng λ tia laze

Nêu lên sở lí thuyết

tượng giao thoa ánh sáng ghinhậnHọc sinh tiếp thu

1 Bộ dụng cụ khảo sát giao thoa qua khe Y-âng dùng tia laze(H.40.3a)

Bộ dụng cụ gồm nguồn phát tia laze S (có thể dùng tia laze bán dẫn) phát tia sáng laze màu đỏ, chiếu vng góc vào mặt phẳng chắn P Cả hai lắp giá đỡ có khớp nối điều chỉnh

Để nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách a , P có ba hệ khe Y-âng có khoảng cách a khác (H.40.3b) Trong thí nghiệm này, ta dùng hệ khe màn,có khoảng cách hai khe a = 0,4mm Màn quan sát E tờ giấy trắng dán lên tường, song song với mặt phẳng P cách P khoảng D = 3m Độ lớn khoảng vân i đo thước cặp, khoảng cách D đo thước mm

học sinh cách lắp ráp thí nghiệm giáo viên lắp ráp thí nghiệm

2 Tìm vân giao thoa

Cắm phích điện bộ nguồn phát laze S vào ổ điện xoay chiều ~220V Bật công tắc K, ta nhận chùm tia laze màu đỏ

a) Điều chỉnh vị trí chắn P cho chùm tia laze chiếu thẳng góc vào hệ khe Y-âng giữa, có khoảng cách khe cho trước a = 0,4mm

b) Màn quan sát E đặt cách P khoảng đến 3m Điều chỉnh, dịch chuyển giá đỡ G cho chùm tia laze chiếu vào E vng góc với Quan sát hệ vân giao thoa xuất

c) Quan sát nhận xét Vân sáng vân sáng giữa? Các vân giao thoa phân bố E cách hay không đều? Ảnh hưởng vị trí đặt E (gần, xa, song song khơng song song với chắn P) đến hệ vân giao thoa nào? Giải thích

 

3 Xác định bước sóng chùm tia laze

1 Dùng thước 3000 milimet đo (5 lần) khoảng cách D từ chắn P (chứa khe Y-âng) đến quan sát E, ghi kết vào bảng 40.1

2 Đánh dấu vị trí vân sáng tờ giấy trắng (màn E) phân bố n khoảng vân, n tuỳ chọn từ đến (H.40.2) Dùng thước cặp đo (5 lần) khoảng cách L hai vân sáng đánh dấu cùng, ghi vào bảng 40.1

3. Bước sóng chùm laze tính theo cơng thức:

4. Tắt công tắc K, rút phích điện nguồn laze khỏi ổ cắm điện Kết thúc thí nghiệm

Hướng dẫn cách đo dùng

BÁO CÁO THỰC HÀNH

KHẢO SÁT GIAO THOA QUA KHE Y-ÂNG XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG

Họ tên Lớp Tổ Ngày làm thí nghiiệm I – TĨM TẮT LÍ THUYẾT

Giao thoa ánh sáng gì? Điều kiện giao thoa hai sóng ánh sáng? Cơng thức tính khoảng vân cơng thức xác định bước sóng ánh sáng trường hợp giao thoa hai sóng ánh sáng đơn sắc tạo khe Y-âng?

II – KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Xác định bước sóng chùm tia laze:

Bảng 40.1:

- Khoảng cách hai khe hở hẹp F1, F2: a = 0,4 0,01 (mm)

- Độ xác thước milimet: = ………….(mm) - Số khoảng vân sáng đánh dấu: n = ………

Lần đo D ∆D L (mm) ∆L (mm)

1

Trung bình

a) Tính giá trị trung bình bước sóng λ:

b) Tính sai số tương đối sóng λ:

c) Tính sai số tuyệt đối trung bình bước sóng λ:

d) Viết kết đo bước sóng λ:

Bài 26: CÁC LOẠI QUANG PHỔ

(Tuần 23, tiết 46 )

III MỤC TIÊU

Nêu được:

- Quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ quang phổ hấp thụ Và đặc điểm loại

quang phổ

IV CHUẨN BỊ

3 Giáo viên

- Cho học sinh xem máy quang phổ vài loại quang phổ

4 Học sinh

Ôn lại giao thoa sóng

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

V. MÁY QUANG PHỔ LĂNG KÍNH

Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc Máy quang phổ lăng kính gồm ba phận

Trình bày định nghĩa máy

quang phổ giới thiệu máy quang phổ 

Quan sát giáo viên làm thí nghiệm giải thích thí nghiệm

1 Ống chuẩn trực.

Là ống, đầu có thấu kính hội tụ L1, đầu có khe hẹp F đặt tiêu điểm L1 Chiếu sáng khe F nguồn S mà ta muốn khảo sát, F tác dụng nguồn sáng Ánh sáng từ F, sau qua L1, truyền theo chùm song song

Giới thiệu cấu tạo công dụng

của ống chuẩn trực máy quang phổ

 Học sinh

quan sát tiếp thu ghi nhận

2 Hệ tán sắc.

Gồm vài lăng kính P đặt độ lệch cực tiểu, nghĩa cho góc lệch chùm sáng qua P có giá trị cực tiểu Chùm sáng song song khỏi ống chuẩn trực, sau qua hệ tán sắc vừa bị lệch phía đáy P, vừa bị phân tán thành nhiều chùm tia đơn sắc song song

Giới thiệu cấu tạo công dụng

hệ tán sắc máy quang phổ sát tiếp thu ghi Học sinh quan nhận

3 Buồng tối.

Là hộp, kín ánh sáng, đầu có thấu kính hội tụ L2, đầu có phim ảnh K (hoặc kính ảnh) đặt mặt phẳng tiêu L2 Các chùm đơn sắc song song khỏi hệ tán sắc, sau qua L2 hội tụ điểm khác K, chùm cho ta ảnh thật, ngược đơn sắc F Vậy, K ta chụp loạt ảnh khe F, ảnh hình chữ nhật hẹp dài, có dạng vạch sáng thẳng, gọi vạch quang phổ Mỗi vạch quang phổ ứng với bước sóng xác định

Nếu ta bỏ phim ảnh K đi, quan sát trực tiếp vạch quang phổ đó, mắt qua kính lúp

Tập hợp vạch quang phổ thu mặt phẳng tiêu L2 làm thành quang phổ nguồn S

Giới thiệu cấu tạo công dụng

buồng tối máy quang phổ 

Học sinh quan sát tiếp thu ghi nhận

II QUANG PHỔ PHÁT XẠ.

Mọi chất rắn, lỏng khí, nung nóng đến nhiệt độ cao, phát ánh sáng Quang phổ ánh sáng chúng phát gọi quang phổ phát xạ

Giới thiệu ba nguồn sáng thông

dụng phép phân tích quang phổ

Để tạo quang phổ phát xạ

 Học sinh quan

chất

Quang phổ phát xạ chất khác chia thành hai loại:Quang phổ liên tục quang phổ vạch

Quang phổ liên tục quang phổ gồm nhiều dải màu nối liền cách liên tục, giống quang phổ Mặt Trời (H.36.1)

Quang phổ liên tục phát chất rắn, chất lỏng, chất khí có khối lượng riêng lớn bị nung nóng

Một đặc điểm quan trọng quang phổ liên tục khơng phụ thuộc vào chất vật phát sáng, mà phụ thuộc vào nhiệt độ vật Một cục sắt, hay than, nung với vật) cho hai quang phổ giống

Quang phổ vạch là quang phổ chứa vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối

Quang phổ vạch chất khí áp suất thấp phát ra, bị kích thích nhiệt, hay điện Đặt mẫu kim loại đầu điện cực than (H.37.4b) cho phóng hồ quang hai cực than kim loại nóng chảy bay Nguyên tử kim loại mà số bị ion hóa, với số ion dịng điện hồ quang kích thích, nên phát sáng, quang

một chất rắn chất lỏng, người ta thường phun bột chất rắn, giọt nhỏ chất lỏng vào đèn khí hiđrơ hay axêtilen (H.37.4a) đặt mẫu nhỏ chất rắn (hay nhỏ giọt chất lỏng) lên đầu than, phóng hồ quang than than khác (H.37.4b)

Để kích thích cho chất phát sáng người ta cho chất khí vào ống thủy tinh, thạch anh áp suất vài chục milimet thủy ngân, cho dòng điện phóng hai điện cực gắn hai đầu ống (H.37.4c)

Đặt nguồn sáng vào chỗ nguồn S hình 37.3, ta quan sát chụp ảnh quang phổ chất cần khảo sát

Vạch Màu Bước sóng (nm)

Hα Đỏ λα=656

Hβ Lam λβ=486

Hγ Chàm λγ=434

Hδ Tím λδ=410

phổ ánh sáng quang phổ vạch

Quang phổ vạch nguyên tố khác khác nhau, số lượng vạch quang phổ, vị trí – tức bước sóng, màu, sắc – chúng độ sáng tỉ đối chúng

Ví dụ : Quang phổ natri có hai vạch màu vàng, nằm sát nhau, ứng với bước sóng 589,0nm 589,6nm Quang phổ hiđrô chứa bốn vạch gọi Hα, Hβ, Hγ, Hδ, có bước sóng

III QUANG PHỔ HẤP THỤ.

Chiếu sáng khe F máy quang phổ đèn điện dây tóc S mặt phẳng tiêu K thấu kín buồn tối O2 ta trông thấy quang phổ liên tục Đặt cốc thủy tinh C, có hai mặt bên song song S F, quang phổ khơng đổi Vậy, thủy tinh không hấp thụ ánh sáng cách đáng kể

Đổ dung dịch đồng sunfat vào cốc C, cho dung dịch đủ che hết khe F, quang phổ, ta thấy có hai đám tối vùng màu đỏ, da cam vùng chàm tím Ta nói xạ hai vùng bị dung dịch đồng sunfat (màu lục lam) hấp thụ

Quang phổ liên tục, thiếu xạ bị cốc dung dịch hấp thụ gọi quang phổ hấp thụ dung dịch

Chất rắn, lỏng chất khí cho quang phổ hấp thụ Quang phổ hấp thụ chất khí chứa vạch hấp thụ Quang phổ hấp thụ chất lỏng, rắn lại chứa đám, đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp cách liên tục

Trình bày quang phổ hấp thụ  Học sinh quan

sát tiếp thu ghi nhận

Bài 27: TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

(Tuần 24, tiết 47 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Tia hồng ngoại tia tử ngoại có chất với ánh sáng thơng thường khác khơng kích thích

thần kinh thị giác có bước sóng hay tần số khác với ánh sáng khả kiến

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Thí nghiệm hình 27.1 SGK

2 Học sinh

- Ôn lại hiệu ứng nhiệt điện điện kế cặp nhiệt điện

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI.

Ở quang phổ mà mắt ta trông thấy, hai đầu đỏ tím cịn có xạ mà mắt không trông thấy, mối hàn cặp nhiệt điện bột huỳnh quang phát Bức xạ không trơng thấy ngồi vùng màu đỏ quang phổ (điểm A) gọi bức xạ hồng ngoại hay tia hồng ngoại Bức xạ điểm B, ngồi vùng tím gọi bức xạ (hay tia) tử ngoại (Chữ Hán Việt hồng có nghĩa đỏ,

tử tím)

Câu hỏi C1

Ta làm lại thí nghiệm tán sắc ánh

sáng 26 đặt mối hàn H, cặp nhiệt điện nhạy vào chỗ màu quang phổ mối hàn H’ nhúng cốc nước đá tan Ta thấy rằng, kim điện kế mạch cặp nhiệt điện lệch Đưa mối hàn H lệch ngang khỏi dải sáng bảy màu, kim điện kế cịn lệch Đưa trở lại vào dải màu, độ lệch lớn nhiều Điều chứng tỏ rằng, xạ Mặt Trời nung nóng mối hàn

Từ từ đưa mối hàn H từ đầu đỏ Đ đến đầu tím T quang phổ, ta thấy H chỗ màu nào, kim điện kế lệch

Đưa mối hàn H khỏi đầu Đ quang phổ, tới điểm A phần kéo dài dải sáng chẳng hạn, kim điện kế lệch, chí cịn lệch nhiều hơn; đưa mối hàn khỏi đầu T, đến điểm B chẳng hạn, kim điện kế tiếp tục bị lệch, lệch so vớ lúc T

Đặc biệt thay M bìa có phủ bột huỳnh quang (bột phủ bên đèn ống), thấy phần màu tím phần kéo dài quang phổ khỏi màu tím, bột huỳnh quang phát sáng mạnh

Học sinh quan sát

tiếp thu ghi nhận Quan sát mơ hình thí nghiệm

II. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI.

1. Bản chất.

Nhiều thí nghiệm khác cho thấy rằng, tia hồng ngoại tia tử ngoại tuân theo định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, gây tượng nhiễu xạ tượng giao thoa ánh sáng thơng thường

Trình bày chất tia hồng ngoại

và tia tử ngoại

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

2. Tính chất.

Nhiều thí nghiệm khác cho thấy rằng, tia hồng ngoại tia tử ngoại tuân theo định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, gây tượng nhiễu xạ tượng giao thoa ánh sáng thông thường

Dùng phương pháp giao thoa, người ta

đã đo xác bước sóng chúng thấy miền hồng ngoại trải từ bước sóng 760 nm đến khoảng vài milimet, cịn miền tử ngoại trải từ bước sóng 380 nm đến vài nanômet

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

III. TIA HỒNG NGOẠI. 1. Cách tạo ra

Về lí thuyết, vật có nhiệt độ cao 0K phát tia hồng ngoại Nhưng môi trường xung quanh, nhiệt độ cao 0K,

Cách tạo tia hồng ngoại nêu

số nguồn phát tia hồng ngoại tự nhiên

Lấy vài ví dụ

nên phát tia hồng ngoại Thành thử, để

vật phát tia hồng ngoại ngồi mơi trường, vật phải có nhiệt độ cao mơi trường Vật có nhiệt độ thấp, phát tia có bước sóng ngắn, mà phát tia có bước sóng dài Người có nhiệt độ 370C, tức 310K nguồn phát tia hồng ngoại, phát chủ yếu tia có bước sóng từ 9μm trở lên; bàn là, có nhiệt độ 5000C phát chủ yếu tia từ 3,7μm trở lên

Bếp ga, bếp than nguồn phát tia hồng ngoại dùng để đun nấu, sưởi ấm, sấy khô…Để tạo chùm tia hồng ngoại định hướng dùng kĩ thuật, người ta thường dùng đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp đặc biệt, dùng điôt phát quang hồng ngoại

2 Tính chất cơng dụng.

a Tính chất bật tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh: tia hồng ngoại dễ bị vật hấp thụ, lượng chuyển hóa thành nhiệt khiến cho vật nóng lên Do đó, nhà máy ô tô, toa xe,… để sơn mau khô, người ta chiếu vào vật sơn chùm tia hồng ngoại có bước sóng thích hợp

b Tia hồng ngoại có khả gây số phản ứng hóa học Nhờ đó, người ta chế tạo phim ảnh chụp tia hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh hồng ngoại nhiều thiên thể

c Tia hồng ngoại biến điệu sóng điện từ cao tần Tính chất cho phép ta chế tạo điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại, gọn, nhẹ để đứng từ xa mà đóng, mờ ti vi, quạt, máy điều hịa khí hậu, máy đóng, mở cửa nhà,…

d Nhưng quân sự, tia hồng ngoại có nhiều ứng dụng đa dạng cả: ống nhòm hồng ngoại để quan sát lái xe ban đêm, camera hồng ngoại để chụp ảnh, quay phim ban đêm, tên lửa tự động tìm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại mục tiêu phát

