Tổng Hợp Lí Thuyết Kì II lớp 11

ÔN TẬP HỌC KÌ II VẬT LÝ 11.  

 

TỪ TRƯỜNG

          1. Tương tác từ:

                     Tương tác từ là tương tác giữa nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện và dòng điện với dòng điện.

          2. Khái niệm từ trường:

                     · Xung quanh nam châm, dòng điện hay hạt mang điện chuyển động có một từ trường. Tính chất cơ bản của từ trường là nó tác dụng lực từ lên các nam châm hay dòng điện đặt trong nó (hay các điện tích chuyển động trong nó).

                     · Khi điện tích đứng yên thì chỉ gây ra xung quanh nó điện trường, còn nếu nó chuyển động thì ngoài điện trường nó còn gây ra từ trường.

          3. Véc tơ cảm ứng từ:  

                     · Để đặc trưng cho từ trường về tác dụng lực từ ta dùng đại lượng véc tơ cảm ứng từ \[\overrightarrow{B}\].

                     · Véc tơ cảm ứng từ \[\overrightarrow{B}\] tại một điểm trong từ trường được xác định như sau:

                     + điểm đặt: tại điểm khảo sát.

                     + phương : trùng với trục nam châm thử nằm cân bằng tại điểm khảo sát,

                     +chiều: từ cực nam đến cực bắc của nam châm thử nằm cân bằng tại điểm khảo sát,

                     + độ lớn : gọi là cảm ứng từ kí hiệu B.

          4. Đường sức từ:

                     · Để mô tả từ trường một cách trực quan ta dùng khái niệm đường sức từ:

                     · Đường sức từ là đường có hướng, được vẽ trong từ trường, sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của véc tơ cảm ứng từ, chiều trùng với chiều của vectơ cảm ứng từ  tại điểm đó.

          5. Từ trường đều:

                     Từ trường đều là từ trường mà véc tơ cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau. Đường sức từ của từ trường đều là những đường thẳng song song và cách đều nhau.

          6. Từ trường của dòng điện:

                     a. Dòng điện thẳng dài:

                                Véc tơ \[\overrightarrow{B}\] tại M cách dây r có:

                                         + Điểm đặt: tại M

                                         + Phương:  ^ mp( l , M),

                                         + Chiều: nắm tay phải

                                         + Độ lớn  \[B={{2.10}^{-7}}\frac{I}{r}\]

                     b. Từ trường của dòng điện trong khung dây tròn:

                     Véc tơ \[\overrightarrow{B}\] tại tâm O có:

                               + Điểm đặt: tại O

                               + Phương:  ^ mp chứa dòng điện

                               + Chiều: nắm tay phải

                               + Độ lớn:  \[\text{B }=\text{ 2}.\text{1}{{0}^{-\text{7}}}\pi \frac{I}{R}\]

                     c. Từ trường của dòng điện trong ống dây  dài:

                               Véc tơ \[\overrightarrow{B}\] trong lòng ống dây có:

                                                   + Điểm đặt: các điểm trong lòng ống dây.

                                                   + Phương: // trục ống dây

                                                   + Chiều: nắm tay phải

                                                   + Độ lớn: B = 4p10^-7nI 

                     d. Nguyên lý chồng chất từ trường:\[\overrightarrow{B}={{\overrightarrow{B}}_{1}}+{{\overrightarrow{B}}_{2}}+...+{{\overrightarrow{B}}_{n}}\]

          7.  Lực từ:

                     Lực từ do từ trường đều tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường có:

                               + Điểm đặt: Trung điểm đoạn dây,

                               + Phương: ^ mp( l , \[\overrightarrow{B}\])

                               + Chiều: Qui tắc bàn tay trái.

                               + Độ lớn: Định luật Ampe: F = IBlsina.

         

          8. Tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài song song:

                     · Hai dòng điện thẳng dài đặt song song cách nhau một khoảng r trong chân không tương tác với nhau bằng một lực \[\overrightarrow{F}\]. Nếu:       

+ hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau,

     + còn ngược chiều thì đẩy nhau.

                     · Độ lớn lực tương tác:               

                                         \[\text{F }=\text{ 2}.\text{1}{{0}^{-\text{7}}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}l\]  

          9. Lực từ tác dụng lên khung dây:

Khung dây dẫn ABCD mang dòng điện I có trục quay đối xứng OO^/ đặt trong từ trường có \[\overrightarrow{B}\] vuông góc với trục quay thì khi :

 · Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ, thì khung dây ở trạng thái cân bằng. Các lực từ tác dụng lên các cạnh khung nằm trong mặt phẳng khung và chỉ có tác dụng làm tăng hoặc giảm diện tích khung dây. Nếu       chiều\[\overrightarrow{B}\] và chiều dòng điện chạy trong khung tuân theo qui tắc đinh ốc thì khung ở trạng thái cân bằng, ngược lại khung ở trạng thái cân bằng không bền.

