1. Các kiến thức về điện từ học
- Lực điện từ là khái niệm được dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động.
F = q.(E + vB)
+ Trong đó:
E là véc-tơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt mang điện tích.
q là điện tích của hạt.
v là véc-tơ vận tốc của hạt.
B là véc-tơ cảm ứng từ tại vị trí của hạt.
Việc thống nhất giữa lực từ và lực điện thành một loại lực điện từ là hoàn toàn phù hợp với quan điểm của lý thuyết “điện động lực học lượng tử”. Theo như lý thuyết này, lực điện từ được tạo ra bởi sự trao đổi của hạt trường.
- Chiều lực điện từ: Chiều của lực điện từ là chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện chạy ở phía bên trong dây dẫn quyết định chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.
+ Có hai yếu tố chi phối đến chiều của một lực điện từ tác dụng lên một dây dẫn là:
Khi qua dây dẫn, dòng điện mang một chiều như thế nào.
Chiều của đường sức từ.
- Quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực điện từ: Để xác định được chiều của lực điện từ chúng ta sẽ sử dụng quy tắc bàn tay trái. Quy tắc này được thực hiện như dưới đây:
Thực hiện đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào trong lòng bàn tay, chiều từ vị trí cổ tay đến vị trí ngón giữa phải hướng theo chiều của dòng điện (chiều của dòng điện chạy bên trong ống dây), ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực điện từ.
- Lực điện từ là một trong số bốn nguồn lực cơ bản của tự nhiên. Theo lý thuyết động lực học lượng tử, lực điện từ được gây ra bởi quá trình trao đổi hạt trường là hạt photon. Đây là lực nằm trong bản chất của hầu hết các loại lực mà hiện nay con người có thể quan sát được trong cuộc sống hàng ngày (ngoại trừ lực hấp dẫn của trái đất). Hầu như mọi tương tác giữa các nguyên tử đều có thể quy được về lực điện từ giữa proton và electron nằm bên trong. Lực này sẽ sinh ra:
+ Tương tác giữa các phân tử.
+ Các lực kéo và đẩy khi tiến hành tác động cơ học vào các vật.
+ Tương tác giữa các quỹ đạo của Electron.
+ Điều khiển các phản ứng hóa học.
- Truyền tải dòng điện năng đi ra xa:
+ truyền tải dòng điện năng đi ra xa bằng một đường dây dẫn thì sẽ có một phần điện năng bị hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt ở trên đường dây.
+ Công suất hao phí vì tỏa nhiệt ở trên đường dây dẫn sẽ tỉ lệ nghịch với bình phương của hiệu điện thế đặt ở hai đầu của dây dẫn: P(hp) = P.P.R/U.U
+ Để giảm được hao phí ở trên đường dây truyền tải dòng điện năng đi ra xa thì ta có vài phương án sau: Tăng tiết diện của dây dẫn (kết quả: tốn kém); Chọn dây dẫn mà có điện trở suất nhỏ (kết quả: tốn kém) + Tăng hiệu điện thế lên (cách thường dùng)
+ Khi truyền tải dòng điện năng đi ra xa, phương án ít hao phí hữu hiệu nhất chính là tăng hiệu điện thế đặt ở hai đầu của dây dẫn lên bằng những máy biến thế.
- Máy biến thế.
+ Tỉ số hiệu điện thế ở vị trí hai đầu của các cuộn dây của máy biến thế thì bằng tỉ số giữa số vòng dây của những cuộn dây đó: U1/U2 = n1/n2
+ Nếu số vòng của dây của cuộn dây sơ cấp (ở đầu vào) mà lớn hơn số vòng dây của cuộn dây thứ cấp (ở đầu ra) của máy thì gọi là máy hạ thế. Nếu số vòng của dây ở cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng của dây ở cuộn thứ cấp thì đó được gọi là máy tăng thế.
+ Ở vị trí hai đầu của đường dây tải điện về hướng nhà máy điện có đặt máy tăng thế để có thể giảm đi hao phí về nhiệt ở trên đường dây tải, ở nơi tiêu thụ có đặt máy hạ thế xuống bằng với hiệu điện thế định mức của những dụng cụ tiêu thụ điện.
2. Các kiến thức về quang học
- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: là một hiện tượng tia sáng được truyền từ môi trường trong suốt này sang một môi trường trong suốt khác và bị gãy khúc tại mặt phân cách ở giữa hai môi trường.