Do có bước sóng lớn ánh sáng

thơng thường nên tia hồng ngoại bị tán xạ giọt nước nhỏ sương mù Do đó, dùng phim ảnh hồng ngoại chụp ảnh qua sương mù

Tìm hiểu tiính chất

và cơng dụng tia hồng ngoại

IV. TIA TỬ NGOẠI. 1 Nguồn tia tử ngoại.

Những vật có nhiệt độ cao (từ 20000C trở lên) phát tia tử ngoại Nhiệt độ vật cao, phổ tử ngoại vật kéo dài phía sóng ngắn Hồ quang điện có nhiệt độ 30000C nguồn tử ngoại mạnh. Mặt Trời có nhiệt độ chừng 6000K nguồn mạnh

Nguồn tử ngoại phổ biến phịng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện đèn thủy ngân

Trình bày tia tử ngoại số

nguồn thông dụng phát tia tử ngoại 

Nêu ví dụ số nguồn tia tử ngoại mà học sinh biết

2 Tính chất.

Tia tử ngoại có nhiều tính chất đáng ý, quan trọng năm tính chất sau

Trình bày tính chất tia tử

ngoại

Học sinh tiếp thu

a) Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh Do

đó, để nghiên cứu tia tử ngoại, người ta thường dùng phim ảnh

b) Tia tử ngoại kích thích phát quang nhiều chất, ví dụ, kẽm sunfua, cađimi sunfua Tính chất áp dụng đèn huỳnh quang

c) Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học, ví dụ: phản ứng tổng hợp hidrô clo, phản ứng biến đổi ôxi O2 thành ôzôn O3, phản ứng tổng hợp vitamin D

d) Tia tử ngoại làm ion hóa khơng khí nhiều chất khí khác: cho chùm tia tử ngoại qua lớp khơng khí hai cực tụ điện, tụ điện tích nhanh Chiếu vào kim loại, tia tử ngoại gây tác dụng quang điện

e) Tia tử ngoại có tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào da (do đó, làm cháy nắng), tế bào võng mạc, diệt khuẩn, nấm mốc, …

f) Tia tử ngoại bị nước thủy tinh hấp thụ mạnh truyền qua thạch anh

Câu hỏi C2

3 Sự hấp thụ tia tử ngoại.

Thủy tinh thông thường, suốt ánh sáng khả kiến, lại hấp thụ mạnh tia tử ngoại Thạch anh, nước khơng khí suốt tia có bước sóng 200nm, hấp thụ mạnh tia có bước sóng ngắn

Tầng ơzơn hấp thụ hầu hết tia có bước sóng 300nm “tấm áo giáp” bảo vệ cho người sinh vật mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt tia tử ngoại Mặt Trời

Trính bày chất hấp thụ tia tử

ngoại 

Học sinh tiếp thu ghi nhận

4 Công dụng

Trong y học, tia tử ngoại sử dụng để chữa số bệnh, ví dụ, bệnh cịi xương, để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm trước đóng gói đóng hộp

Trong cơng nghiệp khí, tia tử ngoại sử dụng để tìm vết nứt bề mặt vật kim loại: xoa lớp dung dịch phát quang lên mặt vật, cho chất ngấm vào kẽ nứt Khi chiếu tia tử ngoại vào, chỗ sáng lên

Trình bày cơng dụng tia từ ngoại Học sinh tiếp thu

ghi nhận

Bài 28: TIA X (Tuần 24, tiết 48 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Thấy rộng lớn phổ sóng điện từ.do cho thấy cần thiết phải chia phổ thành miền, theo

kĩ thuật sử dụng để nghiên cứu ứng dụng sóng điện từ miền

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một vài phim chụp phổi, dày phim chụp thề

2 Học sinh

- Xem lại phóng điện qua khí

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. PHÁT HIỆN TIA X.

Mỗi chùm tia catơt- tức chùm êlectron có lượng lớn – đập vào vật, dù vật chất rắn, chất lỏng chất khí, vật phát tia X

Năm 1895, cho ống Cơ-rúc-xơ

tức ống phóng tia catơt, Rơn-ghen nhận thấy rằng, từ vỏ thủy tinh đối diện với catơt có xạ phóng Bức xạ mắt không trông thấy, lại làm đen kính ảnh, mà ơng gói kín đặt hộp Không hiểu rõ chất tia nên ơng tạm gọi tia X, cịn nhà vật lí khác gọi tia Rơn-ghen

Từ thí nghiệm mình, Rơn-ghen rút kết luận

Học sinhtiếp thu ghi

nhận

II. CÁCH TẠO TIA X.

Ống Cu-lít-giơ (cịn gọi ống tia X) ống thủy tinh , chân khơng, có gắn ba điện cực:

a) Một dây nung vonfam FF’, dùng làm nguồn êlectron

b) Một catơt K kim loại hình chỏm cầu, để làm cho êlectron phóng từ FF’ hội tụ vào anôt A

c) Một anôt A, vừa dùng làm đối catơt, làm kim loại có khối lượng nguyên tử lớn, làm nguội dòng nước ống hoạt động

Dây FF’được nung nóng dòng điện Người ta đặt anốt catốt điện áp cỡ vài chục kilôvôn Ccá eléctrôn bay từ dây nung FF’ chuyển động điện trường mạnh.giữa anốt catốt đến đập vào A làm cho A phát tia X

Những ống phát tia X

những ống Cơ-rúc-xơ, có gắn thêm đối âm cực, tức miếng kim loại, đặt đối diện với catôt, để hứng êlectron phóng từ catơt Do số êlectron phóng từ catơt khơng lớn, nên cường độ tia X thu không cao Ngày nay, để tạo tia Rơn-ghen, người ta dùng ống Cu-lít-giơ

Học sinhtiếp thu ghi

nhận

III. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CỦA TIA X.

1 Bàn chất.

Nhà vật lí Đức Phơn Lau-ê, thí nghiệm tinh vi, chưng minh tính chất sóng tia X, đồng chất với tia tử ngoại; Lau-ê cho thấy

Trình bày chất tia X Học sinhtiếp thu ghi

rằng, tia X khác tia tử ngoại chỗ có bước

sóng nhỏ nhiều

Miền phổ tia X ngày trải từ chừng 10nm (10-8 nm) đến chừng 10-11 m.

2 Tính chất.

a Tính chất bật quan trọng tia X khả đâm xun Nó dễ dàng qua vật khơng suốt, ánh sáng thông thường gỗ, giấy, vải, mô mềm, thịt, da Đối với mơ cứng kim loại, qua khó kim loại có nguyên tử lượng lớn tia X khó xun qua Chẳng hạn, chum tia X qua nhôm dày vài chục xentimet, lại bị chặn chì dày vài milimet Vì vậy, chì thường dùng làm chắn bảo vệ cho người sử dụng tia X Tia X có bước sóng ngắn, khả đâm xuyên lớn; ta nói cứng

b) Tia X làm đen kính ảnh, nên y tế, người ta thường chụp điện, thay cho quan sát trực tiếp mắt

c) Tia X làm phát quang số chất, ví dụ platinơ – xynua – bari Vì vậy, chất dùng làm quan sát chiếu điện

d) Tia X làm ion hóa khơng khí Đo mức độ ion hóa khơng khí suy liều lượng tia X Rọi vào vật, đặc biệt kim loại, tia X êlectron khỏi vật

e) Tia X có tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào Vì người ta dùng tia X để chữa trị ung thư nơng

Tóm lại, tia X có đủ tính chất tia tử ngoại Đó chứng đồng chất hai loại tia

Chùm tia X phát từ đối âm cực

ống Cu-lít-giơ khơng phải chùm tia đơn sắc, mà chứa nhiều tia có bước sóng biến thiên liên tục phạm vi rộng Nhưng với kim loại dùng làm đối catơt, chùm tia có giới hạn phía bước sóng ngắn , xác định hiệu điện UAK ống Cu-lít-giơ

Học sinhtiếp thu ghi

nhận

3 Công dụng

Ngồi cơng dụng chuẩn đốn chữa trị số bệnh y học, tia Rơn-ghen sử dụng cơng nghiệp để tìm khuyết tật vật đúc kim loại tinh thể, sử dụng giao thông để kiểm tra hành lí hành khách máy bay, phịng thí nghiệm, để nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn

Trình bày cơng dụng ứng dụng

tia X đời sống hàng ngày

Nêu vài ứng

dụng tia X sống hàng ngày mà học sinh biết

IV THANG SÓNG ĐIỆN TỪ

Như vậy: sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng thơng thường, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen tia gamma, có chất sóng điện từ, khác tần số (hay bước sóng) mà thơi

Các sóng tạo thành phổ liên tục gọi thang sóng điện từ

Vậy tồn phổ sóng điện từ, từ sóng dài (hàng chục kilơmet) đến sóng ngắn (cỡ10-12 10-15m) khám phá sử dụng, khơng cịn chỗ trống, có lẽ trừ hai đầu Bảng 39.1 cho ta nhìn bao quát

Sự đồng sóng điện từ

sóng ánh sáng Ngay sau tạo sóng điện từ (xem 33), Héc xác định rằng, truyền khơng khí (và chân không) với vận tốc c ánh sáng Bằng thí nghiệm tài tình, ơng lại chứng minh sóng điện từ truyền thẳng, bị phản xạ mặt kim loại, khúc xạ, truyền qua lăng kính paraffin, bị lệch phía đáy góc lệch qua giá trị cực tiểu, khơng khác ánh sáng thơng thường Ơng

Học sinhtiếp thu ghi

vị trí loại sóng kể dải phổ rộng

lớn

cũng chứng minh rằng, sóng điện từ giao thoa tạo sóng dừng, tóm lại, sóng điện từ có đủ tính chất biết sóng sáng

Ngày nay, người ta tạo sử dụng sóng điện từ có bước sóng từ vài kilơmet tới xentimet chí milimet

b) Sự liên tục phổ sóng điện từ phổ hồng ngoại Bằng kĩ thuật vô tuyến, nhà vơ tuyến tạo sóng điện từ có bước sóng chừng 200μm; đó, nghiên cứu phổ hồng ngoại đèn thủy ngân, người ta phát xạ có bước sóng 0,43mm, tức 430μm Ma-de máy hoàn toàn theo kĩ thuật vô tuyến, lại phát xạ hồng ngoại đơn sắc, có bước sóng 1,2μm Như vậy, tồn miền quang phổ từ vài micrơmet tới milimet tạo nghiên cứu, vừa kĩ thuật vô tuyến, vừa kĩ thuật hồng ngoại Đó chứng đầy sức thuyết phục, đồng sóng điện từ tia hồng ngoại

c) Sự liên tục phổ tia tử ngoại phổ tia Rơn-ghen Ở đầu quang phổ có trùng lẫn phổ tử ngoại phổ tia X: sóng điện từ có bước sóng từ 10 đến 20nm tạo, kĩ thuật tạo tia tử ngoại (tia lửa điện cao thế) lẫn kĩ thuật tạo tia Rơn-ghen

Trong phân rã hạt nhân số nguyên tử, có loại tia phóng ra, có tính chất giống tia X, có khả xuyên mạnh hơn: tia gamma Tia gamma, vậy, sóng điện từ tia X, có bước sóng ngắn (dưới 10-11m).

Miền sóng điện từ Tần số (Hz) Bước sóng (m)

Sóng vơ tuyến 104 - 3.1011 1,5.103 – 10-4

Tia hồng ngoại 3.1011-4.1014 10-3 – 7,5.10-7

Tia tử ngoại 7,5.1014 – 1017 4 10-7 – 3.10-9

Tia Rơn-ghen 1017 – 3.1020 10-8 – 10-11

Tia gamma Trên 1020 Dưới 10-11

BÀI TẬP - ÔN TẬP (Tuần 25, tiết 49 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết chương sóng ánh sáng

- Làm dạng tập liên quan đến chương sóng ánh sáng

II CHUẨN BỊ

9 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm chương sóng ánh sáng, máy chiếu, máy tính để chiếu tập cho

học sinh làm 10 Học sinh

Ơn lại chương sóng điện từ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. Ôn tập- Bài tập 1 Ơn tập

Ba thí nghiệm Niu-tơn cho thấy có hai loại ánh sáng: đơn sắc phức tạp chùm ánh sáng phức tạp – dù chùm ánh sáng dường chẳng có màu gì, ánh sáng trắng – hỗn hợp nhiều chùm ánh sáng đơn sắc (có thể có màu khác nhau)

2 Thí nghiệm Y-âng cho thấy ánh sáng có chất sóng đồng thời giúp ta xác định bước sóng ánh sáng Kết phép đo cho thấy rằng, ánh sáng đơn sắc – gọi xạ đơn sắc - ứng với bước sóng chân khơng hồn tồn xác định

Bước sóng tồn xạ mà mắt ta nhìn thấy nằm khoảng nhỏ hẹp, từ chừng 400nm (bức xạ tím) đến 750nm (bức xạ đỏ) Các xạ nằm miền khả kiến (hay: miền thấy được) quang phổ

3 Có vài cách bố trí thực nghiệm để quan sát vân giao thoa ánh sáng Vân quan sát dễ với ánh sáng đơn sắc Với ánh sáng trắng quan sát vân bậc thấp (1,2 hoặc) Khi đó, vân giao thoa thành có màu sắc

4 Màu sắc mỏng xuất giao thoa ánh sáng phản xạ hai mặt bản: xạ có cường độ cực đại (giao thoa tăng cường) ánh sáng phản xạ, làm cho có màu xạ (vì xạ triệt tiêu giao thoa khơng có mặt ánh sáng phản xạ)

5 Máy quan phổ dụng cụ ứng dụng tượng tán sắc, để phân tích chúm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc

Với máy quang phổ, ta tùy ý thu quang phổ phát xạ quang phổ hấp thụ chất Khảo sát quang phổ phát xạ hấp thụ chất, suy thành phần, cấu tạo hóa học chất

6 Nhờ máy quang phổ, ta phát tia hồng

Yêu cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết cơng thức để giải tập

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

Học sinh vận dụng lí

ngoại tia tử ngoại, sóng điện từ mắt

khơng nhìn thấy, nhờ mở rộng phạm vi nghiên cứu quang phổ chất

7 Tia X gọi tia Rơn-ghen sóng điện từ, có bước sóng cịn ngắn tia tử ngoại Tính chất quang trọng tia X qua chất không suốt thông thường vải, gỗ, giấy , thịt , da… Do tia X ứng dụng chiếu điện, chụp điện…

8 Thang sóng điện từ tập hợp loại sóng điện từ, xếp theo thứ tự tần số tăng dần (hay bước sóng giảm dần) Nó cho ta nhìn bao quát miền sóng nước khác nhau, lẫn phạm vi nghiên cứu sử dụng chúng

2 Bài tập

Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A=600, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ =1,5140 nt =1,5318 Tính góc lệch cực tiểu hai tia sáng đỏ tím

9 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A=50, coi nhỏ, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ=1,643 nt=1,685 Cho chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên lăng kính, góc tới i nhỏ Tính độ rộng góc quang phổ cho lăng kính

9 Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ=600nm chiếu sáng hai khe F1, F2 song song với F cách 1,2 mm Vân giao thoa quan sát M song song với mặt phẳng, chứa F1,F2 cách 0,5m

a) Tính khoảng cách hai vân sáng liên tiếp b) Tại điểm M cách vân 0,88mm vân sáng, hay tối-thứ mấy, kể từ vân

10 Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai lỗ S1, S2 a =1,56mm, khoảng cách từ S1, S2 đến quan sát D = 1,24m Đo khoảng cách từ vân sáng đến vân thứ 12 bên phải nó, thấy 5,21mm Tính bước sóng ánh sáng

11 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu lỗ F đèn natri phát ánh sáng màu vàng, bước sóng λ=586nm, người ta quan sát 15 vân sáng, mà khoảng hai vân 6,3 mm Thay đèn natri đèn phát ánh sáng λ' quan sát 18 vân sáng, mà hai vân cách 6,3mm Tính bước sóng λ'.