· Nếu mặt phẳng khung không vuông góc với đường sức từ thì các lực từ tác dụng lên các cạnh AD (F₁) và BC (F₂) làm khung quay (hv). Hai lực F₁ và F₂ là hai lực từ có độ lớn bằng nhau nhưng có đường tác dụng khác nhau và ngược chiều gọi là ngẫu lực từ . Để đặc trưng cho tác tác dụng làm quay của ngẫu lực từ ta dùng đại lượng mômen ngẫu lực từ kí hiệu M. Với  M = IBSsinq.

          + q = ( \[\overrightarrow{B},\overrightarrow{n}\]) : \[\vec{n}\]là véc tơ pháp tuyến  của khung,                

           + S điện tích khung dây. 

          + Trường hợp q = 90⁰ khi đó \[\overrightarrow{B}\] song song mặt phẳng khung dây thì momen ngẫu lưc từ cực đại M = M_max=IBS

10. Lực Lo-ren:

Lực Lo-ren là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động bên trong từ trường. Lực Lo-ren có:

          + Phương: \[\overrightarrow{f}\bot mp(\overrightarrow{B},\overrightarrow{V})\]

          + Chiều: bàn tay trái

          + Độ lớn: f = qBvsina.

Trong đó: a=\[\left( \overrightarrow{B},\overrightarrow{V} \right)\], q là độ lớn điện tích hạt mang điện.

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

          1. Từ thông:          

                     +Từ thông F dùng để giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ.

                     + Từ thông F gởi qua diện tích phẳng S đặt trong từ trường đều:  

F=BScosa; với: a=\[\left( \overrightarrow{B},\overrightarrow{n} \right)\]

                     + Ý nghĩa: Số đường sức từ xuyên qua diện tích S đặt vuông góc với đường sức bằng giá trị từ thông F. Vậy khi số đường sức từ qua mạch điện kín biến thiên thì từ thông biến thiên.

          2. Hiện tượng cảm ứng điện từ:

                     + Khi từ thông qua mạch điện kín thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng, và suất điện động này gây ra dòng điện cảm ứng (I_C). Hiện tượng trên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

          + Chiều dòng điện cảm ứng được xác định theo định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó.

          + Nếu từ thông tăng thì \[{{\overrightarrow{B}}_{cu}}\] ngược chiều \[\overrightarrow{B}\], còn khi từ thông giảm thì \[{{\overrightarrow{B}}_{cu}}\] cùng chiều \[\overrightarrow{B}\].

          + Suất điện động cảm ứng:

                               - Dạng độ lớn: \[{{E}_{C}}=N\left| \frac{\Delta \Phi }{\Delta t} \right|\]

                               - Dạng đại số: \[{{E}_{C}}=-N\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\]

3. Suất điện động trong đoạn dây thẳng chuyển động trong từ trường đều và cắt đường sức từ:

                     + Khi đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường mà véc tơ vận tốc \[\overrightarrow{V}\]của thanh hợp với véc tơ cảm ứng từ \[\overrightarrow{B}\] một góc q,  đoạn dây dẫn luôn vuông góc với mp(\[\overrightarrow{V}\],\[\overrightarrow{B}\]), thì các electron trong thanh cũng chuyển động kéo theo với vận tốc \[\overrightarrow{V}\]. Khi đó lực Lo-ren tác dụng lên chúng làm cho chúng di chuyển về một đầu của thanh. Có thể nói đoạn dây dẫn trong trường hợp này tương đương nguồn điện, lực Lo-ren đóng vai trò lực lạ.

• Suất điện động của nguồn điện này có độ lớn: \[E\]_c= BVlsinq; Với l là chiều dài đoạn dây.

• Dấu hai cực nguồn điện này được xác định theo qui tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải duỗi thẳng sao cho đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, ngón cái choãi ra một góc 90 độ trùng với chiều vận tốc của thanh, khi đó chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều từ cực âm đến cực dương của nguồn điện.

·  Nếu nối hai đầu thanh với một đoạn mạch tiêu thụ thì trong mạch sẽ có dòng điện cảm ứng.

 

HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

          1. Các khái niệm:

                     · Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. Suất điện động gây ra hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.

