Kiến thức giao thoa Vật lý 11

PHẦN I: ĐIỆN HỌC-ĐIỆN TỪ HỌC
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG
1. Định luật Cu-lông
 Lực hút hay đẩy giữa hai diện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
F = k ; k = 9.109 Nm2/C2.
 Đơn vị điện tích là culông (C).
2 Định luật bảo toàn điện tích
 Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.
3 Thuyết electron
 + Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không, nguyên tử trung hoà về điện.
 Nếu nguyên tử bị mất đi một số electron thì tổng đại số các điện tích trong nguyên tử là một số dương, nó là một ion dương. Ngược lại nếu nguyên tử nhận thêm một số electron thì nó là ion âm.
 + Khối lượng electron rất nhỏ nên chúng có độ linh động rất cao. Do đó electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật bị nhiễm điện.
 Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron; Vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron
 3 Điện trường
 Điện trường là một dạng vật chất bao quanh các điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó.
4. Định nghĩa Cường độ điện trường 
Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q.
E = 
 Đơn vị cường độ điện trường là N/C hoặc người ta thường dùng là V/m.
5.iệu điện thế 
. Định nghĩa
 Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q.
UMN = VM – VN = 
Đo hiệu điện thế 
 Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế.
Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường 
E = 
 6.Điện dung của tụ điện 
Định nghĩa
 Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. 
C = 
 Đơn vị điện dung là fara (F).
 Điện dung của tụ điện phẵng :
C = 
. Năng lượng của điện trường trong tụ điện 
 Năng lượng điện trường của tụ điện đã được tích điện
W = QU = = CU2
Chương II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 
1. Cường độ dòng điện 
 Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng Dq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Dt và khoảng thời gian đó.
I = 
2. Dòng điện không đổi
 Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.
 Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: I = .
3. Đơn vị của cường độ dòng điện và của điện lượng
 Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A).
4 Suất điện động của nguồn điện
Định nghĩa
 Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó.
Công thức 
 = 
Đơn vị
 Đơn vị của suất điện động trong hệ SI là vôn (V).
5 Công của nguồn điện
 Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch.
Ang = qE = E Tt
6.Công suất của nguồn điện
 Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch.
P ng = = E T
7.nh luật Ôm đối với toàn mạch
I = 
8 Bộ nguồn ghép nối tiếp
 Eb = E1 + E2 +  + En
 Rb = r1 + r2 +  + rn
 Trường hợp riêng, nếu có n nguồn có suất điện động e và điện trở trong r ghép nối tiếp thì : Eb = ne ; rb = nr
29Bộ nguồn song song 
 Nếu có m nguồn giống nhau mỗi cái có suất điện động e và điện trở trong r ghép song song thì : Eb = e ; rb = 
10Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng
 Nếu có m dãy, mỗi dãy có n nguồn mỗi nguồn có suất điện động e, điện trở trong r ghép nối tiếp thì : Eb = ne ;
 rb = 
CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
1 Từ trường 
. Định nghĩa
 Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.
. Hướng của từ trường 
 Từ trường định hướng cho cho các nam châm nhỏ.
 Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
2 Đường sức từ
. Định nghĩa 
 Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
 Qui ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.
Các ví dụ về đường sức từ
+ Dòng điện thẳng rất dài
- Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.
- Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ.
+ Dòng điện tròn
- Qui ước: Mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại.
- Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.
Các tính chất của đường sức từ
+ Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức.
+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
+ Chiều của đường sức từ tuân theo những qui tắc xác định.
+ Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa ở chổ có từ trường yếu.
3 Cảm ứng từ
 Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó.
B = 
. Đơn vị cảm ứng từ
 Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). 
1T = 
Véc tơ cảm ứng từ
 Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm:
+ Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
+ Có độ lớn là: B = 
4 Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài
B = 2.10-7.
5Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
B = 2p.10-7
6Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
B = 4p.10-7mI = 4p.10-7nmI
6.Biểu thức tổng quát của lực từ
 Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là :
+ Có điểm đặt tại trung điểm của l;
+ Có phương vuông góc với và ;
+ Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái;
+ Có độ lớn F = IlBsin
PHAÀN HAI: QUANH HÌNH HOÏC
CHÖÔNG VI
KHUÙC XAÏ AÙNH SAÙNG
1.khuùc xaï aùnh saùng
Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng
+ Tia khuùc xaï naèm trong maët phaüng tôùi (taïo bôûi tia tôùi vaø phaùp tuyeán) vaø ôû phía beân kia phaùp tuyeán so vôùi tia tôùi.
+ Vôùi hai moâi tröôøng trong suoát nhaát ñònh, tæ soá giöõa sin goùc tôùi (sini) vaø sin goùc khuùc xaï (sinr) luoân luoân khoâng ñoåi:
 = haèng soá
. Chieát suaát tæ ñoái
Tæ soá khoâng ñoåi trong hieän töôïng khuùc xaï ñöôïc goïi laø chieát suaát tæ ñoái n21 cuûa moâi tröôøng 2 (chöùa tia khuùc xaï) ñoái vôùi moâi tröôøng 1 (chöùa tia tôùi):
 = n21
Chieát suaát tuyeät ñoái 
- Chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moät moâi tröôøng laø chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng ñoù ñoái vôùi chaân khoâng.
- Moái lieân heä giöõa chieát suaát tæ ñoái vaø chieát suaát tuyeät ñoái: n21 = .
Tính thuaän nghòch cuûa söï truyeàn aùnh saùng
	- Aùnh saùng truyeàn ñi theo ñöôøng naøo thì cuõng truyeàn ngöôïc laïi theo ñöôøng ñoù.
- Töø tính thuaän nghòch ta suy ra:
n12 = 
2 .Hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn
Ñònh nghóa 
Phaûn xaï toaøn phaàn laø hieän töôïng phaûn xaï toaøn boä aùnh saùng tôùi, xaûy ra ôû maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng trong suoát.
Ñieàu kieän ñeå coù phaûn xaï toaøn phaàn
+ Aùnh saùng truyeàn töø moät moâi tröôøng tôùi moät moâi tröôøng chieát quang keùm hôn.
+ i ³ igh.
3Caùp quang
Caáu taïo
 Caùp quang laø boù sôïi quang. Moãi sôïi quang laø moät sôïi daây trong suoát coù tính daãn saùng nhôø phaûn xaï toaøn phaàn.
 Sôïi quang goàm hai phaàn chính:
+ Phaàn loûi trong suoát baèng thuûy tinh sieâu sach coù chieát suaát lôùn (n1).
+ Phaàn voû boïc cuõng trong suoát, baèng thuûy tinh coù chieát suaát n2 < n1.
 Ngoaøi cuøng laø moät lôùp voû boïc baèng nhöïa deûo ñeå taïo cho caùp coù ñoä beàn vaø ñoä dai cô hoïc.
. Coâng duïng
 Caùp quang ñöôïc öùng duïng vaøo vieäc truyeàn thoâng tin vôùi caùc öu ñieåm:
+ Dung löôïng tín hieäu lôùn.
+ Khoâng bò nhieãu bôû caùc böùc xaï ñieän töø beân ngoaøi.
+ Khoâng coù ruûi ro chaùy (vì khoâng coù doøng ñieän).
 Caùp quang coøn ñöôïc duøng ñeå noäi soi trong y hoïc.
CHÖÔNG VII
 MAÉT- CAÙC DUÏNG CUÏ QUANG HOÏC
1. Laêng kính
.Caùc coâng thöùc cuûa laêng kính
 	sini1 = nsinr1; A = r1 + r2
 	 sini2 = nsinr2; D = i1 + i2 – A
2. Thaáu kính.
Phaân loaïi thaáu kính 
+ Thaáu kính laø moät khoái chaát trong suoát giôùi haïn bôûi hai maët cong hoaëc bôûi moät maët cong vaø moät maët phaüng.
+ Phaân loaïi:
- Thaáu kính loài (rìa moûng) laø thaáu kính hoäi tuï.