12 Một khe F hẹp phát ánh sáng trắng chiếu sáng hai khe F1, F2, song song với F cách 1,2mm Màn quan sát M cách mặt phẳng chứa F1, F2 khoảng cách D =2m

a) Tính khoảng vân i1 i2 cho hai xạ λ1=400nmvà λ2=750nm

BÀI KIỂM TRA CHƯƠNG IV, V (Tuần 25, tiết 50 )

Họ tên:……… Kiểm tra

Lớp 12 A Thời gian 60 phút Câu Mạch dao động mạch gồm:

A.Cuộn dây cảm L điện trở R mắc nối tiếp với C. Tụ điện cuộn dây cảm mắc nối tiếp với B Ba thành phần R-L-C mắc nối tiếp với D.Tụ điện điện trở mắc nối tiếp với

Câu Mạch dao động lí tưởng



2 10



L H Tụ điện có điện dung C F 

2 10

 Tần số dao động điện từ tự

trong mạch dao động

A 50 Hz B. 100 Hz C 1000Hz D.20.000 Hz

Câu Hãy chọn phát biểu sai nói điện từ trường

A. Nếu nơi có từ trường biến thiên theo thời gian nơi xuất điện trường xoáy

B. Nếu nơi có điện trường biến thiên theo thời gian nơi xuất từ trường biến thiên

C. Điện trường từ trường biến thiên hai thành phần trường thống gọi điện từ trường

D. Đường sức từ trường đường cong khơng khép kín

A. Là sóng lan truyền mơi trường

B. Là sóng dọc lan truyền mơi trường rắn lỏng khí

C. Là điện từ trường lan truyền không gian

D. Là sóng ngang truyền chân khơng

Câu Một sóng điện từ có bước sóng 760 nm lan truyền chân khơng với tốc độ 3.108



c m/s Tần số sóng điện từ là:

A 3.9.1014Hz B 4.9.1013Hz C. 9.4.1014Hz D. Hz

14 10

Câu Trong thông tin vô tuyến truyền người ta dùng sóng ngắn vì:

A. Sóng có bước sóng ngắn

B. Sóng ngắn phản xạ tốt tầng điện li mặt đất, mặt nước nên truyền xa

C. Sóng ngắn có tần số bé nên truyền xa

D. Sóng ngắn dễ tạo sóng dài

Câu 7 Sóng điện từ có tần số 50 MHZ sóng thuộc loại sóng

A. Sóng dài B Sóng trung C Sóng ngắn D Sóng cực ngắn

Câu Nguyên tắc chung việc thông tin liên lạc sóng vơ tuyến

A. Phải dùng sóng điện từ cao tần C. Phải biến điệu sóng mang

B. Ở nơi thu phải có máy thu để tách sóng khuếch đại tín hiệu D. Tất ý

Câu Biến điệu sóng điện từ :

A. Là biến đổi sóng thành sóng điện từ C Là trộn sóng điện từ âm tần với sóng điện từ tần số cao

B. Làm cho biên độ sóng D Là tách sóng điện từ tần số âm khỏi sóng điện từ tần số cao

Câu 10 Trong thiết bị sau thiết bị náo vừa máy thu vừa máy phát sóng vơ tuyến?

A Máy vi tính B Máy điện thoại để bàn

C Máy điện thoại di động D Cái điều khiển ti vi

Câu 11: Phát biểu sau nói ánh sáng đơn sắc:

A. Đối với mơi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc ln có bước sóng

B. Đối với ánh sáng đơn sắc góc lệch tia sáng cá lăng kính khác có giá trị khác C. Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị lệch đường truyền qua lăng kính

D. Ánh sáng đơn sắc ánh sáng có màu xác định không bị tán sắc qua lăng kính Câu 12: Cơng thức khoảng vân i tượng giao thoa ánh sáng là:

A.

a D i



 B.

a D i



 C.

D

a

i  D.

a D i

Câu 13Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 0,35 mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 1m bước sóng 380nm.Khoảng cách vân sáng bậc vân sáng bậc bên với vân trung tâm là: A 2,2 10-3 mm B 2,5 10-3 mm C. 1,5.10-3 mm D. 10-3 mm

Câu 14: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 1,5m bước sóng 0,7m Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp là:

A. mm B. 1,5mm C. 3mm D. 4mm

Câu 15: Đặc điểm quang phổ liên tục:

A. Phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng

B. Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng C. Không phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng

D. Nhiệt độ cao miền phát sáng mở rộng phía bước sóng ngắn quang phổ liên tục Câu 16: Bức xạ điện từ có bước sóng 600 nm, mắt ta nhìn thấy có màu gì?

A Lục B. Vàng C. Cam D. Đỏ

Câu 17 Hãy chọn phát biểu sai nói máy quang phổ lăng kính

A.Máy dúng để phân tích chùm sáng đơn sắc C Ống chuẩn trực để tạo chùm tia sáng song song B Hệ tán sắc dùng để tàn sắc ánh sáng chiếu vào D. Buồng ành dùng để quan sát quang phổ ánh sáng Câu 18 Khi nói vềquang phổ phát xạ :

A Là quang phổ liên tục quang phổ vạch B Quang phổ liên tục có màu biến đồi liên tục từ đỏ đến tím

C Quang phổ vạch vạch riêng lẻ cách khoảng tối D Tất ý

Câu 19 Khi nói vềquang phổ liên tục : A Quang phổ liên tục ánh sáng mặt trời

B Quang phồ liên tục không phụ thuộc vào nhiệt độ

D Các chất giống cho quang phồ liên tục giống Câu 20 Tia hồng ngoại là:

A Bức xạ có màu hồng C Là xạ có bước sóng 760 nm đến vài centimét B Bức xạ có buớc sóng ngắn ánh sáng nhìn thấy D Là xạ có bước sóng 380 nm đến 760 nm Câu 21 Hãy chọn phát biểu sai nói tia tử ngoại :

A Là xạ khơng nhìn thấy có bước sóng khồng 380 nm đến vài nanomét B Tia tử ngoại có tác dụng lên phim ảnh

C Tia tử ngoại vật nung nóng 2000 oC phát ra. D Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh, thạch anh hấp thụ mạch

Câu 22 Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, biết D = 1m, a = 1mm,  400nm Bề rộng trường giao thoa 12,5 mm Số vân quan sát

A.50 B C 15 D 61

Câu 23:Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, biết D = 2m, a = 1mm,  700nm Vân sáng thứ năm cách vân trung tâm khoảng:

A. 7mm B 1mm C. 2,3 mm D 27 mm

Câu 24 Phát biểu nói đặc điểm tia X không đúng:

A. Khả đâm xuyên mạnh B Có thể dễ dàng qua lớp chì dày vài centimét

C. Tác dụng mạnh lên kính ảnh D Gây tượng quang điện

Câu 25: Trong thí ngiệm Iâng giao thoa ánh sáng Biết hai khe cách hau khoảng a= 0,3mm, khoảng vân đo i = 3mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1,5m Bước sóng ánh sáng là:

A. 0,45 m B 0,50 m C 0,60 m D 0,55 m

Câu 26: Nguyên nhân tắt dần mạch dao động :

A Do tỏa nhiệt dây dẫn B Do xạ sóng điện từ

B Do tỏa nhiệt dây dẫn xạ sóng điện từ D Do tụ diện phóng xạ điện

Câu 27:Một mạch dao động có tần số riêng 100 kHz tụ điện , điện dung C 5.103F

 Độ tự cảm L cuộn dây là:

A 5.10-5H B 5.10-4 H C 5.10-3 H D 2.10-4 H

Câu 28: Một máy thu vơ tuyến điện có mạch dao động gồm cuộn cảm L5H tụ điện có điện dung C=2000 pF

Bước sóng sóng vơ tuyến mà máy thu là:

A. 5957,7 m B. 18,84.104 m C. 18,84 m D 188,4 m

Câu 29: Hãy chọn phát biểu sai nói giao thoa ánh sáng:

A. Cho ta vân sáng vân tối xen kẽ C. Vân sáng ứng với hai sóng tăng cường lẫn

B Vân tối ứng với hai sóng triệt tiêu lẫn D. Xảy với hai nguồn ánh sáng

Câu 30 Ba xạ hồng ngoại có bước sóng làH , tử ngoại T ánh sáng màu cam có bước sóng C Hãy

xếp theo thứ tự giảm dần bước sóng

A H ,C ,T B C,T H C T H ,C D H

 ,T ,C

CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG (Tuần 26, tiết 51)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trình bày thí nghiệm Hec tượng quang điện nêu định nghĩa tượng quang điện - Phát biểu định luật giới hạn quang điện

- Phát biểu giả thuyết Plank viết biểu thức lượng tử lượng - Phát biểu thuyết lượng tử ánh sáng nêu đặc điểm phôtôn - Nêu lưỡng tính sóng hạt ánh sáng

Kĩ

- Vận dụng thuyết phô tôn để giải thích định luật giới hạn quang điện

II CHUẨN BỊ

- Bộ thí nghiệm tượng quang điện

- Một số câu truyện vui đời thuyết lượng tử chẳng hạn thái độ nhà khoa học thời

giờ trước ý kiến có tính chất táo bạo Plank gián đoạn lượng Học sinh

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN.

1 Thí nghiệm Héc tượng quang điện.

Thí nghiệm thực vào năm 1887 Thoạt tiên gắn kẽm tích điện âm vào cần tĩnh điện kế: Kim tĩnh điện kế lệch góc Sau đó, chiếu chùm sáng hồ quang phát vào kẽm thấy góc lệch kim tĩnh điện kế giảm

Câu C1

Có thể làm cho êlectron bật

ra khỏi mặt kim loại cách nung nóng (hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử) dùng ion để bắn phá (hiện tượng phóng điện ẩn) Cịn có cách khác làm cho êlectron bật khỏi mặt kim loại?



Học sinh tiếp thu

ghi nhận

2 Định nghĩa

Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện Các êlectron bị ánh sáng làm bật khỏi bề mặt kim loại gọi êlectron quang điện

Yêu cầu học sinh rút định

nghĩa tượng quang điện

Rút định nghĩa

về tượng quang điện

3 Nếu chắn chùm sáng thủy tinh tượng khơng xảy thủy tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại Nên tượng chứng tỏ xạ tử ngoại có khả gây tượng quang điện kẽm, cịn ánh sáng nhìn thấy khơng

 

II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN

Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ngắn hay giới hạn quang điện 0của kim loại gây tượng quang điện

Kim loại

λ0(mm) Kim loại

λ0(mm)

Bạc 0,26 Canxi 0,45

Đồng 0,30 Natri 0,50

Kẽm 0,35 Kali 0,55

Nhô

m 0,36 Xêdi 0,66

Dùng thuyết sóng điện từ

ánh sáng ta khơng giải thích định luật giới hạn quang điện theo thuyết sóng điện từ lan truyền đến kim loại điện trường sóng làm cho elctron kim loại dao động Nếu cường độ điện trường đủ lớn tức cường độ ánh sáng kích thích đủ mạnh eléctron bật , bất kề bước sóng ành sáng sóng điện từ

Dịnh luật giới hạn quang

điện giải thích thuyết lượng tử ánh sáng



III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.

Khi nghiên cứu thực nghiệm quang phổ

các nguồn sáng, người ta thu kết giải thích lí thuyết cổ điển Để giải khó khăn này, Plăng cho vấn đề mấu chốt nằm quan niệm không trao đổi lượng nguyên tử phân tử

Năm 1900, Plăng đề giả thuyết sau đây:

Lượng lượng mà nguyên tử hay phân tử nhận vào hay phát xạ lần hấp thụ hay xạ ánh sáng có giá trị hồn tồn xác định, khơng thể chia nhỏ hf; f tần số ánh sáng, h số

C2

nhận Nó tiền đề thuyết vật lí mới: Thuyết lượng tử



2 Lượng tử lượng.

Lượng lượng nói gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ ε:

ε = hf (42.1)

h gọi số Plăng xác định thực nghiệm :

h = 6,625.10-34 Js

Ví dụ : Lượng tử lượng ứng với ánh sáng tím (λ = 0,4μm) ε = 4,965.10-19 J Đó lượng rất nhỏ

Ta chia nhỏ lượng tử lượng thành phần nhỏ

Mác Plăng (1858 – 1947) nhà

vật li Đức, giải Nô-bel 1918, người đặt móng cho hai học thuyết vật lí lớn: Thuyết lượng tử

Sự sáng tạo Plăng kì diệu chỗ khơng ông nhận tính gián đoạn lượng mà cịn tìm hiểu biểu thức lượng tử lượng

Đưa ví dụ yêu cầu học sinh tính lượng phơ tơn có tần số f=10 MHz

Học sinh tiếp thu

ghi nhận làm tyheo yêu cầu giáo viên

3 Thuyết lượng tử ánh sáng.

Năm 1905, dựa vào thuyết lượng tử để giải thích định luật quang điện, Anh-xtanh đề thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn Theo ông,:

a. Ánh sáng tạo thành hạt gọi ;à phôtôn

b. Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf

c. Trong chân không phôtôn bay với tốc tộ 3.108



c dọc theo tia sáng

d. Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phơtơn

Phôtôn tồn trạng thái chuyển động khơng có phơtơn đứng n

An-be Anh-xtanh (Albert

Einstein 1879 – 1955) nhà vật lí Mĩ, gốc Đức, người đề xướng thuyết tương đối thuyết phôtôn ánh sáng Gải thưởng Nô-ben 1921 công trình giải thích định luật quang điện



Học sinh tiếp thu

ghi nhận

4 Giải thích định luật giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng.

Anh-xtanh cho tượng quang điện xảy có tương tác phơtơn ánh sáng kích thích với êlectron kim loại dẫn đến hấp thụ hồn tồn phơtơn

Mỗi phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Muốn cho êlectron bứt khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho cơng để “thắng” liên kết với mạng kim loại Cơng gọi cơng thốt (A) Như muốn cho tượng quang điện xảy lượng phơtơn ánh sáng kích thích phải lớn cơng :

hf A hay hc A



Nêu thuyết lượng tử ánh

sáng Eistein Dùng thuyết để giải thích định luật giới hạn quang điện

Học sinh tiếp thu

Từ suy :

A c h



 Đặt

A c h



0

 Ta có :  0

0

 chính giới hạn quang điện kim loại hệ

thức phản ánh định luật giới hạn quang điện

IV. LƯỠNG TÍNH SĨNG HẠT CỦA ÁNH SÁNG

Có nhiều tượng quang học (hiện tượng giao thoa ánh sáng, tượng nhiễu xạ ánh sáng, tượng tán sắc ) chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng; lại có nhiều tượng quang học khác (hiện tượng quang điện, tượng quang điện trong, phát quang ) chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Điều cho thấy ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt: ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt

Chú ý dù tính chất

ánh sáng thể ánh sáng có chất điện từ

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

Bài 31:HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

(Tuần 26, tiết 52 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trả lời câu hỏi tính quang dẫn

- Định nghĩa tượng quang điện vận dụng để giải thích tượng quang dẫn - Định nghĩa, cấu tạo chuyển vận quang điện trở pin quang điện

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Pin mặt trời thí nghiệm dùng pin mặt trời máy tính bỏ túi dùng pin mặt trời

2 Học sinh

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. CHẤT QUANG DẪN VÀ

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. 1 Chất quang dẫn hiên tượng quang điện trong.