          2. Độ tự cảm của ống dây:

                     · Từ thông qua ống dây tỉ lệ với cường độ dòng điện: F = LI;

                               Trong đó L = 4p.10^-7n²V gọi là hệ số tự cảm của ống dây. Với V Thể tích ống dây, n số vòng dây trên 1m chiều dài.

                     · Hệ số tự cảm L của một phần mạch điện bất kì phụ thuộc vào dạng hình học của phần mạch điện đó.

                     · Đơn vị: Đơn vị L là Henri – kí hiệu H; 1H = 1Wb/1A.  

          3. Suất điện động tự cảm:

                     · Dạng độ lớn:\[E=L\left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right|\]                   

          · Dạng đại số: \[E=-L\frac{\Delta I}{\Delta t}\] ( dấu trừ phản ánh qui tắc len-xơ)

          4. Năng lượng từ trường:

                     · Ống dây có hệ số tự cảm L, khi có dòng điện I chạy qua thì ống dây có một dự trữ một năng lượng. Năng lượng này chính là năng lượng từ trường bên trong ống dây:

\[\text{W}=\frac{1}{2}L{{I}^{2}}=\frac{1}{8\pi }{{10}^{7}}{{B}^{2}}V\]        

V: thể tích từ trường bên trong ống dây.

 

SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG.

1. Định luật khúc xạ ánh sáng:  

          · Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở hai bên pháp tuyến so với tia tới.

          · Tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số. 

           \[\frac{\sin i}{\sin r}={{n}_{21}}=\frac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}\]= hằng số

          Trong đó n₁, và  n₂ lần lượt là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1 ( môi trường tới) và môi trường 2 ( môi trường khúc xạ)

          · Chiết suất tuyệt đối của một môi trường : \[n=\frac{c}{v}\]( n > 1)

          · Chiết suất tỉ đối của hai môi trường : \[{{n}_{21}}=\frac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}=\frac{{{v}_{1}}}{{{v}_{2}}}\]

 

PHẢN XẠ TOÀN PHẦN- LĂNG KÍNH

1.phản xạ toàn phần

 Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn n₁ sang môi trường chiết suất nhỏ n₂:

          Theo ĐLKX :             \[\frac{\sin i}{\sin r}={{n}_{21}}=\frac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}<1\Rightarrow \sin i<\operatorname{s}\text{inr}\Rightarrow i

khi i = i_gh (<90⁰) thì r = 90⁰

Nếu i > i_gh thì không có tia khúc xạ mà chỉ có tia phản xạ.

Hiện tượng này gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. góc i_gh : góc giới hạn (phản xạ toàn phần)

          + góc giới hạn i_gh :  \[\sin {{i}_{gh}}=\frac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}\]       

          + Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần :

                     - ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ

                     - góc tới i > i_gh

2. lăng kính

          a. Định nghĩa:

                     · lăng kính là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song nhau.

                     · Chiết suất tỉ đối n giữa chất làm ra lăng kính với môi trường trong suốt đặt lăng kính gọi là chiết suất lăng kính.

                   · Góc nhị diện tạo bởi hai mặt không  song song gọi là góc chiết quang.

          b. Đường truyền tia sáng:

                     Nếu chiết suất n của lăng kính lớn hơn 1 thì khi ánh sáng đơn sắc truyền từ đáy lăng kính đi lên, sau khi qua lăng kính tia ló bị lệch về đáy lăng kính.

                                        

 

THẤU KÍNH:

 

1. Thấu kính mỏng:

           a. Định nghĩa: Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt cầu.

           b.Công thức:

                      · Công thức độ tụ: \[D=\frac{1}{f}=(n-1)\left( \frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}} \right)\]

                     + Với: D, f > 0: Thấu kính hội tụ, D, f < 0: Thấu kính phân kì.       

                     + R₁, R₂ > 0: mặt cầu lồi, R₁, R₂ < 0: mặt cầu lõm; R = ¥: mặt phẳng.

                     · Công thức vị trí:  ;\[\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{{{d}^{'}}}\]

 

                           

                     · Công thức độ phóng đại :\[k=\frac{\overline{{{A}^{'}}{{B}^{'}}}}{\overline{AB}}=-\frac{{{d}^{'}}}{d}\]

                               + k > 0: Ảnh vật cùng chiều; k < 0: Ảnh vật ngược chiều.

                               + d, d^/

                     · khoảng cách ảnh – vật:            L  = |d + d^/|

          c. Các đường truyền tia sáng đặc biệt qua thấu kính:

                     · Tia qua quang tâm truyền thẳng.