+ Khi tia sáng được truyền từ không khí sang những môi trường trong suốt lỏng, rắn khác nhau thì góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới. Khi ngược lại, khi tia sáng được truyền từ những môi trường trong suốt khác tới không khí thì góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.
+ Khi tăng (hoặc là giảm) góc tới thì góc khúc xạ cũng sẽ tăng (hoặc là giảm).
+ Góc tới 0º thì tia sáng sẽ không bị khúc xạ.
+ Khi một tia sáng được truyền từ môi trường nước sang môi trường không khí nếu như góc tới i sẽ lớn hơn 48º30’ thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.
- Thấu kính hội tụ.
+ Đặc điểm của một thấu kính hội tụ: Thấu kính hội tụ thì có phần rìa mỏng hơn so với phần giữa; Một chùm tia tới sẽ song song với trục chính của chiếc thấu kính hội tụ cho ra chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của cái thấu kính; Dùng chiếc thấu kính hội tụ để quan sát dòng chữ thấy được lớn hơn nhìn bình thường.
+ Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt đi qua thấu kính hội tụ: Tia tới mà đi qua quang tâm thì cho ra tia ló tiếp tục truyền thẳng (không có khúc xạ) theo phương của tia tới đó: Tia tới sẽ song song với cả trục chính thì tia ló sẽ đi qua tiêu điểm: Tia tới sẽ đi qua tiêu điểm thì tia ló sẽ song song với trục chính.
+ Ảnh của vật được tạo bởi chiếc thấu kính hội tụ: Nếu d > f thì cho ảnh ảo cùng chiều với cả vật và lớn hơn vật đó: Nếu d = f thì không cho ra ảnh: Nếu f < d < 2f thì cho ảnh thật sẽ ngược chiều với cả vật và lớn hơn vật đó; Nếu d = 2f thì cho ảnh thật ngược chiều với cả vật và bằng với vật đó; Nếu d > 2f thì cho ảnh thật ngược chiều với cả vật và nhỏ hơn vật đó.
+ Công thức của một thấu kính hội tụ:
Tỷ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h' = d/d'
Quan hệ giữa d, d' và f: 1/f = 1/d + 1/d'; nếu là ảnh ảo thì: 1/f = 1/d - 1/d'
- Thấu kính phân kì.
+ Đặc điểm của chiếc thấu kính phân kì: Thấu kính phân kì thì có phần rìa dày hơn so với phần giữa; Chùm tia tới sẽ song song so với trục chính của chiếc thấu kính phân kì cho ra chùm tia ló phân kì; Dùng chiếc thấu kính phân kì để quan sát một dòng chữ sẽ thấy nhỏ hơn khi nhìn bình thường.
+ Đường truyền của cả ba tia sáng đặc biệt đi qua thấu kính phân kì; Tia tới mà song song với trục chính thì có tia ló kéo dài sẽ đi qua tiêu điểm; Tia tới mà đến quang tâm thì tia ló sẽ tiếp tục được truyền thẳng theo phương của tia tới; Tia tới mà đi qua tiêu điểm thì tia ló sẽ song song với cả trục chính (tia này thì đặc biệt khác với cả thấu kính hội tụ).
+ Ảnh của một vật được tạo bởi chiếc thấu kính phân kì: Vật sáng được đặt ở mọi vị trí phía trước thấu kính phân kì thì luôn cho ra ảnh ảo, có cùng chiều, nhỏ hơn so với vật và luôn luôn nằm trong khoảng tiêu cự của chiếc thấu kính; Vật đặt rất xa so với thấu kính, ảnh ảo của vật đó có vị trí cách cái thấu kính một khoảng bằng với tiêu cự; Nếu đưa vật đó ra xa khỏi thấu kính nhưng theo phương song song với cả trục chính thì ảnh sẽ nhỏ dần và xa daanf so với thấu kính; Vật đặt sát cái thấu kính cho ra ảnh ảo bằng với vật đó.
+ Công thức của một thấu kính phân kì:
Tỷ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h' = d/d'
Quan hệ giữa d, d' và f: 1/f = 1/d' - 1/d
3. Các kiến thức về sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Trên đây là các nội dung được đề cập có liên quan đến một số kiến thức trong chương trình Vật lý 9. Để có thể hiểu rõ hơn về các vấn đề liên quan đến nội dung trên, tham khảo bài viết: Lực là gì? Có bao nhiêu loại lực trong vật lý?. Trân trọng!