- Thaáu kính loûm (rìa daøy) laø thaáu kính phaân kì
 Qui öôùc: Thaáu kính hoäi tuï: f > 0 ; D > 0.
Qui öôùc: Thaáu kính phaân kìï: f < 0 ; D < 0.
. Caùch döïng aûnh taïo bôûi thaáu kính 
 Söû duïng hai trong 4 tia sau:
- Tia tôùi qua quang taâm -Tia loù ñi thaúng.
- Tia tôùi song song truïc chính -Tia loù qua tieâu ñieåm aûnh chính F’.
- Tia tôùi qua tieâu ñieåm vaät chính F -Tia loù song song truïc chính.
- Tia tôùi song song truïc phuï -Tia loù qua tieâu ñieåm aûnh phuï F’n.
. Caùc tröôøng hôïp aûnh taïo bôûi thaáu kính 
 Xeùt vaät thaät vôùi d laø khoaûng caùch töø vaät ñeán thaáu kính:
	a) Thaáu kính hoäi tuï
	+ d > 2f: aûnh thaät, nhoû hôn vaät.
	+ d = 2f: aûnh thaät, baèng vaät.
	+ 2f > d > f: aûnh thaät lôùn hôn vaät.
	+ d = f: aûnh raát lôùn, ôû voâ cöïc.
	+ f > d: aûnh aûo, lôùn hôn vaät.
	b) Thaáu kính phaân kì
 Vaät thaät qua thaáu kính phaân kì luoân cho aûnh aûo cuøng chieàu vôùi vaät vaø nhoû hôn vaät.
Caùc coâng thöùc cuûa thaáu kính 
	+ Coâng thöùc xaùc ñònh vò trí aûnh:
= 
	+ Coâng thöùc xaùc ñònh soá phoùng ñaïi:
k = = -
	+ Qui öôùc daáu:
	Vaät thaät: d > 0. Vaät aûo: d 0. AÛnh aûo: d’ < 0.
	k > 0: aûnh vaø vaät cuøng chieàu ; k < 0: aûnh vaø vaät ngöôïc chieàu
Heä hai thaáu kính ñoàng truïc gheùp caùch nhau
 Sô ñoà taïo aûnh: 
 L1 L2
 AB ¾¾¾® A1B1 ¾¾¾® A2B2
 d1 d1’ d2 d2’
 Vôùi: d2 = O1O2 – d1’; k = k1k2 = 
Heä hai thaáu kính ñoàng truïc gheùp saùt nhau
 Sô ñoà taïo aûnh: 
 L1 L2
 AB ¾¾¾® A1B1 ¾¾¾® A2B2
 d1 d1’ d2 d2’
Vôùi: d2 = – d1’; k = k1k2 = = - 
 Heä thaáu kính töông ñöông vôùi moät thaáu kính coù ñoä tuï D = D1 + D2.
 Ñoä tuï cuûa heä hai thaáu kính moûng ñoàng truïc gheùp saùt nhau baèng toång ñaïi soá caùc ñoä tuï cuûa töøng thaáu kính gheùp thaønh heä.
3.Maét
Söï ñieàu tieát cuûa maét. Ñieåm cöïc vieãn. Ñieåm cöïc caän.
 	Ta coù: = 
 	Vôùi maét thì d’ = OV khoâng ñoåi.
 	 Khi nhìn caùc vaät ôû caùc khoaûng caùch khaùc nhau (d thay ñoåi) thì f cuûa thaáu kính maét phaûi thay ñoåi ñeå aûnh hieän ñuùng treân maøng löôùi.
	a. Söï ñieàu tieát
 	 Ñieàu tieát laø hoaït ñoäng cuûa maét laøm thay ñoåi tieâu cöï cuûa maét ñeå cho aûnh cuûa caùc vaät ôû caùch maét nhöõng khoaûng khaùc nhau vaãn ñöôïc taïo ra ôû maøng löôùi.
	+ Khi maét ôû traïng thaùi khoâng ñieàu tieát, tieâu cöï cuûa maét lôùn nhaát (fmax, Dmin).