                     · Tia song song với trục chính cho tia ló ( hoặc có đường kéo dài ) đi qua tiêu điểm ảnh chính.

                     · Tia đi qua (hoặc có đường kéo dài) tiêu điểm vật chính cho tia ló song song trục chính.

                              

d. Đường truyền tia sáng bất kì qua thấu kính:

                     ·  Tia song song với trục phụ, cho tia ló đi qua (hoặc có đường kéo dài đi qua)tiêu điểm ảnh phụ

                     · Tia đi qua ( hoặc có đường kéo dài đi qua) tiêu điểm vật phụ, cho tia ló song song trục phụ.

                               

MẮT CÁC TẬT CỦA MẮT:

 

1. Mắt:

          a. Về phương diện quang học thì những bộ phận cho ánh sáng đi qua của mắt như giác mạc, thủy dịch, thủy tinh thể và thủy tinh dịch tương đương một thấu kính hội tụ. Gọi là thấu kính mắt. 

          · Đặc điểm thấu kính mắt là tiêu cự thay đổi được để ảnh của vật cần nhìn qua thấu kính mắt là ảnh thật nằm rõ trên võng mạc.

          · Võng mạc đóng vai trò màn hứng ảnh. Khoảng cách từ thấu kính mắt (O) đến võng mạc (V) không đổi.

          b. Điểm cực viễn – kí hiệu C_V:             

          +là điểm xa nhất nằm trên trục chính của mắt mà vật đặt tại đó mắt còn nhìn thấy rõ.   

+ Khi nhìn một vật ở điểm cực viễn thì mắt không điều tiết , tiêu cự  thấu kính mắt là lớn nhất và độ tụ thấu kính mắt nhỏ nhất.

          + Mắt thường thì C_V ở vô cực.

          c. Điểm cực cận – kí hiệu C_C:

          + là điểm gần nhất nằm trên trục của mắt mà vật đặt tại đó mắt còn nhìn thấy rõ.

          + Khi nhìn một vật ở điểm cực cận thì mắt điều tiết cực đại, lúc đó tiêu cự thấu kính mắt là nhỏ nhất và độ tụ là lớn nhất.

          + Khoảng cách từ C_C ÷ C_V gọi là khoảng nhìn rõ của mắt.

          + Đ = OC_C gọi là khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt.

 càng lớn tuổi khoảng cực cận của mắt càng lớn.

 

          d. Góc trông vật: 

                     + tga =  \[\frac{AB}{l}\] 

                     + Năng suất phân li:  Để mắt nhìn thấy vật thì vật nằm trong khoảng từ C_C  ÷ C_V của mắt và góc trông vật lớn hơn góc trông a_min ;

a_min gọi là năng suất phân li của mắt.

a_min = 1 phút = 3.10^-4rad.

2. Mắt cận thị:

          a. Định nghĩa:

           Là mắt khi không điều tiết tiêu điểm nằm trước võng mạc.

          b. Đặc điểm:

                     · Điểm cực cận và cực viễn của mắt cận gần hơn so với mắt thường.

                     · Mắt cận thị không có khả năng nhìn được vật ở xa.

Chú ý: Mắt có điểm C_V không phải ở vô cực mà cách mắt một  khoảng xác định là mắt cận thị

          c. Cách khắc phục:

                     · Để sửa tật cận thị cần đeo một thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để vật ở xa nằm ngoài khoảng nhìn rõ của mắt qua kính cho ảnh ảo hiện lên trong khoảng nhìn rõ của mắt.

thường vật ở vô cực qua kính cho ảnh ảo hiện lên ở cực viễn của mắt.

                    

3. Mắt viễn thị:

          a. Định nghĩa:

           Là mắt khi không điều tiết tiêu điểm thấu kính mắt nằm sau võng mạc.

          b. Đặc điểm:

                     · Điểm cực cận xa hơn mắt thường.

                     · Mắt viễn thị không có khả năng nhìn được vật ở gần như mắt thường.

Khi nhìn vật ở vô cực mắt phải điều tiết.

c. Cách khắc phục:

                     · Để sửa tật viễn thị cần đeo một thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp để vật ở gần qua kính cho ảnh ảo trong khoảng nhìn rõ của mắt.

vật ở gần nhất qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt

chú ý:

          + Nhìn vật qua kính thấy ảnh ảo của vật.

          + Mắt không tật về già thì điểm cực viễn vẫn ở vô cực nhưng điểm cực cận lùi ra xa hơn so với mắt thường. Vậy cách sửa mắt không tật về già về nguyên tắc vẫn giống mắt viễn..

Bài viết gợi ý: