MATH-EDUCARE

----

PHẦN 2

THS. TRẦN ANH TRUNG


MATH-EDUCARE
1

Mục lục
Trang
Mục lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Chương 3- SÓNG CƠ

6

A- HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG
3.1 Hiện tượng sóng: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Quan sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4 Phân loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Những đại lượng đặc trưng của sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Vận tốc truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Chu kỳ của sóng (T ), tần số (f) . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Bước sóng (λ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Biên độ sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

7
7
7
8
8
8
8
9

B- DẠNG BÀI TẬP
10
Chủ đề 1. Viết biểu thức sóng tại một điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Chủ đề 2. Dựa vào độ lệch pha ∆ϕ và điều kiện giới hạn của tần số, bước sóng, vận tốc để tìm tần
số, bước sóng, vận tốc? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Chủ đề 3. Viết phương trình sóng tại một điểm trên miền giao thoa? Xác định số điểm dao động
cực đại và cực tiểu ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
A. Nếu uS1 = uS2 = a. cos(ω.t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 . . . . . . . . . . . . . . 11
2. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1 S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1 D được giới hạn bởi hình chử nhật S1 S2 DC . . . 11
4. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởi hình chử nhật S1 S2 DC . . . . 11
B. Nếu uS1 = a. cos(ωt + ϕ1 ) và uS2 = a. cos(ω.t + ϕ2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 . . . . . . . . . . . . . . 11

www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12


.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


4.2.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . .
4.2.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Định luật Ohm cho mạch điện chỉ có tụ điện . . . . . . . . . . .
4.3.1 Tác dụng của tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . .
4.3.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Định luật Ohm cho mạch điện chỉ cuộn cảm . . . . . . . . . . .
4.4.1 Tác dụng của cuộn cảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . .
4.4.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Định luật Ohm cho mạch điện RLC . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện . . . .

ThS Trần Anh Trung

18

. . .
. . .
. . .
. . .
hiệu
. . .
. . .
. . .
. . .
. . .

. . .
. . .
. . .
. . .
. . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

19
19
20
20
20
20
20
20
20
20
21
21
21
21
21
21
22
22
22

2
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

4.6

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.


.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.


.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

1.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại . . . . . . . . . . . . . . .
2.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . . . .
3.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . . . . .
Chủ đề 8.Xác định khoảng thời gian đèn neon sáng và tắt trong một chu kì T? . . . . . . . . . . .

25

C - MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU- MÁY BIẾN ÁP - SỰ TRUYỀN
4.1 Máy phát điện xoay chiều một pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Nguyên tắc cấu tạo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Máy phát điện xoay chiều ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Định nghĩa dòng điện ba pha: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Động cơ không đồng bộ ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Cách tao ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha . . . . . . .
4.3.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha: . . . . . . . . . . .
4.4 Máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1 Cấu tạo của máy biến thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34
34
34
34
35
35
35
36

. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .

25
26

28
29
29
29
30
30
30
31
31
31
32
32
32
32
33

3
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế

động LC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động . . . . . .
5.1.2 Hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch dao động LC . . .
5.1.3 Sự chuyển hóa và bảo toàn năng lượng trong mạch dao động LC . .
5.2 Điện trường. Sóng điện từ. Các tính chất của sóng điện từ . . . . . . . . . .
5.2.1 Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên . . . . . . . . . . . .
5.2.2 Sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.3 Các tính chất của sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Sự truyền sóng vô tuyến điện. Nguyên lí phát và thu sóng vô tuyến điện . .
5.3.1 Mạch dao động hở. Anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2 Nguyên tắc truyền sóng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.3 Sự truyền sóng vô tuyến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.4 Nguyên lí phát và thu sóng vô tuyến điện . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .
đầu máy
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .

.
.
.
.
.

38
38
40
40

. . .
. . .
. . .
. . .
. . .

44
44
45
45
46
46
47
47
47
47
47
48
48

B - DẠNG BÀI TẬP
49
Chủ đề 1. Xác định chu kì và tần số của mạch dao động LC ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Chủ đề 2. Dao động điện tự do trong mạch LC: viết biểu thức q(t)? Suy ra cường độ dòng điện
i(t)? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Chủ đề 3. Cách áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong mạch dao động LC . . . . . . . . . 50
1.Biết Q0 ( hay U0 ) tìm biên độ I0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.Biết Q0 ( hay U0 )và q ( hay u), tìm i lúc đó . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Chủ đề 3. Mạch LC ở lối vào của máy thu vô tuyến có tụ xoay biến thiên Cmax ÷ Cmin : tìm dải
bước sóng hay dải tần số mà máy thu được? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51


.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.

.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

6.4

6.5

6.6

6.7

DĐ: 0983.885241

6.3.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.2 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3 Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng . . . . . .
6.3.4 Đo bước sóng bằng phương pháp giao thoa . . . . .
6.3.5 Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng .
Máy quang phổ. Các loại quang phổ . . . . . . . . . . . . .
6.4.1 Máy quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.2 Quang phổ liên tục . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.3 Quang phổ vạch phát xạ . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.4 Quang phổ vạch hấp thụ . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.5 Hiện tượng đảo sắc các vạch quang phổ: . . . . . . .
6.4.6 Phép phân tích quang phổ và tiện lợi của phép phân
Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tia X . . . . . . . . . . . . .
6.5.1 Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại
6.5.2 Tia hồng ngoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5.3 Tia tử ngoại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

54
54
55
55

vân tối ( sáng) tại một điểm (xM ) ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
1.Xác định độ rộng quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.Xác định ánh sáng cho vân tối ( sáng) tại một điểm (xM ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.Xác định khoảng chồng chập của hai quang phổ liên tiếp trên miền giao thoa? . . . . . . . 67
Chủ đề 6. Thí nghiệm giao thoa với ánh sáng thực hiện trong môi trường có chiếc suất n > 1.
Tìm khoảng vân mới i ? Hệ vân thay đổi thế nào? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Chủ đề 7. Thí nghiệm Young: đặt bản mặt song song (e,n) trước khe S1 ( hoặc S2 ). Tìm chiều
và độ dịch chuyển của hệ vân trung tâm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

ThS Trần Anh Trung

5
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

Chương 3

SÓNG CƠ
A. HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG
3.1
3.1.1

Hiện tượng sóng:


3.2
3.2.1

Những đại lượng đặc trưng của sóng
Vận tốc truyền sóng

Là vận tốc truyền pha dao động của môi trường mà ta xét. Vận tốc truyền sóng là một đặc trưng quan trọng
của sóng, vận tốc truyền phụ thuộc vào môi trường truyền sóng.
V =

dx
dt

(3.1)

Ví dụ: Vận tốc truyền âm trong không khí v = 331m/s; vận tốc truyền âm trong nước v = 1435m/s.

ThS Trần Anh Trung

6
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

3.2.2


d = k.λ k ∈ Z
Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động ngược pha:
d=

3.2.4

k+

1
.λ k ∈ Z
2

(3.5)

Biên độ sóng

Khi sóng truyền qua một điểm thì làm cho phần tử vật chất tại điểm đó cũng dao động. Biên độ dao động
càng lớn thì sóng càng mạnh.
Biên độ là đặc trưng sóng tại điểm ta xét:
+ Khi sóng lan truyền càng xa nguồn, biên độ càng giảm;
+ Khi sóng truyền tới, một phần tử vật chất tại đó dao động. Vậy quá trình truyền sóng là
quá trình truyền năng lượng.
Chú ý: Quá trình truyền sóng cũng chính là quá trình truyền pha.
Theo hình vẽ ta thấy: pha của dao động đã truyền từ nguồn dao động A tới B tới C và tới D rồi
tới E. . . sau những khoảng thời gian T4 .
Sau một thời gian là chu kì dao động, pha dao động truyền từ A đến E, do đó, trên hình vẽ ta thấy
A và E dao động cùng pha. Khoảng cách giữa chúng là một bước sóng λ.

3.3

DĐ: 0983.885241

hay:
uM (t, x) = a cos ωt −

2πx
λ

(3.6)

2π
x so với sóng tại O. Biểu thức (3.6) cho chúng ta thấy, quá trình truyền
λ
sóng là quá trình truyền theo không gian (x) và thời gian (t).
Vậy: sóng tại M luôn trể pha là

3.3.2

Tính tuần hoàn của sóng theo không gian và thời gian

a. Tính tuần hoàn theo thời gian: OM = x0 , cho chúng ta thấy sự dao động của một điểm M nhất định, từ
(3.6)
2πx0
d
uM (t, x0 ) = a cos ωt −
điều kiện t ≥
(3.7)
λ
v
Chu kì truyền sóng theo thời gian:


Vậy: Chu kì theo không gian là bước sóng λ.

3.3.3

Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng

a.Độ lệch pha của hai sóng tại một điểm ở hai thời điểm khác nhau:
∆ϕ = ω(t2 − t1 ) = ω∆t

(3.10)

b.Độ lệch pha của sóng tại hai điểm cách nhau đoạn d:
∆ϕ =

3.4
3.4.1

2π
2π
(x2 − x1 ) =
d
λ
λ

(3.11)

Hiện tượng giao thoa sóng
Thí nghiệm


và S2 đều có dạng u = a cos ωt.
2π
d1
Sóng từ S1 về M : tại M : u1 = a. cos ωt −
λ
2π
Sóng từ S2 về M : tại M : u2 = a. cos ωt −
d2
λ
Độ lệch pha của hai sóng là:
Độ lệch pha của hai sóng là:
∆ϕ =

2π
2π
(d2 − d1 ) =
δ
λ
λ

với hiệu đường đi của sóng

δ = d2 − d1

(3.12)

Biên độ sóng:
A=

2a2 (1 + cos ∆ϕ)

www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

B. DẠNG BÀI TẬP

Chủ đề 1.Viết biểu thức sóng tại một điểm trên phương truyền sóng?
Phương trình sóng tại nguồn O có dạng:
uO = a. cos(ωt + ϕ0 )

(3.1)

Phương trình sóng tại M cách O một đoạn x:
uM = a. cos ωt + ϕ0 −

2π
x
λ

Chú ý: Nếu biết phương trình sóng tại M, viết phương trình sóng tại O: sóng tại O nhanh pha
sóng tại M
uO = a. cos ωt + ϕM +

2π
x
λ

Nếu hai điểm dao động cùng pha: ∆ϕ = 2kπ
λ=

2π
d
λ

(3.4)

d
k

(3.5)

Bài 1: Một mũi nhọn S vừa chạm nhẹ vào mặt nước và dao động với tần số f = 20Hz. Người ta thấy 2 điểm
A và B cùng trên một phương truyền sóng cách nhau một khoảng 10cm luôn dao động ngược pha với nhau.
Tính vận tốc truyền sóng ? Biết rằng 0, 8m/s ≤ v ≤ 1m/s
Bài 2: Một sợi dây đàn hồi rất dài, đầu A dao động điều hòa với tần số 22Hz ≤ f ≤ 26Hz theo phương
vuông góc với sợi dậy, vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. Điểm M cách A 28cm luôn dao động lệch pha
π
với A một góc ∆ϕ = (2k + 1) (k ∈ Z). Hãy xác định bước sóng ?
2
Bài 3: ( Đề thi đại học năm 2005) Một sợi dây đàn hồi rất mảnh, rất dài, có đầu O dao động với tần số f
thay đổi được trong khoảng từ 40Hz đến 53Hz, theo phương vuông góc với sợi dây. Sóng tạo thành trên dây
có vận tốc không đổi v= 5m/s.
a. Khi f = 40Hz.Xác định tần số và bước sóng.
b. Tìm f để diểm M cách O một đoạn 20cm luôn dao động cùng pha với O.
Câu 4: Tại đầu O của chất lỏng người ta gây ra dao động với tần số 2Hz, biên độ 2cm, vận tốc truyền sóng
ThS Trần Anh Trung