Một số chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, Cdse, CdTe có tính chất đặc biệt sau đây: Chúng chất cách điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị

Ngày nay, tượng quang điện

trong hoàn toàn thay tượng quang điện ngoài, mà ta học trước ứng dụng thực tế Vậy tượng quang điện ?

Học sinh tiếp thu ghi

chiếu sáng thích hợp Các chất gọi chất

quang dẫn

2 Hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống mang điện dương tham gia dẫn điện gọi tượng quang điện

Câu C1

Chất A (eV) λ0 (mm)

Ge 0,66 1,88 Si 1,12 1,11 PbS 0,30 4,14 PbSe 0,22 5,65 PbTe 0,25 4,97 CdS 0,72 0,90 CdTe 1,51 0,82

Dựa vào thuyết lượng tử, ta

giải thích tính quang dẫn chất nói sau: Khi không bị chiếu sáng, êlectron chất nói điều trạng thái liên kết với ion nút mạng tinh thể Khơng có êlectron tự Khi chất nói chất cách điện

Khi chiếu sáng chất quang dẫn, phơtơn ánh sáng kích thích truyền tồn lượng cho êlectron liên kết Nếu lượng mà êlectron nhận đủ lớn êlectron giải phóng khỏi mối liên kết để trở thành êlectron dẫn tham gia vào trình dẫn điện Mặt khác, êlectron liên kết giải phóng để lại lỗ trống Lỗ trống tham gia vào q trình dẫn điện Kết khối chất nói trở thành chất dẫn điện

 Năng lượng tối thiểu cần thiết phôtôn để gây thực tượng quang điện gọi lượng kích hoạt (A) Nó đóng vai trị cơng thoát mà ta đề cập trước

 Muốn gây tượng quang dẫn ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn giá trị λ0, gọi giới hạn quang dẫn chất bán dẫn

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Học sinh tham khảo

các giá trị thống kê bảng 31.1 làm câu hoải C1

II. QUANG ĐIỆN TRỞ

Quang điện trở có cấu tạo gồm: sợi dây (hoặc màng) chất quang dẫn (1) gắn đế cách điện (2)

Một quang điện trở CdS có

điện trở vào khoảng 3.10-6W khơng chiếu sáng, có điện trở vào khoảng 20W chiếu sáng

Các quang điện trở thường lắp với tranzito thiết bị điều khiển tự động ánh sáng (H.43.3), máy đo ánh sáng nhiều thiết bị khác

Đưa vài pin mặt trời cho học sinh quan sát Lắp mạch dùng pin mặt trời cho mạch hoạt động

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

III. PIN QUANG ĐIỆN

1 Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh

Vậy nguyên tắc hoạt động pin

quang điện dựa vào tượng quang điện xảy bên cạnh lớp

Học sinh tiếp thu ghi

sáng Nó biến trực tiếp quang thành điện

năng

2. Hiệu suất pin quang điện vào khoảng 10%

3 Các pin quang điện thường làm Si, Se, Ge, Te, CdS, GaAs Ta xét cấu tạo hoạt động chung pin quang điện

Hình 43.4

a Pin có bán dẫn loại n, bên có phủ lớp mỏng chất bán dẫn loại p (H.43.4) Có thể tạo lớp cách cho khuếch tán tạp chất thích hợp vào lớp bề mặt lớp bán dẫn loại n Trên lớp kim loại mỏng Dưới đế kim loại Các kim loại đóng vai trị điện cực trơ

b Êlectron khuếch tán từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p, để lại lỗ trống dương Các êlectron có liên kết với lỗ trống tạo thành lớp gọi lớp tiếp xúc p – n Trong lớp tiếp xúc có điện trường Etx hướng từ dương sang âm, tức hướng từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p Điện trường Etx ngăn cản khuếch tán êlectron từ n sang p lỗ trống từ p sang n Vì người ta gọi lớp tiếp xúc lớp chặn.

c Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn giới hạn quang dẫn vào lớp kim loại mỏng phía ánh sáng xuyên qua lớp vào lớp bán dẫn loại p, gây tượng quang điện giải phóng cặp êlectron lỗ trống Êlectron khuếch tán dễ dàng từ p sang n qua lớp chặn Cịn lỗ trống bị chặn lại lại lớp p Kết điện cực kim loại mỏng nhiễm điện dương trở thành điện cực dương pin, đế kim loại phần nhiễm điện âm trở thành điện cực âm pin

Nếu nối hai điện cực dây dẫn thông qua ampe kế có dịng quang điện chạy từ cực dương sang cực âm

Suất điện động pin quang điện nằm khoảng từ 0,5V đến 0,8V

4 Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinhnhân tạo, máy tính bỏ túi Ngày người ta chế tạo thử thành công ô tô máy bay chạy pin quang điện

Câu C2

chặn

Pin quang điện dùng làm nguồn điện cho trạm nghiên cứu cho sinh hoạt nơi khó khăn cho việc dẫn điện lưới đến như: núi cao, hải đảo, phương tiện lưu động, vệ tinh nhân tạo, trạm vũ trụ

BÀI TẬP - ÔN TẬP (Tuần 27, tiết 53 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Các công thức lý thuyết thuyết lượng tử ánh sáng, tượng quang điện

- Làm dạng tập liên quan thuyết lượng tử ánh sáng, tượng quang điện

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số tập dạng trắc nghiệm thuyết lượng tử ánh sáng, tượng quang điện trong, máy chiếu,

máy tính để chiếu tập cho học sinh làm Học sinh

Ôn lại thuyết lượng tử ánh sáng, tượng quang điện

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. Ôn tập- Bài tập

1 Phát biểu nội dung thuyết lượng tử Lượng tử lượng gì?

3 Phát biểu nội dung thuyết phơtơn Phơtơn gì?

5 Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết phơtơn

6 Giải thích định luật động ban đầu cực đại êlectron quang điện thuyết phơtơn

7 Tại nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt?

u cầu học sinh tham

khảo tập vả làm tập

Hướng dẩn học sinh vận

dụng lí thuyết công thức để giải tập

Học sinh tham khảo

bài tập vả làm tập

Học sinh vận dụng lí

Chất quang dẫn gì?

9 Hiện tượng quang điện gì? Giải thích tính quang dẫn chất

10 Quang điện trở gì?

11 Trình bày cấu tạo hoạt động pin quang điện

BÀI TẬP

12 Tính lượng tử lượng ánh sáng đỏ (0,75μm) vàng (0,55μm)

13 Giới hạn quang điện kẽm 0,35μm Tính cơng êlectron khỏi kẽm theo đơn vị Jun eV Cho 1eV = 1,6.10-19 J.

14 Cơng êlectron khỏi đồng 4,14eV Tìm giới hạn quang điện đồng

15 Catôt tế bào quang điện làm xesi (Cs), có giới hạn quang điện 0,66μm Chiếu vào catơt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33μm

a Tính cơng êlectron

b Tính động ban đầu cực đại vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện

c Tính hiệu điện hãm h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s; e = -1,6.10-19 C; m = 9,1.10-31 kg

16 Hãy ghép nửa câu phần với nửa câu tương ứng phần để thành câu có nội dung

A Pin hoá học B Pin nhiệt điện C Pin quang điện

a Hoạt động dựa vào tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn

b Hoạt động dựa vào hình thành hiệu điện điện hai điện cực

c Hoạt động dựa vào hình thành hiệu điện êlectron tự khuếch tán từ đầu nóng sang đầu lạnh dây kim loại

17 Giới hạn quang dẫn chất 1,775μm Tính lượng kích hoạt ứng vói chất

Bài 32: HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG

(Tuần 27, tiết 54 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trình bày nêu ví dụ tượng quang phát quang - Phân biệt huỳnh quang lân quang

- Nêu đặc điểm ánh sáng huỳnh quang

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một ống nghiệm nhỏ đựng dung dịch fluorexein Hoặc vật chất lân quang( núm bật số công

tắc điện

- Đèn phát tia tử ngoại bút thử tiền - Một hộp cactông nhỏ dùng để che tối cục

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT

QUANG.

I Khái niệm phát quang

Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng gọi tượng quang – phát quang Chất có khả phát quang chất phát quang

Ví dụ : Nếu chiếu chùm ánh sáng tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin (chất diệp lục) dung dịch phát ánh sáng màu lục (H.44.4) Ở đây, ánh sáng tử ngoại ánh sáng kích thích, cịn ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang

Chú ý: Ngồi tượng quang – phát quang cịn có tượng phát quang khác như: hoá – phát quang đom đóm, phát quang catơt hình vơ tuyến, điện – phát quang

LED

Có tượng quang học

xảy chiếu chùm sáng trắng qua kính đỏ?

Thành đèn ống thơng

thường có phủ lớp bột phát quang Lớp bột phát quang ánh sáng trắng bị kích thích ánh sáng giàu tia tử ngoại thủy ngân đèn phát lúc có phóng điện qua

Một đặc điểm quan trọng phát

quang cịn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian dài ngắn khác phụ thuộc vào chất phát quang



Học sinh tiếp thu ghi

nhận

II Huỳnh quang lân quang

Sự phát quang chất lỏng khí, có đặc điểm ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi huỳnh quang

Sự phát quang nhiều chất rắn cịn lại có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi lân quang Các chất rắn phát quang loại gọi chất lân quang

Câu C1

Các loại sơn xanh, đỏ, vàng quét

trên số biển báo giao thông cọc giới đường chất lân quang có thời gian kéo dài khoảng phần mười giây



Học sinh nêu số

ví dụ chất phát quang mà học sinh biết

Học sinh trả lời câu

hỏi C1 III ĐẶC ĐIỂM CỦA ÁNH SÁNG HUÝNH

QUANG.

Từ nhiều thí nghiệm, người ta rút nhận xét: Anh1 sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích

Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng

dài bước sóng ánh sáng kích thích: λhq > λkt

Dựa vào thuyết lượng tử ta giải thích định luật Xtốc Thực vậy, nguyên tử hay phân tử chất huỳnh quang hấp thụ hồn tồn phơtơn ánh sáng kích thích có lượng hfkt để chuyển sang trạng thái kích thích Khi trạng thái kích thích, nguyên tử hay phân tử

Học sinh tiếp thu ghi

va chạm với nguyên tử hay phân tử khác bị phần lượng Khi trở trạng thái bình thường phát phơtơn hfhq có lượng nhỏ :

hfhq < hfkt λhq > λkt

Bài 33:MẪU NGUYÊN TỬ BO

(Tuần 28, tiết 55 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trình bày mẫu nguyên tử Bo

- Phát biểu hai tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử

- Giải thích quang phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử Hidro lại quang phổ vạch

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Hình vẽ quỹ đạo êlectrơn nguyên tử hidrotrên giấy khổ lớn máy chiếu

qua đầu Học sinh

- Ôn lại cấu tạo nguyên tử học SGK hóa học lớp 10

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. MƠ HÌNH HÀNH TINH

NGUYÊN TỬ.

Năm 1911, sau nhiều cơng trình nghiên cứu cơng phu, Rơ-dơ-pho (Rutherford) đề xướng mẫu hành tinh nguyên tử Tuy nhiên mẫu gặp phải khó khăn khơng giải thích tạo thành quang phổ vạch nguyên tử tính bền vững nguyên tử

Câu C1

Thực vậy, chuyển động êlectron quanh hạt nhân có gia tốc hướng tâm Theo thuyết điện từ, điện tích chuyển động có gia tốc phát sóng điện từ Như lượng nguyên tử giảm dần êlectron phải rơi vào hạt nhân

Năm 1913, Bo vận dụng thuyết lượng tử vào hệ thống nguyên tử đề mẫu nguyên tử gọi mẫu nguyên tử Bo Mẫu giải thích tạo thành quang phổ vạch nguyên tử, đặt biệt nguyên tử hidrô

Trong mẫu này, Bo giữ mơ hình hành tinh ngun tử Rơ-dơ-pho, ông cho hệ thống nguyên tử bị chi phối quy luật đặc biệt có tính lượng tử mà ông đề dạng hai giả thuyết Người ta gọi chúng hai tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử

Một thành công lớn

thuyết lượng tử giải thích nhiều tượng liên quan đến quang phổ nguyên tử

Nin-xơ Bo (Niels Bohr) (1885 – 1962) nhà vật lí Đan Mạch, xây dựng lí thuyết cấu tạo nguyên tử theo tinh thần thuyết lượng tử Ơng giải thưởng Nơ-ben vật lí năm 1922

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

II. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

I Tiên đề trạng thái dứng.

Ta hiểu lượng nguyên tử

bao gồm động êlectron tương tác tĩnh điện êlectron

Học sinh tiếp thu ghi

Nguyên tử tồn sồ trạng

thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ

Trong trang thái dừng nguyên tử, êlectron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng

Đối với nguyên tử hidrô, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp:

Bán kính: r0 r0 r0 16 r0 25 r0 36 r0 Tên quỹ đạo: K L M N O P

Với r0 = 5,3.10-11 m; r0 gọi bán kính Bo Bình thường, nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp êlectron chuyển động quỹ đạo gần hạt nhân Đó trạng thái

Khi hấp thụ lượng ngun tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao êlectron chuyển động quỹ đạo xa hạt nhân Đó trạng thái kích thích

và hạt nhân

Các trạng thái kích thích có lượng cao bán kính quỹ đạo êlectron lớn bền vững, Thời gian sống trung bình nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (chỉ vào cỡ 10-8s) Sau đó chuyển dần trạng thái có lượng thấp hơn, cuối trạng thái



II Tiên đề xạ hấp thụ năng lượng nguyên tử

Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng (En) sang trạng thái dừng có lượng thấp (Em) phát phơtơn có lượng hiệu En – Em:

ε = hfnm = En – Em

Ngược lại, nguyên tử trạng thái có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En – Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En

Tiên đề cho thấy: chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng phát ánh sáng có bước sóng

Câu C2

Minh họa giải thích hai tiên đề

sự hấp thụ xạ lượng nguyên tử Bo

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

III QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRO.

