Dành cho người mất gốc: Hãy đọc kỹ phần "Định nghĩa" để hiểu bản chất, sau đó học thuộc các công thức trong khung màu xanh. Đừng cố nhớ hết một lúc, hãy làm bài tập áp dụng ngay sau khi đọc công thức.
CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Các đại lượng cơ bản
Phương trình chuẩn: \(x = A\cos(\omega t + \phi)\)
x: Li độ (vị trí của vật so với gốc O). Đơn vị: cm, m.
A: Biên độ (x cực đại, luôn dương). Đơn vị: cm, m.
\(\omega\): Tần số góc (tốc độ quay). Đơn vị: rad/s.
\(\phi\): Pha ban đầu (xác định vị trí lúc t=0). Đơn vị: rad.
Chu kì: \(T = \frac{2\pi}{\omega}\) (giây)
Tần số: \(f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi}\) (Hz)
2. Công thức Độc lập thời gian (Công thức vàng)
Dùng khi đề bài cho x, v mà không cho t.
\(A^2 = x^2 + \left(\frac{v}{\omega}\right)^2\)
\(a = -\omega^2 x\)
Cực trị:
Vận tốc cực đại (ở VTCB): \(v_{max} = \omega A\)
Gia tốc cực đại (ở Biên): \(a_{max} = \omega^2 A\)
3. Con lắc lò xo & Con lắc đơn
| Đại lượng | Con lắc lò xo (k, m) | Con lắc đơn (l, g) |
|---|---|---|
| Tần số góc (\(\omega\)) | \(\omega = \sqrt{\frac{k}{m}}\) | \(\omega = \sqrt{\frac{g}{l}}\) |
| Chu kì (T) | \(T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\) (Mẹo nhớ: Tình Mình Kém) |
\(T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}\) (Mẹo nhớ: Tình Là Gi) |
CHƯƠNG 2: SÓNG CƠ (TRỌNG TÂM)
1. Các đại lượng đặc trưng của sóng
Sóng ngang: Vuông góc phương truyền (nước, dây mềm).
Sóng dọc: Trùng phương truyền (lò xo, âm thanh).
Bước sóng (\(\lambda\)): \(\lambda = v.T = \frac{v}{f}\)
Tốc độ truyền sóng (v): \(v = \lambda.f\)
Lưu ý: Quãng đường sóng truyền trong 1 chu kì là \(\lambda\). Khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp là \(\lambda\).
2. Độ lệch pha (\(\Delta\phi\))
Xác định 2 điểm dao động thế nào với nhau khi cách nhau đoạn d.
\(\Delta\phi = \frac{2\pi d}{\lambda}\)
Cùng pha (\(k\lambda\)): \(d = k\lambda\) (số nguyên lần bước sóng).
Ngược pha (\((k+0.5)\lambda\)): \(d = (k + 0.5)\lambda\) (số bán nguyên lần).
Vuông pha: \(d = (k + 0.5)\frac{\lambda}{2}\).
3. Giao thoa sóng (2 nguồn kết hợp)
Hiện tượng 2 sóng gặp nhau tạo nên các vẫn cực đại (lồi) và cực tiểu (lõm).
Điều kiện cực đại (Biên độ max): Hiệu đường đi = số nguyên lần \(\lambda\).
\(d_2 - d_1 = k\lambda\)
Điều kiện cực tiểu (Đứng yên): Hiệu đường đi = số bán nguyên lần \(\lambda\).
\(d_2 - d_1 = (k + 0.5)\lambda\)
Dạng bài: Tìm số điểm cực đại/cực tiểu trên đoạn nối 2 nguồn S1S2
Bước 1: Tính \(\lambda = \frac{v}{f}\).
Bước 2: Dùng công thức kẹp:
- Cực đại: \(-S_1S_2 < k\lambda < S_1S_2\)
- Cực tiểu: \(-S_1S_2 < (k+0.5)\lambda < S_1S_2\)
Bước 3: Đếm số giá trị k nguyên thoả mãn.
4. Sóng dừng (Sóng trên dây)
Sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau.
Khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp hoặc 2 bụng liên tiếp: \(\frac{\lambda}{2}\).
Khoảng cách giữa 1 nút và 1 bụng liền kề: \(\frac{\lambda}{4}\).
1. Hai đầu cố định:
Chiều dài dây \(l = k\frac{\lambda}{2}\)
(Số bụng = k; Số nút = k + 1)
2. Một đầu cố định, một đầu tự do:
Chiều dài dây \(l = (k + 0.5)\frac{\lambda}{2} = (2k+1)\frac{\lambda}{4}\)
(Số bụng = k + 1; Số nút = k + 1)
5. Sóng âm
Sóng âm KHÔNG truyền được trong chân không.
Tốc độ: Rắn > Lỏng > Khí.
Cường độ âm (I): Năng lượng âm. Đơn vị \(W/m^2\).
Mức cường độ âm (L): Cái tai nghe thấy to hay nhỏ. Đơn vị Ben (B) hoặc Deciben (dB).
\(L (dB) = 10\log(\frac{I}{I_0})\)
Đặc trưng sinh lý:
- Độ cao gắn với Tần số.
- Độ to gắn với Mức cường độ âm.
- Âm sắc gắn với Đồ thị dao động.
CHƯƠNG 3: SÓNG ÁNH SÁNG & SÓNG ĐIỆN TỪ
1. Giao thoa ánh sáng (Thí nghiệm Y-âng)
a: Khoảng cách 2 khe (mm).
D: Khoảng cách từ khe đến màn (m).
\(\lambda\): Bước sóng ánh sáng (\(\mu m\)).
Khoảng vân (khoảng cách 2 vân sáng liên tiếp):
\(i = \frac{\lambda D}{a}\)
Vị trí vân sáng: \(x = ki\) (k là bậc vân).
Vị trí vân tối: \(x = (k + 0.5)i\).
2. Sóng điện từ
Là sóng ngang. Truyền được trong chân không với tốc độ ánh sáng \(c = 3.10^8\) m/s.
Thang sóng điện từ (từ bước sóng dài đến ngắn):
Vô tuyến > Vi ba > Hồng ngoại > Ánh sáng nhìn thấy (Đỏ -> Tím) > Tử ngoại > Tia X > Tia Gamma.
Trong chân không: \(\lambda = \frac{c}{f}\)
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Dạng 1: Đọc đồ thị sóng
Cách làm:
1. Nhìn trục tung để tìm Biên độ (A).
2. Nhìn trục hoành: Tìm khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp -> Đó là \(\lambda\) (nếu trục là khoảng cách x) hoặc là T (nếu trục là thời gian t).
3. Xác định chiều truyền sóng: Dùng quy tắc "Sườn trước đi lên, sườn sau đi xuống".
Dạng 2: Bài toán giao thoa (Tìm số vân)
Đề bài: Cho 2 nguồn cách nhau 20cm, f=20Hz, v=40cm/s. Tìm số cực đại?
Giải:
1. Tính \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{40}{20} = 2cm\).
2. Điều kiện cực đại: \(-S_1S_2 < k\lambda < S_1S_2\)
=> \(-20 < k.2 < 20\)
=> \(-10 < k < 10\)
3. Đếm k: k = -9, -8, ..., 0, ..., 8, 9.
=> Có 19 giá trị (Công thức nhanh: 2*9 + 1 = 19).
Dạng 3: Bài toán Sóng dừng
Đề bài: Dây dài 1m, 2 đầu cố định, rung với 4 bụng sóng. Tính bước sóng.
Giải:
1. Hai đầu cố định => \(l = k\frac{\lambda}{2}\).
2. 4 bụng sóng => k = 4.
3. Thay số: \(1 = 4\frac{\lambda}{2}\) => \(1 = 2\lambda\) => \(\lambda = 0.5m\).
Dạng 4: Giao thoa ánh sáng (Tìm bước sóng)
Đề bài: Đo khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 4mm. Tính khoảng vân i?
Giải:
Lưu ý cực quan trọng: Giữa n vân sáng liên tiếp có (n-1) khoảng vân.
=> 5 vân sáng có 4 khoảng i.
=> 4i = 4mm => i = 1mm.