δ = d1 − d2 = kλ

(3.7)

1
δ = d1 − d2 = (k + )λ
2

(3.8)

2. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1 S2 :
Ta có:
−S1 S2 ≤ δ ≤ S1 S2

(3.9)

Thay (3.7), (3.8) vào (3.9) , ta được số điểm cực đại và cực tiểu thỏa mãn phương trình:
−S1 S2
S1 S2
≤k≤
λ
λ
1
S1 S2
1
−S1 S2
− ≤k≤
−
λ

Ta có:
S1 C − S2 C ≤ δ ≤ S1 D − S2 D
(3.13)

Thay (3.7), (3.8) vào (3.13) , ta được số điểm cực đại và cực tiểu thỏa mãn phương trình:
S1 C − S2 C
S1 D − S2 D
≤k≤
λ
λ
S1 C − S2 C
1
S1 D − S2 D 1
− ≤k≤
−
λ
2
λ
2

(3.14)

1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 :
uM = 2.a. cos

ThS Trần Anh Trung

π
ϕ1 − ϕ2
π


1
ϕ1 − ϕ2
δ = d1 − d2 = (k + )λ +
λ
2
2π

(3.17)

2. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1 S2 :
−S1 S2
ϕ1 − ϕ2
S1 S2
ϕ1 − ϕ2
+
≤k≤
+
λ
2π
λ
2π
1 ϕ1 − ϕ2
S1 S2
1 ϕ1 − ϕ2
−S1 S2
− +
≤k≤
− +
λ

2π

(3.19)

4. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởi hình chử nhật S1 S2 DC:
S1 C − S2 C
ϕ1 − ϕ2
S1 D − S2 D ϕ1 − ϕ2
+
≤k≤
+
λ
2π
λ
2π
S1 C − S2 C
1 ϕ1 − ϕ2
S1 D − S2 D 1 ϕ1 − ϕ2
− +
≤k≤
− +
λ
2
2π
λ
2
2π

(3.20)


TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

uS2 = 5. cos 10πt(cm). Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 20cm/s. Coi biên độ sóng là không đổi.
a. Viết phương trình sóng tại điểm M cách S1 là 72cm và cách S2 là 8,2cm. Nhận xét về dao động tại điểm
này ?
b. Một điểm N nằm trên mặt nước với S1 N − S2 N = −10cm. Hỏi điểm này nằm trên đường cực đại hay
đường cực tiểu về phía nào của đường trung trực ?

ThS Trần Anh Trung

13
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

C .SÓNG DỪNG- SÓNG ÂM

Điều kiện để có sóng dừng

a. Đối với dây có hai đầu cố định
Hai đầu cố định được xem như là hai nút sóng, điều kiện để có sóng dừng là chiều dài của sợi dây
bằng một số nguyên lần múi sóng.
λ
với k = 1, 2 . . .
(3.1)
l=k
2
b. Một đầu tự do, một đầu cố định
Đầu cố định được xem như là nút sóng, đầu tự do được xem như là bụng sóng, điều kiện để có sóng
dừng là chiều dài của sợi dây bằng một số bán nguyên lần múi sóng.
l=
Hay:

k+

1 λ
2 2

λ
l=m ;
4

với k = 0, 1, 2 . . .

m = 1, 3, 5, 7 . . .

(3.2)

Âm thanh được chia làm hai loại: nhạc âm và tiếng ồn; Nhạc âm có tần số xác định.
Sóng âm truyền được trong mọi môi trường vật chất trừ môi trường chân không.

3.6.2

Môi trường truyền âm

Ta xét sự truyền âm trong không khí:
Khi chưa có âm truyền qua, không khí quanh điểm M có áp suất là p0 . Khi âm truyền qua thì
không khí sẽ bị dao động theo phương truyền gây ra độ biến thiên áp suất ∆p quanh điểm M , do đó áp suất
tại điểm M là p0 + ∆p. Tai con người có thể cảm nhận được độ biến thiên áp suất nhỏ ∆p = 10−5 P a ( ứng
với tần số 3000Hz − 4000Hz)
Vậy: Sóng âm là sự lan truyền độ biến thiên áp suất trong môi trường đàn hồi.
Đối với chất rắn và chất lỏng, có thể truyền âm như trong không khí.
Vận tốc âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường. Nói chung vận tốc âm trong
chất rắn lớn hơn vận tốc âm trong chất lỏng lớn hơn vận tốc âm trong không khí.

3.6.3

Những đặc trưng sinh lí của âm

Âm tạo cho chúng ta các cảm giác, nhờ đó ta nhận biết được các đặc trưng của sóng âm:
Các đặc trưng sinh lý của âm: độ cao, âm sắc và độ to của âm; Các đặc trưng vật lý: tần số, cường
độ âm và biên độ của âm.
a. Độ cao của âm:
Những âm có tần số khác nhau gây cho ta cảm giác âm khác nhau. Âm cao ( thanh) có tần số lớn;
âm thấp ( trầm) có tần số bé.
Độ cao của âm là đặc trưng sinh lý của âm nó dựa vào đặc tính vật lý là tần số.
b. Âm sắc:
Mỗi người, mỗi nhạc cụ phát ra với sắc thái khác nhau, đặc tính đó được gọi là âm sắc.


(3.4)

Mức cường độ âm L là loga thập phân của tỉ số II0 giữa cường độ âm I củ âm đang xét và I0 chọn làm
chuẩn.
I
đơn vị là: B
(3.5)
L = lg
I0
hay
L = 10 lg

I
I0

đơn vị là: dB

(3.6)

Sự phụ thuộc độ to vào tần số của âm
Muốn gây cảm giác âm, cường độ âm phải lớn hơn một giá trị cực tiểu nào đó gọi là ngưỡng nghe.
Tuy nhiên do đặc tính sinh lý của tai người mà ngưỡng nghe thay đổi tùy theo tần số của âm. Do đó, độ to
của âm phụ thuộc vào tần số của âm.
Tai người thính nhất đối với các âm trong miền 1000Hz − 5000Hz và nghe âm cao thính hơn âm
trầm.
Nếu cường độ âm lên tới I = 10W/m2 thì đối với mọi tần số, sóng âm gây ra cảm giác nhức nhối.
Giá trị đó gọi là ngưỡng đau.
Miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau gọi là miền nghe được.


v

f
2π
x. cos ωt −
l
λ
λ

(3.2)

π
2π
Bài 1: Phương trình sóng dừng trên dây có dạng: u = 4. sin x. cos 50πt −
(cm). Trong đó x tính đơn
3
3
vị (m), t tính đơn vị (s). Xác định vận tốc truyền sóng dừng trên dây ?

ThS Trần Anh Trung

17
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

Chương 4


Kết luận: Suất điện động xoay chiều là một biểu thức biểu diễn dao động điều hòa, với chu kì và tần số

T = 2π
ω
(4.2)
f = ω
2π

4.1.2

Điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều

a. Điện áp xoay chiều:
Khi nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thì điện áp ở hai đầu đoạn mạch có dạng:

Trong đó:

u = U0 cos(ωt + ϕu )(V )


là điện áp tức thời

u :
U0 :
là điện áp cực đại



ϕu :