	+ Khi maét ñieàu tieát toái ña, tieâu cöï cuûa maét nhoû nhaát (fmin, Dmax).
	b Ñieåm cöïc vieãn
	+ Khi maét khoâng ñieàu tieát, ñieåm treân truïc cuûa maét maø aûnh taïo ra ngay taïi maøng löôùi goïi laø ñieåm cöïc vieãn CV. Ñoù cuõng laø ñieåm xa nhaát maø maét coù theå nhìn roû. Maét khoâng coù taät CV ôû xa voâ cuøng (OCV = ¥).
	c. Ñieåm cöïc caän 
+ Khi maét ñieàu tieát toái ña, ñieåm treân truïc cuûa maét maø aûnh coøn ñöôïc taïo ra ngay taïi maøng löôùi goïi laø ñieåm cöïc caän CC. Ñoù cuõng laø ñieåm gaàn nhaát maø maét coøn nhìn roû. Caøng lôùn tuoåi ñieåm cöïc caâïn caøng luøi xa maét.
d.Khoaûng cöïc can
+ Khoaûng caùch giöõa CV vaø CC goïi laø khoaûng nhìn roû cuûa maét. OCV goïi laø khoaûng cöïc vieãn, Ñ = OCC goïi laø khoaûng cöïc caän.
Naêng suaát phaân li cuûa maét
+ Goùc troâng vaät AB laø goùc töôûng töôïng noái quang taâm cuûa maét tôùi hai ñieåm ñaàu vaø cuoái cuûa vaät. 
+ Goùc troâng nhoû nhaát e = amin giöõa hai ñieåm ñeå maét coøn coù theå phaân bieät ñöôïc hai ñieåm ñoù goïi laø naêng suaát phaân li cuûa maét. Khi ñoù, aûnh cuûa 2 ñieåm ñaàu vaø cuoái cuûa vaät ñöôïc taïo ra ôû hai teá baøo thaàn kinh thò giaùc keá caän nhau.
 Maét bình thöôøng e = amin = 1’
Caùc taät cuûa maét vaø caùch khaéc phuïc
. Maét caän vaø caùch khaéc phuïc
a) Ñaëc ñieåm
- Ñoä tuï lôùn hôn ñoä tuï maét bình thöôøng, chuøm tia saùng song song truyeàn ñeán maét cho chuøm tia loù hoäi tuï ôû moät ñieåm tröôùc maøng löôùi.
- fmax < OV.
- OCv höõu haïn.
- Cc ôû raát gaàn maét hôn bình thöôøng. 
b) Caùch khaéc phuïc 
 Ñeo thaáu kính phaân kì coù ñoä tuï thích hôïp ñeå coù theå nhìn roû vaät ôû voâ cöïc maø maét khoâng phaûi ñieàu tieát.
 Tieâu cöï cuûa thaáu kính caàn ñeo (neáu coi kính ñeo saùt maét) laø : fk = - OCV.
Maét vieãn thò vaø caùch khaéc phuïc
a) Ñaëc ñieåm
- Ñoä tuï nhoû hôn ñoä tuï cuûa maét bình thöôøng, chuøm tia saùng song song truyeàn ñeán maét cho chuøm tia loù hoäi tuï ôû moät ñieåm sau maøng löôùi.
- fmax > OV.
- Nhìn vaät ôû voâ cöïc phaûi ñieàu tieát.
- Cc ôû raát xa maét hôn bình thöôøng. 
b) Caùch khaéc phuïc
 Ñeo moät thaáu kính hoäi tuï coù tuï soá thích hôïp ñeå:
- Hoaëc nhìn roû caùc vaät ôû xa maø khoâng phaûi ñieàu tieát maét.
- Hoaëc nhìn roû ñöôïc vaät ôû gaàn nhö maét bình thöôøng (aûnh aûo cuûa ñieåm gaàn nhaát muoán quan saùt qua thaáu kính hieän ra ôû ñieåm cöïc caän cuûa maét).
. Maét laõo vaø caùch khaéc phuïc
+ Khi tuoåi cao khaû naêng ñieàu tieát giaûm vì cô maét yeáu ñi vaø theå thuûy tinh cöùng hôn neân ñieåm cöïc caän CC dôøi xa maét.
+ Ñeå khaéc phuïc taät laõo thò, phaûi ñeo kính hoäi tuï töông töï nhö ngöôøi vieãn thò.
4.Kính luùp
Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính luùp
+ Kính luùp laø duïng cuï quang boã trôï cho maét ñeå quan saùt caùc vaät nhoû.
+ Kính luùp ñöôïc caáu taïo bôûi moät thaáu kính hoäi tuï (hoaëc heä gheùp töông ñöông vôùi thaáu kính hoäi tuï) coù tieâu cöï nhoû (cm).
. Soá boäi giaùc cuûa kính luùp
+ Xeùt tröôøng hôïp ngaém chöøng ôû voâ cöïc. Khi ñoù vaät AB phaûi ñaët ôû tieâu dieän vaät cuûa kính luùp. 
 Ta coù: tana = vaø tan a0 = 
 Do ñoù G¥ = = 
 Ngöôøi ta thöôøng laáy khoaûng cöïc caän OCC = 25cm. Khi saûn xuaát kính luùp ngöôøi ta thöôøng ghi giaù trò G¥ öùng vôùi khoaûng cöïc caän naøy treân kính (5x, 8x, 10x, ).
+ Khi ngaém chöøng ôû cöïc caän: 
Gc = |k| = ||
5.Kính hieån vi
Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính hieãn vi
+ Kính hieãn vi laø duïng cuï quang hoïc boã trôï cho maét ñeå nhìn caùc vaät raát nhoû, baèng caùch taïo ra aûnh coù goùc troâng lôùn. Soá boäi giaùc cuûa kính hieãn vi lôùn hôn nhieàu so vôùi soá boäi giaùc cuûa kính luùp.
+ Kính hieãn vi goàm vaät kính laø thaáu kính hoäi tuï coù tieâu raát nhoû (vaøi mm) vaø thò kính laø thaáu kính hoäi tuï coù tieâu cöï nhoû (vaøi cm). Vaät kính vaø thò kính ñaët ñoàng truc, khoaûng caùch giöõa chuùng O1O2 = l khoâng ñoåi. Khoaûng caùch F1’F2 = d goïi laø ñoä daøi quang hoïc cuûa kính.
 Ngoaøi ra coøn coù boä phaän tuï saùng ñeå chieáu saùng vaät caàn quan saùt. Ñoù thöôøng laø moät göông caàu loûm
Soá boäi giaùc cuûa kính hieãn vi
+ Khi ngaém chöøng ôû cöïc caän:
GC = 
+ Khi ngaém chöøng ôû voâ cöïc:
G¥ = |k1|G2 = 
 Vôùi d = O1O2 – f1 – f2.
6.Kính thieân vaên
Coâng duïng vaø caáu taïo cuûa kính thieân vaên
+ Kính thieân vaên laø duïng cuï quang boå trôï cho maét, coù taùc duïng taïo aûnh coù goùc troâng lôùn ñoái vôùi caùc vaät ôû xa.
+ Kính thieân vaên goàm: 
 Vaät kính laø thaáu kính hoäi tuï coù tieâu cöï daøi (vaø dm ñeán vaøi m).
 Thò kính laø thaáu kính hoäi tuï coù tieâu cöï ngaén (vaøi cm).
 Vaät kính vaø thò kính ñaët ñoàng truïc, khoaûng caùch giöõa chuùng thay ñoåi ñöôïc.
Soá boäi giaùc cuûa kính thieân vaên
 Khi ngaém chöøng ôû voâ cöïc:
 Ta coù: tana0 = ; tana = 
 Do doù: G¥ = .
 Soá boäi giaùc cuûa kính thieân vaên trong ñieàu kieän naøy khoâng phuï thuoäc vò trí ñaët maét sau thò kính.