Dùng mẫu nguyên tử Bo, người ta giải thích cấu trúc quang phổ tính bước sóng ứng với vạch quang phổ Dưới ta giải thích cấu trúc quang phổ hidrơ cách định tính…

Dựa vào tiên đề trạng thái dừng vào số liệu thực nghiệm, người ta xác định lượng êlectron nguyên tử hiđro trạng thái dừng khác

Khi electron mức lượng cao chuyển xuống mức lượng thấp phát

Giải thích tạo thành quang phổ

vạch quang phổ vạch hấp thụ nguyên tử Hidrô

Học sinh tiếp thu ghi

phơtơn có lượng xác định

Thap cao E

E   

Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng có bước sóng cf tức ứng với một vạch quang phổ có màu xác định Điều lí giải quang phổ hidro quang phổ vạch

Ngược lại nguyên tử Hiđro trạng thái lượng thấp mà nằm chùm sáng trắng có tất phơtơn từ lớn đến nhỏ khác hấp thụ phơ tơn có lượng phù hợp

Thap cao E

E  

 để chuyển lên mức luọng Ecao Do quang phổ hấp thụ Hiđro quang phổ vạch

Bài 34: SƠ LƯỢC VỀ LAZE

(Tuần 28, tiết 56 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trả lời câu hỏi Laze

- Nêu đặc điểm chùm sáng Laze phát - Trình bày tượng phát xạ cảm ứng

- Nêu vài ứng dụng Laze

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một bút laze

- Một laze khí dùng trường học

- Ccá hình vẽ 34.2, 34.3, 34.4 sách giáo khoa vẽ to khổ giấy lớn

2 Học sinh

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG

CỦA LAZE. 1 Lze gì?

Laze từ phiên âm tiếng Anh LASER Thuật ngữ LASER ghép chữ đứng đầu cụm từ Light Amplier by Stimulated Emision of Radiation Chúng có nghĩa là: Máy khuếch đại ánh sáng

Ta thường nghe nói : người ta

dùng laze để mổ xẻ, để khoan kim loại, để đọc đĩa CD, để truyền tín hiệu, để đo đạc Vậy laze gì?



phát xạ cảm ứng

Có thể nói laze nguồn sáng phát chùm sáng có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ lớn Chùm sáng phát gọi tia laze

Ta hiểu rõ tất đặc điểm nghiên cứu nguyên tắc tác động laze

2 Sự phát xạ cảm ứng.

Nguyên tắc quan trọng Laze phát xạ cảm ứng

Năm 1917, nghiên cứu lí thuyết phát xạ, Anh-xtanh chứng minh rằng: tượng phát xạ tự phát cịn có tượng phát xạ mà ông gọi phát xạ cảm ứng Hiện tượng sau:

Nếu nguyên tử trạng thái kích thích, sẵn sàng phát phơtơn có lượng ε = hf, bắt gặp phơtơn có lượng ε’ hf, bay lướt qua nó, lập tức ngun tử phát phơtơn ε Phơtơn ε có lượng bay phương với phơtơn ε’ Ngồi ra, sóng điện từ ứng với phơtơn e hồn tồn pha với sóng điện từ ứng với phơtơn ε’

Hình 46.3

Như vậy, có phôtôn ban đầu bay qua loạt nguyên tử trạng thái kích thích số phơtơn tăng lên theo cấp số nhân Các phơtơn có lượng (ứng với sóng điện từ có bước sóng; tính đơn sắc chùm sáng cao); chúng bay theo phương (tính định hướng chùm sáng cao); tất sóng điện từ chùm sáng nguyên tử phát điều pha (tính kết hợp chùm sáng cao) Ngồi ra, số phơtơn bay theo hướng lớn nên cường độ chùm sáng có cường độ lớn

Câu C1

Mô tà chế phát sáng Laze Học sinh tiếp thu ghi

nhận

3 Cấu tạo Laze

Tùy thuộc vào vật liệu phát xạ, người ta tạo Laze khí, Laze rắn laze bán dẫn

Dưới ta xét cấu tạo laze rắn, laze rubi Rubi (hồng ngọc) Al2O3 Cr2O3 Anhá sáng đỏ hồng ngọc Cr phát chuyển từ trạng thái kích thích sang trạng thái

Laze rubi gồm rubi hình trụ Hai

Trính bày cấu tạo phương thức

hoạt động laze rubi



Học sinh tiếp thu ghi

mặt mài nhẵn vng góc với trục

thanh Mặt d8ược mạ bạc trở thành gương phẳng G1 có mặt phản xạ quay vào phía Mặt mặt bán mạ tức mạ lớp mỏng khoảng 50% cường độ chùm sáng chiếu tới bị phản xạ, khoảng 50% truyền qua Mặt trở thành gương phẳng G2 cóa mặt phản xạ quay phía gương G1 Hai gương G1 va2 G2 song song với Dùng đèn phóng điện xenon để chiếu sáng mạnh rubi đưa số lớn iôn crom lên trạng thái kích thích Nếu có iơn crơm xạ theo phương vng góc thí ánh sáng phản xạ lại nhiều lần hai gương làm cho loạt ion crom phát xạ cảm ứng ánh sáng khuếch đại nhiều lần chùm tia laze lấy từ gương bán mạ G2

II. MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA LAZE

Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực

- Trong y học, lợi dụng khả tập trung lượng chùm tia laze vào vùng nhỏ, người ta dùng tia laze dao mổ phẩu thuật tinh vi mắt, mạch máu Ngoài ra, người ta dùng tác dụng nhiệt tia laze để chữa số bệnh da

- Trong thơng tin liên lạc, có tính định hướng tần số cao nên tia laze có ưu đặc biệt liên lạc vô tuyến (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vũ trụ ) Do có tính kết hợp cường độ cao nên tia laze sử dụng tốt việc truyền tin cáp quang

- Trong cơng nghệp, tia laze có cường độ mạnh có tính định hướng cao nên dùng cơng việc cắt, khoan, tơi xác nhiều chất liệu kim loại, compơdit Người ta khoan lỗ có đường kính nhỏ sâu mà thực phương pháp học

- Trong trắc địa, laze dùng công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng

- Laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thông

Nêu số ứng dụng laze

cuộc sống

Yêu cẩu học sinh nêu vài ứng

dụng laze mà học sinh biết



Nêu vài ứng

dụng laze

BÀI TẬP ÔN TẬP (Tuần 29, tiết 57)

Bài 35:TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN

(Tuần 29, tiết 58 )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Cấu tạo hạt nhân

- Các đặc trưng prơtơn nơtron - Giải thích kí hiệu hạt nhân - Định nghĩa khái niệm đồng vị

- Cấu tạo nguyên tắc hoạt động động không đồng ba pha

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Chuẩn bị bảng kê khối lượng hạt nhân

2 Học sinh

Ôn lại cấu tạo nguyên tử

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. CẤU TẠO HẠT NHÂN.

1 Theo mơ hình ngun tử Rơ-dơ-pho: hạt nhân tích điện dương +Ze (Z số thứ tự nguyên tố hệ thống tuần hồn), kích thước hạt nhân nhỏ, nhỏ kích thước nguyên tử khoảng 104 – 105 lần

Câu C1: yêu cầu học sinh thảo luận nhóm trả lời câu C1.

a Trong trình tìm hiểu cấu tạo chất, người ta ngày sâu vào phạm vi kích thước ngày nhỏ, nhỏ kích thước phân tử, nguyên tử

Năm 1897 J.J Tôm-xơn (Thompson) tìm hạt êlectron đo tỉ số e/m

Năm 1908 J Pê-rin (Perrin) xác định giá trị số A-vô-ga-đrô, chứng minh tồn nguyên tử

Năm 1909 – 1911 E Rơ-dơ-pho (Rutherford) tìm tồn hạt nhân nguyên tử Ông đề xuất cấu tạo nguyên tử gồm có hạt nhân êlectron

Các nhà vật lí học chưa dừng mà tiếp tục sâu vào cấu tạo bên hạt nhân nguyên tử Vấn đề giải vào năm 1932 Sát-uých (J Chadwick) tìm hạt nơtron

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

i. Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân tạo thành hai loại hạt phơtơn nơtron; hai loại hạt có tên chung nuclơn

Hạt Điện tích

Khối lượng

Phôtôn (p) Nơtron

+e

1,67262.10-27kg 1,67493.10-27kg

Số phôtôn hạt nhân Z, với Z số thứ tự nguyên tố bảng tuần hoàn; Z cịn gọi số điện tích

b Yêu cầu học sinh trình bày cấu tạo nguyên tử mà học sinh học

Tổng số nuclôn hạt nhân kí hiệu A

(số nuclơn) Kết quả, số nơtron hạt nhân A – Z

3 Kí hiệu hạt nhân.

Người ta dùng kí hiệu hoá học X nguyên tố để đặt tên cho hạt nhân, kèm theo hai chử số Z A sau :

Ví dụ :

Kí hiệu dùng cho số hạt sơ cấp khơng phải hạt nhân

c Trình bày kí hiệu hạt nhân nguyên tử

d Đưa số dụ cấu tạo hạt nhân nguyên từ yêu cầu học sinh xác định số khối, số prôtôn số nơtron

 Học sinh tiếp thu ghi nhận làm ví dụ giáo viên đưa

4 Đồng vị

Các hạt nhân đồng vị hạt nhân có số Z, khác số A, nghĩa số phôtôn khác số nơtron

Ví dụ :

Như vậy, hidrơ có ba đồng vị là: a Hidrô thường 1H

1 chiếm 99,99% hidrô thiên nhiên;

b Hidrơ nặng , cịn gọi đơteri chiếm 0,015% hidrô thiên nhiê2H

1 n; c Hidrơ siêu nặng 3H

1 , cịn gọi triti T

1 ; hạt nhân khơng bền, thời gian sống khoảng 10 năm

Với cacbon, có nhiều đồng vị, có hai đồng vị bền 12C

6 (chiếm khoảng 98,89%) C 13

6 (chiếm khoảng 1,11%); ngồi đồng vị 14C

6 có nhiều ứng dụng thực tế

e Trình bày định nghĩa đồng vị đưa số ví dụ đồng vị giới thiệu ba đồng vị Hidro

 Học sinh tiếp thu ghi nhận

II KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN 1 Đơn vị khối lượng hạt nhân

Các hạt nhân có khối lượng lớn so với khối lượng electron; khối lượng hạt nhân tập trung gần toàn khối lượng nguyên tử

Để tiện tính tốn khối lượng hạt nhân nguyên tử, người ta định nghĩa đơn vị đo khối lượng vào cở khối lượng nguyên tử, hạt nhân Đơn vị gọi đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u

Theo định nghĩa: Đơn vị u có giá trị 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị , cụ thể 1u =

f Trình bày định nghĩa khối lượng nguyên từ theo u g Dẫn tỉ lệ u kilôgam

1,66055.10-27kg.

Ví dụ : Khối lượng tính u:

Êlectron Phơtơn Nơtron

Heli ( )

5,486.10-4 1,00728 1,00866 4,00150

2 Khối lượng lượng.

Theo hệ thức Anh-xtanh, lượng hạt nhân tương ứng với khối lượng m cho bởi:E mc2



Ta xác định lượng (tính đơn vị eV) tương ứng với khối lượng 1u:

MeV mc

E 1,66055.10 27.(3.108)2 931,5  

 

Vậy E u.c2 931,5MeV

 

Kết tính được: 1uc2 = 931,5MeV (48.3).

Ngược lại viết 1u = 931,5 MeV/c2 và MeV/c2 coi đơn vị đo khối lượng hạt nhân.

Hạt p n e

Khối lượng tính ra

MeV/c2

938 939 0,51

Chú ý theo lý thuyết Einstein vật có khối lượng mo trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng tăng lên thành m, với:

2

c v m

m o

 

Trong mo khối lượng nghỉ m khối lượng động Năng lượng vật cho bởi:

2 2

1

c v c m mc

E o

  

gọi lượng toàn phần Năng lượng nghỉ vật

2 c m

EO  o Hiệu lượng E E0 (m mo)c2

chính động vật

h. 

Bài 36: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (Tuần 30 tiết 59)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Những đặc tính lực hạt nhân - Viết hệ thức Einstein

- Sử dụng bảng cho SGK Tính lượng liên kết lượng liên kết riêng hạt

nhân

- Phát biểu định nghĩa phản ứng hạt nhân nêu định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân - Nêu ví dụ phản ứng hạt nhân

- Viết biểu thức lượng phản ứng hạt nhân nêu điểu kiện phản ứng hạt nhân

trường hợp: Tỏa lượng thu lượng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Bảng số liệu khối lượng nguyên tử hạt nhân, đồ thị

A Wlk

theo A Học sinh

- Ôn lại 35

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. LỰC HẠT NHÂN.

Các nuclôn hạt nhân hút với lực mạnh tạo nên hạt nhân bền vững Các lực hút gọi lực hạt nhân Ta khảo sát chất lực hạt nhân So sánh với lực ta biết

Lực hạt nhân khơng phải lực tĩnh điện lực hạt nhân lực hút hai phôtôn, hai nơtron phơtơn – nơtron Nói cách khác lực hạt nhân khơng phụ thuộc vào điện tích

Lực hạt nhân khơng phải lực hấp dẫn cường độ lực hấp dẫn nuclôn hạt nhân vào cỡ:

Giá trị nhỏ, tạo thành liên kết bền vững, chất lực hạt nhân lực hấp dẫn

Kết luận: Lực hạt nhân khơng có chất với lực tĩnh điện hay lực hoạt động; loại lực mới, truyền tương tác nuclơn hạt nhân Lực cịn gọi lực tương tác mạnh Lực hạt nhân đặc tính phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân Ở ngồi phạm vi kích thước hạt nhân, nghĩa khoảng cách nuclơn lớn kích thước hạt nhân (

) lực hạt nhân giảm nhanh xuống

Do chế nào, nuclôn liên

kết với tạo thành hạt nhân bền vững? Các hạt nhân biến thành hạt nhân khác khơng? Nói cách khác, ước mơ biến đá thành vàng loài người có thành thực?



Phân biệt khác

nhau lực hạt nhân lực mà học sinh học

II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN.

1. Độ hụt khối

Xét hạt nhân cụ thể, ví dụ hạt nhân4He

2 Ta so sánh khối lượng hạt nhân

u He

m(4 ) 4,00150

2  với tổng khối lượng nuclôn (2 phôtôn nơtron) tạo thành hạt nhân :

Ta nhận thấy: 2 (4 ) 2He m m

mp  n 

Dân cách tính độ hụt khối

hạt nhân 

Tự tính tốn khối lượng prorơn nơtrơn hạt nhân Heli So sánh khối lượng chúng khối lượng hạt nhân Heli

Tính chất tổng quát với hạt nhân

Vậy: Khối lượng hạt nhân nhỏ hơn tổng khối lượng nuclôn tạo thành hạt nhân đó.

Độ chênh lệch hai khối lượng gọi độ hụt khối lượng hạt nhân, kí hiệu ∆m:

2. Năng lượng liên kết.

Đặc tính lí giải dựa theo quan điểm lượng Ta lấy hạt nhân làm ví dụ, xét hai trạng thái:

Năng lượng tính theo hệ thức Anh-xtanh: Trạng thái hạt nhân gồm phôtôn nơtron liên kết chặt chẽ với Trạng thái ứng với 2p 2n không liên kết với Muốn cho hệ chuyển từ trạng thái sang trạng thái 2, phải cung cấp cho hệ lượng để thắng liên kết nuclôn Giá trị tối thiểu lượng cần phải cung cấp là:

Độ lớn lượng gọi lượng liên kết hạt nhân kí hiệu là:

∆m độ hụt khối lượng hạt nhân Tổng quát hạt nhân , lượng liên kết là:

Hay W m.c2

lk 

Năng lượng liên kết hạt nhân tính tích độ hụt khối lương hạt nhân với thừa số c2.

Ví dụ : Với hạt nhân : 4He

2

Chú ý: Trong ví dụ trên, từ trạng thái đầu

Yêu cầu học sinh nhắc lại khẳng

định Einstein mối quan hệ lượng khối lượng vật

Khối lượng m

gồm nuclôn p, p, n, n riêng rẽ, cho tổng hợp lại

thành hạt nhân4He

2 tỏa lượng lượng liên kết Wlk Quá trình trình hạt nhân tỏa lượng – lượng tổng hợp hạt nhân

3. Năng lượng liên kết riêng

Mức độ bền vững hạt nhân phụ thuộc vào lượng liên kết mà cịn phụ thuộc vào số nuclơn hạt nhân Vì vậy, người ta định nghĩa lượng liên kết nuclôn (năng lượng liên kết riêng) Kí hiệu

A Wlk

thương số lượng liên kết Wlk chia cho số nuclôn A

Ví dụ :

Các hạt nhân bền vững có Wlk/A lớn vào cỡ 8,8MeV/nuclơn: hạt nhân nằm miền bảng tuần hoàn ứng với: 50 < A < 95

Ta nhận thấy lượng liên kết/nuclôn lớn nhiều so với lượng liên kết êlectron nguyên tử (từ ) Điều lần chứng tỏ rằng, tương tác hạt nhân (giữa nuclôn) mạnh nhiều so với tương tác tĩnh điện Cu-lông (giữa hạt nhân êlectron)

Giải thích tính bền vững hạt

nhân phụ thuộc vào lượng liên kết riêng hạt nhân

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

1 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định nghĩa đặc tính.

Thực nghiệm chứng tỏ rằng, hạt nhân tương tác với biến thành hạt nhân khác – trình diễn tả phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân thường chia làm loại:

a Phản ứng hạt nhân tự phát:

Quá trình tự phân huỷ hạt nhân khơng bền vững thành hạt nhân khác Ví dụ: trình phóng xạ (học sau)

b Phản ứng hạt nhân kích thích:

Q trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác Ví dụ: phản ứng phân hạch – phản ứng tổng hợp hạt nhân (học sau)

Để rõ đặc tính phản ứng hạt nhân, ta so sánh phản ứng hạt nhân với phản ứng hoá học

Phản ứng hóa học Phản ứng hạt nhân

Biến đổi phân tử Biến đổi hạt nhân Bảo toàn nguyên

tử

Biến đổi nguyên tố Bảo tồn khối lượng

tĩnh

Khơng bảo tồn khối lượng tĩnh

Trình bày định nghĩa phản

ứng hạt nhân

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

nhân

Tương tự trình va chạm học hạt, phản ứng hạt nhân phải tuân theo định luật bảo tồn, số có bốn định luật bảo toàn thường hay sử dụng:

1) Bảo tồn điện tích

2) Bảo tồn số nuclơn (bảo tồn số A) 3) Bảo toàn lượng tương đối tính hay lượng tồn phần

4) Bảo tồn động lượng tương đối tính

Ví dụ

Trong phản ứng hạt nhân: Định luật bảo tồn điện tích cho:

(các số Z âm) Định luật bảo tồn số nuclơn cho:

(các số A không âm)

Chú ý : số hạt nơtron (A – Z) khơng bảo tồn phản ứng hạt nhân

trong phản ứng hạt nhân ghi nhận

3. Năng lượng phản ứng hạt nhân

Do tính chất khơng bảo tồn khối lượng (tĩnh) lại bảo toàn khối lượng toàn phần (năng lượng toàn phần) hệ phản ứng hạt nhân, nên phản ứng hạt nhân tỏa lượng thu lượng tùy theo quan hệ so sánh tổng khối lượng tĩnh trước (mtrước) khối lượng tĩnh sau (msau) phản ứng

Nếu mtrước > msau phản ứng tỏa lượng, lượng tỏa tính bởi:

2 ) (m m c W

Wtoa   truoc  sau

Nếu mtrước < msau W<0 nghĩa phản ứng thu lượng:

W W

Wthu  

Điều có nghĩa là, muốn thực phản ứng hạt nhân đó, phải cung cấp cho hệ lượng đủ lớn

Trình bày phản ứng tỏa thu

năng lượng

Nêu rõ điều kiện phản ứng

tỏa thu lượng

Học sinh tiếp thu

ghi nhận

BÀI TẬP (Tuần 31, tiết 61)

Bài 37:PHÓNG XẠ (Tuần 31, tiết 62, Tuần 32, tiết 63)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Hiện tượng phóng xạ

- Viết phản ứng phóng xạ ,,

- Nêu đặc tính bàn q trình phóng xạ

- Viết hệ thức định luật phóng xạ Định nghĩa chu kì bán rã số phân rã - Nêu số ứng dụng đồng vị phóng xạ

Giáo viên

- Chuẩn bị số bảng, biểu hạt nhân phóng xạ, ba họ phóng xạ tự nhiên

2 Học sinh

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ.

1 Định nghĩa tượng phóng xạ.

Phóng xạ q trình phân hủy tự phát hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Quá trình phân hủy kèm theo phát xạ hạt kèm theo phát xạ điện từ

Hạt nhân tự phân hủy gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân hủy gọi hạt nhân

Ngay từ cuối kỉ XX, năm 1886,

Béc-cơ-ren (Becquerel) tìm tượng muối uran phát tia tác dụng lên kính ảnh, Béc-cơ-ren lại chứng minh rằng, khơng phải tượng phát tia Rơn-ghen tượng lân quang Béc-cơ-ren đặt tên cho tượng phóng xạ Tiếp sau đó, hai ơng bà Pi-e Ma-ri Quy-ri tìm thêm hai chất phóng xạ pơlơni radi, đó, radi có tính phóng xạ mạnh nhiều so với uran Năm 1934, hai ông bà I-ren Quy-ri Frê-đê-ríc Jơ-li-ơ Quy-ri tìm tượng phóng xạ nhân tạo Vậy chất phóng xạ gì? Vai trị khoa học đời sống sao?

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

2. Các dạng phóng xạ.

* Tùy theo tia phóng xạ phát ra, người ta phân loại dạng phóng xạ sau:

a Phóng xạ

Hạt nhân bố X phân rã tạo thành hạt nhân Y, đồng thời phát tia phóng xạ theo phản ứng sau:

Tia tạo thành hạt nhân chuyển động với vận tốc cao vào cỡ 20000 km/s Khi truyền qua mơi trường chất, hạt ion hố mạnh nguyên tử môi trường dần lượng Cuối cùng, hạt “bắt” hai êlectron trở thành nguyên tử heli Quãng đường tia khơng khí chừng vài xentimet vài micromet vật rắn

b Phóng xạ

Dạng tổng qt q trình phóng xạ



 như sau : .

c Phóng xạ

Dạng tổng qt q trình phóng xạ



 như sau : .

Trong hai trình trên, hạt 0e

1



e

0

1 chuyển động với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng, tạo thành tia 

 

 Các

tia truyền vài met khơng khí vài milimet kim loại

d Sự phát xạ :

Một số hạt nhân sau q trình phóng

Đưa dạng phóng xạ hạt

nhân đồng thời yêu cầu học sinh viết phương trình phóng xạ

Học sinh làm việc

xạ hay tạo trạng thái kích

thích Khi đó, xảy tiếp q trình hạt nhân chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái có mức lượng thấp hơn, qua đó, phát xạ điện từ , cịn gọi tia Các tia qua vài met bêtơng vài xentimet chì

Q trình phát xạ diễn tả

phản ứng:

Kí hiệu hạt nhân trạng thái kích thích

II. ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ.

1 Các đặc tính q trình phóng xạ.

Các q trình phóng xạ nêu : a Có chất q trình biến đổi hạt nhân

b Có tính tự phát khơng điều khiển được; khơng chịu tác động yếu tố mơi trường ngồi nhiệt độ, áp suất

c Là q trình ngẫu nhiên: với hạt nhân phóng xạ cho trước, thời điểm phân hủy khơng xác định Ta nói đến xác suất phân hủy hạt nhân Như vậy, ta khảo sát biến đổi hạt nhân đơn lẻ Tuy nhiên, ta khảo sát biến đổi thống kê số lớn hạt nhân phóng xạ

Minh họa đặc tính phóng xạ Xây dựng cơng thức định luật

phóng xạ

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

2 Định luật phóng xạ.

Ta xét mẫu phóng xạ có N hạt nhân thời điểm t Đến thời điểm t + dt, số hạt nhân giảm trở thành N + dN với dN <

Số hạt nhân phân rã khoảng thời gian dt –dN: số tỉ lệ với khoảng thời gian dt tỉ lệ với số hạt nhân N có mẫu phóng xạ

(50.1) Trong đó, lamđa số dương gọi số phân rã, đặt trưng cho nuclit phóng xạ xét Vậy ta có:

Hình 50.1

Gọi N0 số hạt nhân mẫu phóng xạ tồn vào lúc t = 0, muốn tìm hạt nhân N tồn vào lúc t > 0, ta phải tích phân phương trình :

Mơ tả định luật phóng xạ Học sinh tiếp thu ghi

Kết tìm được:N N .et

0

Công thức (50.2) gọi định luật phân rã phóng xạ Ta nhận thấy số hạt nhân phóng xạ giảm theo hàm mũ Định luật phân rã biểu diễn đồ thị hình vẽ

3 Chu kì bán rã.

Một đại lượg khác đặc trưng cho chất phóng xạ chu kì bán rã: thời gian qua số lượng hạt nhân lại 50% (nghĩa phân rã 50%) Chu kì bán rã kí hiệu T (cũng có sách kí hiệu T) tính sau:



2 Ln T 

Trình bày khái niệm chu kì bán rã

Giải thích ý nghĩa chu kì bán rã nhận.Học sinh tiếp thu ghi

III ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ.

1 Phóng xạ nhân tạo phương pháp nguyên tử đánh dấu.

* Ngày 11 tháng năm 1934, hai ơng bà I-ren Quy-ri Frê-đê-ríc Jơ-li-ơ Quy-ri làm thí nghiệm chiếu rọi tia (phát pôlôni) 10 phút vào nhôm dày 1mm Hai ông bà nhận thấy từ nhôm phát tia phóng xạ Đó tượng phóng xạ nhân tạo: nguyên tố Al qua phản ứng biến thành nguyên tố phóng xạ P:

Trình bày số ứng dụng

đồng vị phóng xạ phương pháp nguyên tử đánh dấu

Học sinh tiếp thu ghi

* Nguyên tố phóng xạ nhân tạo đầu

tiên phân rã phóng xạ với chu kì bán rã T1/2=3ph15s

 Bằng phương pháp tạo phóng xạ nhân tạo, người ta tạo hạt nhân phóng xạ nguyên tố X bình thường khơng phải chất phóng xạ theo sơ đồ tổng quát sau:



đồng vị phóng xạ Khi trộn lẫn với hạt nhân bình thường khơng phóng xạ hạt nhân phóng xạ gọi nguyên tử đánh dấu, cho phép ta khảo sát tồn tại, phân bố, chuyển vận nguyên tố X

Phương pháp nguyên tử đánh dấu có nhiều ứng dụng quan trọng lĩnh vực sinh học, hóa học, y học

2 Đồng vị 14C phương pháp nguyên

tử đánh dấu.

Ở tầng cao khí quyển, thành phần tia vũ trụ có nơtron chậm (vận tốc cỡ vài trăm ms-1) Một nơtron gặp hạt nhân (có khí quyển) tạo nên phản ứng:

đồng vị phóng xạ , chu kì bán rã 730 năm

* Trong khí có điơxít cacbon: số hạt nhân cacbon đây, có lẫn

(tỉ lệ không đổi: chiếm 10-6%).

* Các lồi thực vật hấp thụ CO2 khơng khí, có C thường C phóng xạ với tỉ lệ 10-6%.

* Khi loài thực vật chết, khơng cịn hấp thụ CO2 khơng khí khơng cịn tái sinh thực vật Và phóng xạ nên số lượng giảm dần thực vật Nói cách khác tỉ lệ / loài thực vật xét giảm so với tỉ lệ khơng khí So sánh hai tỉ lệ cho phép ta xác định thời gian từ lúc lồi thực vật chết Phương pháp cho phép tính khoảng thời gian từ đến 55 kỉ

Mô tả phương pháp nguyên tử

Bài 38:PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

(Tuần 32, tiết 64)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Nêu phản ứng phân hạch gì?

- Giải thích phản ứng phân hạch phản ứng hạt nhân tỏa lượng

- Lí giải tạo thành phản ứng dây chuyền điều kiện để có phản ứng dây chuyền

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số hình ảnh phản ứng phân hạch, bom A, lò phản ứng

2 Học sinh

- Ôn lại phóng xạ

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG

PHÂN HẠCH. 1 Phân hạch gì?

Phân hạch phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh vỡ thành hai mảnh nhẹ (có khối lượng cỡ)- hai mảnh gọi sản phẩm phân hạch hay “mảnh vỡ” phân hạch

Phản ứng phân hạch tự phát xảy với xác suất nhỏ Vì ta quan tâm đến phản ứng phân hạch kích thích

Câu C1.

Như nói, lượng

phản ứng hạt nhân tạo nên nguồn lượng cho nhân loại Những phản ứng hạt nhân sử dụng? Cách khai thác nguồn lượng sao?

Trình bày định nghĩa phản ứng phân

hạch Yêu cầu giải thích phản ứng phân hạch

Hộc sinh tiếp thu ghi

nhận

2 Phản ứng phân hạch kích thích

Chúng ta xét phản ứng phân

hạch nucleic:

Vì nhiên liệu công nghiệp lượng hạt nhân

Các nhà vật lí tính tốn rằng, để tạo nên phản ứng phân hạch hạt nhân

Các nhà vật lý tính tốn rằng, để

tạo nên phản ứng phân hạch hạt nhân X, phải truyền cho X lượng đủ lớn - giá trị tối thiểu lượng gọi lượng kích hoạt, vào cỡ vài MeV Phương pháp dễ để truyền lượng kích hoạt hạt nhân X cho nơtron bắn vào X để X “bắt” nơtron Khi “bắt” nơtron, hạt nhân X chuyển sang trạng thái kích thích, kí hiệu X* Trạng thái này không bền vững kết xảy phân hạch

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

II NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH

1. Phản ứng phân hạch tỏa lượng.

Phản ứng phân hạch tỏa lượng, lượng gọi năng lượng phân hạch

Ta xét phản ứng phân hạch

làm ví dụ điển hình:

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Cụ thể, phản ứng vỡ urani Năng

lượng tỏa 8,5 – 7,6 = 0,9Mev/1 nuclôn nghĩa 212MeV hạt nhân U phân hạch

Tính cụ thể, phân hạch 1g U235 giải phóng lượng 0,85.1010J tương đương với lượng 8,5 than dầu tỏa đốt

Kết nghiên cứu cho ta bảng 51.1 phân bố sau lượng giải phóng q trình phân hạch hạt nhân U tương ứng với sản phẩm phản ứng

2 Phản ứng phân hạch dây truyền.

Sự phân hạch hạt nhân 235U có kèm theo giải phóng 2,5 nơtron (tính trung bình) với lượng lớn; hạt nhân 239Pu, số 3.

