-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Tóm tắt lý thuyết Vật lý đại cương 2 | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội
Tóm tắt lý thuyết Vật lý đại cương 2 | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Vật lý đại cương 2 (EPN1096) 15 tài liệu
Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 262 tài liệu
Tóm tắt lý thuyết Vật lý đại cương 2 | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội
Tóm tắt lý thuyết Vật lý đại cương 2 | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Vật lý đại cương 2 (EPN1096) 15 tài liệu
Trường: Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 262 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Tài liệu khác của Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội
Preview text:
TÓM TT LÝ THUYT VT LÝ ĐI CƠNG 2
BÀI 1: ĐIN TRNG TŬNH
1. Định lut bo ỗoỪn đin tích:
- Định luật bo toàn điện tích: Tổng đại số các điện tích trong một hệ cô lập là không đổi.
- Mật độ điện tích phân bố trong thể tích hay mật độ điện khối, kí hiệu là , được định nghĩa là: dq (C/m3) dV
trong đó dq là điện tích chứa trong yếu tố thể tích dV của vật mang điện.
- Mật độ điện tích mặt phân bố trên bề mặt hay mật độ điện mặt, kí hiệu là , được định nghĩa là: dq (C/m2) dS
đó dq là điện tích chứa trong yếu tố diện tích bề mặt dS của vật mang điện.
- Mật độ điện tích phân bố dọc theo chiều dài hay mật độ điện dài, kí hiệu là , được định nghĩa là: dq (C/m) d
trong đó dq là điện tích chứa trong yếu tố chiều dài d của vật mang điện.
2. Định lut Coulomb: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1, q2 đứng yên
cách nhau khong cách r, chịu tác dụng của lực tĩnh điện: . 1 2 2 . (N) 1 Với: k =
= 9.10 9 (Nm2/C2): là hệ số tỉ lệ; 4o 1 ằ ố điệ o =
= 8,85.10 – 12 (F/m): là h ng s n. 9 36 1 . 0
: là hằng số điện môi của môi trường.
BÀI 2: ĐIN TRNG TŬNH
1. Đin ỗrng: là vùng môi trường xung quanh các điện tích Q và tác dụng lực lên các
điện tích q khác đặt trong nó: F E (V/m) q
Đin ỗrng: Gây ra bởi:
a. Một điện tích điểm: (V/m) Q>0: E hướn g r a xa Q Q<0; E hướn g li gần Q b.
Vòng dây tròn, bán kính a, tích điện đều Q: Điện trường ti M cách tâm O một khong cách x: 3 2 2 2 ( )
=> Ti tâm O: x= 0 E=0 c.
Mặt rộng vô hạn, ỗích đin đu vi mỗ đ đin tích mặt σ> 0: Điện trường ti
điểm M trên trục, cách tâm một đon x: | | E 2 o (với 12 8.85.10 F/m) 0
Chứng tỏ điện trường của mặt rộng vô hn này không
phụ thuộc vào khong cách từ điểm kho sát M đến
d. Thanh dài (dây dài) vô hạn, tích điện đều với mật độ dài λ> 0: Điện trường ti
điểm M cách thanh một đon a: 2k | | E a
e. Khối cầu tâm O, bán kính a, tích điện đều với mật độ khối ρ > 0:
- Điện trường tại điểm M nằm ngoài khối cầu: k Q Engoài 2 r
(Nhận thấy công thức tính điện trường ti điểm
nằm ngoài khối cầu giống như một điện tích đi đặt ti tâm gây ra.)
- Điện trường tại điểm M nằm trong khối cầu: r Etrong 30 2.
Đin thông- ỗhẾng lợng đin cm:
- Điện thông: d E.d S EdScos (V.m) E E (S) (S) (S)
Nếu E là điện trường đều và S là mặt phẳng: . .cos -
Đin cm: D E (C/m2) 0 -
Thông lượng điện cảm : . .cos ( ) ( ) ( ) (C) 3. Định lý Gauss: ( ) ( 0 ( ) (
BÀI 3: ĐIN TH- HIU ĐIN TH
1. Công lực đin ỗrng: Công của lực điện trường để di chuyển điện tích q từ điểm M đến N : (J)
2. Đin th:
a. Điện thế tại điểm M do điện tích Q gây ra:
- Nếu gốc điện thế ở vô cùng 0=> - Hiệu điện thế : .
