TỔNG HỢP LỰC TÁC DỤNG LÊN 1 ĐIỆN TÍCH
Thấu kính mỏng
- - Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ.
- Đặc điểm của tia sáng truyền qua thấu kính:
- - Dựa vào đặc điểm các tia sáng truyền qua thấu kính để vẽ hình. Để đường truyền của tia sáng qua hệ hai thấu kính đồng trục ta coi tia ló qua thấu kính thứ nhất là tia tới qua thấu kính thứ hai.
- - Biết cách vẽ ảnh của một điểm sáng (nên chọn hai tia sáng đặc biệt).
- - Biết cách vẽ ảnh của một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính:
- Nếu k >0: vật và ảnh cùng chiều.
- Nếu k < 0: vật và ảnh ngược chiều.
Lăng Kính
- Khi sử dụng lăng kính, chùm tia sáng hẹp được chiếu truyền qua lăng kính trong một mặt phẳng vuông góc với cạnh của khối lăng trụ. Do đó, lăng kính được biểu diễn bằng tam giác tiết diện phẳng.
- Các phần tử của lăng kính gồm: cạnh, đáy, hai mặt bên.
- Về phương diện quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi:
- Góc chiết quang A;
- Chiết suất n.
II. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
- Ta đã biết, ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) gồm nhiều ánh sáng màu và lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng truyền qua nó thành nhiều chùm sáng màu khác nhau.
- Đó là sự tán sắc ánh sáng bởi lăng kính do Niu-tơn khám phá ra năm 1669.
- Dưới đây, ta chỉ xét sự truyền của một chùm tia sáng hẹp đơn sắc (có một màu nhất định) qua một lăng kính.
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
- Chiếu đến mặt bên của lăng kính một chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI.
- Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa là lệch về phía đáy lăng kính.
- Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức là cũng lệch về đáy lăng kính.
- Vậy, khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về đáy lăng kính so với tia tới.Góc tạo bởi tia ló và tia tới gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính.
III. Các công thức Lăng kính
- Xét đường truyền của tia sáng qua lăng kính.
- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng và một số định lý hình học về góc, ta thiết lập được các công thức lăng kính sau đây:
- sini1 = nsinr1; A = r1 + r2;
- sini2 = nsinr2 ; D = i1 + i2 - A.
- Đây là các công thức về khúc xạ ánh sáng và mối quan hệ hình học giữa các góc.
IV. Công dụng của lăng kính
- Lăng kính có nhiều công dụng trong khoa học kỹ thuật như:
Áp suất
Phản xạ toàn phần
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2).
- Vì n1 > n2 nên: sin r > sin i. Do đó r > i.
- Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới.
- Khi góc I tăng thì góc r cũng tăng (với r > i ). Do đó, khi r đạt giá trị cực đại 90o thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần, còn gọi là góc tới hạn. Khi đó ta có: n1sinigh =
n2sin 90o.
Suy ra: sin igh = (27.1)
- Với i > igh, nếu áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:
- sinr = sin i > 1 (vô lý )
- Điều này phản ánh thực tế là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần.
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Định nghĩa
- Khi có phản xạ toàn phần thì không có tia khúc xạ.
- Ta gọi là toàn phần để phân biệt với phản xạ một phần luôn xảy ra đi kèm với sự khúc xạ.
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần.
a) Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn: n2 < n1
b) Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: i ≥ igh
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
1.Cấu tạo
- Phần lõi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn(n1).
- Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi.
- Phản xạ toàn phần xảy ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi được theo sợi quang.
- Ngoài cùng là một số lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo để tạo cho cáp độ bền và độ dai cơ học.
2. Công dụng
- Dung lượng tín hiệu lớn.
- Nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn.
- Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt.
- Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).
- Ứng dụng của cáp quang:
Khúc xạ ánh sáng
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
- SI: tia tới; I: điểm tới;
- N'IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I;
- IR: tia khúc xạ;
- i: góc tới; r: góc khúc xạ.
- Khi thay đổi góc tới i, thực nghiệm cho kết quả sau đây được gọi là định luật khúc xạ ánh sáng.
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
1. Chiết suất tỉ đối
- Nếu n21 > 1 thì r < i: Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1)
- Nếu n21 < 1 thì r > i: tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn. Môi trường (2) chiết quang kém hơn môi trường (1).
2. Chiết suất tuyệt đối
- Như vậy chiết suất của chân không là 1.
- Chiết suất của không khí là 1,000293 nên thường được làm tròn là 1, nếu không cần độ chính xác cao.
- Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1.
- Có thể thiết lập được hệ thức: n21 = (26.3)
- Chiết suất của không khí được tính gần đúng bằng 1, còn mọi môi trường trong suốt khác đều có chiết suất lớn hơn 1.
- Dạng đối xứng của định luật khúc xạ là n1sin i = n2sin r.
III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG.
- Thí nghiệm cho thấy (Ở hình 26.1) nếu đảo chiều, cho ánh sáng truyền từ nước ra không khí theo tia RI thì nó khúc xạ vào không khí theo tia IS. Như vậy ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.
- Đây chính là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng.
- Từ tính thuận nghịch, ta suy ra: n12 =
- Tính thuận nghịch này cũng biểu hiện ở sự truyền thẳng và sự phản xạ.
Tự cảm
I> Từ thông riêng của 1 mạch kín:
- Giả sử có một mạch kín C, trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua C được gọi là từ thông riêng của mạch. Rõ ràng, từ thông này tỉ lệ với cảm ứng từ do i gây ra , nghĩa là tir lệ với i. Ta có thể viết:
- Φ = Li
- B = 4π10-7 i
- Dễ dàng tính được từ thông riêng của ống dây đó và suy ra độ tự cảm ( viết trong hệ đơn vị SI) :
- L = 4π10-7 iS.
II> Hiện tượng tự cảm:
- Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong 1 mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của CĐDĐ trong mạch.
III> Suất điện động tự cảm:
- Khi có hiện tượng xảy ra trong 1 mạch điện thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi là suất điện động tự cảm.
Suất điện động cảm ứng
I> Suất điện động cảm ứng trong mạch kín:
- Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
- Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi: ec = - Δ Φ / Δ t
II> Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-Xơ:
- Sự xuất hiện dấu trừ (-) trong công thức ec = - Δ Φ / Δ t là để phù hợp với định luật Len-Xơ.
- Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông Φ qua mạch kín (C), (Φlà 1 đại lượng đại số).
- Nếu Φ tăng thì ec < 0: Chiều của suất điện động cảm ứng (Chiều của dòng điện cảm ứng) ngược với chiều của mạch.
- Nếu Φ giảm thì ec > 0: Chiều của suất điện động cảm ứng (Chiều của dòng điện cảm ứng) là chiều của mạch.
Từ thông. Cảm ứng điện từ
I> Từ thông:
- Từ thông qua 1 diện tích S đặt trong 1 từ trường đều:
- Φ = BScosα
II> Hiện tượng cảm ứng điện từ:
- Khi từ thông qua 1 mạch kín (C) biến thiên thì trong (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng.
III> Định luật Len-Xơ về chiều dòng điện cảm ứng:
- Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua (C). Nói riêng, khi từ thông qua (C) biến thiên do 1 chuyển động nào đó gây ra thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động đó.
Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
I> Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài:
- Cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài: B = 2.10-7l/r
II> Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn:
- Cảm ứng từ tại tâm của khung dây điện tròn: B = 2π.10-7NI/r
III> Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn hình trụ:
- Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ dài: B = 4π.10-7nI
- B: là cảm ứng điện từ, tên tesla (T)
Lực Lo-Ren-Xơ
I> Định nghĩa:
- Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên 1 hạt điện tích qo chuyển động trong 1 từ trường có phương vuông góc và v-> và B-> , có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái, và có độ lớn:
- f = |qo|vBsinα
- R = mv/ |qo|B
Chủ Đề 6: Lực ma sát
Thông thường với cùng vật nặng và bề mặt tiếp xúc , độ lớn của lực ma sát lăn nhỏ hơn nhiều so với lực ma sát trước
Lực ma sát
A: BÀI HỌC
Bài tập định luật Cu-Lông
a. Độ lớn lực tương tác giữa 2 điện tích này có giá trị bao nhiêu ?
b. Khoảng cách giữa điện tích này phải bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là 20,25.10-3 N
a. Tính độ lớn lực tương tác điện giữa 2 quả cầu.
b. Tăng khoảng cách lên gấp đôi thì lực tương tác điện giữa 2 quả cầu tăng hay giảm 1 lượng bằng bao nhiêu ?
Tóm tắt:
Giải
a. Hai điện tích này cách nhau 1 khoảng là bao nhiêu ?
b. Khi tăng khoảng cách giữa chúng lên thêm 1 nửa thì lực tương tác điện giữa chúng có độ lớn bằng bao nhiêu ?
F1 = 3,6.10-4 N