Các nơtron kích hạt nhân khác chất phân hạch tạo nên phản ứng phân hạch Kết phản ứng phân hạch xảy liên tiếp tạo thành phản ứng dây chuyền

Giả sử sau lần phân hạch, có k nơtron giải phóng đến kích thích hạt nhân 235U khác tạo nên phân hạch Sau n lần phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng kn phân hạch mới.

Khi k < phản ứng dây chuyền tắt nhanh

Khi k = phản ứng dây chuyền tự trì lượng phát khơng đổi theo thời gian

Khi k > phản ứng dây chuyền trì, lượng phát tăng nhanh gây nên bùng nổ

Muốn cho , khối lượng chất phân hạch phải đủ lớn để số nơtron bị “bắt” nhỏ nhiều so với số nơtron giải phóng

Khối lượng tối thiểu chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền trì





gọi khối lượng tới hạn

Vời urani 235 khối lượng tới hạn vào cỡ 15kg, với plutoni 239 vào cỡ 5kg

3 Phản ứng phân hạch có điều khiển.

Phản ứng phân hạch thực lò phản ứng hạt nhân, tương ứng với trường hợp k=1

Để đảm bảo cho k = 1, người ta dùng điều khiển có chứa Bo hay Cađini Vì Bo hay Cd có tác dụng hấp thu nơtron nên số nơtron tăng nhiều, người ta cho điều khiển ngập sâu vào lò để hấp thụ số nơtron thừa

Nhiên liệu phân hạch lò phản ứng thường U235 hay Pu239

Năng lượng tỏa từ lò phản ứng khơng đổi theo thời gian

Bộ phận bom A gồm có

hay nhiều khối lượng (< khối lượng tới hạn) nhiên liệu phân hạch (urani giàu 235U plutoni) đặt cách xa Các nơtron plutoni phát phân hạch gần ngịi trái bom khơng gây phân hạch dây chuyền

Nếu cho khối lượng nhập lại khối lượng tổng lớn khối lượng tới hạn phản ứng phân hạch dây chuyền xảy – lượng phân hạch giải phóng khoảng thời gian ngắn 10-6số. Qua bom A Hi-rơ-si-ma có sức mạnh tương đương 20 000 thuốc nổ TNT

Để có nơtron ban đầu “châm ngịi” cho phân hạch người ta lợi dụng nơtron có sẵn thành phần tia vũ trụ thường xuyên chiếu xuống mặt đất

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Bài :PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

(Tuần 33, tiết 65)

I MỤC TIÊU

- Nêu phản ứng nhiệt hạch

- Giải thích phản ứng nhiệt hạch phản ứng tỏa lượng - Nêu điều kiện để tạo phản ứng nhiệt hạch

- Nêu ưu việt lượng nhiệt hạch

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một số hình ảnh phản ứng tổng hợp hạt nhân

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG

NHIỆT HẠCH.

1 Phản ứng nhiệt hạch gì?

Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tập hợp lại thành hạt nhân nặng Thường xét nuclit có số , ta lấy ví dụ điển hình:

Dễ dàng tính phản ứng tỏa lượng: Qtỏa=17,6MeV/1 hạt nhân

Trong trước xét dạng

phản ứng hạt nhân tỏa lượng quan trọng – phản ứng vỡ hạt nhân (phân hạch) Trong xét dạng phản ứng hạt nhân theo trình ngược lại – trình tổng hợp hạt nhân

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

2 Điều kiện thực hiện.

a) Để thực phản ứng tổng hợp hạt nhân trước hết phải biến đổi hỗn hợp nhiên liệu chuyển sang trạng thái plasma tạo hạt nhân êlectron tự (đưa nhiệt độ lên khoảng 104 độ) Sau cần phải tạo điều kiện để hạt nhân ban đầu lại gần nhau, tiếp

 Học sinh tiếp thu ghi

xúc Muốn phải tăng tốc hạt nhân

đó để chúng có động đủ lớn, thắng lực đẩy cu-lơng (giữa hai hạt nhân tích điện dương) Khi khoảng cách hai hạt nhân ban đầu nhỏ đến cỡ 10-15m lực hạt nhân phát huy tác dụng, vượt trội lực đẩy cu-lông xảy phản ứng tổng hợp hạt nhân Người ta chứng minh để thực phản ứng tổng hợp hạt nhân phải cung cấp cho hạt nhân ban đầu động vào cỡ 105eV Muốn người ta dùng giải pháp tăng nhiệt độ plasma xung quanh: phép tính cho kết nhiệt độ tăng lên đến =102 triệu độ (do phản ứng có tên nhiệt hạch: nhiệt: nóng; hạch: hạt nhân)

b) Ngồi điều kiện nhiệt độ cao cịn hai điều kiện phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra:

- Mật độ hạt nhân (n) plasma phải đủ lớn

- Thời gian trì () trạng thái plasma nhiệt độ cao 102 triệu độ phải đủ lớn Kết hợp hai điều kiện đó, Lo-sơn (Lawson) chứng minh hệ thức:

(tiêu chuẩn lo-sơn)

II. NĂNG LƯỢNG NHIẬT HẠCH.

Năng lượng tỏa phản ứng nhiệt hạch gọi lượng nhiệt hạch

 Các phép tính cho thấy lượng tỏa tổng hợp 1g heli gấp 10 lần phân hạch 1g urani gấp 200 triệu lần lượng tỏa đốt 1g cacbon

Học sinh tiếp thu ghi

nhận

III PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT.

Trên trái đất, loài người tạo phản ứng tổng hợp hạt nhân thử bom H nghiên cứu tạo phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển

1 Bom H (bom nhiệt hạch)

Bom H cấu tạo hai thành phần chính: bên bom A có vai trị “ngòi nổ” tạo điều kiện cho phản ứng tổng hợp hạt nhân, xung quanh lớp vỏ chứa nhiên liệu tổng hợp hạt nhân Khi bom A nổ đưa nhiệt độ lên đến 90 triệu độ Khi phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy Một phản ứng hạt nhân sử dụng nhiều là:

Với khối lượng nhiên liệu, bom H giải phóng nhiều lượng bom A gấp trăm lần Ngồi khơng có vấn đề tới hạn hỗn hợp ( ), khơng có giới hạn sức mạnh bom H – có

 Trình bày phản ứng nhiệt hạch trái đất mà người thực su nghiên cứu người

 Ưu việt lượng tổng hợp hạt nhân

So với lượng phân hạch, lượng tổng hợp hạt nhân có nhiều ưu việt hơn:

a) Nhiên liệu dồi dào:

- Đơteri có sẵn thiên nhiên: m3 thường có 30g nước nặng D2O hay HDO

- Đối với triti khơng có sẵn dễ dàng điều chế:

Người ta ước tính dự trữ nhiên liệu nhiệt hạch Trái Đất vào cỡ 1011 MTep (MTep = triệu dầu tương đương) nghĩa khai thác, lượng tổng hợp hạt nhân đáp ứng nhu cầu lượng hành

Học sinh tiếp thu ghi

bom H có sức mạnh tương đương

hàng triệu thuốc nổ

2 Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển

Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển Hiện trung tâm nghiên cứu ý đến phản ứng:

Phản ứng dễ thực cách đơn lẻ sau: triti thể khí cho bay bám vào đồng; hạt nhân đơteri gia tốc đến 2MeV đập vào bia Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy với dấu hiệu phát hạt nơtron lượng xác định 14,1MeV

Nhưng muốn tạo phản ứng tổng hợp hạt nhân cho tập thể hạt nhân

phải tiến hành hai việc:

- Đưa hạt vận tốc lớn Việc tiến hành theo ba cách:

+ Đưa nhiệt độ lên cao + Dùng máy gia tốc

+ Dùng chùm tia laze cực mạnh

- “Giam hãm” hạt nhân phạm vi không gian nhỏ hẹp để chúng gặp (trong khoảng thời gian đủ lớn theo tiêu chuẩn Lo-sơn) gây phản ứng tổng hợp hạt nhân Việc “giam hãm” hổn hợp (D,T)(1) có thể tiến hành theo nhiều cách:

Hổn hợp (D,T) đựng bi thủy tinh đường kính 100m Dọi vào chùm tia laze cực mạnh “châm ngịi” cho phản ứng tổng hợp hạt nhân

2 “Giam hãm” “bẫy từ”: hạt nhân D,T đưa lên nhiệt độ cao (50-100 triệu độ) có động lớn Người ta cho hạt nhân D,T (đều tích điện dương) chuyển động lịng ống dây điện hình xuyến Dưới tác dụng từ trường ống dây hạt nhân D T chuyển động khoảng lòng ống dây, nghĩa bị giam hãm khoảng khơng gian nhỏ Tại tác dụng chùm tia laze cực mạnh tạo phản ứng tổng hợp hạt

tinh nhiều thiên niên kỉ Hiện nhà khoa học chuyển dần từ nghiên cứu phịng thí nghiệm sang giai đoạn triển khai nghiệp tổng hợp hạt nhân; ước tính đến 2020 thành công

nhân Thiết bị có tên TOKAMAK

Ưu việt lượng tổng hợp hạt nhân

So với lượng phân hạch, lượng tổng hợp hạt nhân có nhiều ưu việt hơn:

a) Nhiên liệu dồi dào:

- Đơteri có sẵn thiên nhiên: m3 thường có 30g nước nặng D

2O hay HDO

- Đối với triti khơng có sẵn dễ dàng điều chế:

Người ta ước tính dự trữ nhiên liệu nhiệt hạch Trái Đất vào cỡ 1011 MTep (MTep = triệu dầu tương đương) nghĩa khai thác, lượng tổng hợp hạt nhân đáp ứng nhu cầu lượng hành tinh nhiều thiên niên kỉ

Hiện nhà khoa học chuyển dần từ nghiên cứu phịng thí nghiệm sang giai đoạn triển khai nghiệp tổng hợp hạt nhân; ước tính đến 2020 thành cơng

b) Tác dụng môi trường: sản phẩm cuối phản ứng tổng hợp hạt nhân khơng phóng xạ; phản ứng tổng hợp hạt nhân không gây ô nhiễm mơi trường

BÀI TẬP ƠN TẬP (Tuần 33, tiết 66)

CHƯƠNG VIII TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ

Bài 40:CÁC HẠT SƠ CẤP

(Tuần 34, tiết 67)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Hạt sơ cấp - Một số hạt sơ cấp

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Một bảng ghi đặc trưng hạt sơ cấp

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP.

1 Hạt sơ cấp gì?

Qua biết hạt vi mô (hay vi hạt), hạt có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống, như: phơtơn (y), êlectron (e-), pơzitron (e+), prơtơn (p),

Q Trình Cấu Tạo Của Vật Chất:

Crystall (tinh thể), Cell (tế bào), Molecule (phân tử), Atom (nguyên tử), Nucleons (nuclôn: prôtôn, nơtrơn, êclectron ), Atmomic nucleus (nuclôn nguyên tử), Quark (hạt quac), gluon

Học sinh tiếp thu ghi

nơtron (n), nơtrinô (v) Khi khảo sát q trình

biến đổi hạt đó, ta tạm thời không xét đến cấu tạo bên chúng Các vi hạt gọi hạt sơ cấp

plasma (platma gluon)



2 Sự xuất hạt sơ bcấp mới.

Để tạo hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc số hạt cho chúng bắn vào hạt khác Vì vậy, công cụ chủ yếu việc nghiên cứu hạt sơ cấp máy gia tốc Động hạt gia tốc năm 1960-1970 106 – 109eV, đến năm 1990 – 2000 109 – 1010eV

Năm 1935, nhà vật lý học người

Nhật H Y-u-ka-oa (Yukawa) nêu lên giả thuyết tồn hạt piơn (π) để giải thích chế tương tác hạt nhân Theo tính tốn Y-u-ka-oa, khối lượng hạt π vào cỡ 200me (me khối lượng êlectron) Năm 1937, An-đéc-xơn (C.Anderson) với nhóm nhà nghiên cứu tìm hạt có khối lượng vào cỡ 207me Tuy nhiên hạt khơng thể hạt π tương tác yếu với hạt khác, nghĩa khơng liên quan đến tương tác hạt nhân, đến 1947, C.F.Pô-oen (Powell) P.S.Oc-xi-a-lin (Occhialini) tìm hạt π:

* Hạt π+ π-, khối lượng 273,2me

* Hạt π0 khối lượng 264,2m e Còn hạt An-đéc-xơn tìm gọi hạt mun (μ-) Vào năm 1947 trở người ta tìm thấy số hạt sơ cấp mới:

- Các hạt K- K0 (khối lượng vào cỡ 965me)

- Các hạt nặng (khối lượng lớn khối lượng prôtôn); hạt lamđa (Λ0); xicma: Σ0, Σ±; kxi: Ξ0, Ξ-; ômêga: Ω-.



Học sinh tiếp thu ghi

nhận

3 Phân loại.

Dựa vào độ lớn khối lượng dựa vào đặc tính tương tác, hạt sơ cấp phân thành loại sau

a. Phôtôn

b Các hạt leptôn (các hạt nhẹ) khối lượng từ đến 200 me: nơtrinơ, êlectron, pơzitron, mêzơn µ

c Các hađrôn: khối lượng 200 me phân thành ba nhóm con:

*Mêzơn π, K: khối lượng 200 me nhỏ khối lượng nuclôn;

*Nuclôn p n;

*Hypêron khối lượng lớn khối lượng nuclôn

Nhóm nuclơn hypêron cịn gọi barion

Trình bày loại hạt sơ cấp 

III. TÍNH CHẤT CÁC HẠT SƠ CẤP. 1 Thời gian sống trung bình.

Một số hạt sơ cấp bền (thời gian sống ~ ∞) đa số điều không bền: chúng tự phân hủy biến thành hạt sơ cấp khác

Vídụ: n  p +e- + v e n  π+ + π

-Nêu tính chất hạt sơ cấp Học sinh tiếp thu ghi

nhận

Mỗi hạt sơ cấp có phản hạt tương ứng

Đối hạt hạt sơ cấp có khối lượng điện tích trái dấu giá trị tuyệt đối

Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện nơtron: thực nghiệm chứng tỏ nơtron có momen từ khác khơng; phản nơtron hạt sơ cấp có khối lượng nơtron có momen từ ngược hướng độ lớn

Người ta ký hiệu: Hạt X; đối hạt X -Một vài ví dụ hạt đối hạt:

Hạt: p n e- e+ π+ π0 γ PH e+ e- π- π0 γ

nhận

III. TƯƠNG TÁC CỦA CÁC HẠT SƠ CẤP.

Các hạt sơ cấp biến đổi tương tác với – trình xảy mn hình mn vẻ; quy bốn loại tương tác sau

1 Tương tác điện từ tương tác phôtôn hạt mang điện Tương chất lực Cu-lông, lực điện từ, lực Lo-ren, lực liên kết phân tử, nguyên tử,

2 Tương tác mạnh

Tương tác mạnh tương tác hađrôn Một trường hợp riêng tương tác mạnh lực hạt nhân Tương tác mạnh quy tương tác quac Tương tác quac có đặc tính là: Khi quac lại gần tương tác chúng yếu, khơng đáng kể, coi chúng trạng thái tự Trái lại, khoảng cách quac tăng lên tương tác chúng trở nên cực mạnh Điều giải thích ta khơng thể quan sát quac trạng thái tự

Các tác giả cơng trình giải Nơ – Ben năm 2004 (D.J Gross – H.D Politzer– F Wilczek)

3 Tương tác yếu

Đó tương tác có lepton tham gia, ví dụ q trình phân rã :

Các nơtrinô , luôn đơi với e+, e-.