Kết luận: Cường độ dòng điện xoay chiều là một biểu thức biểu diễn dao động điều hòa.
Chú ý: Cường độ tại mọi điểm trên mạch nối tiếp là có giá trị như nhau.
c. Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện:
ThS Trần Anh Trung

18
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

DĐ: 0983.885241

Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện:
ϕ = ϕu − ϕi
Nếu:




ϕ > 0 :




(4.5)


(4.6)

Khi cho dòng điện một chiều có cường độ I chạy qua điện trở R. Để trong khoảng thời gian t, nhiệt lượng
tỏa ra trên điện trở R vẫn là Q:
Q = RI 2 t
(4.7)
Từ đó ta được:

I0
I= √
2

(4.8)

I gọi là cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
Vậy: "Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ dòng điện không đổi, nếu cho
hai dòng điện đó lần lược đi qua điện trở trong những khoảng thời gian như nhau thì tỏa ra nhiệt lượng bằng
nhau."
Tương tự, suất điện động và điện áp hiệu dụng
E0
E= √
2
U0
U= √
2

4.1.4

(4.9)


Khi có dòng điện xoay chiều i = I0 cos(ωt) chạy qua điện trở R trong khoảng thời gian t thì theo định luật
Jun- Lenxo, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là:
Q=

4.2.2

1 2
I Rt = RI 2 t
2 0

(4.10)

Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có dạng:
(4.11)

uR = U0R . cos ωt
Trong khoảng thời gian vô cùng bé, cường độ dòng điện qua điện trở thuần R có dạng
i=

4.2.3

U0R
uR
=
. cos ωt = I0 . cos ωt
R
R


(4.13)

Định luật Ohm cho mạch điện chỉ có tụ điện
Tác dụng của tụ điện

Tụ điện không cho dòng điện một chiều chạy qua.
Tụ điện cho dòng điện xoay chiều chạy qua. Khi dòng điện chạy qua tụ điện, tụ điện đóng vai trò như một
điện trở gọi là dung kháng ( kí hiệu là ZC )

4.3.2

Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i

Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có dạng:
(4.14)

uC = U0C . cos ωt
Điện tích của tụ điện ở thời điểm t
Dòng điện qua tụ điện:
i=

ThS Trần Anh Trung

q = C.u → q = C.U0 cos ωt
di
π
= −C.U0 ω sin ωt = I0 . cos ωt +
dt
2


(4.16)

π
so với cường độ dòng điện.
2

Hay, hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện chậm pha

4.3.4

π
so với hiệu điện thế ở hai
2

Định luật Ohm
hay

I0 = ωCU0C

I0 =

U0C
ZC

Trong đó: ZC =

1
ωC


(4.19)

Định luật Ohm cho mạch điện chỉ cuộn cảm
Tác dụng của cuộn cảm

Cuộn cảm cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều chạy qua. Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn
cảm đóng vai trò như một điện trở gọi là cảm kháng ( ZL )

4.4.2

Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i

Giả sử cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch :
(4.20)

i = I0 cos ωt
Trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động tự cảm: e = −L

di
dt

e = LωI0 sin ωt = LωI0 sin ωt +

π
2

(4.21)

e vừa đóng vai trò là suất phản điện của máy thu e = −e. Nếu cuộn cảm có điện trở không đáng kể (r = 0)
thì điện áp ở hai đầu cuộn dây chính là suất phản điện:


DĐ: 0983.885241

Định luật Ohm
U0L = ωLI0

hay

Trong đó: ZL = ωL

U0L = I0 .ZL

Cảm kháng

(4.23)

Định luật Ohm:
I0 =

U0L
ZL

hay

I=

UL
ZL

(4.24)


π
;
2

với U0L = I0 ZL

π
;
2

với U0C = I0 ZC

Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch tụ điện C:
uC = U0C cos ωt −

Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch RLC ở thời điểm t:
−
→ −−→ −−→ −−→
−
→
u = uR + uL + uC ↔ U0 = U0R + U0L + U0C Trục pha I0
Tổng các dao động điều hòa là một dao động điều hòa cùng tần số, do đó hiệu điện thế tức thời ở
hai đầu đoạn mạch có dạng:
u = U0 cos(ωt + ϕ)
(4.27)
Trong đó ϕ là độ lệch pha của điện áp ở hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện.

4.5.2



Đặt Z =

DĐ: 0983.885241

R2 + (ZL − ZC )2 được gọi là tổng trở của đoạn mạch, thay vào (4.28) ta được :
(4.29)

U0 = I0 .Z
Ta có:
tan ϕ =

4.5.3

U0L − U0C
U0R

hay

tan ϕ =

ZL − ZC
R

(4.30)

: ϕ > 0 u nhanh pha hơn so với i




Hiện tượng cộng hưởng

Là hiện tượng dòng điện trong mạch tăng lên đến giá trị cực đại
I=

I
R2

+ (ZL − ZC )2

Hệ quả được rút ra:
- Cường độ dòng điện qua mạch là cực đại
Imax =

= max → LCω2 = 1

U
R

(4.32)

- Điện áp u cùng pha cới cường độ dòng điện
i=

u
uR
=
Z
R


TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com


MATH-EDUCARE
Vật lý lớp 12

4.6
4.6.1

DĐ: 0983.885241

Công suất của dòng điện xoay chiều
Công suất tức thời

Xét một đoạn mạch xoay chiều có cường độ dòng điện i = I0 cos ωt đi qua với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn
mạch u = U0 cos(ωt + ϕ).
Công suất tức thời của đoạn mạch : p = ui = U0 I0 cos(ωt + ϕ). cos ωt
p = U I cos ϕ + U I cos(2ωt + ϕ)

4.6.2

(4.36)

Công suất của dòng điện xoay chiều

Công suất trung bình trong một chu kì là:
p = U I cos ϕ + U I cos(2ωt + ϕ) = U I cos ϕ + U I cos(2ωt + ϕ)
Ở số hạng thứ nhất: U I cos ϕ không phụ thuộc vào đối số t, sau khi lấy trung bình nó vẫn có giá


Ý nghĩa của hệ số công suất

R
gọi là hệ số công suất (0 ≤ k ≤ 1).
Z
Nếu mạch chỉ có điện trở thuần R thì: cos ϕ = 1.
Nếu mạch chỉ có L, C thì nói chung: cos ϕ < 1, trừ trường hợp cộng hưởng (ZL = ZC ) thì cos ϕ = 1.
Thông thường, đối với mạch điện RLC thì cos ϕ > 0, 85. Nếu hệ số công suất nhỏ vì đoạn mạch có
độ tự cảm L lớn thì phải mắc thêm một tụ điện vào mạch để tăng hệ số công suất.
Với công suất P và hiệu điện thế hiệu dụng U xác định thì I phụ thuộc vào cos ϕ nên phải tìm cách
tăng hệ số công suất.
* Công suất tiêu thụ P = U I cos ϕ được chia thành hai phần:
+ Phần tỏa nhiệt: Pt = RI 2 : tiêu hao trên các dụng cụ điện.
+ Phần công suất có ích P2 : Sinh công cơ học, phần này không đổi do yêu cầu của máy sử
dụng. Vậy: U I cos ϕ = RI 2 + P2 .
Nhận xét: Với U và P2 không đổi nếu cos ϕ nhỏ, ta phải tăng I nghĩa là tăng công suất tỏa nhiệt,
vì vậy người ta phải tăng hệ số công suất để máy đở nóng.
R
Đối với động cơ điện ta có cos ϕ = . Muốn hệ số công suất tăng thì Z phải giảm nên ta thường
Z
mắc thêm một tụ thích hợp để cảm kháng và dung kháng của các dụng cụ gần bằng nhau.
Hệ số k = cos ϕ =

ThS Trần Anh Trung

24
TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
www.matheducare.com
www.matheducare.com