b. Khối cầu tâm O, bán kính a, tích điện đều với mật độ khối �:
- Điện thế tại điểm N ngoài khối cầu :
- Điện thế tại điểm M trong khối cầu: 2 . 2 . ; 0 6 0 6 0 0 Lưu ý: G ố c đ iện thế ti A => VA= 0.
c. Mặt rộng vô hạn, tích điện đều với mật độ mặt � >0 :
Điện thế ti M cách mặt phẳng khong cách x: 20
3. Mối liên h giữa E và V :
Độ lớn của vectơ cường độ điện trường, bằng độ gim của điện thế trên một đơn vị chiều
dài dọc theo đường sức điện trường :
Trong hệ tọa độ Descartes: . . . . ( . . . ) - Điện trường đều :
. (d là khong cách 2 mặt điện t ế h ) 12 1 2 - Lưu th n
ô g cuả vecto cường độ điện trường: . Đường cong kín : (
BÀI 4: VT DN
1. Vt dn là những vt bằng kim loi
2. Tính chất ca vt dn: - Trong l n
ò g vật dẫn không có điện trườn g Etrong=0.
- Toàn bộ vật dẫn là khối đẳn g thế.
- Vecto cường độ điện trườn
g E vuông góc với bề mặt vật dẫn, và có độ lớn 0
- Điện tích chỉ phân bố bề mặt ngoài vật dẫn.
3. Hiện tượng mũi nhọn bị mất dần điện tích và to thành gió điện được gọi là hiu ng mũi nhọn.
4. Hiện tượng xuất hiện các điện tích cm ứng trên bề mặt vật dẫn khi đặt vật dẫn trong
điện trường ngoài gọi là hin ỗợng đin hởng.
5. Khi nối hai qu cầu li th ìchúng trở thành vật dẫn duy nhất , vật dẫn là một 1 2 mặt đẳng thế.
6. Đin dung ca vt dn cô lp:
Điện dung của vật dẫn cô lập phụ thuộc vào hình dng, kích thước vật dẫn.
a. T phẳng: .0. (F) 6 9 12 1 10 10 10 Với
S: diện tích hai bn cực (m2)
d :khong cách hai bn cực (m) 12 8,85.10 / 0 C: điện dung (F)
b. Tụ cầu: . 1 2 4..0 2 1
R1: bán kính trong; R2: bán kính ngoài.
c. Tụ trụ: 2 . . ( : là chiều cao t ụ r ) 0 2 ln 1 7. Ghép t:
a. Ghép nối tip: ... 1 2 3 ... 1 2 3 1 1 1 1 1 ..... d 1 2 3
Nếu các tụ giống nhau thì d b. Ghép song song: ... 1 2 3 ... 1 2 3 ... 1 2 3
Nếu các tụ giống nhau: C nC td 8. 1
Năng lợng ca t đin: 2 . 2
9. Năng lợng đin ỗrng:
Nơi nào có điện trường thì nơi đó có năng lượng. 1 1 2 W dV E dV EDdV E 0 2 2 (V) (V) (V) 1 1
là mật độ năng lượng điện trường: 2 E ED E E 0 2 2
0. T thông cho biết số lượng đường sức từ gởi qua mặt (S).
d BdScos α B.d S m m (S) (S) (S)
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb).
1. So sứnh Đin ỗrng E và T ỗrng H . Đin ỗrng
T ỗrng
- Xung quanh điện tích có điện trường.
- Xung quanh dòng điện có từ trường.
- Đặc trưng cho điện trường ti mỗi điểm là - Đặc trưng cho từ trường ti mỗi điểm là
vectơ cường độ điện trường E . vectơ cm ứng từ B .
- Vectơ cường độ điện trường gây bởi một - Vectơ cm ứng từ gây bởi một yếu tố điện tích điể Q m: E k dòng điện: 0 d B I d 2 r 3 4 r - Hằng số điện : ố ừ – 7 0 = 8,85.10 – 12 F/m - Hằng s t : 0 = 4.10 H/m - Hệ số điện môi: - Hệ số từ môi:
- Vectơ cm ứng điện: D E
- Vectơ cm ứng từ: B H 0 0 - Đường sức điện - Đường sức từ - Điện thông ế ố ứ
E: cho biết số lượng đường - Từ thông m: cho bi t s lượng đường s c
sức điện trường E gửi qua mặt S: từ B gửi qua mặt S: E.dS E.dS.cos B.dS B.dS.cos E m (S) (S)
- Lực điện trường: F q E - Lực từ: d F Id q - Định lý Gauss: ng(S) - Định lý Gauss: ( 0 (
- Lưu thông của vectơ cđđt: E.d
- Lưu thông của vectơ cđtt: (AB) (
2. Xức định cm ng t ca dòng đin:
a. Cảm ứng từ của dòng điện thẳng: . . 0 . cos cos 1 2 4.
+ Dòng điện rất dài, hay điểm kho sát nằm gần dòng điện: . .0 2 .
+ Dòng điện rất dài, điểm kho sát nằm trên đường . .
vuông góc với dòng điện tai một đầu: 0 4 .
+ Điểm kho sát nằm trên đường thẳng chứa dòng điện:
b. Cảm ứng từ tại điểm M cách tâm O của trục vòng điện tròn bán kính R,
một khoảng h: 2 . . . 0 2 3 2 2 2 . .
+ Cm ứng từ ti tâm O (h=0) : 0 0 2 . .
+ Nếu cung tròn chắn một góc α ở tâm thì : 0( ) 4
c. Cảm ứng từ trong lòng ống dây:
với: n: mật độ dòng (vòng/m)
L : chiều dài ống dây (m)
N : số vòng dây quấn trên ống (vòng) . . .
+ Dây Soneloid: 0 . . . . 0 0
Vậy: Từ trường trong lòng ống dây Soneloid là từ trường đều. . . . + Dây Torid: 0 . . 2 . . 2 0 0
Vậy: Từ trường trong lòng ống dây Teroid là từ trường không đều.
3. Tác dng ca t ỗrng lên dòng đin:
Tác dụng của từ trường đều lên đoạn dòng điện
thẳng: Lực từ có:
+ Phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng I và B
+ Chiều theo quy tắc tay trái. + Độ lớn
+ Điểm đặt ti trung điểm của đon dòng điện I. F d F I(
Tác dụng
a từ trường đều lên đoạn dòng điện cong bất F I L' B với L d
là tổng các vectơ độ dời từ điểm a đến điểm b (ab)
Nếu đường cong kín thì F=0.
Tác dụng của từ trường đều lên khung dây :
Mômen lực từ tác dụng khung lên khung dây: . . . .sin
trong đó: α là góc giữa 2 vevtơ và . N số vòng dây, cm ứng từ (T)
I cường độ dòng điện (A), S diện tích khung dây (m2)
Lực tương tác giữa 2 dòng điện thẳng dài vô hạn: . . . . 0 1 2 2 . . . 0 1 2
Lực tương tác trên mỗi đơn vị chiều dài:
+ Hai dòng điện song song cùng chiều: hút nhau.
+ Hai dòng điện song song ngược chiều: đẩy nhau.
Công của lực từ: . 12 2 1
Mch tịnh tiến trong từ trường đều A=0.
1. Tác dng ca t ỗrng lên đin tích chuyn đng- Lực Lorentz:
Ht mang điện chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực từ, lực này gọi
là lực Lotentz:
Các đặc điểm của lực Lorentz:
Có phương vuông góc với và .
Có chiều theo quy tắc bàn tay trái đối với điện tích
dương, quy tắc bàn tay phi đối với điện tích âm: Đặt
bàn tay trái (hoặc phi) sao cho các đường cm ứng
từ hướng xuyên qua lòng bàn tay, chiều đi từ cổ tay đến bốn ngón tay là chiều
của , thì ngón tay cái choãi ra 900 sẽ chỉ chiều của lực Lorentz. Độ lớn:
sin , với là góc giữa và .
Điểm đặt ti điện tích q.
2. Chuyn đng ca hỗ đin tích trong t ỗrng đu:
a. Nếu vecto vận tốc đầu song song với :
F =0 điện tích chuyển động thẳng đều theo hướng cũ.
b. Nếu vecto vận tốc đầu vuông góc với :
Điện tích chuyển động tròn đều với lực
Lorents hướng vào tâm, có: 2 - Độ lớn: - Bán kính quỹ đo: 2 - Chu kỳ quay:
c. Nếu vecto vận tốc ban đầu tạo với B một góc �
Quỹ đo của điện trường là những đường xoắn lò xo sin - Bán kính xoắn lò xo: 0 2 2 - Chu kỳ Bước xoắn // . 0 os
3. Hiu ng Hall:
Khi một vật dẫn có dòng điện chy qua được đặt trong từ trường thì do tác dụng của lực
từ đã làm xuất hiện chuyển đ
ộng phụ của các ht ti điện. Do chuyển động phụ này mà
các ht ti điện bị dịch chuyển về hai bề mặt vật dẫn to nên một hiệu điện thế. Hiện
tượng này gọi là hiu ng Hall, hiệu điện thế xuất hiện giữa hai bề mặt vật dẫn trong
trường hợp này gọi là hiu đi n th Hall.
1. Định lut Lenz:
Định luật khẳng định: “Dòng điện cảm ứng trong một mạch kín phải có chiều sao cho từ
trường mà nó sinh ra chống lại nguyên sinh ra nó.”
2. Định lut Faraday v suấỗ đin đng cm ng:
Suất điện động cảm ứng bằng về trị số và trái dấu với tốc độ biến thiên của từ thông qua d mạch: m dt Trong đó, Bd S là từ thông qua mch. m (S)
a) Khung dây quay đều trong từ trường đều:
Nếu mch điện có N vòng dây quấn trên một khung cứng thì: d m N dt
Nếu vòng dây thẳng và từ trường đều thì BScos , ta có: m ( . .cos)
Suất điện động cực đi: 0
b) Đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường đều: | d | m Bv dt
Nếu mch hở thì hai đầu đon MN có hiệu điện thế:
3. H số tự cm: LI m
trong đó, L là hệ số tỉ lệ, được gọi là hệ số tự cảm hay độ tự cảm của mch điện. 2 . .
- Hệ số từ cm của ống dây Soneloid: 0 - 1
Năng lượng từ trường: 2 W 2
- Sóng điện từ truyền trong chân không, với vận tốc c= 3.108m/s
- Sóng điện từ truyền trong môi trường chiết suất n, với vận tốc:
- Bước sóng của sóng điện từ trong chân không là:
- Bước sóng truyền trong môi trường chiết suất n là: 0
Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác: Chỉ vận tốc v và bước sóng λ
thay đổi, chu kỳ T và tần số f không đổi . 1. Quang l:
Quang lộ của ánh sáng trong thời gian t là quãng đường mà ánh sáng truyền được s
trong chân không trong khoảng thời gian đó: L ct c ns v
Trong hệ SI, đơn vị đo quang lộ là mét (m). 2. Giao thoa:
Hiện tượng hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau, to nên trong không gian
những di sáng, tối xen kẽ nhau gọi là sự giao thoa ánh sáng.
Những di sáng và tối đó được gọi là những cực đại và cực tiểu giao thoa, hay các
vân giao thoa; chúng tương ứng với những giá trị cực đi và cực tiểu của cường độ ánh sáng.
a. Điu kin đ có có giao thoa: hai sóng phi là hai sóng kết hợp và có cùng phương truyền sóng.
Sóng kết hợp: là những sóng ánh sáng có cùng tần số và độ lệch pha không đổi
theo thời gian.
b. Giao thoa bởi hai nguồn đim:
- Điu kin đ có cực đi giao thoa:
Tại những điểm mà hiệu quang lộ của hai sóng tới bằng số nguyên lần bước sóng
sẽ cho cực đại giao thoa: L – 2 L1 = k
với k = 0, 1, 2, …, gọi là bậc giao thoa.
- Điu kin đ có cực tiu giao thoa:
Tại những điểm mà hiệu quang lộ của hai sóng tới bằng số bán nguyên lần bước
sóng sẽ cho cực tiểu giao thoa L – 2 L1 = (k + 0,5) 3. Giao thoa Young:
Gọi khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp hoặc giữa hai vân tối liên tiếp là D
khoảng vân i, thì: i a
Với: là bước sóng, D: khong cách từ khe tới màn, a: khong cách giữa hai khe.
Khi đó, vị trí của vân sáng phi thỏa công thức: xs = ki
và vị trí của vân tối phi thỏa công thức: xt = (k + 0,5)i 4.
Giao thoa do phn x:
Sóng điện từ bị đo pha 1800 khi phn x từ bề mặt môi trường có chiết suất lớn
hơn môi trường tới. Nếu phn x từ bề mặt môi trường có chiết suất nhỏ hơn chiết
suất của môi trường tới thì tia phn x không bị đo pha. 5.
Giao thoa bởi hai bn mỏng:
Hiệu ứng giao thoa thường quan sát trên các lớp màn mỏng như: ván dầu trên mặt
nước, bong bóng xà phòng, hơi nước trên tấm kính,…là kết qu sự giao thoa của
hai chùm tia phn x trên hai bề mặt bn mỏng.
- Nêm không khí: vân giao thoa trên mặt nêm là những đon thẳng song song
nằm trên mặt nêm, cách đều nhau một khong vân i: i (α: góc nghiêng 2
của nêm). To độ vân sáng bậc k: x (k 0,5) s 2
To độ vân tối bậc k: x k t 2
- Vân tròn Newton: Vân giao thoa là những vòng sáng tối xen kẽ, do Newton
khám phá nên gọi là vân tròn Newton.
Vị trí của vân sáng thoã điều kiện: d (k 0,5) 2
Vị trí của vân tối thoã điều kiện: d k 2
Bán kính vân sáng thứ k: r 2Rd (k 0,5)R s
Bán kính vân tối thứ k: r 2Rd kR t
BÀI 10: NHIU X ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: là hiện tượng ánh sáng bị lệch khỏi phương truyền
thẳng trong môi trường đồng tính khi đi gần các vật cn.
2. Nguyên lý Fresnel: Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha do nguồn
thực gây ra ti vị trí của nguồn thứ cấp.
Để tính biên độ sóng tổng hợp do nguồn sáng điểm S0 gây ra ti điểm quan sát M, ta
dùng phương pháp đới cầu Fresnel.
3. Nhiu x FRESNEL qua l tròn:
Gi sử lỗ tròn chứa được n đới cầu Fresnel thì biên độ sóng tổng hợp ti điểm M là: a a 1 n a M 2 2
và cường độ sáng ti điểm M là: 2 a a 2 1 n I (a ) M 2 2
Lấy dấu “+” khi số đới cầu chứa trong lỗ tròn
là số lẻ và lấy dấu “–“ khi số đới cầu chứa
trong lỗ tròn là số chẵn . 2 a
- Nếu lỗ tròn quá lớn thì: 1 I I 0 4 2 a a
- Nếu lỗ tròn chứa số lẻ đới cầu Fresnel thì 2 1 n I (a ) I : Điểm M là điểm M 0 2 2 sáng. 2 a a
- Nếu lỗ tròn chứa số lẻ đới cầu Fresnel thì 2 1 n I (a ) I : Điểm M là tối . M 0 2 2
- Các đới cầu Fresnel có diện tích như nhau và diện tích của mỗi đới cầ Rb u là: S R b kRb
- Bán kính của các đới cầu Fresnel thứ k là: r 2Rh k k R b
Với: k: đới cầu thứ k;
R: bán kính của mặt cầu.
: bước sóng ánh sáng của nguồn S0 phát ra;
b: khong cách từ điểm kháo sát M đến mặt đới.
4. Nhiu x FRESNEL qỘa đŭa ỗròn chn sáng:
Các vân nhiễu x là những vòng tròn, tâm của nh nhiễu x luôn là điểm sáng ứng với
mọi vị trí của đĩa tròn và màn (E). Biên độ sóng tổng hợp ti điểm M là: a a a m 1 m 1 a M 2 2 2 2 Cường độ a sáng ti M: 2 m1 I (a )
0 : M luôn là điểm sáng. M 2
5. Nhiu x FRAUNHOFER qua n khe hẹp :
nh nhiễu x có các cực đi chính, cực đi phụ, cực tiểu chính (hay cực tiểu nhiễu xạ), cực tiểu phụ.
- Các cực tiểu này ứng với góc nhiễu x thỏa công thức: sin k b
Trong đó: là bước sóng ánh sáng; b là độ rộng của khe hẹp; k = 1, 2, 3, …
- Vị trí các cực đi chính thỏa công thức: sin k d
với k = 0, 1, 2, 3, …, gọi là bậc của cực đi chính. Cực đi chính bậc không, ứng với k
= 0 và = 0, sẽ nằm trùng với tiêu điểm F của thấu kính L ọi đó là 2, ta g
cực đại trung tâm.
- Giữa hai cực đi chính có (n-2) cực đi phụ và (n-1) cực tiểu phụ.
Để quan sát được các cực đi chính thì < d. Cường độ ảnh nhiễu xạ qua 1 Cực đại chính Cực tiểu chính (cực tiểu nhiễu Cực đại phụ sin Cực tiểu phụ
Hình 10.13: Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ qua 3 khe hẹp .