Sau tìm thêm hai leptôn tương tự electron Tương tự với chúng có hai loại nơtrinơ

Vậy có sáu hạt lepton xếp thành cặp

4 Tương tác hấp dẫn

Là tương tác hạt có khối lượng khác khơng, ví dụ: trọng lực, lực hút Trái Đất Mặt Trăng, Mặt Trời hành tinh

Nêu tương tác hạt sơ cấp Học sinh tiếp thu ghi

Bài 41:CẤU TẠO VŨ TRỤ

(Tuần 34, tiết 68, Tuần 35, tiết 69)

I MỤC TIÊU

Nêu được:

- Trình bày sơ lược cấu trúc hệ mặt trời - Trình bày sơ lược thành phần

- Mơ tả hình dạng thiên hà

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Hình vẽ hệ mặt trời giấy khổ lớn

- Ảnh màu chụp Kim tinh, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh trái đất chụp từ vệ tinh khồ giấy lớn - Ảnh chụp số thiên hà

- Hình vẽ ngân hà nhìn nghiêng nhìn từ xuống

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

I. HỆ MẶT TRỜI.

1 Mặt trời.

Mặt Trời thiên thể trung tâm hệ Mặt Trời Nó có bán kính lớn 108 lần bán kính Trái Đất, khối lượng 333 000 lần khối lượng Trái Đất

Lực hấp dẫn Mặt Trời đóng vai trị định đến hình thành, phát triển chuyển động hệ

Vũ trụ có cấu tạo nào? Có

điểm tương đồng cấu tạo hệ Mặt Trời cấu tạo thiên hà?

 Một vài số liệu Trái Đất

- Bán kính 6400km - Khối lượng 5,98.1024kg.

- Bán kính quỹ đạo quanh Mặt Trời 150.106km.

- Khối lượng riêng trung bình 5515kg/m3

- Chu kì quay quanh trục 23 56 phút 04 giây

- Chu kì quay quanh Mặt Trời 365,2422 ngày

- Góc nghiêng trục quay mặt phẳng quỹ đạo 23027'.

* Khoảng cách từ Mặt Trời -Trái Đất (150.106km) lấy làm đơn vị đo độ dài thiên văn, gọi đơn vị thiên văn (đvtv)



Học sinh tiếp thu

Mặt Trời cầu khí nóng sáng với

khoảng 75% hidrơ 23% heli Nhiệt độ mặt Mặt Trời 6000K nhiệt độ lòng lên đến hàng chục triệu độ Mặt Trời nguồn cung cấp lượng cho hệ Cơng suất phát xạ Mặt Trời lên đến 3.9.1026W Nguồn lượng Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạt nhân, tổng hợp hạt nhân hidrô thành hạt nhân heli

2 Các hành tinh.

Có hành tinh, theo thứ tự từ ngoài: Thủy Tinh, Kim Tinh, Trái Đất, Hỏa Tinh, Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh, Diêm Vương Tinh

Bảng 54.1 Một vài đặt trưng hành tinh - m: khối lượng Trái Đất;

- R: bán kính quỹ đạo tính theo đvtv; - n: số vệ tinh thấy

Hành tinh m R n Thủy Tinh 0,055 0,39

Kim Tinh 0,81 0,72

Tráiđất 1

Hởa tinh 0,11 1,52

Mộc Tinh 318 5,20 16

Thổ Tinh 95 9,54 18

Thiên Vương Tinh

15 19,2 15

Hải Vương Tinh

17 30,0

Diêm

Vương Tinh 0,0025 39,5

Chúng chuyển động quanh Mặt Trời theo chiều, trùng với chiều quay thân Mặt Trời quay quanh Quỹ đạo hành tinh gần vòng trịn, nghiêng góc với Do coi hệ Mặt Trời có cấu trúc hình đĩa phẳng

Xung quanh hành tinh có vệ tinh Chúng chuyển động mặt phẳng quanh hành tinh Hệ thống gồm hành tinh vệ tinh cấu trúc hệ thống nhỏ giới vĩ mô

Các hành tinh chia thành hai nhóm “nhóm Trái Đất” va “nhóm Mộc Tinh”

Mơ tả thứ tự hành tinh

trong hệ mặt trời 

Các hành tinh nhóm Trái Đất gồm: Thủy

Tinh,Kim Tinh, Trái Đất Hởa Tinh Đó hành tinh “nhỏ”, hành tinh rắn, có khối lượng riêng tương đối lớn Tuy nhiên, hành tinh nhóm lại có (hoặc khơng có) vệ tinh Vì chúng gần Mặt Trời nên nhiệt độ bề mặt chúng tương đối cao

Nhóm Mộc Tinh gồm: Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh Hải Vương Tinh Chúng hành tinh “lớn” Khối lượng riêng chúng nhỏ Có thể chúng khối khí nhân rắn lởng bao bọc lớp khí dày Chúng có nhiều vệ tinh Ngồi ra, xung quanh Thổ Tinh có vành đai rộng mỏng tạo hạt bụi, trông giống mũ người Mê-hi-cơ, nhìn thấy qua kính thiên văn Ngoài ra, Mộc Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh có vành đặt, nhỏ nhiều quan sát từ trạm vũ trụ

Vì hành tinh xa Mặt Trời, nên nhiệt độ bề mặt chúng thấp (thường xun -100oC) Diêm Vương Tinh khơng thuộc nhóm

3 Các tiểu hành tinh.

Chúng ta chẳng cho cấu trúc hệ Mặt Trời phải tuân theo quy luật hình học định luật động lực học định, hai nhóm quy luật phải có mối liên hệ mật thiết với Xuất phát từ việc nghiên cứu quy luật biến thiên bán kính quỹ đạo hành tinh, người ta thấy xếp bán kính thành chuỗi có quy luật định Tuy nhiên có số hạng chuỗi khơng ứng với bán kính quỹ đạo hành tinh Đó bán kính có giá trị 2,8đvtv, trung gian bán kính quỹ đạo Hỏa Tinh Mộc Tinh

Sau quan sát kính thiên văn người ta phát bốn hành tinh có đường kính từ vài trăm kilơmet nhiều hành tinh có bán kính từ vài kilơmet đến vài chục kilơmet chuyển động quanh Mặt Trời quỹ đạo có bán kính từ 2,2 đến 3,6đvtv Các hành tinh gọi hành tinh nhỏ Có lẽ hành tinh nhỏ mảnh vỡ hành tinh lớn chuyển động quỹ đạo

Trình bày tiểu hành tinh Học sinh tiếp thu

ghi nhận

4 Sao chổi thiên thạch.

a Sao chổi khối khí đóng băng lẩn với đá, có đường kính vài kilơmet chuyển động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình elip dẹp mà Mặt Trời tiêu điểm Điểm gần Mặt Trời quỹ đạo chổi giáp với quỹ đạo Thủy Tinh, điểm xa giáp với quỹ đạo Diêm Vương Tinh

Chu kỳ chuyển động chổi quanh Mặt Trời khoảng từ ba bốn năm đến 150 năm Phần

Mô tả chổi thiên thạch

sao băng 

lớn thời gian, chổi chuyển động phần quỹ

đạo xa Mặt Trời, nên nhiệt độ thấp chất bị đóng băng hết Thời gian chổi chuyển động phần quỹ đạo gần Mặt Trời vào khoảng vài tháng vài tuần Lúc nhiệt độ lên cao Vật chật bị nóng sáng bay Đám khí bụi bao quanh bị áp suất ánh sáng Mặt Trời gây đẩy dạt phía đối diện với Mặt Trời, tạo thành có dạng chổi Bụi khí phản xạ tán xạ ánh sáng Mặt Trời nên Trái Đất ta nhìn thấy đầu chổi Trong đầu chổi có nhân chưa bị bay

Vì lần lại gần Mặt Trời, chổi bị nhiều vật chất, nên chổi lớn tồn lâu

b Thiên thạch tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời Số thiên thạch nhiều không kể xiết Chúng chuyển động theo nhiều quỹ đạo khác Có dòng thiên thạch Khi thiên thạch bay gần hành tinh bị hút xảy va chạm thiên thạch với hành tinh

Trường hợp thiên thạch bay vào bầu khí Trái Đất bị ma sát mạnh nóng sáng bốc cháy để lại vết sáng dài mà ta gọi băng

Sao chổi thiên thạch thành viên hệ Mặt Trời

II. CÁC SAO VÀ THIÊN HÀ 1 Các sao.

a Mỗi bầu trời mà ta nhìn thấy ban đêm thực chất khối khí nóng sáng Mặt Trời Vì khoảng cách từ Trái Đất đến lớn (sao gần cách ta năm ánh sáng), nên thấy chấm sáng, dù có dùng kính thiên văn có số bội giác lớn Nếu kể ngơi có độ sáng nhỏ, phát kính thiên văn Thì số lên đến hàng trăm tỉ

b Nhiệt độ lòng lên đến hàng chục triệu độ, xảy phản ứng nhiệt hạt nhân Tuy nhiên mãnh liệt phản ứng khác Điều làm cho nhiệt độ mặt khác Sao nóng có nhiệt độ mặt ngồi lên đến 50000K; nhìn từ Trái Đất ta thấy có màu xanh lam Sao nguội có nhiệt độ mặt ngồi 3000K; có màu đỏ Mặt Trời ngơi trung bình nhiệt độ mặt ngồi 6000K Nó có màu vàng

c Điều đặc biệt khối lượng mà ta xác định nằm khoảng từ 0,1 đến khoảng 100 lần (đa số lần) khối lượng Mặt Trời Trong bán kính mà ta xác

Mô tả vvề thiên hà sao,

định lại biến thiên khoảng rộng

Những có nhiệt độ bề mặt cao có bán kính 1% hay 10/

00 lần bán kính Mặt Trời, chắt Ngược lại có nhiệt độ mặt ngồi thấp lại có bán kính lớn gấp hàng nghìn lần bán kính Mặt Trời, kềnh

d Ngồi ra, người ta phát hàng vạn cặp có khối lượng tương đương với quay xung quanh khối tâm chung: đơi Quan sát đôi từ Trái Đất ta thấy độ sáng chúng tăng giảm cách tuần hồn theo thời gian Đó chuyển động, có lúc chúng che khuất lẫn

e Trên trạng thái ổn định Bên cạch cịn có trạng thái biến đổi mạnh: có độ sáng tăng lên hàng vạn lần siêu có độ sáng tăng lên hàng triệu lần Sự tăng độ ngột độ sáng kết vụ nổ xảy lịng này, kèm theo phóng dịng vật chất mạnh

Ngồi cịn có khơng phát sáng: punxa lỗ đen (còn gọi hốc đen)

Punxa phát sóng vơ tuyến mạnh Người ta phát chúng nhờ dùng kính thiên văn vơ tuyến Punxa cấu tạo hồn tồn nơtron Chúng có từ trường mạnh quay nhanh quanh trục

Lỗ đen cấu tạo từ nơtron, nơtron ken chặt với tạo loại chất có khối lượng riêng lớn Kết gia tốc trọng trường gần lỗ đen lớn phơtơn rơi vào bị lỗ đen hút vào Lỗ đen khơng xạ loại sóng điện từ Người ta phát lỗ đen nhờ tia X mà chúng phát “hút” thiên thể gần

f Ngồi ta cịn thấy có “đám mây” sáng Đó tinh vân, tinh vân đám bụi khổng lồ rọi sáng ngơi gần đám khí bị ion hố phóng từ hay siêu

Tất vật thể nêu điều thành viên hệ thống vĩ đại gọi thiên hà

2 Thiên hà.

Thiên hà hệ thống gồm nhiều loại tinh vân Tổng số thiên hà lên đến vài trăm tỉ Trong kính thiên văn lớn, ảnh chấm sáng Còn ảnh thiên hà có hình dạng định Mặc dù khoảng cách từ đến ta nhỏ so với khoảng cách từ thiên hà đến ta

b Thiên hà gần ta thiên hà tiên nữ cách triệu năm ánh sáng Ngày nay,

Mô tả thiên hà Học sinh tiếp thu

người ta chụp ảnh khoảng tỉ thiên hà

khác

c Đa số thiên hà có dạng hình xoắn ốc Một số có dạng elepsoit Một số có dạng khơng xác định Đường kính thiên hà vào khoảng 100 000 năm ánh sáng

3 Thiên hà chúng ta, ngân hà

a Hệ Mặt Trời thành viên thiên hà mà ta gọi ngân hà Sở dỉ có tên gọi vào đêm trời trong, khơng trăng ta thấy có dải sáng vắt ngang bầu trời ma ta gọi dải ngân hà (hay sông ngân) Nếu quan sát kĩ ta thấy dải ngân hà cấu tạo từ Dải ngân hà có chổ rộng chổ hẹp Chổ rộng nhất, phình to có mật độ dày đặc nằm vùng chịm Nhân mã, “sau lưng” chịm Thần nơng Dải ngân hà hình ảnh thiên hà mà nhìn thấy đứng điểm bên gần mép

b Căn vào hình ảnh dải ngân hà vào kết đo khoảng cách đến ngân hà, nhà thiên văn xây dựng mơ hình thiên hà Ngân hà có dạng hình đĩa, phần phình to, ngồi mép dẹt, đường kính ngân hà khoảng 100 000 năm ánh sáng Bề dày chỗ phồng to vào khoảng 15000 năm ánh sáng

c Hệ Mặt Trời nằm mặt phẳng qua tâm vuông góc với trục ngân hà cách tâm khoảng cỡ 2/3 bán kính

d Những nghiên cứu tỉ mỉ cho thấy ngân hà có cấu trúc dạng xoắn ốc, hình vẽ phác cấu trúc ngân hà

Mô tả thiên hà Học sinh tiếp thu

ghi nhận

4 Các đám thiên hà.

Các thiên hà có xu hướng tập hợp với thành đám Ngân hà thành viên đám gồm 20 thiên hà Đến nay, người ta phát khoảng 50 đám thiên hà Khoảng cách đám lớn gấp vài chục lần khoảng cách thiên hà đám

Mô tà đám thiên hà, đặc điểm

của đám thiên hà

Học sinh tiếp thu

ghhi nhận

5 Các quasar.

Vào đầu năm 1960, người ta phát loại cấu trúc mới, nằm thiên hà, phát xạ mạnh cách bất thường sống vô tuyến, tia X ánh sáng nhìn thấy Chúng đặt tên quaza Điều đặc biệt công suất phát xạ quaza lớn gấp hàng nghìn lần thiên hà sáng đến mức người ta cho phản ứng nhiệt hạt nhân không đủ để cung cấp lượng cho trình phát Ở khoảng cách xa thiên hà mật độ quaza lớn.Các kiện dùng làm sở thực nghiệm cho thuyết vụ nổ lớn ̣̣̣̣̣

̣̣̣̣̣̣

̣̣̣̣̣̣̣̣̣ ̣̣̣̣̣̣ ̣̣̣̣̣̣̣̣̣

BigBang mà

Mô tả quasar Học sinh tiếp thu

ta nói sau

KIỂM TRA HỌC KÌ II (Tuần 35, tiết 70) Bài :

(Tuần , tiết )

I MỤC TIÊU

Nêu được:

-II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

-2 Học sinh

III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh